大穗型水稻^13C光合产物的积累与分配

为了研究大穗型水稻品种穗、后光合产物的积累与分配,本试验以不同穗粒型的杂交粳稻品种为材料,研究了大穗型水稻穗后的光合生产、积累及物质转运特性,并通过13CO2标记技术,研究了水稻穗后不同时期光合产物的去向。结果表明,大穗型品种的穗粒数、单穗重显著大于中穗型品种。大穗型品种在齐穗后剑叶的净光合速率和上三叶的SPAD值显著高于中穗型品种。大穗型总13C同化物量显著高于中穗型品种,尤其表现在灌浆后期的穗部,而灌浆后期中穗型品种茎秆和叶片中的13C同化物量高于大穗型品种。大穗型品种具有较强的CO2同化能力优势,穗后光合产物的积累优势明显,且茎鞘物质向穗部的转移量、转运率及抽穗至成熟干物质积累占籽粒产量的百分率明显高于中穗型品种,具有更高的增产潜力。该研究以期为水稻超高产育种和栽培提供理论依据。

钾营养对甘薯块根薄壁细胞微结构、^(14)C同化物分配和产量的影响

选用徐薯 18号为材料 ,通过大田试验研究了供钾水平对甘薯块根薄壁细胞显微和超微结构、块根呼吸速率和ATP含量、14 C同化物分配和产量等的影响。结果表明 ,施用适量钾肥 ,甘薯块根薄壁细胞膜结构完整、清晰 ,内含较多的线粒体和质体 ,胞质较丰富 ;块根的呼吸速率和ATP含量较高 ,有利于提高块根“库”的活性。适量供钾 ,增加单位体积块根内的淀粉粒数 ,提高块根淀粉含量 ;促进光合产物由叶片向块根的运输 ,提高了14 C同化物在块根中的分配比例 ;促进块根迅速膨大 ,增加单薯重 ;

氮磷钾施用量对小麦旗叶^(13)C同化物分配、籽粒淀粉积累和肥料利用的影响

探明节水补灌下华北平原小麦生产中氮磷钾肥的适宜施用量及其生理机制,可为小麦高产高效生产中制定合理的施肥方案提供理论依据。本研究设置4个氮(N)磷(P_(2)O_(5))钾(K_(2)O)施用量,分别为:0、0、0 kg・hm^(-2)(F_(0)),180、75、60kg·hm^(-2)(F_(1)),225、120、105 kg·hm^(-2)(F_(2)),270、165、150kg·hm^(-2)(F_(3)),各处理均于小麦拔节期和开花期将0~40cm土层土壤相对含水量补灌至70%,研究小麦旗叶光合能力、^(13)C同化物分配、籽粒淀粉积累和肥料利用的差异。结果表明:F_(1)处理的小麦旗叶叶绿素相对含量、光合和叶绿素荧光参数、^(13)C同化物在各器官的分配量以及籽粒淀粉合成相关酶活性、淀粉积累量均显著高于F_(0),是其籽粒产量比F_(0)提高20.9%的重要生理基础。F_(2)和F_(3)处理上述指标及产量与F_(1)处理相比无显著增加,但肥料(氮/磷/钾)偏生产力和农学效率分别降低了17.5%~58.4%和12.7%~50.7%。综上,本试验在节水补灌条件下,F能够促进小麦旗叶光合同化物生产和籽粒淀粉积累,获得了较高的籽粒产量和肥料利用率。

烯效唑干拌种对小麦光合作用和^(14)C同化物分配的影响

研究了烯效唑干拌种对小麦生育后期光合作用及14C同化物分配的调节效应。结果表明,烯效唑处理增加了植株冠层叶面积,处理间差异显著,以20mg/kg处理的效果最好。与对照相比,旗叶全展后30d,MDA含量降低了14.3%,可溶性蛋白质和叶绿素含量分别增加了59.4%和12.6%。烯效唑处理提高了小麦旗叶后期光合速率,改变了14C同化物在各器官中的分配比例,分蘖盛期标记的14C同化物分配到穗的比例提高了25.9%;灌浆中期标记的14C同化物分配到主茎穗和分蘖穗的比例分别提高了10.8%和27.2%。

