植物生长调节剂对水稻氮素累积和转运及籽粒蛋白质含量的影响

采用盆栽试验探讨了新型植物生长调节剂不同配方对水稻氮代谢、籽粒和糙米蛋白氮含量、籽粒蛋白质产量的影响，并筛选出效果显著的一种新型植物生长调节剂配方。结果表明，水稻籽粒灌浆期间功能叶、茎鞘的全氮、蛋白氮含量随着生育期的延长呈减少趋势，其减少量以喷施植物生长调节剂不同配方处理高于对照，水稻糙米的全氮、蛋白氮含量以喷施植物生长调节剂不同配方处理高于对照，其中PGRF4处理最高，PGRF2处理次之，籽粒蛋白质产量以PGRF3处理为最高，比对照增产17．90％，其次为PGRF2处理，比对照增产15．93％。     

羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

为研制开发提高玉米籽粒蛋白质含量的新型植物生长调节剂，采用田间小区试验，研究了羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢关键酶的调控效果。结果表明，羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢具有一定的调控作用，可显著提高玉米功能叶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酰胺转化酶、蛋白水解酶和玉米籽粒的谷氨酰胺合成酶活性，降低玉米籽粒的蛋白水解酶活性，并能明显增加玉米籽粒的全氮、蛋白氮含量。     

不同配方植物生长调节剂对水稻氮代谢的影响

采用盆栽试验研究了植物生长调节剂不同配方对水稻氮代谢，籽粒、糙米的全氮、蛋自氮含量和籽粒蛋白质产量的影响．结果表明：喷施合理配方的植物生长调节剂，可使水稻在生殖生长前期叶片和茎鞘保持较强的氮素同化能力，在生殖生长后期叶片和茎鞘中氮的降解和转运再利用能力增强；可增强水稻功能叶的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和蛋白水解酶活性及籽粒的谷氨酰胺合成酶活性；提高籽粒和糙米中全氮及蛋白氮含量．籽粒蛋白质产量以新型植物生长调节剂配方7＋吐温80（PGRF7）为最高，其次为新型植物生长调节剂配方6＋吐温80（PGRF6），再次为新型植物生长调节剂配方3＋吐温80（PGRF3），分别比对照增产17．9％，15．9％，13．7％．研究结果表明，PGRF7与PGRF6配方处理效果最好，PGRF3配方处理次之。     

几种植物生长调节剂对水稻氮素积累与转运及贮存的影响

为了植物生长调节剂的开发利用，给提高水稻籽粒蛋白质含量新技术的推广提供理论依据，采用盆栽试验探讨了几种植物生长调节剂对水稻氮代谢、籽粒、糙米蛋白质含量、籽粒蛋白质产量的影响．结果表明：早稻籽粒灌浆期间功能叶、茎鞘的全氮、蛋白氮含量随着生育期的延长而逐渐减少，其减少幅度是各喷施植物生长调节剂处理明显高于对照．各喷施植物生长调节剂处理早稻籽粒的全氮、蛋白氮含量在灌浆的5个时期均高于对照；黄熟期早稻籽粒的全氮、蛋白氮含量的大小顺序与糙米的全氮、蛋白氮含量的大小顺序均依次为：PGR4，PGR3，PGR2，PGRl，PGR5，对照．早稻籽粒的蛋白质产量也是各喷施植物生长调节剂处理高于对照，其中PGR4处理最高，PGR3处理次之．     

不同栽培法对水稻氮代谢及蛋白质产量的影响

为了探明不同栽培方法对稻米蛋白质产量的影响机理，采用田间小区试验，研究了4种栽培方法对湘早籼29氮代谢关键酶活性和糙米全氮、蛋白氮含量及籽粒蛋白质产量的影响．结果表明，综合栽培改良I与习惯栽培法相比，能够有效提高水稻功能叶硝酸还原酶（NR）、蛋白水解酶和谷草转氨酶（GOT）活性，显著提高糙米全氮、蛋白氮的含量与籽粒蛋白质产量，其中全氮含量提高了17．86％，蛋白氮提高了17．96％，籽粒蛋白质产量提高了29．62％．     

