遮荫对百山祖冷杉光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探索百山祖冷杉对光环境适应的生态学意义,通过模拟阳坡和阴坡光环境,研究了遮荫处理对百山祖冷杉叶片光合特性和叶绿素a荧光参数的影响。结果表明,遮荫导致百山祖冷杉净光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率和比叶重降低。全光下净光合速率日变化为双峰型,遮荫下正午光合速率未下降而呈平稳状态;全光下最大净光合速率和日均净光合速率高,而遮荫下光能利用率高;无论全光下还是遮荫下气孔导度与净光合速率、蒸腾速率之间均存在相似的变化趋势,且显著正相关。遮荫导致叶绿素a+b、叶绿素a、叶绿素b含量以及叶绿素a荧光参数Fv/Fm和Fv'/Fm'增加,叶绿素a/b降低。综上,百山祖冷杉是一种适应于阳生环境又具有较强耐荫性的植物,通过降低光补偿点、光饱和点、净光合速率、暗呼吸速率、比叶重以及叶绿素a/b,增加总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量以及PSⅡ最大光化学效率和PSII有效光量子产量,可增强其在弱光条件下的适应能力。本研究结果为人工驯化或恢复百山祖冷杉种群选择适宜光环境奠定了基础。     

低温胁迫对茄子幼苗叶片叶绿素荧光特性和能量耗散的影响

以茄子幼苗为试材,研究了其在低温胁迫下叶绿素荧光参数的变化。结果表明,随着低温胁迫加剧,最大荧光（Fm）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）、PSII实际光化学效率（ФPSII）和电子传递速率（ETR）、光化学荧光猝灭系数（qP）都表现出降低的趋势,初始荧光（Fo）、非光化学荧光猝灭系数（qN）上升;光化学反应的能量（P）在叶片所吸收的光能中所占的比例也逐渐减少,天线色素耗散的能量（D）和非光化学反应耗散的能量（E）表现出和P相反的趋势。茄子叶片ФPSII及ETR对光强（PFD）的响应曲线表明,ФPSII随PFD的升高而下降,低温下生长的叶片ФPSII下降幅度较正常温度下的大;低温下生长叶片的电子传递速率的光饱和点低于正常生长的叶片,相应的饱和电子传递速率也较低。表明低温胁迫下,茄子幼苗PSII反应中心受到损伤,光合电子传递过程受到抑制。     

沙尘和遮阴复合胁迫对西梅叶片光合作用的影响

以5a生西梅为研究材料,对其叶片进行轻度沙尘+遮阴复合（1mg·cm-2沙尘+白色纱网1层）和重度沙尘+遮阴复合（5mg·cm-2沙尘+白色纱网3层）两种处理,分别在胁迫10、20、30和40d时测定其光合、叶绿素荧光等参数,探讨长时间沙尘和遮阴复合胁迫下西梅（Prunus domestica L．）叶片光合性能的变化机制。结果表明,两种处理下,随着胁迫时间的延长,总叶绿素（Chl）、叶绿素a（Chl-a）及叶绿素b（Chl-b）含量均表现为降低趋势。净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）随处理时间的延长而下降,胞间CO2浓度（Ci）呈现先下降后上升的趋势,最大荧光（Fm）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/F0）、光化学淬灭（qP）呈下降趋势,初始荧光（F0）、非光学淬灭（NPQ）呈上升趋势。说明沙尘和遮阴复合处理前期气孔因素是西梅光合作用的主要限制因素,处理后期复合胁迫使光合机构受到损伤,非气孔因素成为主要限制因素。复合胁迫影响了西梅叶片的光合参数,但并未对西梅叶片光反应系统造成不可逆的破坏。     

