6-苄基腺嘌呤对香云幼苗淹水胁迫下光合作用的缓解机制

为探究6-苄基腺嘌呤(6-BA)对香云幼苗淹水胁迫下光合作用的缓解机制,以泥土麸糠混合基质栽培的香云幼苗为材料,研究喷施外源6-BA(1.5mg/L)对淹水胁迫下香云幼苗叶片的叶绿素含量的影响。结果表明,淹水胁迫显著降低了香云幼苗的叶绿素(Chl)含量;外源6-BA处理提高了淹水胁迫时香云幼苗的Chl含量。说明通过喷施外源6-BA可缓解淹水胁迫对香云幼苗叶绿素的破坏,进而保护光合色素维持淹水胁迫时香云幼苗的光合作用,提高其对淹水胁迫的抗性。     

外源6-BA对镉胁迫下茄子幼苗生长、光合特性和内源激素含量的影响

以'沪茄08-1'为材料,采用基质栽培方式,研究了外源6-BA对镉(Cd)胁迫下茄子幼苗生长、叶绿素含量、光合特性和内源激素含量的影响。结果表明:与对照相比,Cd胁迫显著抑制了茄子幼苗生长,降低了叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b(Chl a+b)的含量,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)以及细胞分裂素(CTK)、生长素(IAA)含量、CTK/ABA和IAA/ABAL比值也有所降低;提高了胞间CO_2浓度(Ci)和脱落酸(ABA)含量,Cd胁迫时间越长,浓度越大,变化越显著。在Cd胁迫下,外源6-BA显著降低了茄子幼苗Ci和ABA含量,提高了Chl a、Chl b、Chl a+b含量vPn、Gs、IAA和CTK含量以及CTK/ABA、IAA/ABA比值。可见,外源6-BA处理通过提高Cd胁迫下茄子幼苗叶绿素含量、光合作用和激素含量,降低Cd胁迫对植物的损伤,促进植物生长。     

外源6-BA和不同用量氮肥配合对小麦花后叶片功能与荧光特性的调控效应

【目的】探讨外源细胞分裂素（6-BA）和不同用量氮肥对小麦花后光合特性的调控效应,为激素与氮肥配合施用提高小麦光合生产力提供理论依据。【方法】试验选用持绿型品种汶农6号和非持绿型品种济麦20,设置N0（0）、N1（240 kg·hm-2）、N2（360 kg·hm^-2）3个氮肥用量,同时,花后连续3 d叶面喷施25 mg·L^-1 6-苄基腺嘌呤（6-BA）及300 mg·L^-1洛伐他汀（Lovastatin）,用量100 mL·m^-2。开花后每隔7 d取旗叶,测定叶绿素含量、MDA含量、抗氧化酶活性等生理指标,用高效液相色谱法测定4种内源激素含量,利用脉冲调制式荧光仪测定不同处理下旗叶叶绿素荧光诱导的动力学参数。【结果】喷施外源6-BA显著提高两品种小麦旗叶花后不同时期最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSII）、光合电子传递速率（ETR）以及光化学猝灭系数（qP）,而喷施外源洛伐他汀对上述指标产生显著降低作用。喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ΦPSII分别提高12.08%、14.21%、9.43%,汶农6号旗叶ΦPSII分别提高12.44%、14.84%、11.58%;喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别提高16.57%、25.81%、18.83%,汶农6号旗叶ETR分别提高13.88%、23.58%、22.80%。两品种其他荧光参数指标表现出以下规律,即6-BA与N1配合对小麦旗叶Fv/Fm、ΦPSII、ETR以及qP的提高效应均高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合。同时,品种、氮肥、激素单一效应及激素与氮肥配合对ΦPSII、ETR、qP影响显著,品种、激素单一效应对Fv/Fm影响显著,而激素与不同用量氮肥配合对Fv/Fm无显著影响。叶面喷施细胞分裂素抑制剂洛伐他汀使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别降低22.71%、12.06%、11.92%,两品种其他荧光参数指标Fv/Fm、ΦPSII、qP均表现出下降趋势,而增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少导致的小麦荧光参数的降低。外源喷施6-BA对两品种小麦内源激素含量影响显著。喷施外源6-BA显著提高旗叶玉米素核苷（ZR）含量,生长素（IAA）含量以及N0、N1处理下21-28 d赤霉素（GA3）含量,显著降低脱落酸（ABA）含量,而喷施外源洛伐他汀后,4种内源激素含量变化与以上结果相反。随着施氮量增加,ZR含量、14-28 d IAA含量随之增加,ABA含量总体呈下降趋势,而7-14 d GA3含量在N1处理下最高。同时,品种、氮肥、激素单一效应、激素与氮肥配合对ZR含量影响显著。另外,6-BA与N1配合对小麦叶绿素含量和抗氧化酶活性的提高效应高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合,激素与氮肥配合施用显著影响叶绿素含量和抗氧化酶活性。与不施氮相比,N1与N2处理下,外源洛伐他汀对叶绿素含量和抗氧化酶系活性的降低幅度减小,即增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少引起的两品种小麦光合结构的衰老。花后喷施外源6-BA显著影响千粒重和产量（P＜0.01）,对穗数、穗粒数无显著影响,6-BA与氮肥配合显著影响穗数、穗粒数、千粒重以及产量,6-BA与N1配合显著提高产量及其构成因素。【结论】细胞分裂素与氮肥配合能够明显改善小麦的光合性能,6-BA与适量氮肥配合施用对小麦光合性能的提高效应显著高于单一喷施6-BA或6-BA与过量氮肥相配合,光合性能的改善显著提高两品种的产量。     