DPR对水稻氮素代谢及籽粒蛋白质产量的影响

为了实现水稻高产、优质、高效，采用盆栽试验，研究了水稻双促调节剂(DPR)在不同土壤上喷施对水稻氮素代谢特性及其籽粒蛋白质产量的影响．结果表明：水稻齐穗后喷施DPR能明显改善水稻功能叶和茎鞘氮素代谢的能力，提高其籽粒和糙米中蛋白氮含量及籽粒的蛋白质产量．DPR处理与对照相比，早、晚稻籽粒蛋白质产量分别提高了12．77％～16．56％和8.39％～13．18％。     

控释尿素用量与施用方式对玉米产量形成和氮肥利用率的影响

以常规尿素为对照,研究了控释尿素用量与施用方式对玉米氮素利用和产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,玉米叶面积指数、干物质积累量、籽粒产量及籽粒蛋白质含量和产量均显著增加。施氮水平相同时,玉米氮肥利用率、产量和品质均表现为：控释尿素底施〉控释尿素侧施〉常规尿素侧施。与控释尿素侧施相比,底施分别使籽粒产量、籽粒蛋白产量和氮肥利用率提高4．8％-7．7％、5．6％～8．2％和13．9％-28．3％,均达显著水平。综合分析表明,与常规尿素和控释尿素侧施相比,底施包膜控释尿素150kgN／hm^2能够显著提高玉米氮肥利用率,提高其产量和品质。     

紧凑型杂交玉米对肥料的利用率与施氮对其品质的影响

盆栽试验结果表明，紧凑型杂交玉米生物累积量与养分累量趋势一致；其肥料利用率氮为７８．５％，磷为１５．８％、钾为４２．７％；氮是限制玉米产量的首要因子。在大田试验中，随着氮肥用量增加，玉米籽粒中蛋白质含量，氨基酸总含量以及蛋白质产量逐渐增加；高量氮肥导致玉米减产，施肥不经济。     

植物生长调节剂对水稻氮代谢关键酶活性的影响

为了给新型植物生长调节剂的开发利用提供理论依据，采用盆栽试验探讨了几种新型生长调节剂对水稻氮代谢关键酶活性的影响，并从中筛选出效果显著的两种新型植物生长调节剂。结果表明，各处理水稻功能叶的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酰胺转化酶活性及籽粒的谷氨酰胺合成酶和谷氨酰胺转化酶活性在乳熟前期差异较大，随着水稻生育期的延长，各处理之间的差异逐渐变小，各喷施植物生长调节剂处理的水稻功能叶及籽粒中上述酶活性均高于对照，其中以PGR4处理酶活性最强，PGR3处理次之，灌浆前期各处理的水稻功能叶蛋白水解酶活性之间的差异较小，而灌浆中、后期各处理之间的差异增大，且喷施植物生长调节剂处理的水稻功能叶蛋白水解酶活性均高于对照，其中以PGR4处理酶活性最强，PGR3处理次之。     

大豆DNA对玉米籽粒蛋白质含量的影响

报道了采用花粉管通道法转大豆DNA的玉米在自交选育2-3年后．玉米籽粒中的蛋白质含量变化。结果表明,大豆DNA可影响玉米籽粒的蛋白质含量。3个选出的玉米材料1DA5、5DB2和26DC1的总蛋白含量均比对照提高了3个百分点以上,使玉米籽粒的总蛋白质含量分别达到13．44％、12．84％、13．83％,且材料5DB2的醇溶蛋白在其总蛋白中所占的比例较对照降低了1．7％,而材料1DA5和26DC1的醇溶蛋白在其总蛋白中所占的比例均较对照明显提高。这说明,大豆DNA的转入引起玉米发生了不同的可遗传变异。     

