施氮量对超高产春玉米花粒期叶片光合特性及产量的影响

以内单314为材料,研究施氮量对超高产春玉米不同层位叶片花粒期光合特性及产量的影响。结果表明,施氮量低于439.8 kg/hm2时,同一层位叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光化学效率(Fv/Fm)均表现出随施氮量增加而增高的趋势;当施氮量超出439.8 kg/hm2时,各层位叶片的SPAD、Pn、Fv/Fm降低,且叶位越低降幅越大。同一施氮水平下,不同层位叶片SPAD、Pn、Fv/Fm花粒期变化不同,上位叶片自散粉后0～20 d相对稳定或略有上升,21～40 d迅速降低;中位叶片整个花粒期缓慢降低;下位叶片自散粉后0～20 d缓慢降低,21～40 d后迅速降低。当施氮量为439.8 kg/hm2时,超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老得到延缓,利于其花粒期干物质积累和产量形成,是实现超高产的重要基础。     

不同旱地小麦品种(系)光合特性与产量差异研究

以小偃15为对照,选用商麦5226等3个旱地小麦品种(系)为材料,大田条件下测定旗叶光合参数、农艺性状、产量及其构成要素,分析旱地条件下小麦净光合速率与产量及其构成要素的相关性。结果表明：(1)参试品种的开花期净光合速率高于灌浆期、气孔导度和胞间CO₂浓度低于灌浆期,蒸腾速率因品种而异;商麦5226、商麦1619和10-16的净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO₂浓度和蒸腾速率不同程度地高于对照。(2)商麦5226和商麦1619产量显著高于对照7.63%和5.13%;小偃15穗数最多,显著高于10-16和商麦1619,而穗粒数和千粒质量显著低于其余3个品种。(3)旱地小麦千粒质量与开花期旗叶Pn呈极显著正相关,与产量显著正相关。     

节水栽培条件下不同粒叶比小麦的光合性能研究

为给小麦节水高产、超高产栽培提供依据,在节水条件下,分析了不同粒叶比类型小麦品种旗叶与非叶器官光合性能的差异及其与粒叶比的关系.结果表明,高粒叶比品种旗叶面积小,灌浆期叶面积衰亡慢,光合功能期长,光合速率高,在灌浆后期非叶器官光合速率甚至高于叶片.同时发现,穗面积、旗叶节以上非叶器官(穗、穗下节间、旗叶鞘)面积与穗粒重均呈显著正相关,叶片、茎秆、叶鞘、穗颖贮藏物质的转移率与粒叶比均呈显著或极显著正相关.因此,通过育种或栽培技术提高粒叶比,充分利用并强化非叶器官光合机能,是实现节水高产、超高产的重要途径.     

灌浆期持续干旱对小麦光合、抗氧化酶活性、籽粒产量和品质的影响

为解析灌浆期持续干旱对优质强筋小麦生长发育的影响,以大面积推广种植的优质强筋早熟多抗小麦品种西农979为材料,从旗叶光合作用、抗氧化酶活性、籽粒淀粉和蛋白质积累过程等方面分析其在灌浆期不同阶段对干旱胁迫的响应特征。结果表明,与正常水分供应(CK)相比,干旱胁迫下花后10 d后小麦旗叶相对含水量下降,变化不显著,而POD、CAT和SOD活性升高,旗叶气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等显著下降。随着干旱胁迫时间的延长,旗叶光合能力显著下降,活性氧清除酶活性均呈下降趋势,其中POD和SOD活性下降速度低于CK。灌浆期干旱胁迫显著降低植株结实率、籽粒长宽、饱满度、千粒重等,导致产量显著下降,并减少籽粒直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量及淀粉直支比,增加籽粒蛋白质含量。由此可见,灌浆期持续干旱会降低小麦光合能力,增强抗氧化能力,抑制籽粒淀粉合成和积累,影响植株结实、籽粒发育和品质形成。     

花期追施氮肥对不同株型黑豆品种生殖生长期叶片生理生化特性的影响

选用沈黑3号(直立型)和辽黑1号(半蔓生型)2个黑豆品种为材料,设置0 kg·hm-2 (N0)、45 kg·hm-2 (N1)、90 kg·hm-2(N2)和90 kg·hm-2+叶面喷施22.5kg·hm-2(N3)4个追施氮肥处理,探讨了花期追施施氮对不同株型黑豆品种叶片生理生化特性的影响.结果表明:不同施氮处理并没有显著改变黑豆叶片不同生育期叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度等的变化规律,辽黑1号的各光合生理指标明显高于沈黑3号.不同施氮处理间的叶绿素含量和净光合速率呈现明显的差异,而叶片蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度差异不显著.在开花期、结荚期和鼓粒期,随着施氮量的增加,2个黑豆品种的SOD、POD和CAT活性均逐渐增强;辽黑1号叶片的SOD、POD和CAT活性均高于沈黑3号.不同施氮处理相比较,N2对生理指标影响大于N3,而N3对生化指标影响大于N2;品种间比较,辽黑1号优于沈黑3号.     