外源6-BA对高温胁迫下甜椒幼苗叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响

为探明高温胁迫下外源6-BA对甜椒幼苗生理响应的调控机制,采用水培法研究了外源6-BA对不同高温处理时间下甜椒幼苗生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、活性氧代谢和抗氧化酶活性以及MDA含量和相对电导率的影响。结果表明:(1)高温胁迫严重抑制了甜椒幼苗的生长,喷施外源6-BA可显著缓解高温带来的伤害,促进植株生长。(2)高温处理下,甜椒叶片叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量大幅下降,与之相比,S3处理组(高温条件下喷施10μmol/L 6-BA)分别上升了103. 3%、106. 9%和104. 2%。(3)高温胁迫下,叶绿素荧光参数F_v/F_m、Yield、φ_(PSII)显著降低,NPQ显著升高,喷施6-BA后,各项指标得到缓解并趋于常温水平。(4)抗氧化酶在高温条件下表现不同,但施加外源6-BA后,各抗氧化酶活性均表现出大幅增加的趋势。另外,喷施6-BA显著降低了甜椒幼苗叶片的O_2~-·产生速率、MDA含量以及相对电导率。以上结果说明:6-BA在高温胁迫下促进了甜椒幼苗叶绿素的合成,缓解了高温导致的叶绿素含量降低,维持了正常的光合作用和甜椒幼苗的正常生长。6-BA在光能的吸收、转换、传递上起到了促进作用,从而使植物对光能的利用效率显著提升。6-BA增强了体内抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化作用,进而降低了O_2~-·的产生速率及MDA的积累。     