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 。

短季棉与中熟棉花品种^(14)C同化产物分配规律的比较研究

短季棉１４Ｃ同化物苗期运向顶芽、盛蕾期运往棉蕾的比例明显高于中熟品种，而苗期至盛蕾期运向根系、盛花期运向顶芽的比例却低于中熟品种，推测这是早熟品种晚播早熟、结铃性强、根系欠发达的重要生理原因。短季棉去叶枝可降低１４Ｃ同化物运往根系的比例，所有供试品种去第１果枝皆可增加１４Ｃ同化物运向根系的比例。

那氏778诱导剂浸种对冬小麦^(14)C同化物生产及运转分配的影响

为了研究那氏778诱导剂浸种后冬小麦的增产机理,采用14C示踪技术研究了那氏778诱导剂浸种对冬小麦14C同化物的生产及运转分配的影响,结果表明,那氏778诱导剂浸种可显著提高冬小麦苗期、拔节期和灌浆期各器官及整株的相对光合强度和光合物质同化量。苗期各叶位叶片和整株的相对光合强度分别提高30.00%～43.00%和30.89%,整株光合物质同化量增加45.02%;拔节期展开叶、未展开叶和整株的相对光合强度分别提高30.41%、26.02%和31.81%,整株光合物质同化量增加47.06%;灌浆期叶片、叶鞘、节间的相对光合强度分别提高18.05%、17.00%、17.51%,整株相对光合强度提高31.37%,光合同化量增加65.08%。那氏778诱导剂浸种的小麦在生育前期以提高展开叶和冠层上部各器官的同化能力为主,生育后期在冠层下部弱光条件下各光合器官同化能力的提高更为明显。那氏778诱导剂浸种还提高了冬小麦的同化物向穗部、根系等输入的比例,生育前期(苗期)主要以向根系和未展开叶输入为主,分配比例分别提高4.06和2.46个百分点;生育后期(灌浆期)主要以向穗部输入为主,分配比例提高10.5个百分点,这有利于促进小麦的生长发育,为小麦的高产奠定了基础。

棉花叶枝叶与果枝叶^(14)C同化物的转运分配

运用１４Ｃ示踪技术研究结果表明，叶枝同化产物的转运速率相当于果枝，但其转运量明显高于果枝。标记叶枝１４Ｃ同化物的再分配结果表明，分配到果枝蕾铃部分的光合产物相当于标记叶枝蕾铃的３００５％；标记果枝１４Ｃ同化产物再分配结果，分配到叶枝蕾铃部分只相当于标记到果枝蕾铃的０９３％。

设施栽培中桃树^(14)C同化物分配特性的研究

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同化物最多,随着果实生长,分配到果实中的14C同化物比例增加。叶片的自留量小于果实获得的14C同化物量,且随着果实的生长,叶片的自留量逐渐减少。在各器官中果实的放射比活性最强,其次为叶片与根系。说明果实膨大期和果实成熟期是设施桃树对碳素同化物需求和竞争最大的时期。

DPC对麦套棉^(14)C同化物运转分配及再分配的影响

试验结果表明，棉花（Ｇ．ｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）苗期、蕾期和花铃期ＤＰＣ化调可显著增加１４Ｃ同化物在根、蕾及花铃中的分配率，降低１４Ｃ同化物在顶（边）心中的分配率。从苗期到花铃期，随着生育期的延后，在吐絮阶段茎叶等营养器官滞留的１４Ｃ同化物逐渐减少，棉铃尤其是子棉的分配比率逐渐提高。ＤＰＣ化调减少了茎叶和铃壳的１４Ｃ同化物滞留量，增加了在子棉和根中的分配率。

^14C示踪同化物在柽柳和管花肉苁蓉寄生系统内的分配

利用14 C同位素示踪技术,探讨碳同化物在柽柳和管花肉苁蓉寄生系统内的分配,为明确两者同化物的源库关系及光合产物调控提供理论依据。结果表明,不同时期柽柳和管花肉苁蓉中14 C同化物的分配比例差异显著,8-10月分配给柽柳的14 C同化物比例显著降低,分配给管花肉苁蓉的比例显著升高,10月达到峰值,柽柳和管花肉苁蓉中14 C同化物的比例分别为14.95%~20.54%和79.46%~85.05%。随着管花肉苁蓉寄生数量的增加,分配给柽柳的14 C同化物比例显著降低,分配给管花肉苁蓉的比例显著升高,管花肉苁蓉的14 C同化物分配比例表现为接种8个的处理>接种4个的处理>接种1个的处理。14 C同化物在柽柳和管花肉苁蓉寄生系统内的分配比例随肉苁蓉寄生数量和生长时间而变化。

