硅氮互作改善优质稻植株生理生态特性

本研究以2个水稻品种‘桂农占’和‘黄华占’为供试材料,设置3个氮水平（120、180、240 kg/hm ²分别表示为低氮、中氮和高氮）,3个硅水平（0、225、450 kg/hm ²分别表示为低硅、中硅和高硅）,交叉互作,研究硅氮互作对水稻植株形态、物质积累、光合作用及碳氮代谢的影响。结果表明：硅氮互作有助于增加水稻的穗数、株高及生物量。中氮或中硅浓度能显著提高水稻叶片的光合作用,以‘桂农占’效果更为明显,光合速率分别提高了19.21%和8.75%。在不同氮水平下,施用中等浓度硅可以提高‘桂农占’和‘黄华占’叶片的硝酸还原酶活性,分别比低硅处理增加46.82%和85.43%;在成熟期低氮水平下,2个水稻品种硝酸还原酶活性随硅浓度的增加而增加。对于叶片蔗糖转化酶活性,2个水稻品种均为抽穗期>分蘖期>成熟期,且各处理下,‘黄华占’蔗糖转化酶活性基本大于‘桂农占’。总体上来讲,低氮高硅,中氮中硅的硅氮配比组合,有助于促进水稻生长发育和物质代谢。     

密度和施氮水平对小黑麦叶绿素荧光特性的影响

为了揭示光合作用对种植密度及氮素营养的响应机制,以小黑麦东农5305和东农96026为试验材料,采用PAM210调制叶绿素荧光仪测定了小黑麦旗叶的主要叶绿素荧光参数,研究了种植密度及施氮水平对荧光参数的影响。结果表明,适量施氮和降低种植密度（东农5305密度300万株·hm^-2,施氮水平75 kg·hm^-2;东农96026密度450万株·hm^-2,施氮水平150 kg·hm^-2）可改善小黑麦叶片光合功能,提高最大荧光产量和PSⅡ光能转换效率及PSⅡ电子传递活性,抑制非辐射能量的耗散。说明合理的种植密度及氮素营养可改善小黑麦光合功能,对东农5305的影响较东农96026大。     

氮肥减量配施硅肥对水稻产量及病虫害防控的影响

为探究减氮条件下配施硅肥对水稻产量及病虫害的影响,本研究比较了氮肥常规用量和氮肥用量减少20%～40%条件下,配施一定量的硅肥对水稻产量及病虫害发生的影响。结果表明,与常规用量施氮(300 kg/hm~2)相比,氮肥减少20%～40%条件下,配施硅肥提高了水稻的产量及经济效益,显著降低了卷叶螟的数量且提升了害虫天敌数量,并显著降低稻曲病发生率和病情指数,最终减轻水稻病虫害。     

干旱胁迫下氮肥对玉米叶片生理特性的影响

采用盆栽控水试验,研究干旱胁迫下氮肥水平对玉米光合作用及保护酶活性的生理响应。结果表明,与正常灌水处理相比,干旱胁迫降低玉米叶片的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子产量(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP);增加胞间CO2浓度(Ci)、非光化学猝灭系数(qN)和丙二醛(MDA)含量;保护酶活性(SOD、POD和CAT)升高。干旱胁迫下适量施氮(225 kg/hm2)提高玉米叶片的Gs、Tr、Fv/Fm、φPSⅡ和qP;降低Ci和qN;同时显著提高保护酶活性(SOD、POD和CAT),降低膜质过氧化程度,全面改善叶片光合功能和内在的生理特性。不施氮肥和过量施氮(450 kg/hm2)均表现出与适量施氮处理相反的变化趋势。     