氮肥对新疆棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应

在新疆生态条件下,采用裂区设计研究了氮肥用量对棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应。结果表明,适量追施氮肥在一定程度上可以改善叶片光合性能,提高植株生育后期叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性;维持叶片较高的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm);提高中下部叶片的光合速率,延缓了叶片衰老,保证了棉花生育后期光合产物的形成,从而使棉花达到高产。这种调节效应因品种和生育时期的不同而异。新陆早6号在盛铃前期叶片叶绿素含量、NR活性、光合速率及Fv/Fo和Fv/Fm随氮肥用量增加而增加,盛铃后期至吐絮期叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、叶片光合速率等指标均以中氮处理(300.kg/hm2)最高,高氮处理易造成植株盛花期生长过旺,群体荫蔽,影响了叶片光合作用;新陆早7号中氮处理与高氮处理之间差异不明显。因此,生产上应根据不同品种和生育时期进行合理施肥,避免因施肥不当造成产量下降和浪费肥料。     

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。     

不同施肥方式对超高产夏玉米叶绿素荧光特性及产量性状的影响

通过田间试验,研究了不同施肥方式下超高产夏玉米叶片叶绿素荧光参数、SOD活性、细胞膜稳定性及产量性状。结果表明,“种沟施肥+拔节期追氮+大喇叭口期追氮”有利于提高玉米叶片的PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm） 、PSⅡ量子效率（ΦPSII）和光化学猝灭系数（qP）, 降低非光化学猝灭系数（NPQ）。“种沟施肥+拔节期追氮+大喇叭口期追氮”和控释肥这两种施肥方式对提高叶片叶绿素含量和SOD活性,降低MDA含量和相对电导率的效果较好。控释肥对提高玉米子粒千粒重的效应较大,“种沟施肥+拔节期追氮+大喇叭口期追氮”显著提高玉米子粒产量。为了获得高产,应采用种沟施肥+拔节期追氮+大喇叭口期追氮的施肥方式,而控释肥则有利于简化施肥作业,提高劳动效率。     

基于SPAD-502与GreenSeeker的冬小麦氮营养诊断研究

用GreenSeeker和SPAD-502测定了不同氮素处理的冬小麦冠层NDVI与叶片SPAD值, 分析了它们与叶片全氮、叶绿素含量及产量间的关系。结果表明: 冬小麦抽穗期SPAD值和NDVI值均与叶绿素含量呈极显著正相关; 除抽穗期和返青期外, SPAD值与叶氮含量、叶绿素含量的相关系数在其余各生育期均达到显著或极显著水平; NDVI值与叶氮含量、叶绿素含量在拔节期、乳熟期的相关性同SPAD值一致; SPAD值可以进行叶绿素的诊断, NDVI值可以进行氮的诊断。氮营养诊断时期应该选择拔节期。通过回归建立了基于SPAD值、NDVI值的产量估测模型, 可以通过SPAD值、NDVI值对冬小麦产量进行估算。     

不同生育时期渍水对冬小麦旗叶叶绿素荧光及籽粒灌浆特性的影响

渍害是南方稻茬小麦高产障碍因子之一。2011—2013年以小麦品种‘川麦104’和‘内麦836’为材料,设置对照(CK)和不同时期渍水处理(分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期,渍水时间均为35 d),测定花后旗叶叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数和籽粒灌浆参数,以明确不同生育期渍水对小麦光合特性及籽粒灌浆的影响。结果表明,随时间推移,花后0~25 d,两品种的SPAD值和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ、q P和NPQ)变化不大;到花后35 d,SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0和ΦPSⅡ急剧下降,NPQ明显上升。渍水处理对花后15 d和25 d的SPAD值和多数叶绿素荧光参数无显著影响;花后35 d,分蘖期渍水和灌浆期渍水的SPAD、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P显著高于对照,NPQ则显著低于对照。分蘖期渍水和灌浆期渍水对粒重及籽粒灌浆进程影响较小,拔节期渍水和孕穗期渍水显著提高了灌浆速率、缩短了灌浆持续时间,粒重较低。粒重与SPAD值呈显著正相关,粒重和SPAD值均与灌浆速率无相关性,但与灌浆持续时间(有效灌浆期和活跃灌浆期)、尤其灌浆中后期(快增期和缓增期)呈显著正相关。‘川麦104’在灌浆期均表现出较高SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P。结果表明,分蘖期渍水和灌浆期渍水对旗叶花后光合能力及灌浆进程影响较小,在四川稻茬小麦栽培管理中,应重视拔节期和孕穗期渍害的排除,以保证花后较高的光合能力及较长籽粒灌浆时间,从而保证较高粒重。     

氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量

为揭示不同氮、磷施用量及配合翻压适量紫云英入田对早稻冠层特性和产量的影响,在7个施氮、3个施磷及2个不施氮/磷水平下,开展早稻全生育期叶面积指数LAI、冠层光合有效辐射PAR传输特性、叶片叶绿素SPAD值、生育后期剑叶净光合速率Pn及产量的试验观测。结果表明,氮磷调控可显著影响早稻LAI、叶片叶绿素含量和叶片光合速率,进而通过调节LAI影响冠层PAR传输特性,最终表现为产量上的差异。缺氮对早稻的影响显著高于缺磷,但在施肥充足时,磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。早稻冠层特性和产量随氮、磷施用量的增加表现出边际递减效应,当施用量超过某一值时出现拐点,最终表现为产量的下降。在赣抚平原灌区,187.5~225 kg/hm2施氮量和60~120 kg/hm2施磷量以及翻压15 000 kg/hm2紫云英鲜草入田可有效提高早稻LAI和冠层PAR截获率In以及叶片叶绿素含量,维持剑叶生长期内较高的净光合速率Pn,获得高产。     

干旱条件下栓皮栎叶片光系统活性受损的温度指标

利用盆栽控制土壤水分和气候箱控制温度的方法,定量研究高温对栓皮栎幼苗胁迫的温度指标。设定土壤体积含水量>14.5%（无干旱胁迫,T0）、12.5%～14.5%（轻度干旱,T1）、9.5%～11.5%（中度干旱胁迫,T2）、5.5%～7.5%（重度干旱胁迫,T3）4种土壤水分处理水平,在气温35、37、39、…、49℃下,各温度处理时间均设置为1、2、…、6h。通过测定干旱条件下栓皮栎叶片光系统PSII最大量子效率Fv/Fm、光合量子产额Y(II)、调节性热耗散Y(NPQ)和非调节性热耗散Y(NO)等叶绿素荧光参数随温度的变化过程,确定叶片光系统活性受损的温度指标。结果表明：（1）从T0、T1、T2到T3,Fv/Fm、Y(II)随温度上升其曲线的降低幅度逐渐增加,说明干旱水平对胁迫温度指标有较大影响;（2）由Fv/Fm确定的不同干旱水平PSII受损的温度指标为51.6～57.5℃;而由Y(II)确定的胁迫影响光合作用产率的温度指标为40.7～52.5℃;（3）Y(NPQ)开始上升的温度由T0、T1的45℃降至T2的43℃、T3的41℃;（4）Y(NO)的变化表现为T0不升高,T1大于47℃时开始升高,T2和T3在45℃以上开始升高。说明干旱和高温叠加条件下,PSII受损的温度和光合作用产率下降的温度指标与无干旱相比有较大差异,干旱胁迫越严重叶片光系统PSII受损的温度指标越低。干旱使栓皮栎主动和被动热耗散均增加,主动耗散过剩光能开始增加的温度低于被动热耗散开始增加的温度。     

不同光强和缺镁胁迫对黄瓜叶片叶绿素荧光特性和活性氧产生的影响

不同光强和镁离子浓度对黄瓜叶片叶绿素荧光特性和活性氧产生的影响研究发现 ,在强光和缺镁胁迫下 ,黄瓜叶片发生了明显的光抑制 ,主要表现为Pn下降 ,叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、qP和 qN降低 ;活性氧超氧阴离子产生速率和H2O2以及膜脂过氧化产物MDA增加。这些结果表明 ,缺镁黄瓜叶片在强光下qP和 qN的降低使叶片吸收的过剩光能通过光化学反应途径和非辐射能量途径耗散受阻 ,从而增加了过剩光能所激发的电子用来生成活性氧的比例 ,这在一定程度上可缓解光抑制 ;但其不能被及时清除掉时 ,会加剧光抑制 ,甚至引起光氧化对光合机构造成破坏 ,最终导致叶片的失绿坏死。适当遮荫有利于提高PSII的光化学效率 ,减轻光抑制。     

