不同耕作方式与氮肥类型对夏玉米光合性能的影响

为了探讨不同耕作方式与氮肥类型对夏玉米光合性能的影响及其作用机制,本试验以玉米杂交种郑单958为供试材料,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及820 nm光吸收等技术,深入研究了玉米花后叶片叶绿素含量、含氮量、气体交换参数、光系统II(PSII)、光系统I(PSI)及二者间的协调性。两年研究结果表明,与常规尿素相比,施用控释尿素均可显著提高玉米花后穗位叶叶绿素含量、净光合速率(Pn)及后期气孔导度(Gs),明显改善光系统间协调性。与旋耕相比,深松可进一步加强施氮对玉米叶片光合性能的促进作用。控释尿素结合深松可显著提高叶绿素含量及Pn,明显改善叶片PSII反应中心供体侧和受体侧性能,增强电子由PSII向PSI的传递,使花后叶片PSII与PSI间协调性显著增加,有利于产量形成期光合性能稳定。光合性能的提高显著增加了穗粒数和单株籽粒产量,最终提高玉米产量。因此,深松与控释尿素结合可有效地协调PSII与PSI,提高夏玉米光合性能,促进玉米增产。     

6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米叶片衰老过程中光系统II性能的调控效应

以玉米自交系齐319 (Qi 319)为试材,利用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线,研究了喷施外源激素6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米花后叶片光系统II (PSII)性能的调控效应。两年研究结果表明,花后穗位叶叶绿素含量和净光合速率(P_n)均呈降低的趋势。在不施氮条件下,外源喷施6-BA,可提高叶绿素含量及后期P_n,但对PSII反应中心的活性无显著改善。施氮可显著提高P_n和PS II的性能,6-BA可显著增强其效果。二者互作条件下,叶绿素含量显著提高,P_n显著增加(P<0.05),PSII供体侧和受体侧的活性得到有效改善,其中对PSII供体侧性能的改善幅度大于对受体侧,PSII反应中心的活性提高以花后10 d最显著。光合性能的提高使单株生物量和籽粒产量显著增加(P<0.05)。因此,在适量施用氮肥的条件下结合喷施6-BA可以显著改善叶片光合性能。     

玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化

为了探讨不同衰老型玉米叶片在衰老过程中光化学反应及其对光合能力维持的贡献, 本研究使用持绿玉米品种“齐319”和早衰玉米品种“黄早四”, 在控制的条件下, 用乙烯利诱导离体叶片衰老, 通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和820 nm光吸收等技术, 研究了衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统I (PSI)、光系统II (PSII)以及光合电子传递体活性的变化。结果表明, 在衰老过程中, 齐319叶片叶绿素含量和光合速率的下降速度明显慢于黄早四, 是功能型持绿品种。玉米叶片的衰老伴随着OJIP曲线的J、I、K、L点荧光的增加, 以及远红光诱导820 nm光信号落差的下降。与齐319相比, 黄早四叶片的OJIP曲线和820 nm光吸收曲线的变化更剧烈。我们认为, 在衰老过程中PSI和PSII光化学活性的快速下降和光合电子传递功能的衰退是玉米叶片光合能力迅速下降的重要原因之一。在此基础上, 讨论了衰老过程中玉米叶片中与光合作用有关蛋白与光合能力下降的可能关系。     

基于叶绿素荧光参数的滴灌棉花氮素营养估测模型

【目的】建立基于叶绿素荧光参数的棉花叶片氮素营养监测模型,为棉花高效施氮及植株生长状况的无损监测提供方法。【方法】在水肥一体化滴灌条件下,以新陆早58号为试验材料,设置4个施氮水平,测定了棉花生长关键时期顶2(从顶部数起)至顶5叶的叶绿素荧光参数和氮素含量,分析了棉花叶片氮素含量与荧光参数的关系。【结果】(1)棉花出苗70 d后,叶片氮素含量以及光系统II(PSII)潜在光化学活性(Fv/F0)、PSII潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、PSII最大光化学效率(Fv'/Fm')均随着棉花生长呈逐渐下降趋势。(2)不同氮素处理下,各叶片氮素含量以及叶绿素荧光参数Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSII和Fv'/Fm'均随施氮量的增加而上升,其中N2 (240 kg·hm-2)处理下各荧光参数值最大。(3)叶片氮含量与Fv、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSII都呈现极显著正相关关系,与荧光参数ΦPSII、Fv'/Fm'间呈现较好的指数函数关系,与荧光参数Fv、Fv/Fm、Fv/F0呈现良好的线性函数关系。顶5叶可变荧光(Fv)与叶片氮素含量建立的关系模型(y=0.0022x+1.6243)的模拟效果最好,决定系数达到0.928,相关系数达到0.963,呈极显著正相关。【结论】适量施氮(240 kg·hm-2)能够提高PSII的活性及PSII反应中心开放部分的比例,进而改善棉花叶片光合能力。顶5叶氮素含量与叶绿素荧光参数Fv构建的模型精确度和拟合效果较其他荧光参数好,因此可以选用荧光参数Fv来监测棉花叶片氮素含量,进而监测植株的氮素营养状况。     