不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期氮代谢及相关酶活性的比较

 【目的】通过对不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期旗叶、籽粒氮代谢主要物质及相关酶活性变化的分析,阐明其源、库氮形态以及相关酶活性对籽粒蛋白质含量的影响。【方法】选用高、中、低蛋白质含量的小麦品种各2个,研究籽粒形成期硝态氮、氨态氮与硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)的变化特征。【结果】不同类型小麦籽粒形成期蛋白质含量呈“高－低－高”的变化趋势,蛋白质积累量呈现为高蛋白含量品种>中蛋白含量品种＞低蛋白含量品种。随籽粒发育,3种类型品种籽粒硝态氮含量逐渐下降,成熟时高蛋白含量品种＞中蛋白含量品种＞低蛋白含量品种。籽粒、旗叶氨态氮含量与籽粒硝态氮含量呈类似变化趋势,成熟时氨态氮含量因品种而异。旗叶NR活性随籽粒成熟而降低,低蛋白含量品种NR活性低于高、中蛋白含量品种。旗叶和籽粒GS活性均随籽粒的成熟而下降,中、高蛋白含量品种趋势相似,而低蛋白含量品种籽粒和旗叶GS活性变化趋势不同,籽粒成熟时旗叶仍保持较高的GS活性,而籽粒GS活性则降至很低。【结论】籽粒硝态氮含量与旗叶NR活性和籽粒GS活性均呈极显著正相关。籽粒氨态氮含量与旗叶NR、GS和籽粒GS活性的相关性均亦达显著或极显著水平。高蛋白含量品种由源(叶)向库(籽粒)供给硝态氮的能力强于中、低蛋白含量品种。但低蛋白含量品种对硝态氮的利用更为充分。高蛋白含量品种较高的旗叶NR活性和较高的籽粒GS活性使其氮素同化能力高于中、低蛋白含量品种,这为籽粒蛋白质合成提供了充足的底物,有利于蛋白质的积累。     

Effects and Mechanisms of P and K Nutrients on Yield and Protein Content of Fodder Rice

Effects and mechanisms of P and K nutrients on yield and protein content of Weiyou 56, a fodder hybrid rice combination, were studied through pot experiment and biochemical analysis. The results showed that the increase of P and K nutrients enhanced the activities of PEP carboxylase (PEPC), glutamine synthase (GS) and sucrose phosphate synthase (SPS) in leaves, sucrose synthase (SS), ADP glucose pyrophosphorylase (ADPGP) and GS in grains, and the chlorophyll content in leaves, soluble sugar and starch content in grains,protein N and total N content in leaves and grains. Howerer, they decreased soluble sugar content in leaves and led to an increase of protein content in brown rice, biomass, grain yield and harvest index. Excessive P nutrients slightly reduced SPS and ADPG activity in leaves and grains respectively.     

氮素用量对春玉米功能叶片谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响

试验以东农250、四单19、丰禾10为材料,研究了不同氮素用量对黑龙江省春玉米谷氨酰胺合成酶活性影响,揭示了不同氮素用量对春玉米氮代谢及产量的影响。结果表明,①玉米功能叶片谷氨酰胺合成酶活性峰值出现在孕穗期或抽雄期;②三个品种整个生育过程中各处理功能叶片谷氨酰胺合成酶活性均以N200处理较高,对三个品种来说,N200处理是最佳的氮素处理;③在拔节后各处理谷氨酰胺合成酶活性快速升高并相继达到峰值,拔节前追肥可促进后期谷氨酰胺合成酶活性提高;④七叶期和成熟期叶片谷氨酰合成酶活性与子粒产量呈显著正相关。     

磷钾肥对饲用稻产量和蛋白质含量的影响及其机理研究

 采用盆栽试验和生化分析等方法研究了磷肥 (过磷酸钙 )和钾肥 (氯化钾 )对饲用杂交稻威优 5 6产量和蛋白质含量的影响及其机理。结果表明 ,增施磷肥和钾肥能提高叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPC)、谷氨酰胺合成酶 (GS)、蔗糖磷酸合成酶 (SPS) ,以及籽粒的蔗糖合成酶 (SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 (ADPGP)和GS的活性 ;增加叶片叶绿素含量 ,籽粒的可溶性糖和淀粉含量以及叶片和籽粒的蛋白氮及全氮含量 ,而降低叶片的可溶性糖含量 ;从而提高糙米蛋白质含量、生物产量、籽粒产量和收获指数。但过量磷肥轻微降低叶片SPS和籽粒的ADPGP活性     

