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。     

小麦叶片谷氨酰胺合成酶的分离纯化及鉴定

为了解谷氨酰胺合成酶（Glutamine synthetase,GS）同工酶在小麦中的种类、活性及亚基组成状况,利用盐析、凝胶过滤、阴离子交换层析等技术对小麦苗期叶片中的GS同工酶进行了分离纯化及鉴定。通过测定GS活性跟踪GS的纯化过程,利用NativePAGE结合活性染色技术检测GS的纯化效果,利用SDSPAGE鉴定GS的亚基组成。结果表明,在小麦幼苗叶片中检测到3种GS同工酶GS1、GS2和GSx,其中Gsx含量少,但活性高。从小麦幼苗叶片中纯化得到2个GS同工酶即GS1和GS2。GS1由39 kD的亚基组成,GS2由45 kD的亚基组成,没有纯化得到GSx。     

氮素形态对烤烟成熟期叶片组织结构及 叶绿素含量的影响

为探明不同氮素形态下烤烟成熟期叶片组织结构以及叶片叶绿素含量的变化。通过盆栽试验,对不同成熟期烟叶的组织结构和叶绿素含量进行测定。结果表明：不同氮素形态处理的烤烟,其叶厚、上表皮、叶肉组织随着成熟度的提高而降低,每个处理在不同的成熟期降幅各不相同。在适熟阶段,NH^₄+-N 50%＋NO₃--N50%处理下的叶片厚薄适中,有利于烘烤和烟叶品质的提高。在不同的成熟期,3个不同氮素形态处理的叶片的叶绿素含量在P<0.05水平上差异显著。叶绿素的含量都随着成熟度的增加而降低。其降幅从定长到初熟和从适熟到过熟的过程中值较大。这一结果为烟叶生产实现优质适产提供一定的理论依据。     

不同肥料处理对豫麦34冠层结构特征及产量的影响

为给小麦合理施肥提供依据,在等氮条件下,研究了尿素、鸡粪和尿素与鸡粪配施三种肥料处理对豫麦34冠层结构特性和产量的影响.结果表明,在小麦拔节期,尿素与鸡粪配施处理小麦平均叶倾角最小,为 53.89°;叶面积指数、群体透光率、消光系数依次为4.63、0.055 和 0.63,均处在鸡粪处理和尿素处理之间.在孕穗期到灌浆期,尿素与鸡粪配施使小麦平均叶倾角介于鸡粪和尿素处理之间,为51.96°;叶面积指数、群体消光系数均最大,分别为5.80和0.66;群体透光率最小,为0.028.尿素与鸡粪配施的小麦穗粒数、穗粒重、生物产量、经济产量均高于鸡粪处理和尿素处理.综合来看,配施处理的小麦冠层结构适宜,株型最佳,群体光分布合理.     

耕作方式与氮肥减施对黄褐土麦田土壤酶活性及温室气体排放的影响

为探明夏玉米秸秆粉碎还田后,不同耕作方式和氮肥减施对土壤酶活性及温室气体排放的影响,采用静态箱气相色谱法,以传统翻耕和常规施氮量为对照(PT+CN),测定并分析了免耕减氮(N T+LN)、免耕常规施氮(N T+CN)、旋耕减氮(R T+LN)、旋耕常规施氮(R T+CN)、翻耕减氮(PT+LN)对麦田土壤-作物系统温室气体排放的影响及其与土壤酶活性的关系。结果表明:土壤中脲酶和蔗糖酶活性均表现为0~20cm高于20~40cm土层,拔节期脲酶和蔗糖酶活性达到最高值。减少施氮量降低了土壤脲酶和蔗糖酶活性,其中以NT+LN处理土壤脲酶和蔗糖酶活性最低;不同处理小麦田均表现为CH4的汇和CO2与N2O的源。与对照相比,NT+LN、RT+LN、PT+LN、NT+CN、RT+CN处理的CH4平均吸收通量分别减少了25.57%、25.06%、18.03%、11.96%、11.61%,CO2和N2O平均排放通量分别降低了17.57%、12.28%、11.36%、10.24%、4.96%和34.05%、26.48%、20.60%、15.61%、3.02%;土壤脲酶与CH4排放通量呈负相关,与CO2、N2O排放通量呈正相关。蔗糖酶与0~20cm土层的CH4排放呈显著负相关,与N2O排放呈显著正相关,但20~40cm土层的蔗糖酶活性与温室气体排放通量相关性不显著。综上所述,在秸秆还田、减少化肥用量、提倡固碳减排的背景下,旋耕减氮处理是在保持较高土壤酶活性的同时减少农田温室气体排放的最优组合。     

基于元数据的农田信息存储、管理和共享

为实现基于元数据的农田信息的存储、管理和共享,在建立农田信息数据元的基础上,采用空间数据库技术,构建了农田信息的分级存储与管理模型;利用元数据服务和组件技术,在SuperMap GIS平台上构建了农田信息共享服务与互操作模型。通过对“基于WebGIS的小麦生产精准施肥决策系统”和“基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统”数据元的提取和封装,实现了两个系统数据的无损共享,结果表明,在建立农田信息标准元数据的基础上,利用元数据和元数据服务技术来解决农田信息一体化存储、管理和共享是可行和有效的。     