控释复合肥对麦套花生光系统Ⅱ性能及产量和品质的调控效应

以大花生品种606为材料,设置基肥∶拔节期∶始花期比例为35%∶35%∶30%,调查同比例的普通复合肥和控释复合肥施用后麦套花生叶片光合性能及产量和品质变化,以期探明花生叶片光系统II性能对不同肥料类型的生理反应机制。结果表明,花生结荚后期,各处理叶面积指数(LAR)、叶绿素含量(Chl)和净光合速率(Pn)均呈降低趋势;与施用普通复合肥处理相比,施用控释复合肥显著增加了花生叶片Chl含量,提高了LAR和Pn,延缓了叶片衰老。JIP-test分析表明,施肥可以引起荧光诱导曲线(OJIP曲线)显著变化,其中K、J和I点的荧光强度值明显降低。JCRF处理显著提高叶片捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的概率(Ψo)和以吸收光能为基础的性能指数(PIabs),降低K点的可变荧光FK占Fj–Fo振幅的比例(Wk)和J点的可变荧光Fj占振幅Fo–Fp的比例(Vj),表明PSII反应中心电子传递链综合性能以及供体侧和受体侧的电子传递能力均明显提高,其中受体侧性能的改善大于供体侧。与普通复合肥处理相比较,控释复合肥处理的荚果产量和籽仁产量分别提高11.3%和15.2%,同时显著增加了花生籽仁蛋白质、脂肪和可溶性糖含量,提高了脂肪中油酸/亚油酸(O/L)的比值。因此,在等N-P2O5-K2O比例和等养分条件下,控释复合肥较普通复合肥可显著改善麦套花生叶片光合性能,有利于提高产量和改善品质。     

不同土壤水分条件下牡丹的生理特性研究

以盆栽牡丹朱砂垒为试材,研究了5种土壤相对含水量对牡丹叶片生理特性的影响。结果表明,随着土壤干旱胁迫程度的增加,叶片相对水分亏缺(RWD)加大;总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量下降,类胡萝卜素含量在土壤相对含水量85%到55%间,含量略有增加,后逐渐下降;H2O2、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖含量、O2产生速率都明显增加;SOD酶活性降低;POD酶活性则增加。     

高粱靶斑病菌粗毒素对高粱胚根生长及胚根细胞膜透性的影响

为了揭示高粱靶斑病菌的致病机理,用不同浓度病原菌粗毒素处理高粱种子L407B和Tx622B,测定其胚根生长抑制率、电导率和丙二醛(MDA)含量,探讨高粱靶斑病菌粗毒素对高粱不同品种胚根生长及胚根细胞膜透性的影响。结果表明,病菌粗毒素对高粱胚根生长有明显的抑制作用。在同一毒素浓度下,处理后2天,处理组胚根的相对电导率和MDA含量均高于对照组;同一处理时间内,不同浓度毒素处理后胚根相对电导率和MDA含量均高于对照组。说明高粱靶斑病菌毒素能降低高粱胚根细胞膜透性,且不同高粱品种间差异显著。     