外源6-BA对不同生育时期淹水花生根系生长和荚果产量的影响

【目的】土柱栽培条件下,研究外源细胞分裂素(6-BA)对花生不同生育时期淹水胁迫下根系呼吸酶活性、内源激素含量及荚果产量的影响,为提高淹水胁迫下花生抗性及采用外源激素调控花生生长提供理论依据。【方法】选用山花108为试验材料,以全生育时期正常水分管理(CK)为对照,设置苗期(V3)、花针期(R3)、结荚期(R5)、饱果期(R7)4个淹水时期,于淹水10 d后喷施15 mg·L~(-1)的6-苄基腺嘌呤(6-BA),共9个喷施组合处理,即全生育时期正常水分管理(CK)、苗期淹水(V3-W)、苗期淹水后喷施外源细胞分裂素(V3-S)、花针期淹水(R3-W)、花针期淹水后喷施外源细胞分裂素(R3-S)、结荚期淹水(R5-W)、结荚淹水后喷施外源细胞分裂素(R5-S)、饱果期淹水(R7-W)、饱果期淹水后喷施外源细胞分裂素(R7-S)。处理后每隔5 d,取样测定根系无氧呼吸酶、有氧呼吸酶活性,内源激素含量,根系干重及根长密度等指标。【结果】淹水显著降低了20—60 cm土层的根系干重及根长密度。淹水结束后,V3-W处理20—40 cm土层无根系。2018与2019生长季,R3-S处理20—60 cm土层根系干重及根长密度比R3-W处理平均提高5.15%和8.59%。淹水提高了根系乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性,降低了苹果酸脱氢酶(MDH)活性。淹水结束后,V3-W处理ADH和LDH活性分别提高了12.49倍和18.99倍,而MDH活性降低了65.15%。与CK相比,2018与2019生长季V3-W、R3-W、R5-W、R7-W处理ABA含量分别平均提高了22.71%、15.81%、10.57%、5.64%,而喷施6-BA显著降低了R3时期ABA含量,较R3-W处理降低了7.60%。淹水降低了根系ZR含量,淹水结束后,2018与2019生长季V3-W、R3-W、R5-W、R7-W分别较CK平均降低了16.84%、15.61%、15.35%、8.51%;喷施6-BA增加了R3时期ZR含量,较R3-W处理增加了5.47%。淹水显著降低R5时期单株结果数与单株产量,2018年分别下降38.39%和30.43%;2019年分别下降31.60%和25.06%。R3时期在2018与2019生长季喷施6-BA后分别较R3-W处理增产5.38%、6.91%。【结论】淹水后喷施外源6-BA通过降低根源ABA含量,增加ZR含量,提高根系ADH、MDH活性,降低LDH活性,增强根系呼吸性能;提高叶片叶绿素含量与光合速率,增加叶片的光合生产能力,从而增加干物质积累与转运,最终提高产量。     

外源NADP~+和NADPH缓解番茄幼苗NaCl胁迫伤害的初步研究

采用营养液培法,以加工番茄品种‘里格尔87-5’为材料,通过对NaCl胁迫下加工番茄幼苗叶片分别喷施5、10、15μmol·L~(-1)NADP~+和NADPH,研究外源NADP~+、NADPH对NaCl胁迫下加工番茄幼苗生长及其抗逆生理指标的影响。结果表明:外源喷施NADP~+、NADPH均能改善NaCl处理下加工番茄幼苗的生长性状,增加叶片叶绿素含量,提高根系活力和叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,降低丙二醛(MDA)质量摩尔浓度。通过不同处理综合指标总加权值比较评价得出:NaCl胁迫下喷施5μmol·L~(-1) NADPH的效果最佳,其次为10μmol·L~(-1)NADP~+。可见,外源喷施NADP~+、NADPH通过增加色素含量,可提高抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化水平,在一定程度上缓解盐胁迫对植株的伤害,从而增强对盐胁迫的适应性。     

6-BA和KT对设施黄瓜幼苗生长的影响

试验用6-苄基腺嘌呤(6-BA)和激动素(KT)两种不同浓度的细胞分裂素类生长调节剂,对设施黄瓜"津春2号"的幼苗进行叶面喷施处理.结果表明:6-BA和KT可有效地增加设施黄瓜叶片中叶绿素含量,增强叶片的光合作用,部分浓度可增加叶片干重/鲜重比值,其中高浓度的6-BA处理和KT处理效果比较显著.     

不同耕作方式及施氮水平对砂姜黑土物理性状、微生物学特性及小麦产量的影响

在玉米秸秆还田条件下,以矮抗58为材料,探讨旋耕高氮(RT+HN)、旋耕中氮(RT+MN)、旋耕低氮(RT+LN)、深耕高氮(DT+HN)、深耕中氮(DT+MN)、深耕低氮(DT+LN)6个处理对砂姜黑土物理性状、微生物学特性及小麦产量的影响,以期探明砂姜黑土农田适宜的耕作和施氮组合并为土壤改良提供理论依据。结果表明,从耕作方式来看,与旋耕处理相比,深耕处理可显著降低15~35 cm土层土壤的容重,深耕处理15~25 cm和25~35 cm土层土壤容重分别降低5.9%和7.7%;可显著提高苗期15~35 cm土层土壤含水量;可提高15~25 cm土层土壤微生物生物量碳含量,显著提高15~25 cm土层土壤微生物生物量氮含量;可显著提高土壤酶活性;可显著提高穗粒数和千粒质量,2 a分别增产7.5%和7.7%。从施氮水平来看,施氮水平对土壤容重和土壤含水量影响不显著,氮肥能够抑制土壤微生物生物量碳含量,促进土壤微生物生物量氮含量增加;与中氮和低氮处理相比,2 a高氮处理分别增产2.3%、2.6%和7.2%、6.9%。从不同处理来看,DT+HN/MN处理对降低土壤容重、提高土壤含水量和土壤微生物生物量氮含量效果较好,对增强土壤脲酶和过氧化氢酶活性效果较好;小麦产量以DT+HN处理最高,DT+MN处理次之,两者差异不显著,RT+LN处理最低,DT+HN处理分别较DT+MN和RT+LN处理增产2.7%和14.7%。综合考虑,DT+MN处理最佳。     