施用生物炭对冬小麦光合潜力和籽粒产量的影响

为探究生物炭对冬小麦光合潜力和籽粒产量的影响,在中国农业大学吴桥实验站设置了施用生物炭7200kg·hm^-2(BH)、3600kg·hm^-2(BM)、1800kg·hm^-2(BL)和不施生物炭(BO)4个处理,测定分析了冬小麦开花期和灌浆期旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率日变化、光响应曲线及籽粒产量。结果表明,不同施炭水平下冬小麦开花期和灌浆期旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率日变化均呈双峰曲线趋势,有明显的光合“午休”现象,而施用生物炭可以减弱光合“午休”。冬小麦叶片胞间CO2浓度的日变化呈现先降后升的趋势,呈广口“V”型。随着光照强度的增加,在开花期,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率光响应曲线呈现逐渐上升趋势,而灌浆期的响应曲线在光照强度1600~2000μmol·m^-2·s^-1时呈现逐渐下降趋势,就不同处理而言,开花期和灌浆期各指标均表现为BH和BM处理大于BL和BO处理;模拟得到的灌浆期最大净光合速率以BM处理最大,分别比BH、BL和BO处理高2.50%、6.20%和8.88%。与BO处理相比,BH、BM和BL处理的籽粒产量分别增加了4.14%、5.97%和1.49%,其中BH和BM处理增产显著(P<0.05)。综上所述,施用生物炭可以减弱冬小麦开花期和灌浆期的光合“午休”,增强光合性能和潜力,提高籽粒产量。在本试验条件下生物炭以年施用量3600kg·hm^-2效果最好。     

干旱处理对不同品种茶树生理特性影响及抗旱性综合评价

以龙井43、槠叶齐、宁州2号和白叶1号两年生盆栽扦插茶苗为试验材料进行自然干旱处理,测定其在干旱胁迫及复水下的生长适应规律,探讨干旱处理对不同品种茶树叶片生理特性的影响,并利用隶属函数值法对这4个品种耐旱性进行综合评价。结果表明,随着干旱处理时间延长,4个品种土壤体积含水量逐渐降低,植株表现脱水症状,叶片相对含水量逐渐降低,MDA含量逐渐升高,SOD活性逐渐降低,POD和CAT活性呈先升后降趋势,净光合速率和蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率呈先升后降趋势,叶绿素和类胡萝卜素总量逐渐升高。复水后,4个品种土壤体积含水量和叶片相对含水量升高,MDA含量降低,龙井43 POD活性升高,其他品种均降低,SOD活性变化趋势与POD相反,4个品种CAT活性均降低,净光合速率均无显著变化,蒸腾速率和水分利用效率均升高,除槠叶齐叶绿素和类胡萝卜素总量升高外,其他均降低。通过模糊隶属函数值法综合评价该4个品种抗旱性,结果表明,耐旱性强弱依次为龙井43>宁州2号>槠叶齐>白叶1号。本研究为抗旱茶树品种的筛选以及抗旱育种提供参考及理论依据。     

氮素施用方式对春小麦花后叶片衰老与产量的影响

为进一步了解氮肥运筹对春小麦衰老及产量的影响,以春小麦宁春4号为材料，将151．5kg／ha的追氮量分别采取三叶期与孕穗期的不同追氮比例（分别为7：3、5：5、3：7），研究春小麦开花后各生理指标的变化。结果表明，随着氮肥后移量的增加，开花后旗叶叶面积指数、叶面积持续期、净光合速率、旗叶气孔导度、POD活性都表现为增加的趋势。单株成穗数表现为7：3处理的最高,但小穗数、穗粒数、千粒重降低，不利于最终产量的形成；5：5和3：7处理的产量构成因素相关不大，但3：7处理的产量性状均优于其他处理。由此可见，适当加大生育中后期追氮比例可明显延缓春小麦叶片的衰老进程，有利于增加籽粒灌浆期光舍产物的形成和积累并提高籽粒产量。     