长期定位耕作模式对小麦^(13)C同化物分配和籽粒产量形成的影响

明确长期定位耕作模式对小麦籽粒产量的影响及其生理原因,可为小麦的高产高效生产提供理论依据与技术支撑。以济麦22为试验材料,研究了连续14年旋耕(R)、少免耕(S)和隔两年深松+少免耕(SS)3种耕作模式对小麦植株冠层光截获、同化物转运分配和籽粒产量形成的影响。结果表明:小麦叶面积指数在开花后14~28 d表现为SS处理显著高于其他处理;开花后21 d, SS处理小麦冠层的上层和中层光合有效辐射截获率和截获量均显著高于R和S处理;开花后同化物对籽粒的贡献率和^(13)C同化物在籽粒中的分配比例表现为SS处理均显著高于其他处理,且最大灌浆速率和平均灌浆速率均显著高于其他处理;SS处理的千粒重较R和S处理分别提高了8.7%和9.6%,籽粒产量较R和S处理分别提高了14.2%和19.4%。SS处理显著改善了小麦冠层的光能利用,促进了干物质的积累和转运,提高了籽粒灌浆速率,增加了粒重,获得了最高的籽粒产量,是本试验条件下的最优耕作模式。

育苗移栽对麦套棉^(14)CO_2同化量及运转分配的影响

育苗移栽不仅使陆地棉(Gossypium hirsutum L.)株在苗期、蕾期、花铃期的(14)~CO_2同化强度和同化量显著提高,而且对上述各生育期同化产物向籽棉的再动员具有明显的促进作用。各期标记后3d的测定结果显示,育苗移栽增加了棉苗同化物质向根系中的分配而减少了向顶芽的分配,有利于促根壮苗;使蕾期同化物质向顶芽和边心的分配比例下降,有利于控制棉花的营养生长,防止或减轻茎叶狂长,使棉株健壮稳长,促进花芽分化;在花铃期,促使更高比例的同化物质向成铃中分配,有利于蕾铃发育。

小麦不同生育期同化的^(14)C在穗内的分配

应用同位素示踪技术研究小麦籽粒发育的不同时期植株同化物在穗内的分配模式。结果发现,孕穗期和灌浆末期植株的同化物对穗两端小穗及远轴籽粒有利。大粒生长势强,有利于对当时同化物的竞争。讨论了同化物分配与籽粒发育的关系。

分根交替灌溉对桃树^13C分配和光合能力的影响

为探究分根交替灌溉对肥城桃^13C同化物分配的影响，以2年生肥城桃为试材，分根区处理设置1／4、2／4、3／4、4／44种灌水根区和500、1000mL2种灌水量，交替周期处理设置2／4、4／42种灌水根区和4、8、16d3种交替间隔，研究不同处理对各器官^13C分配率、光合指标和荧光参数的影响。

种植密度对烤烟叶片碳同化能力及同化产物分配的影响

以烤烟品种K326为材料,设置D1(16 529株/hm2)、D2(18 182株/hm2)、D3(20 202株/hm2)3个种植密度处理,于圆顶期对各处理烟株上、中、下3个部位叶片进行13C同位素标记,研究了烤烟不同部位叶片的碳同化能力差异和同化产物的分配特点,并探讨了种植密度对烤烟叶片碳同化能力差异和同化产物分配的调节效应。结果表明,烤烟不同部位叶片的13C同化能力表现为中部叶>上部叶>下部叶;同一叶片不同区段13C同化能力大小依次为叶中部>叶基部>叶尖部。上部叶的13C同化产物平均有19.71%运往根系,42.22%运往茎秆,38.07%留在叶片且大部分留在被标记的上部叶;中部叶的13C同化产物有33.42%运往根系,26.00%运往茎秆,40.58%留在叶片且大部分留在被标记的中部叶;下部叶的13C同化产物有33.67%运往根系,23.72%运往茎秆,42.61%留在叶片且大部分留在被标记的下部叶。上部叶的13C同化产物向茎秆的中部供应较多,中部叶和下部叶的13C同化产物向茎秆基部分配较多。随着种植密度增大,叶片的碳同化能力降低,向根、茎分配的同化产物量减少,尤其是在较高的种植密度(D3)下,各部位叶片的碳同化能力显著降低。综上,烟叶产量和品质形成的物质基础主要来源于烟叶生长期间自身的同化作用,种植密度对烤烟叶片的13C同化能力具有显著影响,在设置试验条件下,18 182株/hm2左右的种植密度有利于提高烤烟叶片碳同化能力和协调同化产物的运输分配。