外源ALA对NaCl胁迫下酸枣幼苗光合特性与膜脂过氧化的影响

【目的】研究NaCl胁迫下外源ALA对酸枣幼苗叶绿素含量、光合特性及膜脂过氧化的影响,筛选缓解NaCl胁迫的最佳ALA处理浓度。【方法】以酸枣幼苗为试材,测定幼苗叶片在150 mmol/L NaCl胁迫下喷施不同浓度的外源ALA(50、75、100和150 mg/L)后第3 d和第6 d的叶绿素含量、光合特性、抗氧化酶活性及MDA含量的影响。【结果】150 mmol/L NaCl胁迫下酸枣幼苗叶片的叶绿素含量、光合特性及抗氧化酶活性均显著下降。喷施外源ALA可以显著提高NaCl胁迫下酸枣叶片叶绿素含量光合指标和抗氧化酶的活性,降低Ci和MDA含量。其中,以ALA处理后第3 d的T3处理的效果最佳,叶绿素a、总叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、SOD、POD和CAT分别增加了67.50%、72.74%、85.71%、135%、87.06％、20.79%、69.59%、和61.25%;Ci和MDA分别降低了22.53%和24.71%。【结论】NaCl胁迫对酸枣造成了明显的损害,抑制其光合作用,破坏了抗氧化酶系统;喷施外源ALA能够通过提高叶绿素含量,增强抗氧化酶活性,促进叶片的光合作用,缓解NaCl胁迫对酸枣幼苗的伤害,提高酸枣的耐盐性;Chl a、Chl、SOD和CAT可以作为评价喷施不同浓度ALA对NaCl胁迫缓解效果的主要指标;不同浓度的外源ALA均能有效缓解NaCl胁迫对酸枣幼苗的伤害,并以100 mg/L ALA处理在第3 d缓解效果最佳。     

外源激素处理对美洲南瓜植株生长的影响

为探究激素对南瓜植株生长的影响,试验采用不同浓度GA3、IAA、6-BA和BR处理短蔓美洲南瓜自交系X10和长蔓美洲南瓜自交系JIN234幼苗。结果表明,外源喷施GA3显著增加南瓜植株主蔓和第一节间长度,50 mg·L-1GA3使短蔓X10主蔓长度与长蔓JIN234达相同水平,外源喷施IAA、6-BA和BR均未增加南瓜植株主蔓长度,推测短蔓自交系X10属于GA激素敏感型。外源喷施IAA显著增加南瓜植株下胚轴粗度,对植株叶片和叶柄生长无影响;外源喷施6-BA抑制南瓜植株下胚轴伸长,低浓度(1 mg·L~(-1))6-BA增加叶片长度,降低叶片宽度,而高浓度(30 mg·L-1)6-BA抑制叶柄伸长;外源喷施BR对南瓜植株生长影响较小。内源激素检测发现X10体内有生物活性的GA3和GA4含量显著低于JIN234,无活性的GA34含量显著高于JIN234,推测自交系X10矮化与植物体内GA活性相关。     