DNA甲基化抑制剂对盐胁迫下小麦部分生理及农艺性状的影响

为了解DNA甲基化与小麦抗盐性的相关性,以耐盐性不同的春小麦品种新春11号(耐盐)和新春6号(盐敏感)为材料,利用DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5-azaC)处理小麦种子7 d,并对处理后的幼苗用200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫7d,分析盐胁迫下DNA去甲基化小麦的农艺性状及生理特性变化。结果表明,盐胁迫抑制了小麦的生长。盐胁迫下DNA甲基化抑制剂处理可显著降低小麦株高,对穗长、穗粒数和穗粒重无显著影响。与单独盐胁迫相比,DNA甲基化抑制剂处理后,新春11号叶片净光合速率明显下降,蒸腾速率、气孔导度下降幅度减缓,胞间CO_2浓度无显著差异;新春6号蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度显著下降,叶片净光合速率无显著差异。盐胁迫下DNA甲基化抑制剂处理可显著减少小麦叶片丙二醛(MDA)含量,显著提高新春6号小麦幼苗叶片中脯氨酸和可溶性糖含量,而对新春11号影响不大;显著提高新春11号过氧化物酶(POD)活性及新春6号超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性。综上所述,DNA甲基化抑制剂会导致小麦植株矮化,提高盐胁迫下小麦叶片的抗氧化能力,缓解盐胁迫负效应,小麦品种对DNA甲基化抑制剂的敏感性与其耐盐性有关,推测盐胁迫下小麦可能通过DNA甲基化调控其耐盐性。     

施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响

为了防止春玉米早衰,探讨施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响。我们采用盆栽方法,测定春玉米灌浆期和蜡熟期穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白质含量。结果表明：随着有机肥（鸡粪）施用量的增加丙二醛的含量随之降低,超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量则随之提高。施用有机肥（鸡粪）26.7 g/kg土的处理,春玉米穗位叶的过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量下降。玉米灌浆期的穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性普遍高于蜡熟期的。适量的施用有机肥可以提高春玉米生育后期叶片保护酶活性,防止或延缓春玉米的衰老。     

不同覆膜方式对春玉米超高产群体冠层垂直结构的影响

在不同覆膜方式下对春玉米超高产田的冠层垂直结构与产量进行了系统研究。结果表明：行间覆膜可使春玉米超高产群体的植株叶片功能期延长、LAI和LAD增大、Pn和叶绿素提高,冠层内光分布均匀合理,能截获更多的光合有效辐射量,透光率增大,避免下层叶片早衰,提高光合能力,获得更大产量。不同覆膜处理在冠层各层中对叶片功能期、LAI、LAD、Pn、光合有效辐射量及透光率均表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜,这一规律与各处理对产量的影响一致。     

氮肥施用量对超高产玉米光合性能及产量的影响

在田间栽培条件下,研究不同施氮量对玉米植株光合性能及产量的影响。结果表明,增施氮肥能够增加玉米叶片的叶绿素含量、叶面积指数,提高光合速率、蒸腾速率和气孔导度。施用过量的氮肥会造成植株贪青徒长,使生育后期的光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降,影响产量。施氮量300 kg/hm2为试验区最适施氮量。     

锌对玉米光合特性及抗氧化体系的影响

在玉米拔节期每隔7 d叶片喷施一次0(CK)、2、4、6、8 g/L共5个处理浓度的锌(Zn)叶面肥,连续喷施3次,研究大喇叭口期、抽雄吐丝期及灌浆期微量元素Zn对玉米光合特性及抗氧化系统的影响。试验结果表明,Zn处理有利于提高玉米叶片SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr),降低胞间CO2浓度(Ci),提高叶片固定CO2的能力,从而增强光合作用,促进干物质积累;同时,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性,有效降低了丙二醛(MDA)含量,缓解了MDA带来的膜质过氧化伤害。其中在抽雄吐丝期喷施8 g/L锌叶面肥处理,与CK比,Pn、Gs、Tr分别提高25.37%、14.05%、21.72%,Ci降低8.12%;SOD、POD和CAT活性分别提高30.90%、25.65%、20.42%;MDA降低21.18%;SPAD值增加23.34%,干物质积累增加22.33%。综合来看,Zn处理以最高喷施量8 g/L处理效果最好。     

转Bt基因甘蔗的生理研究

选取3个含有Bt基因甘蔗株系进行光合系统和抗氧化系统的研究.转基因株系的净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、蒸腾速率和对照相比没有明显的差异;转基因株系中的SOD、POD、CAT和MDA的变化较小.结果表明:Bt基因的插入导致部分甘蔗的生理指标发生变化,不同的株系生理变化不一致.     

