矮秆大豆突变体叶片和豆荚生理特性的初步分析

经NaN3诱变获得大豆矮秆突变体HK808,对其豆荚和叶片生理特性及其与原品种"东农42"的比较研究表明:HK808叶片的叶绿素含量比野生型低,但叶绿素a/b比值变化不大;豆荚的叶绿素含量较其对应叶片的含量低,且野生型的含量略高于突变体。开花结荚后突变体叶片蛋白质含量、SOD活性逐渐升高,脯氨酸含量下降,且蛋白质和脯氨酸含量都低于东农42;突变体的SOD活性高于东农42;野生型的MDA含量在鼓粒期以后增高,即结荚后期突变体叶片防御自由基伤害能力强。豆荚的蛋白质、脯氨酸含量都与叶片的变化规律基本相同,即前者不断增加,后者不断下降,且豆荚蛋白质和脯氨酸含量都低于叶片;HK808豆荚的蛋白质含量比其野生型高。豆荚的MDA含量比叶片低,且东农42豆荚的MDA含量略高于HK808,豆荚的SOD活性呈下降趋势,但比东农42叶片的活性高,表明豆荚的抗氧化能力比东农42的叶片强。     

生育后期干旱对冬小麦产量和生理特性的影响

盆栽试验的结果表明:后期干旱明显降低冬小麦叶片光合速率和蒸腾速率,并导致保护酶活性下降,MDA累积,叶片衰老加速,硝酸还原酶活性下降,干物质生产受到显著影响。但中度干旱会提高籽粒中酸性转化酶、蔗糖合成酶、碱性转化酶的活性,有利于同化物向籽粒库转运分配;而严重干旱会降低籽粒的代谢活性,不利于同化物向籽粒库转运分配。后期中度干旱对穗粒数、千粒重无影响,对籽粒产量的影响较小,提高了收获指数和水分利用效率。严重干旱显著降低了株高、有效穗数、穗粒数和千粒重,显著降低了产量;同时收获指数和水分利用效率也降低。     

施肥水平对冬大麦干物质和氮素积累与转运的影响

为合理利用氮肥,进一步提高大麦产量和品质,以扬饲麦3号、港啤1号、扬农啤2号和Frankin共4个品种为供试材料,研究了0(CK),90(NL),180(NM)和270kg/hm2(NH)4个氮肥水平下冬大麦干物质和氮素积累、转运及对籽粒贡献的规律。结果表明,随着施氮量的提高,大麦干物质花前积累量呈增加趋势,积累率及对籽粒的贡献率呈下降趋势,各器官的转运量在NM处理(180kg/hm2)范围内呈增加趋势,高于此范围则下降。氮素营养花前积累量和转运量各品种均呈上升趋势,花前积累率、转运率和对籽粒氮的贡献率都呈下降趋势。不同品种不同氮肥处理下大麦干物质转运量以茎秆为最大,转运率大部分以芒壳+穗轴为最高,对籽粒的贡献率以茎秆为最高。各器官氮素转运量以叶片最高,转运率以芒壳+穗轴最大,氮素转运对籽粒的贡献率以叶片最高。大麦各品种籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系,氮素积累量与施氮量呈显著线性正相关关系。表明在本试验条件下,大麦最高产量的最佳施氮范围为212.42～261.97kg/hm2。     

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。     

春大豆植株磷素积累与转运动态的研究

磷是大豆植株的重要组成元素,对大豆的产量形成有重要作用。试验以绥农14、小金黄和秣食豆为试验材料,对大豆不同生育时期不同器官的磷素含量动态变化和磷素积累分配与转运规律进行研究。结果表明:(1)大豆叶片、叶柄、茎、根中的磷素含量随生育进程而下降,荚果中磷素含量呈先降低后升高的变化动态;(2)大豆植株磷素积累量随着生育进程而增加,叶片、叶柄、茎、根的磷素积累量呈单峰曲线变化,荚果的磷素积累量一直增加;(3)出苗至初花期(R1)、初花期(R1)至鼓粒初期(R5)、鼓粒初期(R5)至成熟期(R8)的磷素积累量占总积累量的比例3个供试品种平均为27.83%±12.57%、38.47%±3.87%、33.70%±8.93%;(4)在大豆生育前期叶片为磷素积累中心,其次为茎部,而到生育后期积累中心转移至荚果;(5)荚果中的磷素40.04%来自营养器官的转入,其中,来自叶片、叶柄、茎、根转移的比例分别为9.64%±3.95%、6.89%±3.16%、19.97%±3.97%、3.53%±1.27%。     