不同基因型高粱的氮效率及对低氮胁迫的生理响应

【目的】探讨不同基因型高粱氮素吸收效率和利用效率及其差异机制,研究低氮胁迫对不同基因型高粱叶片无机氮含量和氮同化酶活性的影响,为耐低氮型高粱品种的选育提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,选取2个低氮敏感型高粱(冀蚜2号和TX7000B)和2个耐低氮型高粱(SX44B和TX378)为试验材料,设置高氮(0.24g·kg-1风干土)和低氮(0.04 g·kg-1风干土)2个处理,分别在挑旗期和灌浆期测定高粱叶片NO3--N、NO2--N及NH4+-N含量和硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(Ni R)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,分析不同基因型高粱在2个氮处理下的氮效率相关指标及其差异。【结果】(1)不同基因型高粱籽粒产量对低氮的响应不同,低氮处理显著降低了冀蚜2号和TX7000B的籽粒产量,与高氮处理比较分别降低13.87%和19.25%,但没有降低SX44B和TX378的籽粒产量。(2)与高氮处理比较,低氮处理的相对籽粒氮累积量、相对植株氮累积量和相对氮收获指数不能表征各基因型高粱是否具有耐低氮特性;但相对低氮敏感型高粱,耐低氮型高粱在低氮处理下有着较高的相对氮肥偏生产力和相对氮素利用效率。低氮处理下SX44B和TX378的氮肥偏生产力是高氮处理的6.19和7.49倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为5.17和4.85倍;低氮处理下SX44B和TX378的氮素利用效率是高氮处理的1.84和1.85倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为1.67和1.35倍。(3)通径分析表明,高氮处理下,植株氮累积量和氮素利用效率对籽粒产量贡献相同;而在低氮处理下,氮素利用效率对籽粒产量关联作用更大。(4)高粱的叶片无机氮含量不能表征高粱是否具有耐低氮特性,灌浆期叶片无机氮含量较挑旗期显著降低。(5)与高氮处理比较,低氮处理时冀蚜2号和TX7000B叶片中NR、GS和GOGAT活性显著降低,SX44B酶活性变化不显著,而TX378叶片中GS活性增加。【结论】耐低氮型高粱在低氮胁迫时有着较高的相对籽粒产量和相对氮素利用效率。低氮胁迫时叶片较高的氮同化酶活性是高粱耐低氮的生理基础。发掘和利用低氮条件下具有较高的叶片氮同化酶活性和氮素利用效率的高粱种质资源,有助于提高耐低氮高粱品种的培育效率。     

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。     

清液肥对滴灌棉田NH3挥发和N2O排放的影响

为研究清液肥对滴灌棉田氮素气态损失的影响，试验共设5个处理：不施氮肥（N0）、常规化肥施氮300 kg·hm^-2（TN300）和240 kg·hm^-2（TN240）、清液肥施氮300 kg·hm^-2（LN300）和240 kg·hm^-2（LN240）。结果表明：施用氮肥会显著增加滴灌棉田土壤NH₃挥发和N₂O排放，各施氮处理NH₃挥发总损失量较N0处理增加1.7~3.8倍，N₂O累积排放量较N0处理增加1.8~2.7倍。常规施氮水平下，LN300处理较TN300处理NH₃挥发损失降低42.4%，N₂O排放减少14.1%；同一减氮水平下，LN240处理NH₃挥发损失和N₂O排放分别减少29.5%和18.9%。等量氮肥投入下，施用清液肥可显著降低土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N含量，土壤脲酶活性和反硝化酶活性也显著降低。相关性分析表明土壤NH₃挥发总量和N₂O累积排放量与0~20 cm土壤NH₄⁺-N含量、NO₃^--N含量、土壤脲酶活性和硝酸还原酶呈显著正相关，与土壤亚硝酸还原酶和羟胺还原酶无显著性相关。与常规化肥施氮相比，TN240、LN300和LN240处理棉花籽棉产量较TN300处理分别增加12.6%、9.1%和24.5%，LN240处理棉花籽棉产量较TN240处理提高10.6%。综上，清液肥施氮240 kg·hm^-2可显著减少滴灌棉田氮素气态损失，提高棉花产量，是一种值得推荐的施肥措施。     

水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制

【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO₂浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO₂浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九(LY)和南粳9108(NJ)为材料,在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO₂浓度(A-CO₂,400μmol·mol^-1)和CO₂浓度升高(E-CO₂,600μmol·mol^-1)两个CO₂处理,高氮(HN,1.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)和低氮(LN,0.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)两个氮水平。分析CO₂浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素(CTKs)含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。...     

