氮肥对新疆棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应

在新疆生态条件下,采用裂区设计研究了氮肥用量对棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应。结果表明,适量追施氮肥在一定程度上可以改善叶片光合性能,提高植株生育后期叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性;维持叶片较高的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm);提高中下部叶片的光合速率,延缓了叶片衰老,保证了棉花生育后期光合产物的形成,从而使棉花达到高产。这种调节效应因品种和生育时期的不同而异。新陆早6号在盛铃前期叶片叶绿素含量、NR活性、光合速率及Fv/Fo和Fv/Fm随氮肥用量增加而增加,盛铃后期至吐絮期叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、叶片光合速率等指标均以中氮处理(300.kg/hm2)最高,高氮处理易造成植株盛花期生长过旺,群体荫蔽,影响了叶片光合作用;新陆早7号中氮处理与高氮处理之间差异不明显。因此,生产上应根据不同品种和生育时期进行合理施肥,避免因施肥不当造成产量下降和浪费肥料。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗光合作用和离子含量的影响

在100.mmol/L.NaCl胁迫下,研究了外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理对番茄幼苗光合作用和离子含量的影响。结果表明,外源一氧化氮能使在NaCl胁迫下的番茄幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素荧光参数Fv/Fo和Fv/Fm显著提高,胞间CO2浓度(Ci)明显下降;番茄幼苗根系、叶片中K+、Ca2+和Mg2+含量均显著提高,Na+含量明显降低。表明外源一氧化氮可以减轻盐胁迫对番茄幼苗叶片光合功能的不利影响,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗的抑制作用。     

判断玉米幼苗缺氮程度的叶绿素荧光动力学指标

为灵敏检测和判断作物的缺氮程度,科学指导施肥,分析了不同程度缺氮条件下玉米叶片光合活性变化和生长生理变化。结果表明: 随着缺氮程度的加重,玉米叶片光合色素和可溶性蛋白含量都显著下降; 叶片的光合能力显著降低,表现为玉米整株鲜重减小,根冠比增大,说明缺氮对玉米生长和叶片活性具有显著影响。叶绿素荧光动力学结果显示,缺氮处理的玉米叶片Fv/Fm、Fm/Fo、Sm、ETo/CSo、RC/CSo都显著低于对照,并随着缺氮程度的加重而逐渐减小,其中Sm对缺氮最为敏感,而ABS/CSo、TRo/CSo、DIo/CSo等荧光参数对缺氮不敏感。分析Sm与培养介质中氮素浓度的相关性看出,二者关系类似酶动力学曲线,表明叶绿素荧光动力学参数能灵敏检测出缺氮玉米叶片光合活性的变化,可作为判断玉米缺氮程度的指标。     

不同氮浓度对温室番茄生长发育和叶片光谱特性的影响

营养液培养法研究不同氮浓度对温室番茄的生长发育及叶片光谱特性的影响。结果表明,在01~5 mmol/L范围内,随着营养液中氮浓度的增加,番茄的叶面积指数、株高、叶片数、花穗数、产量和叶片的吸光度都增大,但是超过一定的范围,植株的生长和发育均会受到抑制,说明适宜的氮素促进了植株的生长和发育。其中,处理N15的叶面积指数达到了3.0,叶片数和花穗数分别是26.7和7.0,均高于其它处理。不同处理间番茄产量均存在极显著的关系,以N15处理最高,N5的最低。从叶片的光谱图中可提取出与叶绿素有关的特征波段。在本试验条件下,番茄水培时营养液适宜的氮浓度为15 mmol/L。     

温室番茄对水肥耦合的光合特性及叶绿素荧光参数响应

在河西走廊灌漠土日光温室滴灌施肥条件下,采用水肥双因素完全随机区组设计,研究了温室番茄对水肥耦合的光合特性及叶绿素荧光参数响应。结果表明:在番茄结果期,采用W2F1处理的番茄,田间持水率达75%~90%,氮、磷、钾肥以理论施肥水平N 400 kg hm-2+P2O5350 kg hm-2+K300 kg hm-2时,植株的光合速率最高可达到CO228.52μmol m-2s-1,明显高于其他处理;同时水分、肥料的交互作用对番茄产量的影响达显著水平,各处理产量的高低顺序为W2F1W2F2W1F1W1F2W2F3W1F3W3F1W3F2W3F3。在番茄的结果前期、中期和末期,番茄叶片Fo和Fv的变化因不同生长阶段所需养份不同而呈现出不同的变化;以处理W2F2的Fv/Fm和Fv/Fo值最高,Fv/Fm分别为0.73、0.80和0.83,Fv/Fo值分别为2.66、3.97和4.84。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

