甜菜蔗糖代谢相关酶活性与糖积累关系的研究

在甜菜不同生育时期同步测定了块根和叶片中的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶-酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对糖积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明,甜菜蔗糖代谢的相关酶对块根的糖积累的影响要高于叶片;甜菜块根和叶片中的合成和分解酶类是协同作用进行糖积累过程,并非哪类酶在单独发挥作用;整个生育期甜菜块根的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量均大于叶片,苗期块根中果糖是块根糖积累的主要产物,叶丛形成期块根中蔗糖是块根糖积累的主要产物.     

施肥对甜菜产量、物质积累和养分吸收规律的影响

采用田间试验研究了施肥对甜菜产量、干物质积累和吸肥规律的影响。结果表明：氮、磷、钾肥配合施用可以提高甜菜产量,制约甜菜产量的养分因子依次为N〉P〉K。干物质日积累规律为：苗期增长缓慢,叶和块根分别在出苗后80,125d达到最大值,在60～80d时,块根的日积累量超过叶。氮的吸收速率,全株表现为慢-快-慢的规律,叶片和块根分别在出苗后100,160d达到最大值,氮的累积总量在叶中较多。磷的吸收速率,叶片表现为出苗后40～80d最快,块根在40～120d快速增加并达到最大值;磷在叶和根中的累积量分别在出苗后80,120d达到最大,80d之后根的累积量超过叶。对于钾,叶在出苗后40—120d快速吸收并达到最大值,块根在出苗60d后吸收加快,收获时达到最大;在整个生育期内块根对K的吸收量都低于叶。甜菜单株日吸收N和P量分别在出苗后100,60d达到最大值;K的日吸收量苗期较少,40～80d快速增加达到最大,收获前出现负增长。     

膜下滴灌条件下高产甜菜灌溉的生理指标

甜菜是我国重要的糖料作物,其生物产量高,需水量大,合理灌溉是节约用水、提高产量的有效措施之一。本试验连续两年研究了内蒙古半干旱地区膜下滴灌条件下,不同灌水量甜菜块根产量与叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、叶水势、土壤含水量和耗水量之间的关系,以及不同灌水量对甜菜产量和水分利用效率的影响。结果表明,高产甜菜的叶面积指数在叶丛快速生长期大于7.37,在块根糖分增长期和糖分积累期分别为6.08~6.51和4.19~5.57,在叶丛快速生长期、块根糖分增长期和糖分积累期叶水势分别为–0.09~–0.22、–0.18~–0.39和–0.26~–0.48 MPa,净光合速率分别为21.28~28.23、21.90~28.75和22.06~26.58μmol m–2 s–1,蒸腾速率在叶丛快速生长期和块根糖分增长期分别为9.36~10.21 mmol m–2 s–1和6.37~7.73 mmol m–2 s–1,在糖分积累期大于4.69 mmol m–2 s–1,耗水量分别为140.15~312.78、44.93~200.45和56.32~113.06 mm。甜菜产量、产糖量、水分利用效率均高的合理灌溉量,在丰雨年份(生育期降雨量500 mm)为1350 m3 hm–2,在少雨年份(生育期降雨量300 mm)为1800 m3 hm–2,为甜菜节水灌溉提供了理论依据和生理指标。     

甜菜不同基因型品种光合特性比较

发展甜菜生产进一步提高其产量和含糖率,对发展工农业生产、增加农民收益有重要的意义。以丰产型和高糖型甜菜品种为材料,研究比较不同基因型品种光合特性及其与产质量形成的关系。结果表明：不同基因型甜菜在各生育期叶片SPAD值、光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率的动态变化趋势不同,且存在显著差异。苗期丰产品种的胞间CO₂浓度低于高糖品种。叶丛快速生长期丰产品种气孔导度低于高糖品种。块根及糖分增长期丰产品种光合速率高于高糖品种。糖分积累期丰产品种叶片SPAD值低于高糖品种,胞间CO₂浓度高于高糖品种。叶丛快速生长期、糖分积累期丰产品种蒸腾速率低于高糖品种。     