基于不同土壤质地的小麦叶片氮含量高光谱 差异及监测模型构建

【目的】叶片氮素状况是小麦生产中精确施氮管理与调控的前提,实时无损监测叶片氮素状况对小麦生产管理具有重要意义。本文旨在综合分析不同环境下小麦冠层光谱响应差异,进而构建其估测模型,为小麦氮肥合理运筹提供技术支持。【方法】本研究基于3种不同土壤质地（砂土、壤土和黏土）、5种不同施氮水平（0、120、225、330和435 kg•hm-2）及3种河南省主栽小麦品种（矮抗58、周麦22和郑麦366）连续2年的大田试验,于小麦主要生育时期同步测定冠层光谱反射率和叶片氮含量,对3种不同土壤质地条件下小麦冠层叶片氮含量的高光谱响应差异进行比较,系统分析350—1 050 nm 波段范围内任意两波段组合而成的差值（DSI）、比值（RSI）及归一化差值（NDSI）光谱指数与叶片氮含量的量化关系,并建立估算模型。【结果】冠层光谱反射率在不同施氮水平和不同生育时期下存在明显差异,但趋势基本一致;比较3种土壤质地小麦冠层光谱反射率大小表现为：黏土＞壤土＞砂土,可以反映小麦实时田间长势。通过系统分析3种土壤质地小麦冠层反射光谱与对应叶片氮含量间的定量关系,表明在可见光和近红外区域均有较好的相关性,但敏感波段区域有所不同。对3种质地获取的样本进行系统分析表明,砂土、壤土和黏土质地小麦叶片氮含量分别以光谱指数NDSI（FD710,FD690）、DSI（R515,R460）和RSI（R535,R715）建模结果表现最好,决定系数分别达到0.88、0.87和0.87。经不同年份独立资料检验结果显示,基于上述光谱指数估测小麦叶片氮含量的预测决定系数分别为0.87、0.85和0.77,预测均方根误差分别为0.31、0.32和0.26。【结论】利用光谱参数NDSI（FD710,FD690）、DSI（R515,R460）和RSI（R535,R715）为自变量建立的估测模型分别可以较好地预测砂土、壤土和黏土3种质地小麦叶片氮含量。     

叶绿素含量的影响

 为探明不同氮素形态下烤烟成熟期叶片组织结构以及叶片叶绿素含量的变化。通过盆栽试验，对不同成熟期烟叶的组织结构和叶绿素含量进行测定。结果表明：不同氮素形态处理的烤烟，其叶厚、上表皮、叶肉组织随着成熟度的提高而降低，每个处理在不同的成熟期降幅各不相同。在适熟阶段，NH^₄+-N 50%＋NO₃--N50%处理下的叶片厚薄适中，有利于烘烤和烟叶品质的提高。在不同的成熟期，3个不同氮素形态处理的叶片的叶绿素含量在P<0.05水平上差异显著。叶绿素的含量都随着成熟度的增加而降低。其降幅从定长到初熟和从适熟到过熟的过程中值较大。这一结果为烟叶生产实现优质适产提供一定的理论依据。     

根系调节剂对不同土壤类型烤烟叶片主要化学成分的影响

采用大田试验方法，研究了褐土、潮土和砂姜黑土上施用不同调根剂对烤烟烟叶主要化学成分动态变化的影响．结果表明，Fes04，ABT4和黄腐酸盐的组合(T1)能够减缓褐土和砂姜黑土烤烟生长后期叶片中总N含量的下降，在3种土壤类型上均能促进可溶性糖含量的积累，提高褐土烟叶中K含量．粒饱丰处理(1、2)促进褐土和砂姜黑土烟叶中总N含量的降低，降低潮土烟叶中可溶性糖的含量，提高砂姜黑土与潮土烟叶中K的含量．2种调节剂在3种土壤类型上施用均促进了烟叶中烟碱含量的增加，Tl较1、2表现更为突出．     

不同土壤类型对烟叶主要化学成分的影响

研究了褐土、潮土和砂姜黑土3种土壤类型对烟叶主要化学成分动态变化的影响，结果表明，打顶前，烟碱含量减少，打顶后逐渐升高；烟草一生中可溶性糖含量有2个高峰期；K含量和总N含量呈降低趋势。采收期，叶片烟碱含量在不同土壤类型上的表现为：褐白＞砂姜黑土＞潮土；可溶性糖含量表现为：潮土＞砂姜黑土＞褐土；K含量表现为：褐土＞砂姜黑土＞潮土；总N含量表现为：潮土＞砂姜黑土＞褐土。烘烤品质方面，褐土上种植的烟叶最接近于优质烟叶标准，砂姜黑土最差。