6-BA对小麦花后C/N物质运转和籽粒品质的影响

在田间条件下,以豫麦34和扬麦9号2个蛋白质含量不同的小麦品种为材料,花后用0.01 mol.mL-16-BA分别处理穗部和旗叶,研究6-BA对小麦花后植株C/N物质积累与转运规律的影响及其与小麦籽粒蛋白质和淀粉形成的关系。结果表明,6-BA处理降低了小麦籽粒质量和总淀粉含量,但显著提高了籽粒蛋白质含量,且旗叶处理比穗部处理的效果更为显著。6-BA处理显著提高了籽粒谷蛋白含量,对清蛋白和球蛋白的影响较小;穗处理的籽粒醇溶蛋白含量低于对照和旗叶处理,使穗处理的谷蛋白/醇溶蛋白显著增加。与对照相比,6-BA处理降低了扬麦9号籽粒支链淀粉含量,豫麦34在不同处理间无显著差异。6-BA处理降低了营养器官花前贮存干物质和氮素的转运量与转运率,也降低了花后干物质积累量,但提高了花后氮素同化量及同化氮素对籽粒氮的贡献率。与穗处理相比,旗叶处理降低了花前贮藏干物质和氮素运转量对籽粒产量和氮素积累量的贡献率,但提高了花后同化干物质和氮素对籽粒产量和氮素积累量的贡献率。上述结果表明6-BA处理促进了籽粒蛋白质的合成,但降低了籽粒质量和淀粉的合成,旗叶处理较穗处理作用大。     

不同施氮下优质稻植株花后碳氮物质流转与籽粒生长的相关性

以桂华占、八桂香为材料,在高氮(NH,High nitrogen)、中氮(NM,Middle nitrogen)、低氮(NL,Low nitrogen)三个施氮水平下,研究了优质稻花后碳氮物质积累、运转与籽粒生长特征及其相互的关系。结果表明:①在不同施氮水平下,干物质转运效率为53.60%～62.23%,氮素转运效率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片干物质转运对籽粒干物质积累的贡献率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片氮素转运对籽粒氮素积累贡献率为47.93%～117.2%。②施氮水平影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长。高氮条件下增加叶片碳氮同化物的转运,不利于茎鞘碳氮同化物向籽粒转运。增施氮肥在一定程度上提高了地上总氮和籽粒氮的积累量,提高了籽粒氮收获指数,蛋白质含量上升。低氮处理虽能促进茎鞘碳氮同化物的转运率,但籽粒收获指数明显变低。③不同施氮水平下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切的相关,花后茎叶干物质运转速度和转运率都与籽粒起始灌浆势呈正相关;籽粒最大灌浆速率与叶干物质运转速度和转运率呈正相关;叶片中总氮转运率与籽粒蛋白质产量呈正相关。花后茎叶氮素积累量的减少,伴随着籽粒氮素积累量的增加和籽粒蛋白质含量的升高是同步的;茎鞘花后同化物碳氮比与籽粒蛋白质含量及产量呈正相关,与籽粒直链淀粉含量及淀粉、蛋白质比呈负相关。不同施氮水平下氮素转运效率和贡献率表现出一定差异,这种差异与水稻植株自身对氮生理利用效率密切相关。     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

不同生态条件下不同基因型小麦干物质和氮素积累与分配特征

以40个主栽小麦品种／品系为材料，研究了不同基因型小麦籽粒干物质与氮素的来源及累积转运过程，分析了氮素累积转运的基因型差异及其对生态环境的反应。结果表明，不同环境下小麦植株干物质与氮素的积累与转运差异明显，籽粒蛋白质含量不同的小麦基因型，植株氮素与干物质的积累与分配过程有显的差异。干物质与氮素的再分配是同步进行的，籽粒蛋白质含量与花后合成氮素的再分配量呈极显正相关(r=0．6375**)，而籽粒产量的提高有赖于花后植株氮素吸收合成能力及光合能力的增强。     

不同基因型大豆植株氮素积累变化动态研究

为了探明大豆品种间氮素积累及运转规律,以东农42、黑农35、垦丰9号、东农46和秣食豆为材料,研究不同基因型大豆氮素积累分配差异。结果表明:不同基因型大豆品种叶片和茎秆氮素含量呈降—升—降的变化趋势;荚皮氮素含量呈下降趋势;籽粒氮素含量呈上升趋势。各营养器官氮素含量表现为荚皮叶片茎秆。不同基因型大豆叶片和茎秆氮素积累量变化动态基本一致,呈单峰曲线。荚皮中氮素积累量呈先升高后下降的趋势;籽粒氮素积累量呈持续增长趋势。成熟时全株氮素含量表现为秣食豆黑农35东农42东农46垦丰9号。高蛋白品种的营养体氮素积累峰值、氮素运转量及运转效率显著高于蛋白质含量低的品种,但氮收获指数相差很小。不同器官的氮素运转量和运转效率对籽粒的贡献率均表现为叶片茎秆荚皮。     