休闲期耕作对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸积累 及籽粒蛋白质积累的影响

【目的】研究休闲期不同时间耕作对土壤水分、花后旗叶和籽粒脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累的影响,旨在探索休闲期一次性耕作的蓄水保墒技术,为旱地小麦高产、优质提供理论依据。【方法】采用大田试验设定前茬小麦收获后15 d、45 d两个时期,深翻、深松两种耕作方式（以未耕作为对照）,研究其对播前0-300 cm土壤蓄水量,花后旗叶和籽粒脯氨酸含量、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性动态变化,籽粒蛋白质含量动态变化的影响及花后脯氨酸含量与两种氮代谢酶活性的关系。【结果】休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0-300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好。休闲期耕作降低了花后旗叶脯氨酸含量、花后5-15 d籽粒脯氨酸含量、旗叶和籽粒GDH活性,提高了籽粒GS活性、籽粒蛋白质产量。但耕作时间在不同降雨年型对旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量的影响存在差异,在欠水年,休闲期耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量;在丰水年,麦收后15 d耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则相反。休闲期耕作条件下,旱地小麦播前土壤蓄水量与籽粒脯氨酸含量的相关性高于与旗叶脯氨酸含量的相关性。前茬小麦收获后15 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关性较大,籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关性较大;前茬小麦收获后45 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与籽粒GDH活性相关性较大,而籽粒脯氨酸含量与两种酶活性无显著相关性。【结论】休闲期耕作有利于蓄水保墒,且欠水年效果较明显,有利于降低花后旗叶脯氨酸含量及灌浆前期籽粒脯氨酸含量,减缓花后小麦干旱胁迫,由于脯氨酸含量与两种氮代谢酶有一定相关性,从而影响籽粒蛋白质积累。休闲期耕作的时间对土壤水分、花后脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累有较大的调控效应,且以休闲期等雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,深翻效果较好。     

氮肥运筹对糜子生育后期干物质积累与转运及叶片氮素代谢的调控效应

【目的】通过分析不同氮肥水平对糜子干物质积累、转运及生育后期功能叶片氮素代谢的影响,探讨糜子干物质积累、转运特征和氮代谢变化规律,为糜子节肥增产提供理论依据。【方法】采用大田试验,以榆糜2号为试验材料,设置60 kg·hm^-2（N1）、105 kg·hm^-2（N2）、150 kg·hm^-2（N3）、195 kg·hm^-2（N4）4种不同施氮水平,以不施肥为对照（CK）。连续两年研究了糜子抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期干物质积累、转运及产量变化,分析了不同氮肥条件下,糜子旗叶、倒二叶和倒三叶叶片的谷氨酰胺合成酶（GS）活性、硝酸还原酶（NR）活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量以及籽粒中含氮量、蛋白质含量等氮素代谢指标的变化规律,进一步研究了不同氮肥水平下糜子产量及产量构成因素的变化,总结了糜子干物质积累特性、叶片氮素代谢与产量的相关性。【结果】试验结果表明,随着施氮量的增加,糜子不同器官的地上部干重呈先上升后下降的趋势,开花期糜子N3（150 kg·hm^-2）处理下的茎干重、叶干重、鞘干重和穗干重最大,分别比不施肥（CK）提高了51.2%、40.8%、64.2%和41.3%;氮肥处理促进了糜子抽穗后植株干物质在不同器官中的移动与转运,提高了地上部器官对籽粒的贡献率。其中,N3（150 kg·hm^-2）处理下的叶干物质移动率比不施肥提高了9.6%,转运率提高了12.4%;氮肥处理下的糜子不同叶位叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现出先上升后下降的变化趋势,但施氮不影响糜子生育期内叶片氮素代谢的整体变化规律。同一生育时期,糜子顶3叶叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现为旗叶＞倒二叶＞倒三叶,N3（150 kg·hm^-2）处理下达到最大值;氮肥处理下的糜子籽粒含氮量比不施肥分别提高了4.0%、6.0%、7.8%和8.9%;不同处理籽粒蛋白质含量变化趋势基本一致,分别较不施肥增加3.89%、5.75%、7.54%和8.59%,并且差异均与CK达到显著水平。氮肥处理显著增加了糜子穗长、茎粗、单株穗数和千粒重及产量,2015年,不同氮肥处理条件下的糜子产量较不施肥分别增加10.09%、29.71%、44.73%和35.99%;2016年分别增加19.08%、30.60%、65.85%和39.14%。两年试验条件下,N3（150 kg·hm^-2）处理的糜子产量增加比例均最大,增产效果最好。【结论】适宜的施氮量可促进糜子干物质积累与转运,有利于改善生育后期糜子叶片的氮素代谢,延缓了叶片的衰老,提高糜子产量。本试验条件下,陕北地区糜子生产的最佳氮肥施用量为150 kg·hm^-2。     