Weakened carbon and nitrogen metabolisms under post-silking heat stress reduce the yield and dry matter accumulation in waxy maize

Post-silking high temperature is one of the abiotic factors that affects waxy maize(Zea mays L. sinensis Kulesh) growth in southern China. We conducted a pot trial in 2016–2017 to study the effects of post-silking daytime heat stress(35°C) on the activities of enzymes involved in leaf carbon and nitrogen metabolisms and leaf reactive oxygen species(ROS) and water contents. This study could improve our understanding on dry matter accumulation and translocation and grain yield production. Results indicated that decreased grain number and weight under heat stress led to yield loss, which decreased by 20.8 and 20.0% in 2016 and 2017, respectively. High temperature reduced post-silking dry matter accumulation(16.1 and 29.5% in 2016 and 2017, respectively) and promoted translocation of pre-silking photoassimilates stored in vegetative organs, especially in leaf. The lower leaf water content and chlorophyll SPAD value, and higher ROS(H_2O_2 and O_2~-·) content under heat stress conditions indicated accelerated senescent rate. The weak activities of phosphoenolpyruvate carboxylase(PEPCase), Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase(Ru BPCase), nitrate reductase(NR), and glutamine synthase(GS) indicated that leaf carbon and nitrogen metabolisms were suppressed when the plants suffered from a high temperature during grain filling. Correlation analysis results indicated that the reduced grain yield was mainly caused by the decreased leaf water content, weakened NR activity, and increased H_2O_2 content. The increased accumulation of grain weight and post-silking dry matter and the reduced translocation amount in leaf was mainly due to the increased chlorophyll SPAD value and NR activity. Reduced PEPCase and Ru BPCase activities did not affect dry matter accumulation and translocation and grain yield. In conclusion, post-silking heat stress down-regulated the leaf NR and GS activities, increased the leafwater loss rate, increased ROS generation, and induced pre-silking carbohydrate translocation. However, it reduced the post-silking direct photoassimilate deposition, ultimately, leading to grain yield loss.     

模拟氮沉降条件下木荷幼苗光合特性、生物量与C、N、P分配格局

设置模拟氮沉降的控制试验,以NH4NO3作为外加氮源,设计CK(0kg N hm-2·a-1)、LN(50 kg N hm-2·a-1)、MN(100 kg N hm-2·a-1)、HN(150 kg N hm-2· a-1)4个处理,历时9个月,测定木荷(Schima superba)幼苗的光合特性、生物量和C、N、P含量及其分配格局对氮沉降的响应.结果表明:(1)木荷幼苗的最大净光合速率和光饱和点随着氮处理水平增加呈先增加后减小的特点,在中氮处理下极显著增加(P＜0.01).氮处理降低了幼苗的光补偿点和暗呼吸速率,光补偿点在低氮处理下显著降低(P＜0.05),暗呼吸速率在低中氮处理下极显著降低(P＜0.01),高氮处理下显著降低(P＜0.05).未见氮处理对表观量子效率产生显著影响.(2)氮处理促进了木荷的全株生物量以及各部分生物量的增长.随着氮处理水平的增加,叶重比呈升高的趋势,而根重比和根冠比呈降低的趋势,在高氮处理下叶重比的增加和根重比、根冠比的降低都达到了显著水平(P＜0.05).(3)氮沉降促进各器官N含量的增加,在高氮处理下根和茎中N含量极显著增加(P＜0.01),叶中N含量显著增加(P＜0.05).而各器官C含量随着氮沉降程度的增加呈先增加后降低的趋势,在中氮处理下根和茎中C含量极显著增加(P＜0.01),叶中C含量显著增加(P＜0.05).但各器官P含量变化趋势各不相同,随着氮的增加,根中P含量是呈先增加后降低的趋势,而茎和叶中P含量是呈降低的趋势.氮沉降一定程度上降低了木荷各器官的C/N比值而增加了N/P比值.     