再生水灌溉条件下减量追氮对设施番茄根层土壤氮素利用的影响

为探讨再生水灌溉减量追氮对于设施番茄生产的可行性,以期确定再生水灌溉设施番茄合理氮肥追施量。通过田间小区试验,对再生水灌溉不同氮肥追施水平根层土壤氮素残留、 番茄生物量、 产量、 氮肥偏生产力及表观氮素损失量进行了对比分析。研究结果表明,设施番茄土壤矿质氮的消耗主要集中在30 cm以上根层土壤;与常规氮肥追施处理相比,减量追氮处理,可协调番茄营养生长和生殖生长平衡,番茄产量增加明显,同时显著提高氮肥偏生产力;番茄收获后,减量追氮处理的表观氮素损失量显著低于常规氮肥追施处理。因此,减少氮肥追施量辅以再生水灌溉可以实现番茄产量和氮肥偏生产力同步提升。     

覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期光合参数与荧光参数的影响

为探明覆膜对早春东北黑土玉米叶片光合生理特征的影响,在大田条件下,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合参数与叶绿素荧光参数的影响.结果表明:覆膜能够显著增加不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率,而对其他光合参数如细胞间隙CO2浓度和气孔限制值影响不显著.就施肥条件而言,覆膜对N、P处理玉米拔节期叶片光合参数的影响明显强于其他施肥处理.覆膜能够增加施P和PK处理玉米拔节期叶片Fm、Fv/Fm和Fv/Fo值,而显著降低了施NPK处理玉米拔节期叶片相应的荧光参数,覆膜对其他施肥处理玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的影响不显著.     

氮素对温室番茄果实发育及其氮吸收量的影响

为了探索华北地区连栋温室栽培条件下番茄水培适宜的氮素管理方法,试验设4个处理:N5(扭送素浓度5mmol/L)、N10、N15和N30。其他营养元素的浓度是根据华南农业大学番茄营养液配方配制。比较不同处理间番茄每克鲜果实形成干物质的量、果实鲜重与其直径的关系、植株积累的生物量、产量和氮吸收量等。试验结果表明,在一定范围内,随营养液中氮素浓度越大,果实中每克鲜物质形成的干物质越多。处理N5、N10和N15中,每克鲜果实形成的干物质量分别是0.0733g、0.0804g和0.1316g。继续增加营养液中氮素浓度,每克鲜果实形成的干物质量却降低了,处理N30仅为0.0913g。其他几个指标显示相同的趋势。4个处理中植株的总干重依次为189.1、293.9、734.1和488.2g/m2。产量依次为3.68、6.55、15.50和11.01kg/m2。果实每克干物质的氮吸收量分别是0.0231g、0.0237g、0.0242g和0.0235g。果实鲜重与其直径成幂指数关系,氮素浓度对果实鲜重与其直径的关系影响不大。因此,番茄水培适宜的氮素浓度为15mmol/L。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响

通过水培试验, 研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响.结果表明, 外源NO提高了盐胁迫下番茄幼苗叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、表观光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学速率(Prate), 降低了初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(qN)、天线热耗散速率(Drate)和PSⅡ激发能压力(1-qP), 同时降低了激发能在两个光系统间的分配不平衡性.表明外源NO通过减少过剩激发能的耗散, 提高光合电子传递效率, 可有效缓解盐胁迫对番茄PSⅡ系统的伤害, 进而在缓解盐胁迫中发挥重要作用.     

