Source-sink Characteristics and the Translocation of Assi- milates in New Plant Type and Intersubspecific Hybrid Rice

Both new plant type (NPT) and intersubspecific hybrid rice (IHR) had large sink size (total number of spikelets per m2), however, poor grain filling limited their potential in the grain yield. Compared to the three-line indica hybrid of Shanyou 63 (CK), NPT and IHR showed higher photosynthetic potential, higher dry matter accumulation and higher ratio of dry weight to spikelets (total dry wt./total number of spikelets) from heading to harvest. But both exhibited a low export percentage and transfer ratio of assimilates, low partitioning of 14C to grains from labeled flag leaves, low harvest indices and low physiological activities (IAA content and activities of ATPase and starch synthase) of grains at early grain-filling stage. The physiological activities of grains at early filling stage were significantly correlated with the export percentage and transfer ratio of assimilates, ripened-grain percentage and grain plumpness (r = 0.85 - 0.95). The source-sink ratio (dry matter wt./spikelet and nonstructural carbohydrate/spikelet) at heading was positively correlated with physiological activities of grains (r = 0. 84 - 0. 97 ). It is suggested that low physiological activities of grains at early filling stage is attributed to low source-sink ratio at heading, and the low sink activity weakens the ability to remobilize assimilates into grains, and leads to poor grain filling in NPT and IHR.

‘阳光玫瑰’葡萄冬果采后叶片光合同化物转运能力研究

以3年生一年两收栽培的‘阳光玫瑰’葡萄为试材,通过测定冬果采后第7天不同衰老程度叶片的光合作用参数,并在枝条基部第1至2节间处环割后对不同叶片衰老程度的枝梢进行^(13)C同位素标记,分析冬果采后叶片光合同化物转运能力。结果表明,冬果采后第7天全绿叶片净光合速率为2.33μmol·m^(-2)·s^(-1),吸收^(13)C总量为17.296 mg,其中枝条^(13)C含量为2.762 mg;半绿叶片净光合速率为0.2μmol·m^(-2)·s^(-1),吸收^(13)C总量为12.472 mg,其中枝条^(13)C含量为2.330 mg;全黄叶片净光合速率为﹣2.51μmol·m^(-2)·s^(-1),吸收^(13)C总量为0.940 mg,其中枝条^(13)C含量为0.112 mg。从以上结果得出,‘阳光玫瑰’葡萄冬果采后的全黄叶片光合能力低下,且基本丧失向枝条转运光合同化物的能力,而全绿和半绿叶片仍具有向枝条转运光合同化物的能力。

花后干旱与渍水下氮素供应对小麦碳氮运转的影响

防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个土壤水分处理,每个水分处理下再设置两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素水平对两个蛋白质含量不同的小麦品种碳氮运转的影响。结果表明,与对照相比,花后渍水和干旱处理均降低小麦叶、茎鞘、颖壳等各营养器官花前贮藏物质再运转量和再运转率以及营养器官花前贮藏物质总运转量,降低了籽粒重。水分逆境下增施氮肥可以提高小麦叶和颖壳花前贮藏物质再运转量和运转率,茎鞘花前贮藏物质再运转量和运转率。在对照和干旱下增施氮肥提高了营养器官花前贮藏物质总运转量和运转率以及籽粒重和花后同化物输入籽粒量,而渍水下增施氮肥趋势相反。水分逆境降低了小麦叶、茎鞘、颖壳等各营养器官花前贮藏氮素再运转量和再运转率以及花前贮藏氮素总运转量和总运转率,降低了小麦籽粒氮积累量。在对照和干旱下增施氮肥提高了小麦叶片的花前贮藏氮素运转量和运转率,茎鞘的贮藏氮素运转量,营养器官花前贮藏氮素总运转量和运转率,籽粒氮积累量以及花前氮素对籽粒总氮贡献率,而渍水下增施氮肥趋势相反。水分逆境明显降低小麦产量、淀粉和蛋白质产量,且干旱处理下增施氮肥有利于籽粒产量、淀粉产量和蛋白质含量的提高,而渍水下增施氮肥使产量进一步降低。试验结果表明。

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

采用花前14C-同位素标记旗叶的方法,研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及14C同化物积累、分配的影响。结果表明,冬小麦成熟期14C-同化物主要分配在茎鞘中,其分配率为44.31%-60.96%;其次在籽粒中,分配率为31.81%-40.67%;其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198,表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对14C-同化物分配率有影响,在施氮量36gm-2处理的茎鞘中分配率下降,而籽粒中的分配率增加,表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程,光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降,在籽粒中的分配率逐渐增加,表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运,65.06%来自开花后同化量,但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36gm^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降,但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加;其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%,表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36gm-2处理高于18gm^-2处理,并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种,表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。