水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累模型

 【目的】建立基于生理生态过程的水稻籽粒蛋白质积累模拟模型。【方法】基于不同地点、品种及施氮水平的田间试验资料，通过解析花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运的动态特征及定量关系，构建水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累的模拟模型。【结果】水稻籽粒中氮素积累速率取决于源限制下的可获取氮源和库限制下的氮素积累速率；源限制下的可获取氮源取决于营养器官向籽粒转运的氮素和花后植株吸收的氮素，库限制下的氮素积累速率由潜在氮素积累速率及温度、水分和氮素因子效应来综合决定。营养器官中的氮素转运又分为叶片和茎中积累氮素的转运；花前叶片和茎中的相对氮含量随播后生长度日线性增加；花后叶片和茎中的相对氮含量随花后生长度日线性递减；花后吸收的氮素随籽粒重的增加对数递增。利用独立的田间试验资料对所建模型进行了检验，结果显示模拟值与观测值之间具有较好的一致性，其中花前叶片与茎秆氮素吸收量、花后籽粒氮素吸收量、花后叶片与茎秆中氮素转运量的决定系数分别为0.968、0.980、0.974、0.970和0.976，根均方差分别为16.55%、13.24%、9.53%、10.93%和9.29%；籽粒蛋白质含量的决定系数分别为0.930，根均方差分别为7.82%。【结论】模型对不同栽培条件下水稻植株氮素吸收与转运以及籽粒蛋白质积累具有较好的预测性，为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测提供了量化工具。     

普通小麦营养器官氮素和果聚糖的运转

 研究了普通小麦营养器官氮素和果聚糖的运转及其与籽粒产量和蛋白质含量的关系。结果表明 ,基因型间营养器官在氮素和果聚糖的累积和运转方面存在显著差异。高蛋白质基因型营养器官氮素累积多且转移也多 ,后期吸收较少 ;而低蛋白质基因型则正好相反。叶片是氮素的主要贮存器官 ,果聚糖则主要贮存在茎鞘。增施氮肥提高了营养器官氮素的累积和运转 ,但降低了果聚糖的累积和运转。叶片、茎鞘、全株营养器官总氮素的运转与籽粒蛋白质含量呈正相关 ;茎鞘、全株营养器官总果聚糖的运转与籽粒产量呈正相关。果聚糖的运转与籽粒蛋白质含量呈负相关 ,与氮素的运转则无相关。     

稻茬晚播小麦高产群体氮素积累特性研究

以扬麦20为材料,设计晚播条件下基本苗、施氮量以及氮肥分配时期试验构建不同产量群体,研究稻茬晚播小麦高产(≥7 500kg·hm-2)群体氮素积累特性。结果表明:籽粒产量与拔节期、开花至成熟期的氮素积累量均呈二次曲线关系,与开花期、成熟期的氮素积累量呈线性正相关。越冬始至返青期、孕穗至开花期氮素积累量与籽粒产量也呈线性正相关。稻茬晚播小麦实现高产的关键是增加花后营养器官氮素转运量。试验条件下,高产群体拔节期氮积累量为48~58kg·hm-2,开花期氮积累量为191kg·hm-2以上,其中开花期叶片的氮素积累量宜达46kg·hm-2以上,茎鞘氮素积累量宜达113kg·hm-2以上,穗氮素积累量宜达32kg·hm-2以上,成熟期氮积累量达257kg·hm-2以上;花后营养器官转运量宜达124kg·hm-2以上。     

不同播期对冬小麦碳氮运转和产量的影响

于2004～2005年在大田条件下,研究了不同播期对冬小麦植株C-N的积累、运转规律及籽粒产量和蛋白质含量的影响.结果表明,适当晚播(10月22日播种)可以提高冬小麦成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素积累量,提高开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率.适当晚播的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量有所增加,籽粒产量和蛋白质产量显著提高.由此可见,高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质产量的提高.     

不同基因型水稻籽粒蛋白质含量差异的研究Ⅰ.两个常规早稻品种籽粒蛋白质含量差异

采用水培试验研究了正常氮和低氮水平下两个早稻常规品种氮素营养特性的差异。结果表明：高蛋白基因型湘早籼24号在两种氮水平下其根系活性吸收面积，α－萘胺氧化力，叶、茎鞘、籽粒的全氮、蛋白氮含量与功能叶的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性明显高于低蛋白基因型中优早81号，合理增施氮肥有利于提高根系吸收能力、氮素的吸收和同化能力及籽粒蛋白质含量。     