不同供氮水平下小麦品种的氮效率差异及其氮代谢特征

【目的】明确不同氮肥生理利用率小麦品种的氮代谢差异,为小麦高产及合理施肥提供理论依据,实现小麦节氮增产。【方法】采用大田试验方法,从16个小麦品种中筛选出氮素利用效率差异显著的低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198和低氮低效型品种西农509、豫农202。然后进一步分析两类品种在N0（CK）,N120（120 kg·hm^-2）和N225（225 kg·hm^-2）3个供氮水平下各小麦品种的产量、叶片GS活性、可溶性蛋白、游离氨基酸、NO₃^-及全氮含量等氮代谢指标的差异。【结果】不同供氮水平下,氮肥生理利用率、产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量等均表现为低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198显著高于低氮低效品种西农509、豫农202。增加供氮量,两类品种的产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片GS活性等氮代谢同化物指标均增加,而氮肥生理利用率降低。但两类品种对供氮水平响应不同,与N0相比,增加供氮量,低氮低效品种西农509、豫农202地上部及籽粒氮积累量、叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量的增幅均高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198,但是,产量的增幅却显著低于低氮高效品种;氮肥生理利用率的降幅则以低氮高效品种显著高于低氮低效品种。【结论】低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198相对于低氮低效品种西农509、豫农202具有更高的产量及氮素利用效率是因为其具有较高的GS活性,从而促进了植株对氮素的吸收与同化,使整个氮代谢过程利用效率提高,获得更高产量。低氮高效品种耐低氮能力较强,增产潜力较大;低氮低效品种对氮肥反应较为敏感,但是其氮素分配利用能力较低。     

不同氮浓度对广金钱草苗期生理特性的影响

采用田间试验的方式,设0mg/L,150mg/L,300mg/L,450mg/L和600mg/L5个N浓度处理,研究其对广金钱草苗期叶片气体交换、叶绿素(Chl)含量、可溶性蛋白(SP)含量和硝酸还原酶(NR)活性的影响.结果表明,随着N浓度的升高,广金钱草叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)升高,而胞间CO2浓度(Ci)下降,Chl a、Chl b、Chl a b、SP含量以及NR活性也表现为升高.线性回归分析结果表明,Pn、Tr与Chl a、Chl b、Chl a b、SP含量、NR活性之间存在显著的正相关关系,而Ci与Chl a、Chl b、Chl a b、SP含量、NR活性之间则存在显著的负相关关系.因此,施N可以加强广金钱草的光合作用和氮代谢,促进其生长发育.     

氮钾配施对甘薯光合产物积累及分配的影响

【目的】探讨氮钾配施对甘薯光合产物转移分配的影响及其生理机制。【方法】开展两年田间试验,设CK(不施肥)、单独施氮(75 kg N·hm~(-2))、单独施钾(150 kg K_2O·hm~(-2))和氮钾配施(75 kg N·hm~(-2)+150 kg K_2O·hm~(-2))4个处理,在生长前期(40 d)和薯块膨大期(100 d)分别进行~(13)C叶片标记。测定了功能叶~(13)C积累量和分配率、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、叶绿素荧光和光合特性、干物质积累和产量等指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析。【结果】与单独施氮和单独施钾相比,氮钾配施处理2014和2015年分别增产7.9%—10.1%和9.3%—10.7%。双因素分析表明,氮钾配施对甘薯产量的增加呈显著的正交互效应,其中,2014年交互效应值为0.95 t·hm~(-2),2015年交互效应值为1.35 t·hm~(-2)。在生长前期和薯块膨大期,与氮、钾处理相比,氮钾配施处理显著提高了甘薯功能叶光合及叶绿素荧光特性,从而促进了两关键生长期光合产物的积累。其中CO2同化速率对应的量子产额(ΦCO2)提高27.1%—39.7%,净光合速率(Pn)提高9.1%—20.2%,甘薯地上部和地下部~(13)C总积累量提高26.3%—42.2%。氮钾配施条件下光合产物分配在两生长期内存在差异。生长前期,氮钾配施处理通过提高叶片SS和SPS酶活性,显著提高了地上部~(13)C分配率(达60.7%)(P0.05),促进光合产物在源器官分配;薯块膨大期,氮钾配施处理显著提高块根中SS和SPS酶活性,光合产物在库-源器官膨压差的作用下由地上部向地下部转运,显著提高~(13)C向块根分配(~(13)C分配率为71.6%,P0.05)。逐步回归分析表明,SS和SPS酶活性、光合特性和叶绿素荧光特性是调控甘薯光合产物分配的关键指标(R1=0.954,R2=0.912);通径分析表明,生长前期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、Fv/Fm和SS;薯块膨大期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、ΦPSⅡ和SPS。【结论】生长前期,氮钾配施处理通过提高Pn、Fv/Fm和SS促进光合产物在地上部积累,实现"建源",而薯块膨大期主要提高Pn、ΦPSⅡ和SPS促进光合产物由地上部向地下部转运,兼顾"促流"和"扩库",氮钾协同最终提高了甘薯产量。