灌浆期干旱胁迫对玉米叶片关系统活性的影响

以高淀粉玉米品种郑单21为材料,借助叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光吸收曲线,研究了灌浆期土壤干旱胁迫对玉米籽粒产量和对叶片光系统I (PSI)及光系统II (PS II)活性的影响。两年的研究结果均表明,干旱胁迫显著抑制叶片光合速率(P<0.05)和籽粒产量(P<0.05)。JIP-test分析发现干旱胁迫导致叶绿素荧光快速诱导动力学曲线中的K点和J点上升,表明PS II放氧复合体(OEC)和Q_A之后的电子传递链受到抑制,且PS II受体侧受抑制的程度大于供体侧。此外,干旱胁迫也显著地抑制PS I的最大氧化还原活性(ΔI/I_o),阻碍光合电子从PS II向PS I的传递,破坏了PS I和PS II的协调性。我们认为干旱胁迫抑制PS I和PS II活性并破坏二者的协调性,是导致导致P_n和籽粒产量下降的重要原因之一。     

干旱胁迫对玉米品种苗期叶片光合特性的影响

维持较高的光合作用对于作物适应干旱逆境意义重大,光合电子传递和气孔行为是作物光合机构的重要组成部分,而玉米上有关它们之间的组合响应干旱胁迫研究报道较少。本文将2个主推玉米品种陕单609和郑单958生长在自然光和4个干旱胁迫下的干旱棚内,对其叶片的光系统II(PSII)的电子传递功能和气孔导度进行了研究。结果显示,中度和重度干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)显著下降,而伴随着胞间CO2浓度(Ci)上升,显示光合速率下降是非气孔因素所致。JIP-test分析发现干旱胁迫下2个品种叶绿素荧光诱导动力曲线(OJIP)中出现了K-band,说明光系统II(PSII)放氧复合体(OEC)受到抑制和PSII供体侧与受体侧电子传递不平衡;同时干旱胁迫下反映从PSII供体侧到PSI末端受体电子流的荧光参数显著改变,损伤了光系统II和I之间光合电子传递链,限制CO2同化。品种间光合特性对干旱胁迫的响应存在差异,重度干旱对郑单958叶片光合机构的影响比对品种陕单609大。以上结果表明,中度和重度干旱下玉米品种叶片Pn下降归属于光化学活性的衰退;陕单609光合机构的耐旱性强于郑单958。     

低温胁迫对高粱幼苗叶绿素荧光参数的影响

[目的]探索低温逆境胁迫对高粱苗期幼株叶绿素荧光参数的影响,以期揭示高粱耐冷生理机制以及为耐低温高粱品种的选育提供科学依据。[方法]以晋杂12号和晋中405为试验材料,盆栽试验采用随机区组设计,设置2,4,6,8,10d低温胁迫处理,自然生长为对照(ck)。[结果]随着低温处理时间的延长,高粱幼株叶片潜在光化学效率(Fv/F0)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)整体上均呈下降趋势,而初始荧光(F0)显著上升,非光化学猝灭系数(NPQ)则先上升后下降,参试高粱幼苗10d低温胁迫处理的Fv/Fm比对照最大降幅23.70%,10d低温胁迫的qP比对照下降最多为50.31%。[结论]低温胁迫处理对高粱苗期幼株叶片的叶绿素荧光特性具有减弱效应的影响,且随着低温处理时间的延长,高粱幼苗的叶绿素荧光特性削弱。     

低温胁迫下高粱幼苗对外源脯氨酸的响应

以冷敏高粱晋303为试验材料,幼苗三叶期用不同浓度的脯氨酸处理后, 2~4℃低温胁迫,测定相关生理指标,探讨外源脯氨酸处理对高粱幼苗耐冷性的影响。结果表明,外源脯氨酸处理可以提高低温胁迫下高粱叶片SOD、POD的活性,分别在3 mmol·L^-1和5 mmol·L^-1浓度脯氨酸的处理提高幅度最大。外源脯氨酸处理能降低低温胁迫下高粱叶片MDA的含量,以5 mmol·L^-1脯氨酸的处理效果最好。外源脯氨酸处理对叶片可溶性糖含量的增加也有作用,在本试验脯氨酸浓度设置范围内,可溶性糖含量随处理浓度的增加而增加。外源脯氨酸处理可以维持高粱幼苗中较高的叶绿素含量,喷施5 mmol·L^-1浓度脯氨酸时幼叶叶绿素含量最高。说明外源脯氨酸处理可有效缓解低温胁迫对高粱幼苗的伤害,提高幼苗的耐冷能力。     