甜菜生长与气象条件的关系

一、当土壤水分得到满足时,甜菜播种至出苗持续时间与平均气温的关系,近似反相关关系。平均温度为10—15℃时,影响出苗速度非常显著,出苗日数为10—20天,随着温度的升高对加速出苗的效应就相对减低了。二、甜菜播种期的农业气象指标,当土壤水分维持在21—26%,平均气温和5厘米地温达7—8℃,为最适宜的条件。在黑龙江南部地区,最早播种期为4月11—15日,最适播种期为4月16—25日,最晚播种期为4月26—30日。三、甜菜不同生长时期,要求不同的气象条件。甜菜叶片抽生速度以6月下旬至8月份最快,平均两天抽生一片,需有效积温30—40℃。需较高的温度和充足的降水有利于茎叶生长,此期的气象条件为平均气温22.4℃,土壤水分25—27%,相对湿度71%。块根膨大时期需较高的地温:20厘米深度为22.5℃,平均气温21.8℃,土壤水分在22—25%。在收获前30—40天糖分形成积累时期,需比较低的温度:平均气温10—14℃,昼夜温差大于10℃,在此时期对水分反应极为敏感,有的年分收获时的含糖率比收获前含糖率降低的原因,主要是秋雨过多,致使块根组织中水分增多含糖率降低,此时期比中期需要较低的土壤水分,土壤水分维持在20—22%,对糖分形成积累是有利的。四、甜菜在整个生育期以茎叶繁茂和块根膨大时期需水量最大,在茎叶繁茂时期生长基本     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。     

定量施肥对甜菜干物质积累与分配的影响

采用"3414"最优回归设计方法,研究定量施肥对甜菜干物质积累与分配规律的影响。结果表明:同一处理在甜菜生育时期叶片、叶柄和整株干物质积累量呈先增加再减少的规律,而块根干物质积累呈一直增加的趋势;叶片干物质分配比率呈下降趋势,而块根干物质分配比率呈上升趋势。氮、磷、钾肥的配合施用明显促进甜菜块根干物质积累量的增加。不施氮、不施磷和不施钾的3个处理平均块根干物质积累量为110.93g/株,与不施肥处理相比平均增长32.33g/株。氮、磷、钾全施的10个处理平均块根干物质积累量则为134.49g/株,与不施肥处理相比平均增长55.89g/株。     

氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明:在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160 kg/hm2)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160 kg/hm2可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160 kg/hm2)可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160 kg/hm2。     

基于高光谱数据的滴灌甜菜叶片全氮含量估算

本文旨在明确甜菜叶片全氮含量与高光谱地面植被遥感的定量关系,建立干旱区甜菜叶片全氮含量精确估测模型,及时监测甜菜生长状况。本研究选取新疆滴灌甜菜(Beta356)为材料,利用ASD野外高光谱仪在甜菜叶丛快速生长期、块根膨大期与糖分积累期采集各处理反射光谱,并同时测定全氮含量,分析原始光谱反射率及一阶微分光谱反射率与全氮含量的相关性,并进一步建立光谱特征参数与敏感波段植被指数全氮含量估算模型。结果表明,光谱特征参数Dr762幂函数下估算模型具有较好估算甜菜叶片全氮含量的能力,其决定系数R2=0.747,验证相对误差RE(%)为21.635,验证均方根误差RMSE为4.914;通过植被指数与叶片全氮含量建立多种函数估测模型,其中差值植被指数Dr762–Dr496下一元线性函数具有较好估算甜菜叶片全氮含量的能力,其决定系数R2=0.794,验证相对误差RE(%)为23.008,验证均方根误差为5.372。     

小麦午睡原因的研究(Ⅳ)——小麦灌浆期营养器官糖分积累动态特点

在以往工作基础上进一步研究了小麦灌浆期叶片、鞘、茎糖分日变化和各生育期叶片糖分日变化动态.结果表明:在乳熟期小麦叶片中午糖分积累明显且主要是蔗糖积累.施防午睡剂后由于减少了叶糖分积累,从而午睡减轻、日光合产值提高和增加了籽粒产量.     

采用SPAD仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究

为研究甜菜大田栽培及生产过程中氮素的营养状态,以便及时补充氮素亏缺,使用SPAD-502仪(soil plant analysis development)测定了甜菜叶片不同叶位和叶序的SPAD值,发现SPAD值的分布特点及其规律性,建立了基于SPAD值的氮素营养快速诊断方法。试验设计了室内盆栽及田间试验,对不同基因型、不同发育阶段甜菜叶片不同叶位叶序的SPAD值进行测定,统计并分析SPAD值与叶片的叶绿素含量及植株全氮含量的相关性。结果表明：甜菜叶片SPAD值在不同叶位及叶序上有差异,其中叶片尖部SPAD最大值出现的次数与叶片侧缘部和叶片基部相比较有较明显优势,施氮及不施氮处理均达到50%以上;4~6片真叶期后最高叶片SPAD值与测得的同株叶片的SPAD值有较显著的相关性,所以最高叶片的叶片尖部可作为甜菜叶片SPAD值的最适测定部位;增加施氮量能提高叶片SPAD值;不同品种间叶片SPAD值也有差异;SPAD值与不同发育阶段甜菜叶片的叶绿素含量以及植株全氮含量分别建立线性方程,拟合后发现叶片SPAD值和总叶绿素含量之间为极显著相关,与植株含氮量之间为相关性显著。因此,利用叶片SPAD值可实时监测甜菜生长与光合效应,进行氮素营养的快速诊断。     