生物炭对郑单958生理生化指标及产量的影响

采用大田试验,研究生物炭与氮肥配施对郑单958玉米子粒产量、不同生育时期SPAD值、叶面积指数(LAI)、光合特性及氮代谢相关酶活性的影响,明确生物炭对玉米生理生化指标与产量的效应。结果表明,不同炭氮施量处理中,正常施肥配施5 000 kg/hm~2生物炭处理表现出明显的优势,成熟期玉米叶片SPAD值和叶面积指数(LAI)分别比不施生物炭处理(对照)高46.22%和37.22%。正常施肥配施生物炭处理玉米的净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均高于CK,且高施炭量处理明显高于低施炭量处理,有效提高了玉米叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,延缓玉米衰老。添加生物炭处理郑单958产量最高可达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,表现为穗长、穗粒数和百粒重的增加。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。     

导入谷子基因组DNA对小麦光合生理特性的影响

为促进小麦高光效育种研究,以小麦品种普冰201、长武134及分别以普冰201和长武134为受体通过花粉管通道法导入谷子品种冀谷18基因组DNA的后代株系为材料,在拔节期、抽穗期和灌浆期分别测定其最上部叶片或旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、相对叶绿素含量(SPAD值)等光合生理指标,成熟期收获后调查单株穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状,并进行比较分析.结果表明,谷子基因组DNA导入系的光合特性及农艺性状与亲本相比发生了变化.在拔节期,以长武134为受体的导入系01-2-20-10的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别较亲本高出5.5％、12.5％和6.5％.在抽穗期,以普冰201为受体的导入系01-2-12-5的蒸腾速率和气孔导度分别高出亲本11.1％和12.5％,导入系01-2-8-4和01-2-14-2的SPAD值较亲本高出9.7％和3.2％.在灌浆期,以普冰201为受体的导入系01-2-11-3的净光合速率较亲本高出10.0％,导入系01-2-12-2的气孔导度较亲本高出11.1％.对单株穗数而言,普冰201后代导入系01-2-12-2较亲本高出3.3％,长武134后代导入系01-2-17-4较亲本高出4.6％.对穗粒数而言,普冰201后代导入系01-2-12-2较亲本多出3.8％,长武134后代导入系01-2-17-4较亲本高出24.9％.普冰201所有后代导入系的株高和千粒重均高于亲本,长武134后代导入系01-2-17-4、01-2-18-5和01-2-18-12的千粒重均高于亲本.     

春玉米行间覆膜田间土壤水分时空动态及水分高效利用机理研究

在不同覆膜方式下对春玉米田间土壤水分时空运移规律、耗水特征和水分利用效率进行了系统研究。结果表明:行间覆膜全生育期0～100cm土层土壤贮水量明显高于行上覆膜和不覆膜。不同覆膜方式下,春玉米全生育期土壤水分状况可分为土壤水分大量损耗期和土壤水分收支平衡期,且0～100cm土层可分为急变层、活跃层和相对稳定层;不同覆膜方式下膜内外土壤水分差异主要体现在0～60cm土层,行间覆膜使玉米根系长期生长在土壤含水量较高的区域,促进了玉米的生长发育和土壤水分的直接有效利用;不同覆膜方式的土壤水分利用效率、产量和产量水平的水分利用效率皆表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜。行间覆膜较高的水分利用效率主要是充分有效地运用了降水和灌溉水。     

叶面喷肥对先玉335叶片光合特性及产量的影响

以紧凑型玉米品种先玉335为试验材料,叶面喷施混合肥(NPK)、磷钾肥(PK)、氮肥(N),以喷施清水(CK)为对照,研究不同生育时期叶面肥对其光合特性及产量的影响。结果表明:不同叶面肥处理对玉米叶面积、叶绿素含量(Chl)、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾强度(Tr)均有不同程度的影响,因生育时期而不同;叶面肥处理后产量均高于对照,以混合肥处理产量增加最多,磷钾肥处理次之,氮肥处理增幅最小。