硼对小麦体内碳水化合物同化与运输的影响

用溶液培养及14 C标记等方法研究硼对小麦体内碳水化合物的同化与运输的影响。结果表明 :( 1 )无硼 (B0 )和严重缺硼 (B0 .3)处理茎秆水溶性糖的含量高 ,不是由于缺硼而导致的糖分运输受阻 ,而是对雄蕊结构异常的一种适应 ,造成糖在茎秆的积累。 ( 2 )无硼影响小麦总糖的积累 ;营养生长阶段缺硼不影响总糖的积累 ,生殖生长阶段影响总糖的积累 ,主要表现为籽粒不能形成 ,糖的积累降低。

亚种间杂交稻光合特性及物质积累与运转的研究

亚种间杂交稻穗大粒多,增产潜力大。同亚种内品种间杂交稻相比,亚种间杂交稻剑叶的气孔密度和气孔导度大,抽穗以后叶片的光合速率高。在抽穗期,亚种间杂种和亚种内杂种的干物质积累量相差很小,茎、叶和叶鞘中储存的可用性碳水化合物以及干重颖花比[干重(mg)/颖花(粒)],前者则小于后者。抽穗至成熟,亚种间杂种的干物质积累量和干重颖花比明显高于亚种内杂种,但前者的物质运转率、茎鞘物质的输出率和转换率均低于后者。对亚种间杂种物质运转率低的原因进行了讨论。

水稻强化栽培下的稻米品质

以协优5 2 7为材料,对水稻强化栽培下的稻米品质进行了探讨。结果表明:(1)在同一栽培条件下,因单株不同位次分蘖抽穗的早迟,稻米品质有较大差异,即随抽穗时期的推迟,稻米品质降低。(2 )强化栽培抽穗历时比常规栽培相对较长或相当,其所产稻米品质显著改善,特别是精米率、整精米率提高,垩白粒率、垩白度降低,但对籽粒长宽比及直链淀粉含量的影响较小。(3)在籽粒灌浆结实的关键时期,强化栽培较常规栽培植株透光率大,叶片叶绿素含量高,叶片衰老缓慢,具有较高的光合生产量,抽穗后茎鞘物质向穗部的运转率、运转量、转换率也显著提高。这是精米率、整精米率提高,垩白粒率、垩白度降低的重要原因。

秸秆还田对小麦碳氮转运和产量形成的影响

为给小麦高产栽培和秸秆科学还田提供理论依据,通过2年的定位试验,比较研究了稻麦两熟条件下麦草单季还田(WS)、稻草单季还田(RS)以及稻麦秸秆双季还田(WR)对小麦群体碳氮转运、产量构成及品质形成的影响。结果表明,秸秆还田提高了小麦植株花前贮藏氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率,对小麦籽粒氮素贡献率达到80%以上。秸秆还田条件下,小麦茎鞘花前可溶性总糖转运量对籽粒淀粉产量的贡献率(PSGS)下降,叶片的PSGS提高,小麦地上部营养器官PSGS总体表现为下降趋势。秸秆还田处理对小麦产量构成因子有显著影响,有效穗数下降,但穗粒数和千粒质量增加,从而弥补了有效穗数下降对产量的损失,使得最终的实际产量并未呈现出显著下降。成熟期小麦籽粒蛋白质含量在秸秆还田条件下提高,而淀粉含量降低,其中直链淀粉含量变化不显著,支链淀粉含量显著下降是导致总淀粉含量下降的主要原因。

北方杂交稻与常规稻籽粒灌浆特性的比较

以北方杂交稻和常规稻品种为试验材料 ,用Logistic方程对不同品种的籽粒灌浆过程进行了拟合。结果表明 ,杂交稻和常规稻的灌浆参数存在极显著差异 ,灌浆持续时间的不同是造成不同品种粒重差异的主要因素。灌浆阶段 ,渐增期短 ,启动灌浆速率大 ,灌浆快增期早 ,快增期和缓增期延长等特性有利于增加粒重。同一品种的粒重差异来源于灌浆速率的不同。在灌浆期杂交稻的光合同化物向籽粒运转率高 ,干物质由茎鞘源源不断地向籽粒输送 ,使杂交稻保持较长的高速灌浆期和缓增期 ,最终形成较大的粒重。