不同施肥水平条件下水稻抗倒伏研究

氮肥、钾肥、硅肥的不同用量对水稻主茎基部Ⅰ、Ⅱ节间长度、重心高度均产生影响,其中增施氮肥不利于水稻抗倒伏,增施钾肥和硅肥有利于水稻抗倒伏。     

施氮量、种植密度对寒地盐碱条件下水稻产量及干物质积累的互作效应

为明确氮肥和种植密度互作对寒地盐碱条件下水稻产量及干物质积累的影响,以龙粳21为材料进行试验。结果表明,水稻产量与施氮量、种植密度均呈显著的二次曲线关系,盐碱条件下龙粳21最佳产量的单因子施氮量和种植密度分别为169.9±5.0 kg/hm2和32.9±1.0丛/m2。盐碱条件下中等施氮量和较高密度互作更易获得高产;高氮肥和高密度配合能够获得较高的齐穗期干物质积累量和LAI,但产量却显著下降;中等氮肥用量和中等密度配合能够获得较高的齐穗期剑叶光合速率,从而增加水稻产量。盐碱条件下高氮肥和高密度配合更易获得较多穗数,但中等施氮量和较低的密度配合更易获得大穗,氮肥和种植密度对千粒重不存在互作效应。因此,氮肥、种植密度科学合理配合,构建适宜的群体结构,才会发挥寒地盐碱地水稻的产量潜力。     

硅肥对国稻6号的生理影响及增产效果

水稻生产实践表明,硅有益水稻的生长发育,施用得当增产效果明显。试验结果表明,硅肥处理后,杂交稻国稻6号基部第一节间缩短,植株茎壁厚度增加,重量／长度比值显著提高。硅肥处理延缓了灌浆期功能叶片的衰老,提高了叶片PSⅡ光化学效率（Fv／Fm）以及PSⅡ能量捕捉效率（Fv,Fo）,因而顶部三叶片的光合速率显著提高。硅肥处理的增产在于有效穗数及每穗实粒数的提高。     

保水剂与氮肥对鼓节竹光合特性和叶绿素荧光特性的影响

本研究以3年生鼓节竹为研究材料,研究单施氮肥（150、300、450 g/丛）以及保水剂（180 g/丛）与氮肥（150、300、450 g/丛）混施对鼓节竹叶绿素、叶片光合参数和叶绿素荧光参数的影响,并通过主成分分析法对不同处理进行综合评价。结果表明：在相同的氮肥条件下,保水剂与氮肥混施提高了叶片叶绿素含量,提高了净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间二氧化碳浓度（C_i）等光合参数及初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）、可变荧光（F_v）、潜在活性（F_v/F_o）、最大光化学效率（F_v/F_m）实际光化学产量（Φ_PSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（qN）等荧光参数,降低了水分利用效率（WUE）,说明采用保水剂和氮肥混施能够提高氮肥利用率。主成分分析综合得分CK、A、B、C、D、E、F分别为-12.57、-8.15、-3.89、3.15、0.12、10.02、11.32。综合得分F最高,即保水剂（180 g/丛）与氮肥（450 g/丛）组合最优。     

光、氮及其互作对玉米光合特性与物质生产的影响

以豫玉22为试验材料,采用盆栽试验,设置2种遮光处理和3个氮肥水平,研究光、氮及其互作对玉米光合特性和物质生产的影响。结果表明,相对于不遮光处理,抽雄前3 d开始遮光、吐丝后10 d恢复自然光照处理玉米叶片光合速率和叶绿素a含量下降,叶绿素b和总叶绿素含量升高,胞间CO2浓度上升;成熟期不施肥、施肥120、240 kg/hm2的干物质积累量分别降低33.66%、31.69%、24.84%,产量分别降低52.50%、49.10%、40.92%。抽雄前3 d开始遮光、吐丝后10 d恢复自然光照处理,随施氮量的增加,叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及光合速率均显著上升,成熟期施肥240 kg/hm2处理干物质积累量分别比不施肥、施肥120 kg/hm2增加42.45%、17.39%,产量分别增加59.93%、22.24%。弱光胁迫条件下增施氮肥可以改善玉米的光合特性,增加玉米干物质积累量,减少玉米产量损失。     