小麦主茎光合产物的运转与分配

分蘖期主茎与分蘖间联系密切,主茎光合产物主要用于主茎叶片、分蘖和根系的生长。本研究3个供试小麦品种中,徐州26主茎运送到分蘖Ⅰ和Ⅱ的光合产物比例分别为6.15%和5.92%,显著高于9559的4.38%和3.84%;随着生育进程,主茎和分蘖之间较为独立,光合产物在主茎和有效分蘖间的运转比例降低,供试品种间光合产物分配比例的差异缩小。拔节期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘的生长;抽穗期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘及穗的生长;至成熟期,主茎功能叶片在抽穗期合成的14C-光合产物主要分配到自身的茎鞘、颖壳及籽粒中,且籽粒分配量高于其他器官。     

优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

  【目的】  研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系。  【方法】  大田试验采用“3414”施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427。在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,以及水稻对气候资源的利用效率。  【结果】  氮、磷、钾肥配施显著影响寒地粳稻产量,以N2P2K2处理最高。与N0P0K0处理相比,各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高。花前功能叶片可溶性糖最高积累量出现在N3P2K2处理,花后出现在N2P2K2处理。茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高。N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE) 均高于N0P0K0处理,以N2P2K2处理最高。由相关分析可知,各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE呈极显著正相关。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘。齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期。花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。  【结论】  寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE)呈极显著正相关。其中,花前功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘,花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获,提高了光、温资源利用率。而且,合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间,进而提高产量。在本试验中,氮磷钾配比为150–120–80 kg/hm2(N2P2K2) 时,寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高,并且通过延长灌浆期到成熟期的天数进而延长整个生育期,进一步提高了光、温资源的利用效率。     

冀东地区晚播春玉米氮素积累、分配与转运特性

为明确冀东地区晚播春玉米氮素积累、分配与转运特性,2017—2018年以京农科728和MC812为供试材料进行了2年的田间试验,以常规播期(5月1日)为对照,分析了冀东地区晚播(5月30日)春玉米氮素积累动态和阶段积累特性及其在各器官中的分配和转运特性。结果表明,冀东地区春玉米氮素的积累动态符合Logistic模型,与常规播期比较,晚播春玉米氮素积累的渐增期和缓增期持续时间缩短,而快增期持续时间延长;氮素平均积累速率、渐增期和缓增期积累速率提高,氮素总积累量增加。晚播显著促进抽雄期-成熟期植株对氮素的吸收,此阶段京农科728和MC812氮素吸收量比常规播期分别增加72.56%和18.39%,阶段吸收百分率均达45%以上。晚播使春玉米茎鞘中氮素分配率提高,叶片的氮素分配率降低,同时还促进了叶片向籽粒转运氮素,使其转运量、转运率以及对籽粒的贡献率提高;成熟期晚播春玉米籽粒氮素分配比例达73.82%~77.41%。另外,晚播提高了春玉米产量,使氮素收获指数和氮素偏生产力同步提高;百公斤籽粒氮素吸收量基本不受播期的影响。综上可知,在晚播春玉米生产中,应注意增加氮肥施用量,选择基施肥效较长的缓释肥或在春玉米生长后期追施氮肥,以保证春玉米生育后期土壤有效氮的充足供应,保持叶片活力,维持叶片光合能力,促进春玉米增产。本研究对冀东地区晚播春玉米氮肥合理施用具有一定的指导意义。     

盐胁迫下葡萄光合特性的研究

对葡萄(8804品系)扦插苗进行不同程度的盐处理(0.2%,0.4%,0.6%),在一定时期对叶片的光合特性和叶绿素含量进行测定,结果表明:葡萄的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的变化规律与叶绿素a、b的含量变化规律基本一致,即在处理前期都持续下降,中期出现一段时间稳定甚至上升,后期又开始下降;细胞间CO2浓度(C i)前期几乎不变,后期则迅速下降。类胡萝卜素含量的变化幅度较小。     