施氮水平对不同品质类型小麦花后碳氮同化和转运的影响

以2个不同品质类型小麦品种为材料，研究了5个施氮水平下花后植株非结构性碳水化合物和氮素化合物的同化、转运及其相互关系。结果表明，花后氮同化量约为转运量的10％～40％，而花后碳同化量则为转运量的0．5～2．5倍。高蛋白品种豫麦47花后氮素和碳水化合物的转运量均较高，低蛋白品种豫麦50花后碳水化合物同化量较高。随施氮水平的提高，豫麦47的氮素转运量提高了45％，氮素同化量减少了84％，花后碳水化合物同化量提高了37％；而豫麦50的氮素转运量变化较小，氮素同化量减少了63％左右，花后碳水化合物同化量提高了63％，两品种碳水化合物转运量变化幅度较小。因此，适当提高施氮水平，对2种品质类型小麦可起到提高产量和改良品质的作用。

冬小麦同化物、氮素转移量和转移效率对氮肥的反应

为探究不同品种冬小麦花前同化物和氮素转移对氮肥的反应,以NR9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229号和西农2208等冬小麦品种为供试材料,通过盆栽试验,测定和分析了土壤不同供氮状况下冬小麦花前同化产物和氮素转移的变化。结果表明,施用氮肥可显著增加冬小麦花前干物质转移量和转移效率以及花前和花后吸氮量、花前氮转移量,提高花前干物质对籽粒的贡献率、总吸氮量和籽粒产量,但降低了花前氮的转移效率、对籽粒的贡献率和氮素利用效率。品种间花前干物质转移量、转移效率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及花前吸氮量、花后吸氮量、总吸氮量、花前氮转移量、转移效率、对籽粒的贡献率、氮素利用效率均存在显著或极显著差异。施氮后不同品种的干物质和氮素各性状指标变化幅度明显不同,说明品种之间对氮肥反应的敏感程度有差异。因此通过改变遗传因素和氮肥施用量可促进冬小麦花前同化物和氮素向籽粒的转移,提高籽粒产量和氮素利用效率。

行距对两种穗型冬小麦品种碳氮运转及籽粒氮素输入特征的影响

为不同穗型小麦品种选择各自适宜的行距配置方式提供理论依据,在大田高产栽培条件下,研究了行距配置对两种穗型小麦品种花后光合物质和氮素积累及转运的影响,明确了小麦籽粒灌浆期植株氮素向籽粒输入特征及品种间差异。结果表明,花后光合产物向籽粒的输入量及对籽粒贡献率兰考矮早八为随行距增加呈先增加后减少变化,20 cm行距最大,豫麦49则随行距增大而减小。两品种花前营养器官贮藏物质总运转量及其对粒重贡献率表现随行距扩大而增加,兰考矮早八和豫麦49的运转率分别以15 cm和20 cm行距最高。兰考矮早八营养器官氮素总运转量以行距15 cm最大,其次为20 cm行距,运转率为窄行距处理大于宽行距处理;豫麦49营养器官氮素总运转量为10 cm行距最大,其次25 cm行距,运转率为宽行距处理大于窄行距处理,器官间存在差异。兰考矮早八的籽粒氮素积累量与氮素输入持续期(S)和平均输入速率(V)关系密切,且均以窄行距15 cm行距表现最优,而豫麦49籽粒氮素输入量主要受氮素输入速率(V、Vmax和Vs)制约,宽行距(20 cm)具有很好的调节效应。

旱地覆膜对冬小麦花后^(14)C-同化物转运分配的影响

利用14CO2示踪研究了覆膜对旱地冬小麦花后14C-同化物在灌浆期转运分配的影响。结果表明,花后同化的14C在标记后24h约78%已储存在茎鞘和穗轴中,11%已转运至籽粒,11%还滞留在叶片中;成熟时叶片的14C-同化物几乎都外运了,茎鞘和穗轴中还滞留约28%,70%已转运分配到籽粒中。覆膜小麦的14C-同化物向籽粒的转运比对照慢。另外,研究还表明覆膜小麦花后叶片的叶绿素含量比对照高,MDA含量比对照低,叶片衰老延缓,同化能力强,干物质多,籽粒产量高。因此,覆膜使小麦增产的原因在于小麦中前期生长加快,后期衰老延缓,同化能力增强,最终使得同化的干物质总量大大增加;但并不促进同化物向籽粒的转运分配。