氮素调控对玉米氮素同化过程及产量的影响

氮素调控措施与作物氮素吸收利用和产量密切相关,但目前关于不同氮素调控措施对玉米主要生育期氮素同化过程的影响仍不清楚。以郑单958为试验材料,设置不施氮肥（CK）、传统施肥（CN）、氮肥+生物炭（SN）和氮肥+硝化抑制剂DMPP（DN）4个处理,分析不同氮素调控对玉米氮素同化过程中铵态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量以及氮素利用率和产量的影响。结果表明：DN和SN处理较传统施肥处理均可以提高玉米植株体内硝态氮和铵态氮含量、NR和GS活性;DN和SN处理显著提高灌浆期谷氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白含量;DN处理成熟期籽粒的氮素积累量显著高于SN和CN处理,分别显著增加18.4%和30.0%;DN处理产量最高,SN次之,二者并无显著差异,但相较CN处理分别显著增产1 483.0和1 154.2 kg·hm^-2。两种氮素调控均促进了玉米对氮素的吸收,显著提高氮肥吸收利用率,其中硝化抑制剂处理氮肥吸收利用率最高且显著高于其他处理。综上,生物炭或硝化抑制剂配施氮肥,可以促进玉米氮素同化和转运过程,显著提高玉米产量和氮肥利用效率,综合产量、籽粒氮素积累量和氮肥吸收利用率,硝化抑制剂配施氮肥可作为淮河流域玉米高产高效的栽培措施。     

大气CO2浓度升高与氮肥互作对玉米花后碳氮代谢及产量的影响

【目的】研究大气CO₂浓度升高（eCO₂）及氮肥施用对夏玉米开花吐丝后不同组分碳氮代谢物含量及动态和产量的影响,为全球气候变化下玉米生理过程及产量形成的变化提供理论支撑,同时为玉米作物模型调参提供实证数据。【方法】利用自由大气CO₂富集（FACE）平台,以夏玉米品种农大108为试验材料开展田间试验。在常规大气CO₂浓度（aCO₂,(400±15) μmol·mol^-1）和高CO₂浓度（eCO₂,(550±20) μmol·mol^-1）下分别设置不施氮（ZN）和施氮（CN,180 kg N·hm^-2）2个氮水平。对夏玉米产量及其构成要素、干物质积累、花后碳代谢物（可溶性糖、淀粉、总碳）动态和氮代谢物（硝态氮,游离氨基酸、可溶性蛋白、非溶性氮化合物细胞壁氮素和类囊体氮素、总氮）动态以及碳氮比动态进行监测。【结果】（1） eCO₂与施氮对夏玉米生物量积累有一定促进作用,但对产量及产量构成因素的影响均不显著。（2）eCO₂使玉米花后功能叶碳组份中的可溶性糖浓度显著提高,灌浆后期叶片碳氮比显著提高。（3）eCO₂下花后玉米功能叶氮代谢中的必需功能氮组分浓度未受影响,而一些结构性氮组分浓度有降低,eCO₂对功能叶中功能氮组分（如可溶性蛋白）的含量没有显著影响;氮代谢中的简单组分（如游离氨基酸）在功能叶中的浓度仅在开花期比aCO₂有显著增加,后期没有显著影响;但eCO₂下氮代谢中的非溶性氮组分（如细胞壁氮素和类囊体氮素）含量在花后一些时期显著降低。（4）氮肥施用使玉米从抽雄到灌浆后期功能叶非结构性碳水化合物（如可溶性糖）浓度、硝态氮浓度、细胞壁氮素和类囊体氮素含量显著提高;中等土壤肥力下不施氮处理的功能叶可溶性蛋白含量没有受影响,但非溶性氮组分（如类囊体氮和细胞壁氮）含量降低,氮素优先满足作物生长必需的可溶性蛋白。（5）eCO₂和氮肥交互作用对不同组分碳氮代谢物的影响不同,体现在不同时期,主要表现为提高了玉米功能叶简单碳氮组分（如可溶性糖和硝态氮）在后期的浓度,且碳氮比提高;提高了灌浆初期细胞壁氮素含量,功能叶总氮浓度仅在灌浆后期表现降低、其他时期没有显著影响。【结论】eCO₂对夏玉米的生物量增加有一定作用,玉米穗位叶碳氮比在一些时期显著增加,但对产量无显著影响;eCO₂下玉米花后穗位叶非结构性碳水化合物浓度增加,但总氮和非溶性氮素化合物在花后均发生不同程度降低。在未来大气CO₂浓度升高为特征之一的气候变化情景下,合理增施氮肥对促进作物碳氮代谢的协调有一定必要性。