水分和氮素对陇育216冬小麦气体交换和叶绿素荧光的影响

为深入探讨水氮互作对冬小麦光合的影响机制,在温室盆栽条件下,以冬小麦品种陇育216为材料,分析了不同土壤水分和氮素条件下冬小麦叶片气体交换和叶绿素荧光参数的差异。结果表明,在水分胁迫(35%FWC)和正常水分供应(70%FWC)下,从9:00到17:00,中氮(5mmol·L-1)处理小麦叶片净光合速率(Pn)显著高于低氮(2mmol·L-1)。与正常水分供应相比,水分胁迫均降低了Pn、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。增施氮肥可提高水分胁迫下的Gs、Tr和Rd,消除水分胁迫对Gs、Vc,max、Jmax、TPU和Fv/Fm的负效应,降低了qP和ETR。说明适度施氮可促进水分胁迫下气体交换、光能利用以及PSII的光化学反应和电子传递,从而提高冬小麦光合和对水分缺乏的适应能力。     

水稻孕穗期不同叶位叶片的气体交换与叶绿素荧光特性

研究了6个水稻品种孕穗期不同叶位的气体交换和叶绿素荧光特性,结果表明净光合速率([i]P[/i][sub]n[/sub]）、气孔导度（[i]g[/i]）、蒸腾速率（[i]E[/i]）和水分利用效率（[i]WUE[/i]）均随叶位降低而明显下降;而胞间CO[sub]2[/sub]浓度（[i]C[/i][sub]i[/sub]）基本维持不变,说明叶片衰老时[i]P[/i][sub]n[/sub]的下降主要不是气孔因素引起的。叶绿素含量降低与[i]P[/i][sub]n[/sub]下降的表现一致,叶绿素荧光分析表明[i]F[/i][sub]v[/sub]/[i]F[/i][sub]m[/sub]和[i]F[/i]'[sub]v[/sub]/[i]F[/i]'[sub]m[/sub]没有随叶位发生变化,而PSⅡ的光化学效率[i]Ф[/i][sub]PSⅡ[/sub]和电子传递速率([i]ETR[/i]）随叶位降低明显下降,这表明可能是PSⅠ电子传递受阻导致CO[sub]2[/sub]同化下降。     

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapa L.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.)藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜PSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光 特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl(a+b)/Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′/Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla/b）、类胡萝卜素(Car)含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv/Fm。     

光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响

用叶绿素荧光动力学研究不同光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响。结果表明：遮光使绿宝石叶片SPAD值升高4.7%;日光灯使初始荧光下降,最大荧光升高;遮光和自然光照的PSⅡ潜在活性和原初光能转化效率比处理前低,而日光灯处理10 d时二者分别增加9.9%和7.73%;在日光灯处理20 d时PSⅡ量子效率升高61.67%,荧光下降比值升高23.16%,光化学猝灭升高12.62%,非光化学猝灭仅为处理前的64.72%。说明日光灯处理可增加绿宝石叶绿体PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时叶片的非化学热耗散降低,植物体充分利用所吸收的光能用于光合作用。     

膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下水稻光合生理特性的研究

以粳稻品系T-04和T-43为试材,通过盆栽控水试验,比较了在膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下乳熟期叶片的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数和渗透调节物质含量的差异,分析了两种栽培模式下的水分利用效率和产量构成因素。结果表明,在膜下滴灌栽培模式下,2个水稻品系的水分利用效率显著高于淹灌,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均降低;最大净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率显著降低,表明光合速率下降受叶绿素含量和气孔的双重影响;表观量子效率、羧化效率、ΦPSII、电子传递速率、Fv/Fm均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSⅡ反应中心捕光能力减弱和光化学转化效率降低,从而使叶片光合速率降低;可溶性糖、可溶性蛋白均显著低于淹灌栽培;丙二醛、脯氨酸含量高于淹灌栽培,说明滴灌栽培水稻植株的膜脂过氧化加剧,细胞膜系统受到一定程度的破坏,通过主动积累渗透调节物质,适应干旱胁迫。膜下滴灌栽培水稻单位面积有效穗数和结实率显著降低,导致最终减产。     