追氮时期对小麦光合作用、^(14)C同化物运转分配和硝酸还原酶活性的影响

采用盆栽和水泥池栽研究了追氮时期对小麦光合作用、14 C同化物运转分配和硝酸还原酶 ( NR)活性的影响。结果表明 ,拔节 (雌雄蕊原基形成 )期较起身 (二棱 )期追施氮肥 ,显著提高了小麦开花后的旗叶叶绿素含量和单叶光合速率 ;灌浆期旗叶 14 C同化物向籽粒转移比例显著提高 ,而在营养器官的滞留比例显著降低 ;旗叶和根系中硝酸还原酶 ( NR)活性亦显著提高。小麦穗粒数、粒重和产量增加 。

不同播期对冬小麦碳氮运转和产量的影响

于2004～2005年在大田条件下,研究了不同播期对冬小麦植株C-N的积累、运转规律及籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明,适当晚播(10月22日播种)可以提高冬小麦成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素积累量,提高开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率。适当晚播的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量有所增加,籽粒产量和蛋白质产量显著提高。由此可见,高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质产量的提高。

春小麦产量和蛋白质关系研究──干物质积累分配与氮素同化运转

利用产量不同、蛋白质含量不同和加工品质各异的３个春小麦品种，研究了灌浆过程中干物质积累分配和氮素同化运转与产量和蛋白质含量的关系．结果表明，干物质的积累量，品种间存在明显差异，高产低蛋白品种和干物质产量高于低产高蛋白类型，高产高蛋白类型积累量最高；营养体的氮素积累变化动态．因向籽粒中转运量的不同而异．各营养体对籽粒氮的贡献顺序为茎（含叶鞘）＞叶片＞穗轴和颖片；品种间开花前后的氮素同化量不同，高蛋白品种倾向于花前同化量多，高产品种花后同化量比例相对增加，高产高蛋白类型两者兼之，品种间花后氮素同化量占总同化量的变幅为１５．３５％～４８．３５％；生育期干物质产量高是高产高蛋白品种的重要物质基础，氮素总同化量与蛋白质含量关系不大，氮素转运效率与蛋白质含量密切相关．ＮＨＩ：ＧＨＩ比例决定着蛋白质含量．

茉莉酸甲酯对杂交水稻同化物运输的调节

在杂交水稻拔节期及灌浆初期施用不同浓度(10～30mg·kg^(-1))JA-Me溶液,结果表明:JA-Me能促进杂交水稻对^(32)P和^(15)N的吸收;加速剑叶中同化物向穗部运输;同时提高剑叶的光合速率以及提高谷粒产量等。

设施栽培条件下桃树果实不同发育时期^(14)C-同化物的运转及分配特性

利用放射性同位素14C-示踪方法研究了设施桃树果实不同发育时期14C-同化物的运转分配特性。结果表明:在果实膨大期和果实成熟期,分配到果实中的14C-同化物均最多,且随着果实生长,分配到果实中的14C-同化物增加。叶片的自留量小于果实获得的14C-同化物量,且随果实生长,叶片的自留量越少。在各器官中果实的竞争势最强,其次叶片与根系也具有较强的竞争势。14C-同化物在各器官的分配状况与各器官积累的可溶性总糖和淀粉含量相对应。

晚播冬小麦各叶位叶片^(14)C同化物的运转分配

采用^(14)CO_2标记方法研究了晚播小麦各叶位叶片同化物质的运转分配变化。研究表明,晚播小麦不同叶位叶片的^(14)C同化物向植株各部位的分配具有明显的分工,据此将晚播小麦主茎叶片分组。基部叶组即晚播小麦冬前及冬季出生的叶片(1—4叶),其同化物主要供给新生叶、根系,部分供给分蘖;中部叶组指返青至拔节期出生的叶片(5—8叶),其同化物主要供给叶片、茎秆和分蘖;拔节后出生的叶片为上部叶组(9—10叶)。上部叶组同化物的主要供给部位是穗、粒和茎秆。叶片分组在晚播小麦栽培实践上具有理论意义。

追氮时期对两种穗型小麦氮素代谢及蛋白质组分的影响

在大田条件下,研究了追氮时期对两种穗型冬小麦品种氮素的积累、运转以及蛋白质组分的影响。结果表明,拔节期追氮显著增加开花期和成熟期小麦植株氮素积累量及转运量,而抽穗期追氮反而下降,氮素转运率和贡献率则随追氮时期后移而降低。兰考矮早八GS活性和豫麦49-198 NR活性在所有测定日期均表现随追氮时期后移而增加,兰考矮早八NR和豫麦49-198的GS活性在灌浆前期呈现与此相同趋势,而在灌浆后期则以拔节期追氮最高。推迟追氮时期,两品种籽粒总蛋白、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均增加,而球蛋白却降低。兰考矮早八剩余蛋白含量随追氮时期后移而降低,豫麦49-198则相反。