氮素水平对小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响及其生理基础

 在大田高产条件下研究了氮素水平对小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响及其生理基础。结果表明 ,适当提高氮素水平既能增加小麦籽粒产量又能提高蛋白质含量 ,使籽粒产量和蛋白质含量达到同步增加 ,氮素水平过高虽能够提高籽粒蛋白质含量 ,但籽粒产量下降。适当提高氮素水平可以提高源器官碳素同化能力和氮素同化能力 ,又能够促进开花前暂贮于营养器官中的同化物质向籽粒中运转 ,增加籽粒中淀粉合成有关酶和氮素同化酶的活性 ,从而导致小麦籽粒产量和蛋白质含量同步增加。氮素水平过高 ,虽能促进源器官和籽粒中的氮素同化能力 ,但由于碳素同化酶和籽粒淀粉合成酶活性降低和开花前暂贮于营养器官中的同化物质向籽粒中的运转效率降低 ,而导致小麦籽粒蛋白质含量提高 ,产量下降。     

糯小麦籽粒糖降解和淀粉积累特性研究

 【目的】比较糯小麦籽粒可溶性糖含量和淀粉含量与非糯小麦的差异，研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累特点，为糯小麦的育种和生产应用提供参考。【方法】2004～2005年度测定不同来源的17个糯小麦品系和4个非糯对照品种籽粒可溶性糖和淀粉含量，2005～2006年度选择其中3个糯小麦品系和2个非糯对照品种研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累动态。【结果】15个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于所有对照品种，另2个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于对照扬麦12和扬麦5号，而与扬麦158和扬麦9号差异不显著。4个对照品种之间淀粉含量差异不显著，扬麦9号最高，扬麦158最低；供试的17个糯小麦品系籽粒淀粉含量均低于对照扬麦9号，其中13个糯小麦品系低于扬麦158。籽粒中糖降解和淀粉积累动态研究表明花后10～17d糯小麦籽粒可溶性糖含量下降速率小，开花17d后3个糯小麦品系先后都经历一个淀粉含量增长的相对“停滞”阶段。【结论】糯小麦成熟期籽粒中可溶性糖含量高，淀粉含量低，可能与其灌浆前期籽粒中可溶性糖转化效率低，淀粉积累中后期经历一个相对“停滞”阶段有关，这主要是由于GBSS的缺失导致糯小麦不能合成直链淀粉改变了糯小麦糖转化和淀粉积累特性。在糯小麦育种中应加强对花后籽粒中可溶性糖转化效率和淀粉积累动态的研究，选择灌浆前期糖转化效率高，淀粉含量增长“停滞”阶段出现较迟的品种，以改良糯小麦籽粒饱满度。     

Effects of Nitrogen on N Uptake, Grain Yield and Quality of Medium-Gluten Wheat Yangmai 10

The effects of the basal and top-dressing nitrogen (N) on'N uptake and translocation, N utilization efficiency, grain yield and quality of medium-gluten winter wheat Yangmai 10 were studied from 2000 to 2002. The main results were as follows.Nitrogen content and nitrogen accumulation in plant at maturity increased with the amount of N application. Grain protein content and wet gluten content were significantly correlated with applied N. There was a significantly positive correlation between nitrogen accumulation before anthesis (NBA) and basal N fertilizer, and between nitrogen accumulation after anthesis (NAA) and top-dressing N. N accumulated in grains was significantly correlated to NBA, NAA and N translocation from vegetative organs after anthesis (NTVA). NBA was significantly correlated with N application, but NAA and NTVA had a quadratic curve correlation with applied N. N fertilizer use efficiency (NUE) had a quadratic curve correlation with applied N, and the NUE was high when basal and top-dressing N was equally applied. For the medium-gluten wheat Yangmai 10 under the same N application ratio, there was a N-regulating effect when the N application was less than 266.55 kg ha-1, a stagnation of yield and quality when N application ranged from 266.55 to 309.08 kg ha-1, and an excessive N application when the N application rate was greater than 309.08 kg ha-1. Under the conditions of this experiment, the precise N application is 220-270 kg ha-1 with basal and top-dressing N equally used when a grain yield of more than 6750kg ha-1, protein content higher than 12%, wet gluten content more than 30% and NUE greater than 40% could be obtained.     