土壤干湿交替对小麦花前碳同化物分配的影响

采用盆栽小麦试验,在开花前7d利用14CO2光合标记,花后设置对照(A)、干湿交替5d循环(B)和10d循环(C)共3种水分处理。研究结果表明:约有19.0%～22.0%花前14C同化物被转运到籽粒。在B、C两种干湿交替处理中,籽粒对花前14C同化物动员量分别高出对照4.38%和3.02%,并且叶、鞘、茎等花前临时库中同化物输出比例相对高于正常供水的A处理。旗叶中可溶性糖和脯氨酸(Pro)含量对干湿反应敏感。灌浆后期,干湿交替处理的小麦旗叶中叶绿素(Chl)含量和光合速率与对照相比,相对减小,蒸腾速率和气孔导度也大大降低,并且二者变化趋势相一致。干湿交替供水,可部分补偿灌浆后期干旱导致光合不足、同化物减少的籽粒干物质的损失。

施氮量对烤烟叶片碳同化能力及同化产物分配的影响

以烤烟(Nicotiana tabacum)品种K 326为材料,采用稳定同位素13C标记技术,研究了烤烟圆顶后1周不同部位叶片、同一叶片不同区段的13C同化能力差异及同化物运输分配的特点,探讨了施氮量对烤烟叶片碳同化能力及同化物分配的影响。结果表明,烤烟不同部位叶片13C同化能力表现为中部叶>上部叶>下部叶;同一叶片不同区段13C同化能力依次为叶中部>叶基部>叶尖部。随施氮量增加,上部叶和下部叶的13C同化能力有增大的趋势,而中部叶的13C同化能力以中等施氮量处理(N2)最大。各部位叶片的13C同化产物主要分配于相应部位叶片及根和茎中,增加施氮量具有促进上部叶同化物向根部和茎部运输分配的趋势。

测墒补灌条件下施氮量对小麦开花后^(13)C同化物积累量和水氮利用效率的影响

为探究黄淮冬麦区测墒补灌节水条件下协同提高小麦产量和水氮利用效率的氮肥管理措施,以小麦品种‘烟农1212’为材料,在拔节期和开花期将各处理0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至70%条件下,设置3个施氮水平,即150(N_(1))、210(N_(2))和270 kg·hm^(-2)(黄淮冬麦区常规施氮量,N_(3)),研究施氮量对小麦开花后旗叶光合特性、^(13)C同化物积累与转运及水氮利用效率的影响。结果表明:N_(2)和N_(3)处理开花后14~35 d旗叶光合能力显著高于N_(1)处理,N_(2)与N_(3)处理间差异不显著。^(13)C同位素示踪结果显示,N_(2)处理开花后营养器官^(13)C同化物转运量比N_(1)和N_(3)处理分别高12.1%和7.1%,成熟期^(13)C同化物在籽粒中的分配量比N_(1)和N_(3)处理分别高10.1%和5.3%。施氮量亦调节了小麦不同生育阶段的耗水量、耗水模系数和总耗水量,小麦全生育期耗水量表现为N_(2)与N_(3)处理无显著差异,但均显著高于N_(1)处理,N_(2)处理拔节至成熟期阶段耗水量和耗水模系数均较高。N_(2)处理水分利用效率比N_(3)和N_(1)处理分别高7.5%和4.8%,籽粒产量比N_(3)和N_(1)处理分别高4.7%和10.9%,氮肥偏生产力比N_(3)处理高34.6%。综合考虑小麦籽粒产量和水氮利用效率,施氮量为210 kg·hm^(-2)处理为研究区测墒补灌节水条件下的最佳施氮量。