遮阴及复光对花果期番茄叶片光合特性的影响

以无限生长型番茄“粉冠”为试材,在花果期于日光温室上加盖遮阳网的方式进行为期3d（T1）、6d（T2）、9d（T3）、12d（T4）和15d（T5）的遮阴处理,遮阴结束立即恢复自然光照,以日光温室内自然光为对照（CK）;分别于遮阴结束时和恢复光照第3、6、9、12、15天观测番茄叶片的光合参数,分析其在遮阴条件下的变化特点及复光后的恢复能力。结果表明：与对照相比,遮阴使番茄叶片的光饱和点降低,光补偿点升高。遮阴15d后番茄叶片净光合速率下降49.0%,胞间CO2浓度增加68.3%。随着遮阴日数增加,叶片气孔导度和蒸腾速率呈现先上升后下降的趋势,遮阴15d后,分别下降32.9%和1.6%。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量随着遮阴日数的增加分别上升125.2%、182.6%和115.4%,其中叶绿素b含量变化显著（P＜0.05）。番茄叶片荧光参数中,F0随着遮阴日数的增加而增加,遮阴15d后增加30.9%,ΦPSⅡ、qP和ETR随着遮阴日数的增加而降低,遮阴后分别减少32.1%、29.8%和36.7%。而Fv/Fm对遮阴环境的响应不显著。遮阴日数对叶片不同参数的恢复能力有不同影响,12d以上的遮阴使叶片净光合速率和胞间CO2浓度无法恢复,9d以上的遮阴使叶片叶绿素含量无法恢复,叶绿素a和类胡萝卜素的恢复能力高于叶绿素b。遮阴日数小于9d时,番茄叶片的光合参数及叶绿素含量均能恢复至初始状态。     

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆（RR1）幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效量子产量［Y(Ⅱ)］、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量［Y(NO)］、最大电子传递速率（ETRmax）和半饱和光强（Ik）均呈下降趋势。而气孔限制值（Ls）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、叶绿素a/b（Chl a/b）、类胡萝卜素（Car）、总叶绿素（Chl）含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量［Y(NPQ)］均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以"津春4号"黄瓜品种为试验材料,采用喷施外源褪黑素(melatonin,MT)的方法,研究了MT对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温处理后黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)却增大,但随外源MT处理浓度的增加,黄瓜幼苗叶片内P...     

节水灌溉和遮光强度对水稻生长发育的耦合影响

采用两因素随机区组试验设计,通过大田模拟试验研究节水灌溉和遮光强度耦合对水稻生长及物候期的影响。灌溉方式设常规灌溉（F,水深5cm）和节水灌溉（W,无水层）2个水平;遮光强度设3个水平,即对照（CK,无遮光,自然光源）、轻度遮光（S1,单层遮光,光合有效辐射减弱60%）和重度遮光（S2,双层遮光,光合有效辐射减弱90%）。在水稻主要生育期即分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,观测株高、叶面积指数（LAI）、叶绿素含量（SPAD值）、稻穗含水率和冠层高光谱。用冠层高光谱数据提取增强型植被指数（EVI）时间序列,经Spline法插值及小波滤波去噪后预测水稻抽穗盛期的日期。结果表明：随着遮光强度的加重,水稻叶面积指数和叶绿素含量显著下降,物候期明显延迟。节水灌溉对遮光处理下水稻株高和叶绿素含量有抑制作用,对叶面积指数有促进作用,节水灌溉可使遮光处理下水稻物候期提前,使生育期缩短。在一定遮光强度下,水稻冠层光谱反射率在拔节期、抽穗期表现为节水灌溉（W）＞常规灌溉（F）,而灌浆期、成熟期表现为常规灌溉（F）＞节水灌溉（W）。用去噪后的EVI时间序列预测水稻抽穗盛期,准确率为97%。     