膜下滴灌对棉花生育后期叶片与苞叶光合特性的影响

在新疆气候生态条件下,选用新陆早33号和新陆早46号棉花品种,设置2个膜下滴灌量处理,测定棉花叶片和苞叶的光响应曲线、CO2响应曲线、荧光参数等相关光合生理指标,探讨生育后期棉花叶片与苞叶光合能力的差异及对滴灌量的响应。结果表明,棉花生育期间,高温强光下苞叶最大羧化速率与最大电子传递速率的比值(Jmax/Vc,max)较高,气孔导度(Gs)较低。棉花生长发育后期,苞叶面积、含水量、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、光系统II实际光化学效率(?PSII)、Rubisco含量显著低于叶片,但随着生育进程降幅显著低于叶片。与常规滴灌处理相比,节水滴灌处理棉花叶片含水量降幅显著高于苞叶;叶片叶绿素含量、Pn和Rubisco含量显著降低,而苞叶的变化不显著。棉花生育后期苞叶面积、含水量、叶绿素含量、Pn、ΦPSII、Rubisco含量的稳定性高于叶片,表明生育后期叶片衰老较快,但苞叶仍能保持较稳定的光合能力,对光合物质的贡献逐渐增大,常规滴灌下达7.22%~8.83%,节水滴灌下达10.24%~12.53%。     

田间密植诱导抽穗期玉米叶片衰老时的光合作用机制

为理解田间密植是否诱导抽穗期玉米叶片衰老以及衰老叶片的光合作用规律和机制,本研究以玉米"先玉335"为材料研究了抽穗期栽培密度对穗位叶和穗下第4叶的光环境、比叶重、氮素含量、叶绿素含量、气体交换以及叶绿素荧光诱导动力学的影响。结果表明,随着密度的增加玉米冠层内的光强大幅降低,尤其穗下第4叶;穗位叶和穗下第4叶的比叶重降低。同时,穗位叶和穗下第4叶的氮素含量和叶绿素含量均随栽培密度增加而下降。不同栽培密度下穗位叶荧光诱导动力学曲线(OJIP)未发生明显改变,而高密度下穗下第4叶OJIP的J和I相的相对荧光产量较低密度有提高趋势。高密度下,穗位叶和穗下第4叶叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低;不过,穗位叶胞间CO2浓度降低,穗下第4叶胞间CO2浓度增加。我们认为,田间密植条件下异质性光环境可以迅速诱导抽穗期玉米冠层下部叶片(如穗下第4叶)衰老;该过程中,光合作用的限制因素不是光能吸收和电子传递,而可能是碳同化。     

H2O2溶液对 2种红葡萄离体叶中主要茋化物含量的影响

比较H2O2诱导后美国红提(‘红地球’)和紫香无核(‘新农4号’)离体葡萄叶片中的白藜芦醇(Res)、白藜芦醇苷(PD)、紫檀芪(PS)、ε-二聚体葡萄素(ε-VF)4种芪化物的含量,为利用葡萄生产废弃叶片的综合利用提供依据.采用H2O2溶液对红提和紫香无核离体葡萄叶片进行诱导,采用高效液相色谱法分析4种芪化物的含量变化.H2O2诱导后的两种离体叶片4种芪化物的积累呈现显著的量时依赖性;2.5％H2O2处理48 h后叶片4种芪化物含量可提高6倍以上,以红提的含量相对较高,总芪化物鲜重达到138.82μg/g.用H2O2诱导后的离体葡萄叶中4种芪化物含量比诱导前有了较为明显的增加.     

局部根区灌溉对裸燕麦光合特征曲线及叶绿素荧光特性的影响

为探讨局部根区不同灌溉方式下裸燕麦(Avena nuda L.)光合能力下降的生理机制,采用盆栽及渗水盘供水方法,比较了交替根区灌溉(APRI)、固定根区灌溉(FPRI)和常规灌溉(CTRI)下,裸燕麦旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)、光合特征曲线及叶绿素荧光动力学特性的差异。与CTRI处理相比,局部根区灌溉(包括APRI和FPRI处理)降低了叶片SPAD值、净光合速率(P_n)和初始羧化速率(CE),但APRI处理未明显降低初始量子效率(α)、PSII最大量子效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(Ф_PSII)、电子传递效率(ETR)和光化学效率 (q_P)。在2种局部根区灌溉模式中,APRI较FPRI显著提高了叶片SPAD值(P<0.05),而且APRI的叶片最大净光合速率(P_max)、α、光饱和点(LSP)、光能利用率(LUE)、C_i/C_a、CE、CO₂饱和点(C_i,sat)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、Ф_PSII、ETR、q_P和非光化学效率(NPQ)均高于FPRI。APRI和FPRI的光合速率降低与气孔因素有关,FPRI光合速率降低还与PSII结构损伤有关;局部根区灌溉提高了裸燕麦干旱胁迫逆境下的耐受能力,APRI有利于保持更高的光合速率。     