营养液对鸭儿芹幼苗生长、抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

为了探索适合鸭儿芹幼苗生长的营养液浓度,分别研究了6种山崎营养液浓度（1/12s、1/10s、1/8s、1/4s、1/2s和1s)对鸭儿芹幼苗生长及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在1/8s浓度下,鸭儿芹幼苗的各生长因子（株高、单株叶面积、茎粗、地上部鲜重、干重,地下部鲜重、干重,株鲜重、干重）均达到最大。壮苗指标随着营养液浓度的增大出现先上升后降低的趋势,在1/8s浓度下亦达到最大,且显著高于其它处理(P 0. 05)。在1/12s～1/8s的浓度变化下,随着营养液浓度的增大,POD、CAT以及SOD活性在逐渐上升,MDA含量在逐渐降低,而在1/8s~1s的浓度变化下,随着营养液浓度的增大,POD、CAT以及SOD活性在逐渐降低,MDA含量在逐渐上升,在1/8s浓度下POD、CAT以及SOD活性达到最大,MDA含量达到最小。叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量出现先上升后下降的趋势,在1/8s浓度下均达到最大。1/4s～1s浓度,初始荧光（Fo）值均高于1/12s～1/10s处理,而最大荧光（Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）值分别低于1/12s～1/10s处理;1/8s浓度的Fo值达到最小,而Fm、Fv/Fo、Fv/Fm值达到最大。实验表明了营养液浓度对鸭儿芹幼苗具有双重作用,即低浓度下随浓度的升高,营养胁迫逐渐减低,促进幼苗生长;高浓度下随浓度的升高,营养胁迫逐渐增强,抑制幼苗生长。结果得出,采用1/8浓度的山崎配方是鸭儿芹幼苗生长的最适营养液浓度。     

钙、硅对铝胁迫下荞麦光合生理的影响

采用营养液培养法,研究了钙、硅对荞麦根长、光合作用和叶绿素荧光的影响。结果表明,15 d时0.5 mmol/L和5 mmol/L Al3 处理降低了荞麦根长、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Ci),对叶绿素荧光Fv/Fm、Fv/Fo的影响不大,30 d后以上伤害均加重。配施钙或硅的处理,能促进根的伸长和提高叶绿素含量,并使叶片的Pn、Ci保持在较高的水平,施硅能明显提高荞麦叶片的叶绿素荧光Fv/Fm、Fv/F,而钙的影响不大。硅对铝胁迫的缓解效果好于钙。     

Evaluation of nutrient deficiencies in wheat seedlings by chlorophyll fluorescence

Chlorophyll fluorescence of plants is altered by conditions that affect photosynthesis and has proven useful in screening for resistance to environmental stresses. This study evaluated chlorophyll fluorescence for assessing the physiological impact of nutrient deficiencies and for diagnosing deficiencies of specific nutrients. Major nutrient (N,P,K) deficiency‐induced changes in chlorophyll fluorescence were determined in ‘Len’ hard red spring wheat (Triticum aestivum L.). Seedlings were grown in media containing 0, 1, 10, 50, or 100% of N and 0, 1, 10, or 100% of P and K in full‐strength Hoagland solution in a growth chamber for 22 d. Changes in initial (Fo), maximum (Fm), and variable (Fv) chlorophyll fluorescence of leaves and weight, height, and N, P, K, and Mg concentrations of shoots were measured. All chlorophyll fluorescence parameters declined significantly as N, P, and K concentrations declined, but thylakoid membrane efficiency (Fv/Fm and Fm/Fo) was stable at all nutrient levels. Relative units of Fo, Fm, and Fv were usually significantly and positively correlated with growth and. N,P,K, and Mg concentrations of shoots. Chlorophyll fluorescence may be a useful measure of severity of nutrient deficiencies. Use of chlorophyll fluorescence for diagnosing specific deficiencies may not be feasible, however, because of the similar effects of different nutrients.     