高产氮高效型粳稻品种的叶片光合及衰老特性研究

 选用6个具代表性的低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了叶片光合、衰老特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明,高产类型群体叶面积指数(LAI)、高效叶面积率及有效叶面积率、剑叶叶绿素含量(SPAD值)和净光合速率以及剑叶超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于低产类型品种,丙二醛(MDA)含量显著低于低产类型。高产品种间比较,随着氮效率提升,生育前中期(够苗、拔节、齐穗期)群体叶面积指数下降,成熟期上升;灌浆前期(齐穗后0 d~10 d)剑叶净光合速率并未明显变化,灌浆中后期(齐穗后20 d~40 d)显著增高,主要原因如下：叶绿素分解少,保证了叶片对CO2的高同化能力;SOD活性高,保证了植株更强的抗氧化能力,MDA含量少,膜脂破坏程度低。说明抽穗前合理控制无效及低效叶面积生长以适当减小群体叶面积规模,抽穗后有效延缓植株衰老,以保证叶片持续较高的叶绿素含量和净光合速率,是促进水稻高产品种进一步提升氮效率的重要途径。     

蝴蝶兰与萼脊兰光合特性的比较

以蝴蝶兰和萼脊兰为材料,对其叶片的CO_2吸收速率、可滴定酸含量和叶绿素荧光参数的昼夜变化进行研究。结果表明:蝴蝶兰和萼脊兰的CO_2交换方式都具景天酸代谢途径(CAM)的特点,其叶片的净CO_2吸收速率分别在22:00和凌晨0:00左右达到最大值。蝴蝶兰暗适应下的叶绿素荧光参数最小荧光F_o、最大荧光F_m、最大可变荧光F_v、可变荧光产量与最大荧光产量之比F_v/F_m、光系统Ⅱ潜在活性F_v/F_o均高于萼脊兰。蝴蝶兰和萼脊兰叶绿素荧光参数日动态变化结果表明,蝴蝶兰所需要的光照强度显著低于萼脊兰,太高的光强将引起植株的光抑制,从而引起光化学效率的下降。总的来说,蝴蝶兰为专性CAM兰花,萼脊兰属兼性CAM兰花,在蝴蝶兰与萼脊兰杂交后代的栽培中,在避免过高的光强引起其光抑制的同时,可提供特定的环境条件以诱导其叶片更多地进行C_3途径光合,尽量减少CAM途径光合,从而有效地促进其干物质的积累,促进杂交后代的生长。     

缺钾胁迫对水稻光合特性及光合防御机制的影响

以钾敏感型品种二九丰和钾钝感型品种原丰早为材料,研究了缺钾对水稻光合和叶绿素荧光特性的影响以及光合防御机制,并对缺钾条件下的光合防御机制进行了讨论。在缺钾条件下,两品种的净光合速率(Pn)随气孔导度(Gs)的下降而下降;光合作用的关键酶Rubisco含量降低,而抗氧化酶系统的关键酶SOD活性显著上升。进一步的叶绿素荧光特性研究表明,随着钾胁迫时间的延长,缺钾水稻叶片中的 Fv/Fm、ФPSⅡ、qP及ETR均显著下降,说明PSⅡ反应中心受到伤害。缺钾也降低了水稻叶片的光饱和点,PSⅡ吸收的光能超过了光合作用所能利用的光能。缺钾叶片NPQ显著上升,说明钾胁迫下的水稻叶片通过启动热耗散机制耗散过剩的激发能,以减轻因PSⅡ吸收过多光能而引起的光抑制和光氧化从而保护光合机构免受伤害。从品种间的差异来看,原丰早在缺钾条件下,由于仍有较强的光合能力和抗光抑制能力,因此对缺钾有更强的耐性。     

氮肥水平对限制灌溉下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响

为了解氮素营养供应与小麦节水效果的关系,以周麦22为材料,采取大田试验研究了不同氮肥水平对限制灌条件下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响。结果发现,与正常灌水相比,限制灌溉降低了小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,提高了小麦旗叶胞间CO2浓度;限制灌溉条件下,与不施氮肥相比,增施氮肥能明显改善小麦旗叶光合性能。从产量来看,充分灌水有利于小麦产量提高,而限制灌溉条件下,灌水时期提前或增施氮肥能不同程度提高小麦产量。以上结果说明,增施一定量的氮肥能明显改善限制灌溉条件下冬小麦花后旗叶光合性能,提高小麦产量和水分利用效率。