不同氮效率油菜SPS和PEPC活性差异及其对籽粒产量与油分含量的影响

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)分别控制着植物体内的碳骨架向碳代谢和氮代谢的流转,影响作物的产量与品质。为探明氮高效油菜品种在高效利用氮素的同时协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的机理,研究了不同氮效率油菜品种的SPS与PEPC活性差异及其对籽粒油分含量的影响。【方法】采用土培试验,以氮高效品种27号(H)与氮低效品种6号(L)为试验材料,在常氮(N)与低氮(S)条件下,研究不同氮效率油菜品种苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中SPS与PEPC活性变化及差异、生长后期碳素转运量与转运率以及收获期籽粒油分含量的差异。【结果】两种供氮水平下,氮高效品种27号的产量与籽粒油分含量均显著高于氮低效品种6号,品种优势明显;且氮高效品种27号苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中的SPS与PEPC活性均高于氮低效品种6号,两种供氮水平的规律相同,但是SPS与PEPC活性的比值(SPS/PEPC)却因生育期不同而异,营养生长期叶片中氮高效品种27号的SPS/PEPC高于氮低效品种6号,开花期品种间叶片SPS/PEPC相近,角果发育期主要生殖器官中的SPS/PEPC值氮高效品种反而低于氮低效品种。说明氮高效品种向碳代谢和氮代谢输送的碳骨架在全生育期均多于氮低效品种,而碳代谢对氮代谢的响应只在生育前期强于氮低效品种,生育后期则相反。碳素转运量与转运率、籽粒油分含量与产量也是氮高效品种大于氮低效品种,这可能为氮高效品种协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的重要生理机制。供氮水平对上述各指标有不同的影响,籽粒产量、PEPC活性、碳素转运量及转运率以常氮处理高于低氮处理,而油分含量、SPS活性及SPS/PEPC以常氮处理低于低氮处理,但不改变以上指标的品种间差异。【结论】与氮低效品种相比,氮高效品种全生育期向碳、氮代谢均输送更多的碳骨架,这是氮高效品种缓解碳、氮代谢矛盾的重要前提;碳代谢对氮代谢的响应生育前期较高、生育后期较低,同时生育后期有更多营养器官的碳素转运到籽粒,也为油菜生育后期满足籽粒碳、氮代谢所需要的碳骨架,并协调籽粒油分与蛋白质含量的矛盾提供了条件。     

Quantitative analysis of the initial transport of fixed nitrogen in nodulated soybean plants using 15N as a tracer

The quantitative analysis of the initial transport of fixed isotope 15-nitrogen (¹⁵N) in intact nodulated soybean plants (Glycine max [L.] Merr. cv. Williams) was investigated at the vegetative stage (36 days after planting, DAP) and pod-filling stage (91 DAP) by the ¹⁵N pulse-chase experiment. The nodulated roots were exposed to N₂ gas labeled with a stable isotope ¹⁵N for 1 h, followed by 0, 1, 3 and 7 h of exposure with normal air. Plant roots and shoots were separated into three sections (basal, middle and distal parts) with the same length of the main stem or primary root. Approximately 80 and 92% of fixed N was distributed in the basal part of the nodulated roots at the vegetative and pod-filling stages by the end of 1 h of ¹⁵N₂ exposure, respectively. In addition, about 90% of fixed ¹⁵N was retained in the nodules and 10% was exported to root and shoot after 1 h of ¹⁵N₂ exposure at 91 DAP. The percentage distribution of ¹⁵N in the nodules at the pod-filling stage decreased from 90% to 7% during the 7 h of the chase period, and increased in the roots (14%), stems (54%), leaves (12%), pods (10%) and seeds (4%). The ¹⁵N distribution was negligible in the distal root segment, suggesting that N fixation activity was negligible and recycling fixed N from the shoot to the roots was very low in the initially short time of the experiment.     

大豆叶绿素缺失突变体HS 821的农艺性状和生化特性

经NaN3诱变获得的大豆叶绿素缺失突变体HS 821,其植株高度约为原品种的1/2,节位数、叶片大小、叶柄长度、单株荚数、粒数、粒重都较原品种低,但结荚密集,表现出一定的田间抗虫性;成熟期比原品种提早约10d。突变体表现为叶片黄化,叶片叶绿素平均含量是原品种的71%,但叶绿素a/b比值不变,为2∶1,表明该突变体是总叶绿素缺陷型。突变体的SOD活性和脯氨酸含量都比其原品种高,但MDA含量则较原品种含量低,表明突变体具有较强的抗氧化能力。     

不同类型大豆花荚期抗旱性形态指标及其综合评价

利用相关、主成分、聚类和判别分析,对野生、半野生大豆和栽培品种抗旱相关的形态指标与抗旱性的关系进行比较研究。结果表明:在干旱胁迫下,株高、株重、分枝数、株荚数、株粒数、百粒重、单株产量均有不同程度的降低,而叶片黄化脱落节位有所增加,且不同基因型存在差异;在干旱胁迫下抗旱系数与株高、株重呈显著正相关,与叶片黄化脱落节位呈显著负相关;主成分分析中的3个主成分,方差累积贡献率达88.38%;在聚类的基础上用判别分析确立了相对株高、叶片黄化脱落节位、背面茸毛密度、相对百粒重和抗旱系数5个对品种抗旱性分类有显著影响的指标,根据这些指标将供试15份大豆种质划分为高抗、抗、敏感、高度敏感4个类型;供试的野生、半野生大豆材料均划分在高抗旱类型中。优良的耐旱性种质和鉴定指标的发掘,为培育耐旱大豆新品种提供了必要的保证。     