Mn胁迫对龙葵和小飞蓬生长及叶绿素荧光特性的影响

采用对Mn有明显耐受能力的植物龙葵（Solanum nigrum L.）和小飞蓬（Conyza Canadensis （L.）Cronq）为材料,用水培方法（Mn离子浓度分别为0.005（CK）、2、4、8、16 mmol·L-1）,研究植物生长、叶绿素含量及叶绿素荧光主要参数。结果表明,Mn胁迫下,随着Mn浓度的升高,龙葵和小飞蓬的叶面积、根长、存活率都有不同程度的下降,株高先略高于对照,而后逐渐下降。叶绿素含量随着培养液中Mn含量的增加显著降低。两种植物的最大光化学量子产量（Fv/Fm）、最大荧光（Fm）、同期光合量子产量（Yield）和表观光合电子传递速率（ETR）均随着Mn离子浓度的增加明显降低;两种植物的初始荧光（Fo）均呈先下降再上升趋势,而非光化学荧光淬灭系数（NPQ）有上升趋势,但处理之间NPQ变化差异不明显。试验表明在Mn胁迫下两种植物的光合作用电子传递过程和电子传递速率被抑制。随Mn处理浓度增大,龙葵受Mn胁迫的影响比小飞蓬小,说明其耐Mn水平较小飞蓬高,更适合用于Mn污染地区的植物修复。     

两种不同基因型玉米苞叶叶绿素荧光特性差异分析

在大田条件下,以郑单958和农大364玉米为研究材料,测定了苞叶的叶绿素含量,并对叶绿素荧光动力学及光合参数进行了比较分析。结果表明,两种不同基因型间玉米苞叶总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量存在差异。抽丝-灌浆期,郑单958显著高于农大364,说明此时郑单958苞叶的叶绿素更有利于获取更多的光能为光合作用所利用,但农大364苞叶的叶绿素降低速率要低于郑单958,这样有利于其保持更持久的光合能力。两种不同基因型间玉米苞叶叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo等)存在较大差异。郑单958高于农大364,说明郑单958具有潜在高生物产量的生理生化基础。两种不同基因型间玉米苞叶净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)存在显著差异。抽丝-灌浆期,虽然郑单958的苞叶叶绿素含量高于农大364,但净光合效率较低,说明玉米的净光合速率是其生理生态因素对环境变化适应的结果。     

硝普钠对黄瓜幼苗缺镁和硝酸盐胁迫的缓解效应

【目的】设施栽培中土壤次生盐渍化严重,导致植株出现缺镁失绿症状。通过研究硝酸盐胁迫下外源NO供体(硝普钠,SNP)对缺镁黄瓜幼苗生长的影响,探究硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫缓解效应,为解决设施生产中黄瓜幼苗的缺镁失绿症状提供理论指导。【方法】采用水培的方式培养黄瓜幼苗,幼苗长至三叶一心时进行处理。营养液采用山崎配方,镁离子浓度设两个水平为2 mmol/L(正常浓度)和1 mmol/L(缺镁胁迫);硝酸盐浓度设两个水平为14 mmol/L(正常浓度)和140 mmol/L(硝酸盐胁迫);硝酸盐和镁正常浓度为对照。用0.1mmol/L SNP分别缓解缺镁胁迫、硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫,用0.1 mmol/L SF(铁氰化钠)处理,观察SNP反应产物的影响;NO-3由Ca(NO3)2·4H2O和KNO3提供,各占1/2,p H由H2SO4调节,保持在5.5 6.5。【结果】1)缺镁胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。缺镁处理的黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性与正常处理的黄瓜幼苗相比明显降低。2)硝酸盐胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量、黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。3)缺镁和硝酸盐双重胁迫下,黄瓜幼苗的相关生长指标和抗逆指标较正常处理的黄瓜幼苗降低或增大更为显著。4)缺镁胁迫,硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫下,外施0.1 mmol/L SNP处理的黄瓜幼苗,株高和叶面积增加值、干物质增长量、幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性较未添加SNP处理的黄瓜幼苗显著提高,电解质渗漏率和丙二醛含量则明显降低。外施0.1 mmol/L SF则没有表现出明显的作用。【结论】硝酸盐胁迫下缺镁黄瓜幼苗生长受到明显抑制,出现失绿症状,通过添加0.1 mmol/L SNP,黄瓜幼苗的生长抑制得到明显缓解,说明在硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫有显著缓解作用,增强黄瓜幼苗的耐盐性和对镁的吸收能力。