谷胱甘肽对自毒作用下辣椒叶片光合特性的影响

以当地辣椒(Capsicum annuum L.)主栽品种"陇椒5号"和"七寸红"为试材,研究自毒作用下不同浓度外源谷胱甘肽(GSH)对辣椒幼苗叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨GSH对辣椒自毒作用的缓解效果和生理作用机制。结果表明:单一叶浸提液处理(CK2)后,2个品种辣椒叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII有效光能转化效率(Fv’/Fm’)和实际光化学效率(ФPSII)均较清水处理(CK1)降低,初始荧光(Fo)升高,胞间CO2浓度(Ci)则先升后降。说明辣椒叶浸提液引起的自毒作用导致光合作用的下降主要是由于非气孔因素引起的。含有不同浓度GSH的叶浸提液处理后,叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、Fv’/Fm’和ФPSII与单一辣椒叶浸提液处理相比均有一定程度的回升,Ci和Fo均较叶浸提液处理的降低。说明外源GSH能够提高自毒作用下辣椒幼苗叶片CO2的利用率,降低非气孔因素的伤害,进而缓解自毒物质对辣椒幼苗的毒害。研究表明,适合缓解陇椒5号和七寸红自毒作用的GSH浓度分别为50和30mg.L-1。     

Relationship between spectroradiometric and chlorophyll measurements in green beans

Abstract

Individual linear relationships were established between total chlorophyll and SPAD readings, while a unique linear relationship was determined between chlorophyll a and SPAD readings for three green bean cultivars (Phaseolus vulgaris L.). Greening of young expanding leaves at the top of the canopy of all cultivars was associated with low transmittance and reflectance in the PAR region. However, transmittance and reflectance responses of young leaves were different between cultivars. Leaf senescence was associated with an increase in transmittance in the PAR region, but no changes were obtained in the Near‐InfraRed region (NIR). Top young leaves and middle canopy fully expanded leaves of the three green bean cultivars presented a similar transmittance in the Visible and NIR regions. Although the correlations between reflectance and SPAD values of young expanding leaves and that for the inverse‐log reflectance were relatively weaker than that obtained for transmittance either for the same leaf age or different leaf ages, the results suggest that the SPAD meter may be used to provide a rapid estimate of leaf transmittance and reflectance in the field.     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

The crop as indicator for sidedress nitrogen demand in sugar beet production — limitations and perspectives

In 2‐years field experiments near Nienstädt (60 km west of Hannover, northern Germany), the effects of rate and timing of nitrogen (N) application on leaf N‐concentration, leaf greenness (SPAD chlorophyll meter readings), canopy greenness (canopy light reflectance), leaf area development, photosynthetic activity of leaves, and yield and quality of sugar beet were studied. In 1999 (pre‐planting soil mineral N: 15 kg ha^—1), N fertilizer was applied at rates of 0, 105, 125, 145, 165 and 205 kg N ha^—1. In 2000 (pre‐planting soil mineral N: 60 kg ha^—1), an N rate of 100 kg ha^—1 was applied at planting (100/0/0/0) or split applied at planting and 8 (60/40/0/0), 12 (60/0/40/0), and 16 (60/0/0/40) weeks after planting (WAP), respectively. In both years, canopy greenness as indicated by ”︁sensor values” (a combination of the reflectance of visible and near infrared light) changed with crop age. However, at each time of measurement, sensor values precisely reflected the different N application treatments and were significantly correlated with leaf N‐concentrations and SPAD chlorophyll meter readings. Beet yield and processed white sugar yield increased up to an N supply (fertilizer N + pre‐planting soil mineral N) of 160 kg ha^—1. Split N application slightly retarded leaf growth but had no effect on photosynthetic activity per unit leaf area. Beet yield and beet quality were not systematically affected by the timing of N application. Certain application schemes tended to favor either beet yield or beet quality, resulting in similar processed white sugar yields. Our data suggest that moderate N topdressing can be integrated in site‐specific N management systems in sugar beet production. Canopy light reflectance might serve as a useful diagnostic tool to assess the N status and sidedress N demand of sugar beets. However, due to changing sensor values over time, on‐site calibration (using established standard methods or reference plots receiving extra N at planting) will be necessary. The applicability of this approach has to be tested in further field studies.<?show $6#>