春大豆生长中对不同氮源的吸收利用

利用15N示踪技术和框栽方法,对大豆不同生育期(苗期V4,初花期R1,盛花期R2,结荚初期R4,鼓粒期R5,成熟期R6,收获期R8)各部位及全株氮素来源进行系统的研究。结果表明,在大豆生育前期土壤氮和肥料氮是根、茎、叶片氮素的主要来源,在生育后期根瘤固氮开始增加;随生长大豆荚果氮素中土壤氮所占比例逐渐减小,根瘤固氮所占比例逐渐增加,并在收获期(R8)达到总量的70.6%,肥料氮所占比例一直很低。苗期至初花期(V4~R1)是无机氮营养期,大豆主要依靠土壤氮和肥料氮;初花期至鼓粒期(R1~R5)是无机氮营养与根瘤固氮并行期,既依靠土壤氮和肥料氮,又有根瘤固氮的供应;鼓粒期至收获期(R5~R8)是根瘤固氮营养期,主要依靠根瘤固氮。     

施肥深度对大豆氮磷钾吸收及产量的影响

采用分层施肥和15N示踪方法,研究施肥深度对大豆氮磷钾吸收及产量的影响,为大豆合理施肥深度的确定提供理论依据。研究表明,施肥深度对大豆前、中期植株干物质、氮磷钾的积累影响较大,而对植株成熟期影响较小;大豆苗期(V3)与种子同层施肥处理植株干物质和氮磷钾的积累量最大;盛花期(R2)以种下6cm处理效果最明显。施肥深度对大豆产量的影响也表现为种下6cm处理最高,但与种子同层施肥、种下12、18和24cm施肥处理差异不显著;施于种子同层至种下6cm最有利于大豆苗期氮肥吸收,表层施肥、种下24cm施肥处理氮肥吸收效果不好。     

夏播大豆田铺施麦秸的示踪研究

1977—1980年,应用放射性示踪技术进行了铺施麦秸对夏大豆效应的田间试验,结果如下:1.铺施麦秸条件下,大豆产量增加16.2%或22.1kg/亩。生物统计结果表明,在P_(0.05)水平下,L.S.D为±15.0%和±20.3kg/亩,属增产显著水平。2.大豆植株的根瘤数、根瘤重和它的固氮活性,在分枝—初花期间分别比对照增加39.2%、81.7%和20.0%。3.铺施麦秸19天后,CO_2释放量平均为5.60kg/亩/天,对照的为5.21kg/亩/天。这相当于每天每亩有2.98kg的麦秸被矿化,同时大豆植株的光合作用强度也增加。来自叶部的~(14)C光合物质在豆荚和根瘤中的增加量分别为30.1—70.5%和4.5倍。铺施麦秸使地上部和荚中的~(32)P数量比对照分别提高44.8%和22.1%。这些结果表明,铺施麦秸提高了大豆植株中营养物质的数量,从而为提高大豆籽粒产量奠定了物质基础。4.铺施麦秸条件下,土壤有机质平均每年增加0.06%,并约有土壤腐殖质总量20.8%的新生腐殖质是来自铺施的麦秸中,这对维持和提高土壤肥力起着有益的作用。     

脉冲强光及抗氧化剂对大豆油过氧化的影响

通过化学滴定法测定脉冲强光处理的大豆油在贮藏过程中的过氧化值和酸价的变化,探讨脉冲时间、贮藏效应和抗氧化剂对大豆油氧化的影响。结果表明,随脉冲时间的增加,大豆油的氧化程度加剧。经脉冲强光处理的大豆油在不同温度下（4℃,37℃,60℃）的贮藏稳定性均有所下降;随贮藏温度的升高和脉冲时间（0～20s）的增加,油脂氧化速度加...     

应用~（35）S示踪技术研究油菜对硫的吸收与运转

将（３５）￣ＳＯ应用于土壤、叶面和荚表面，根据对成熟植株各部位放射性的测定，了解不同时期油菜对硫的吸收、运转和分配。试验表明，油菜对施于土壤中（３５）￣Ｓ的吸收以花期最高，苔期其次，移栽期最低。除苔期外，其他时期有４０％从土壤吸收的（３５）￣Ｓ运往籽粒。应用于顶部４叶的（３５）Ｓ，在成熟植株中回收约５０％，包括留在标记叶的２０％左右。从荚中的回收率除苗期较低外，其他时期在２１％～２３％范围内，其中大部分在分枝荚。开花后不同时期应用于主茎荚表面的（３５）Ｓ，有１３％～１６．８％转移到主茎荚内籽粒中，运往分枝荚籽粒中的不到１０％。