长期不同施肥处理对高粱花后叶片衰老、抗氧化酶活性及产量的影响

高粱花后叶片缓慢衰老及持绿能提高高粱应对干旱等逆境胁迫能力,也与籽粒产量密切相关;在育种上已将叶片抗早衰性作为育种的优异性状以提高谷物产量及稳定性,栽培措施(包括施肥)也能够提高高粱花后叶片的抗早衰能力。为探明长期不同施肥处理对高粱花后叶片抗早衰性和叶片功能的影响, 2020和2021年在大田条件下研究了长期单施氮磷钾化学肥料(NPK)、化学肥料结合有机肥(NPKM)、化学肥料结合有机肥和秸秆还田(NPKMS)、有机肥和秸秆还田(MS)和不施肥(CK)各处理对高粱花后叶面积变化、叶片SPAD值、单位叶面积氮累积量(SLN)、叶片抗氧化酶活性及籽粒产量等影响。结果表明,施肥提高了高粱花后持绿叶面积、SPAD值和SLN值;与NPK比较,NPKM、NPKMS和MS能够有效控制持绿叶面积的衰减,提高上中下3个部位叶片的SPAD值和SLN值,其中MS与NPK处理氮投入相当。施肥也提高了不同部位叶片的SOD、POD和CAT抗氧化酶活性,降低了MDA的含量;与NPK比较,NPKM、NPKMS和MS显著提高了SOD、POD和CAT抗氧化酶活性和降低了MDA的含量。与CK和NPK比较,NPKM、NPKM...     

肌醇对玉米幼苗低温胁迫伤害的缓解效应

为了探索外源肌醇对玉米幼苗低温胁迫的缓解效应及其可能的机理,以苏玉24玉米为供试材料,测定了常温和低温下肌醇对玉米幼苗生理生化指标的影响。结果表明,低温胁迫下的幼苗丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、超氧根阴离子(O2.-)产生速率和游离浦氨酸含量显著升高,叶绿素含量显著降低;外源施加0.8g/L肌醇后低温胁迫幼苗的MDA,H2O2含量和O2.-产生速率显著降低,SOD,CAT,POD活性、叶绿素和游离脯氨酸含量显著升高。外源施加肌醇能减轻活性氧积累,增强杭氧化系统活性,从而保护膜结构和功能,最终缓解低温胁迫的影响。     

持绿型高粱B35灌浆期对干旱的生理生化响应

在盆栽条件下, 对典型持绿型高粱品系B35在开花后10 d和开花后30 d进行1周的干旱胁迫, 胁迫结束后测定与持绿性或抗旱性相关的生理生化指标。结果表明, 持绿型高粱品系B35与对照普通高粱品系三尺三相比, 具有较高的叶绿素含量(SPAD值)、净光合速率(P_n)和叶片、茎秆、籽粒含氮量, 且干旱胁迫使其值下降幅度较小。与对照相比, 干旱胁迫条件使B35叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)含量增加量较少, 游离脯氨酸含量的增加量较多, 叶水势下降幅度较大。B35的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均较高。因此, 我们认为在干旱逆境中持绿型高粱品系B35能够在光合作用、氮素积累、叶片质膜透性、渗透调节能力和保护酶活性等方面有效进行自身的生理调节, 以适应干旱胁迫。     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

高浓度镍对水稻幼苗生长及酶活性的影响

0.8、1.2、2.0mmol/L的Ni2+处理,水稻幼苗的生长表现出明显的阻滞现象,提示此浓度范围的Ni2+已对水稻幼苗产生了毒害.同时,水稻幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性降低,H2O2和丙二醛(MDA)含量明显增多,而过氧化物酶(POD)活性却升高.统计分析表明,H2O2与MDA含量成显著正相关,而MDA