小麦组织氮的积累与分配及其相关性研究

对１７ 个澳大利亚小麦品种的组织氮研究表明：品种间组织氮含量存在不同程度差异。叶片、茎秆和植株氮积累峰值分别出现在抽穗初期、灌浆初期和灌浆末期;花期前氮素主要积累在叶片中,花期后籽粒成为氮素最主要的贮藏器官。植株氮积累（ｇ／ｍ ２）与干物质积累呈极显著正相关,而与其果糖积累、籽粒产量、籽粒蛋白质产量及含量无显著相关关系;植株氮含量（ｇ·ｋｇ－ １）与其干物质积累、果糖含量和籽粒产量均呈显著负相关,与籽粒蛋白质含量显著正相关。     

栽培措施对弱筋小麦产量和蛋白质含量的影响

以弱筋小麦品种扬麦9号为试验材料,采用部分重复法进行播期、群体密度、肥料(氮肥、磷肥和钾肥)施用量以及追肥时期对产量和品质的影响效应研究。结果表明:所有试验因子都不同程度地影响弱筋小麦的蛋白质含量;氮肥施用量对产量和蛋白质含量影响最大,随氮肥施用量增加,蛋白质含量显著提高;返青期以后追施氮肥能显著提高蛋白质含量,8.8叶龄期追施氮肥对产量形成影响最大,10.1叶龄期施用,籽粒蛋白质含量最高,但增加磷肥施用量又能显著抑制蛋白质含量的提高;播期对籽粒产量和蛋白质含量起负向作用;群体密度大,钾肥施用水平高,能显著提高弱筋小麦蛋白质含量。     

Effects of Enzymes Related to Nitrogen Reuse on Nitrogen Redistribution and Nitrogen Use Efficiency in Brassica napus

目的：探究氮素利用相关酶对油菜中氮素再分配的贡献程度。[方法]采用单株砂培培养,严格控制氮素等营养供应,用15N饲喂追踪,分别测定在蛋白水解酶（PE）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）抑制剂处理的情况下．两个油菜品种氮低效品种6号和氮高效品种2号的产量、籽粒氮素转运和积累量、叶片氮索损失的情况以及氮素利用率。[结果]两品种皆在抑制GOGAT活性时,氮素利用效率最低．产量最少。籽粒中氮素转运比例最低,叶片氮素损失最大,其次为PE,在抑制GS时影响最小。同时发现在生育后期,叶片中积累的氮素接近80％转运出叶片。籽粒中来源于营养器官前期积累的氮素达到50％-70％。两品种油菜呈现相同趋势。品种之间．2号油菜品种的籽粒氮素累积和产量高。氮素损失较少。氮低效品种6号和氮高效品种2号在所有受抑制情况下呈现相同规律。[结论]GOGAT是油菜氮素再利用的关键酶,品种间酶活性不同可能是品种氮素再利用效率不同的重要因素。叶片生育前期积累的氮索主要用于氮素再利用．籽粒中积累的氮素大部分来源于营养器官。     

基于氮素运转原理和GRA-PLS算法的冬小麦籽粒蛋白质含量遥感预测

【目的】及时、有效地预测籽粒蛋白质含量,能够为优质小麦品种的收购和加工提供科学合理的决策支持信息。本研究从籽粒蛋白质形成的氮素运转规律出发,研究冬小麦籽粒蛋白质遥感预测的可行性及在区域与年际间的扩展性,为高分辨率遥感卫星进行大面积蛋白质预测提供理论依据。【方法】利用2012—2013年4个冬小麦品种×4个氮肥梯度的试验数据和地面高光谱数据进行建模;基于小麦籽粒蛋白质形成的氮素运转机理,通过分析籽粒氮素累积量的两个主要来源及其之间的比例关系,重点抓住开花前的植株氮素累积量再运转这一主要来源,而灌浆期根际的氮素直接吸收则通过其与前者的比例关系来确定,通过相关农学参数模型的耦合,同时加入温度影响因子对籽粒氮素运转的影响,初步阐明了利用开花期小麦叶片氮含量可以预测籽粒蛋白质含量的应用机理;然后选择与叶片氮含量相关的植被指数,利用灰色关联分析-偏最小二乘算法（GRA-PLS）选择与叶片氮含量关联度较高的植被指数并进行小麦叶片氮含量的估算,通过与氮素运转模型的耦合构建了基于氮素运转原理的籽粒蛋白质含量遥感预测模型;最后利用2009—2010年的品种×播期×肥料试验和2012—2013年的其他品种氮肥处理试验进行验证。【结果】（1）通过GRA方法对叶片氮含量和植被指数间的关联度进行计算,选择关联度较大的前5个植被指数进行叶片氮含量建模,其植被指数分别为mND705、NDVIcanste、Readone、DCNI和NDCI;（2）通过PLS方法构建的叶片氮含量模型,建模结果的预测值与实测值的决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）分别为0.859和0.257%,验证结果的R2和RMSE分别为0.726和0.063%,利用GRA-PLS方法估算叶片氮素含量具有较好的稳定性;（3）构建的蛋白质预测模型,建模结果和验证结果的预测值与实测值的R2和RMSE分别为0.713、1.30%和0.609、1.19%,预测模型具有较高的精度与可靠性。【结论】基于氮素运转规律构建的小麦籽粒蛋白质含量遥感预测模型,可以作为应用开花期遥感信息来预测籽粒蛋白质含量的机理性解释,初步实现了本研究区域和年际间的籽粒蛋白质含量预测,具有一定的应用前景。