水肥一体化条件下不同灌水量对甜菜产质量的影响

通过对甜菜在苗期、叶丛繁茂期、块根糖分增长期和糖分积累期的生理所需进行控水灌溉,研究不同灌水量对甜菜产质量的影响,确定少水、多糖、高产的最佳灌水方案,为甜菜节水灌溉提供理论依据,指导甜菜生产科学灌溉。试验设置3312.75、4005.30、4697.85、5390.40、6082.95、6775.50 m³/hm²等6个灌水梯度,在苗期、叶丛繁茂期、块根糖分增长期和糖分积累期分别按各生长期需水比例灌入不同水量,收获时测定甜菜含糖率、产量和产糖量,分析水分利用效率(WUE)和灌溉水分利用效率(IWUE)。结果表明,灌水量对甜菜含糖率、产量和产糖量影响明显,全生育期灌水量为3312.80 m³/hm²时甜菜的产质量处于较低水平,随着灌水量的逐渐增加,甜菜的含糖率、产量和产糖量呈现上升趋势,全生育期灌水量为4697.90 m³/hm²时甜菜的含糖率、块根产量和产糖量均为最高,但当灌水量高于4697.90 m³/hm²时甜菜的含糖率、块根产量和产糖量开始下降,在灌水量为6775.55 m³/hm²时,甜菜的含糖率、块根产量和产糖量均为最低。因此在新疆石河子地区甜菜全生育期灌水7次时,总灌水量在4697.90 m³/hm²,可以使甜菜含糖率、产量和产糖量达到最佳。     

不同保水栽培方式和硼素对甜菜产质量效应研究

为明确保水栽培方式与硼素两因素处理对甜菜叶片光合性能及产量品质的影响,探讨栽培方式和硼素对甜菜产质量影响规律,以期为甜菜抗旱高产高糖栽培提供理论依据。试验于2016年进行,通过不同栽培水分处理(CK、JG、FM、JF)和中后期叶片硼素施用(CK+B、JG+B、FM+B、JF+B)处理,对甜菜叶片SPAD值、产量以及品质进行了测定,并对SPAD值与产量品质的相关性进行了统计分析。结果表明,与对照相比JF保水处理能够显著提升产糖量；施硼能提升大田甜菜的含糖率、产量和产糖,JG+B提升含糖率和产量效果最佳,JF+B提高甜菜的产糖量效果最佳；施硼均提高甜菜叶片SPAD值,且SPAD值与甜菜含糖率存在最大的灰色关联度,两者具有紧密关系。综合分析得出,该生态条件下JF可作为抗旱节水的栽培模式,施硼增强了叶片光合能力、提高了产量和含糖,建议在生产中施硼与秸秆覆膜(JF+B)结合进行。     

甜菜坏死黄脉病毒胁迫下甜菜HRGP的细胞化学研究

为了从细胞学水平明确甜菜细胞壁HRGP积累与甜菜抗丛根病性的关系,采用Western-blot分析及电镜细胞化学定位的方法,研究了BNYVV侵染甜菜抗、感病品种后,其细胞壁HRGP积累的差异。结果显示,BNYVV侵染以前,抗、感病品种块根与叶脉导管细胞的细胞壁表面观察到少量HRGP的沉积,两者之间无明显的差异;BNYVV侵染后,抗、感病品种植株体内病毒含量均在苗龄55天达到最高峰,此期抗、感病甜菜品种块根与叶脉横切面的所有导管细胞细胞壁上的HRGP均较对照显著增加,并且抗病品种HRGP的积累量明显高于感病品种的。说明在甜菜与BNYVV互作的体系中,HRGP在甜菜组织内快速积累是甜菜抗丛根病性的表现之一,从细胞化学角度证明了HRGP可作为评价甜菜品种抗丛根病性的参考指标。     

不同时期NaCl胁迫对甜菜生长及光合作用的影响

为了解NaCl胁迫对甜菜幼苗不同阶段的危害差异,对甜菜生长至子叶期、一对真叶期和三对真叶期均进行3（CK）、140（LS）和280mmol/L Na⁺（HS）处理,处理后分别测定甜菜幼苗不同生长时期的生长和光合生理指标。结果表明,NaCl胁迫后甜菜幼苗植株干重与CK相比显著下降,且子叶期变化幅度较真叶期明显;随NaCl浓度增加,甜菜幼苗叶片的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）和净光合速率（P_n）显著降低,同时也发现子叶期下降幅度明显高于真叶期;随着NaCl浓度增加,叶绿素含量也显著降低,子叶期比真叶期下降幅度大。此外,NaCl胁迫导致甜菜幼苗的Hill反应和RuBPCase活力下降。同时发现在LS处理后PEPC活性显著升高,在三对真叶期增幅最大,但在HS处理后PEPC活性有一定程度下降。因此随着NaCl浓度的提高,甜菜幼苗生长及光合作用都会受到不同程度的抑制;随着甜菜苗龄的增加,幼苗对NaCl胁迫的耐受性也在不断增强。     

喷施硝酸镧对脐橙叶片渗透调节物质的影响

为了探明稀土元素镧对脐橙叶片渗透调节的影响,本研究以2年生‘纽荷尔’脐橙为试验材料,采用0 mg/L(CK)、50 mg/L、150 mg/L和300 mg/L硝酸镧溶液喷施脐橙叶片,分别于喷施后0、2、4、8、12、24 h采集植株中上部当年生嫩叶,测定渗透物质可溶性糖、可溶性蛋白与游离脯氨酸含量。结果表明：不同生长时间,脐橙叶片(CK)可溶性蛋白含量积累先升高后降低,可溶性糖和游离脯氨酸含量积累持续降低;喷施不同浓度硝酸镧溶液后,脐橙叶片游离脯氨酸含量的积累趋势发生改变。当喷施50 mg/L和150 mg/L的硝酸镧时,可同时促进脐橙叶片中可溶性糖、可溶性蛋白与游离脯氨酸含量的积累;当浓度提高到300 mg/L时,叶片可溶性糖和游离脯氨酸含量的积累明显高于其他处理,但可溶性蛋白含量的积累明显受到抑制。由此可见,喷施硝酸镧后,脐橙叶片通过主动积累可溶性糖、可溶性蛋白与游离脯氨酸来适应和调节细胞渗透胁迫;由于渗透物质种类的不同,导致促进其含量积累的适宜浓度存在差异,其中适宜可溶性蛋白含量积累的浓度为≤150 mg/L;适宜可溶性糖和游离脯氨酸含量积累的浓度为≥300 mg/L。研究结果可为进一步研究稀土元素对脐橙渗透物质影响的作用机理及生理代谢的调控提供参考依据。     

鼓粒期叶施烯效唑对绿豆各器官糖分积累及籽粒产量的影响

探讨鼓粒期叶施烯效唑对绿豆叶片、根系和茎杆糖分积累与光合特性及产量的影响,为绿豆高产栽培提供理论依据。在2013和2014年连续2年大田栽培条件下,以‘小明绿’为试验材料,鼓粒期叶施不同浓度烯效唑(15、30、60 mg/L),对照喷施等量清水,研究其对绿豆各器官糖分积累及产量的影响。研究结果表明：绿豆鼓粒期后,3种浓度烯效唑处理均呈不同程度提高了植株叶绿素、可溶性糖和蔗糖含量。与对照相比,烯效唑处理下绿豆糖分含量增加显著,且生育后期仍能维持相对较高的糖分积累。可得出结论：鼓粒期叶面喷施烯效唑可调控绿豆植株不同器官光合特性与糖分积累,最终提高籽粒产量。     

不同冻水和起身水组配下的冬小麦物质积累与分配

研究表明，随着冻、起总水量的增加或减少，小麦单株干物质积累量呈明显增加或减少趋势。叶片随着冻、起总水量的降低，在孕穗期前，向茎秆的物质转移比例增大，孕穗期后，其自身干物质积累比例下降幅度越大，相应地向穗部的物质转移比例也越大；当处理总水量超过９００ｍ＾３／ｈｍ＾２时，叶鞘干物质积累比例在春５叶时最大，而不足９００ｍ＾３／ｈｍ＾２时则在春４叶时最大；茎和穗子的干物质积累比例始终保持上升趋势。不同冻、     

低温胁迫下甜菜纸筒苗叶喷植物调节剂试验

为了探讨芸苔素内酯和S-诱抗素对甜菜生长和抗寒性的影响,以甜菜纸筒苗为材料,用2种调节剂叶喷夜晚低温处理的甜菜幼苗,研究甜菜纸筒苗叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)、叶绿素及可溶性糖含量的变化。结果表明：芸苔素内酯和S-诱抗素可以降低低温条件下叶片内丙二醛、相对电导率、可溶性糖的含量;提高甜菜叶绿素的含量。植物调节剂处理减少了膜脂过氧化产物的积累,降低了细胞膜透性,从而减轻了低温胁迫的伤害,提高了纸筒苗育苗质量。