水稻氮素同化关键酶活性与叶色变化的关系

 【目的】明确水稻叶色变化的内在生理机制。【方法】采用无氮肥和常规氮肥两个处理的水培试验,测定水稻地上部不同叶位叶片叶色值、叶绿素含量及氮素同化关键酶活性的变化。【结果】在氮饥饿和常规施肥条件下,水稻地上部不同叶位的叶色具有明显的黑黄变化规律。氮饥饿处理剑叶抽出前不同叶位叶片叶色值基本上表现为顶二叶＞顶一叶＞顶三叶,剑叶抽出后表现为顶一叶＞顶二叶＞顶三叶。不同叶位叶片GS、GOGAT活性分别在拔节期、剑叶抽出期出现两次高峰,各叶位的叶片GS、GOGAT活性基本表现为顶二叶＞顶一叶＞顶三叶。不同叶位叶片的GOGAT活性与当周叶片的SPAD值、叶绿素a、叶绿素b及叶绿素（a+b）含量均呈显著或极显著相关。常规施肥处理条件下水稻叶色及酶活性在整个生育期变化趋势与氮饥饿处理相似,GS酶活性与酶活性测定一周后的叶色关系非常密切,GOGAT活性与顶三、四叶叶色呈显著负相关,与酶活性测定1周后顶二、顶三叶的叶绿素a含量、2周后顶二、顶三叶的叶绿素（a+b）含量及2周后顶二叶的叶绿素b含量也呈显著正相关。【结论】水稻叶色变化是一个复杂的生理生化代谢过程,水稻不同叶位叶片叶色及氮素同化关键酶GS、GOGAT酶活性均具有明显的高低变化,氮素同化关键酶活性高低与叶绿素的合成及叶色变化具有密切的因果关系,在叶绿素的合成和叶色形成过程中具有一定作用。水稻叶色黑黄变化是一个受内生节奏制约的生物学过程,氮素水平对叶色深浅具有一定的调节作用,但不能改变内生黑黄变化节奏。     

氮素用量对饲用玉米子粒氮代谢关键酶活性的影响

试验以中原单32、龙辐208和高油115三个品种为材料,研究氮素用量对饲用玉米子粒氮代谢关键酶活性的影响.结果表明:饲用玉米子粒谷氨酰胺合成酶(Glutamine Synthetase,GS)和谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydro-genase,GDH)活性在吐丝后均呈先升高后降低的变化趋势,但最大值出现时期因品种和氮素用量而异,氮素用量对子粒GS和GDH活性的影响因品种和时期而异,子粒GS和GDH(除吐丝后49d外)活性各处理间差异呈显著或极显著;子粒GDH和GS活性与生物干重呈显著或极显著正相关     

氮素用量对寒地水稻氮代谢关键酶活性的影响

本试验以寒地水稻松粳6号和松粳9号为材料,研究了氮素用量对寒地水稻功能叶片氮代谢关键酶活性的影响。研究结果表明:寒地水稻功能叶片NR、GS活性在整个生育期均呈单峰曲线变化,峰值均出现在抽穗期,氮素用量对功能叶片NR、GS活性的影响因品种和时期而异;寒地水稻功能叶片RuBP羧化酶活性从齐穗后呈下降趋势,并且随施氮量的增加而提高;不同生育时期NR、GS、RuBP羧化酶活性与产量及产量构成因子相关关系和相关程度不一致;在一定范围内,水稻产量随着氮量增加而增加,氮素用量与产量间呈一元二次曲线关系。     

水稻叶色变化与氮素吸收的关系

【目的】明确水稻叶色变化与氮素吸收的关系。【方法】采用水培试验的方法，对水稻植株的叶色黑黄动态变化及氮素吸收速率进行研究。【结果】水稻植株在整个生育期存在着明显的叶色和氮素吸收变化。吸氮速率高峰分别出现在刚移栽后、抽穗前20 d左右和抽穗开花期，低谷分别出现在拔节前和抽穗前10 d左右。水稻氮素吸收速率与其后2周的叶色SPAD值密切相关。【结论】水稻地上部叶色的黑黄动态变化主要是由于根系吸收氮素变化引起的，这种变化主要受制于其自身内在节奏所制约的生物学节律。在氮素浓度恒定的条件下，水稻的叶色和氮素吸收速率亦受其生物学规律所制约。     

氮素形态对专用小麦旗叶酶活性及籽粒蛋白质和产量的影响

针对专用小麦栽培的氮素合理利用问题,在盆栽条件下,研究氮素形态对不同专用型小麦旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性和籽粒蛋白质及产量的影响.结果表明:铵态氮(NH4+-N)能提高强筋小麦豫麦34、中筋4、麦豫麦49旗叶的GS和GOGAT活性,硝态氮(NO3--N)则能提高弱筋小麦豫麦50旗叶的GS和GOGAT活性.施用铵态氮和酰胺态氮(NH2-N)有利于提高强筋、中筋和弱筋小麦籽粒蛋白质含量,而NO3--N则不利于提高籽粒蛋白质含量.小麦籽粒蛋白质舍量与旗叶GS活性呈正相关.NO3--N可提高强筋和弱筋小麦产量,NH2-N能提高中筋小麦产量.     

施氮水平对不同花生品种氮代谢及相关酶活性的影响

 【目的】花生籽仁蛋白质含量较高,研究花生不同器官中氮代谢酶活性在施氮水平和品种间的差异及其与籽仁蛋白质含量间的关系,阐述花生氮素代谢的生理特性。【方法】选用生产中普栽品种花育22号和白沙 1016,设置4个氮素水平,测定两品种不同生育期各器官中主要含氮物质(可溶性蛋白质(Pro)、游离氨基酸(AA))含量及主要氮代谢酶(硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH))活性。【结果】两品种各器官Pro、AA、NRase、GS、GDH活性的变化态势大致相同,但其含量的高低因品种和施氮量不同而变化,各器官中各指标含量均以白沙1016较高;适当提高氮素水平可增加各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量和主要氮代谢酶活性;氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量,但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降;各营养器官中可溶性蛋白质含量与GS和GDH活性间的相关关系不明显,但与其相应器官中的NRase活性表现显著或极显著相关,荚果中Pro与AA和NRase间、GS和GDH、NRase与游离氨基酸间均呈极显著的相关关系。【结论】施氮量和品种差异对花生各器官中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量及氮代谢酶活性有影响,白沙1016对高量氮肥较敏感,花育22号则较适应高氮;增施氮肥通过改变氮素代谢的生理特性改善花生品质。     

高温对早籼稻花后籽粒氮代谢关键酶活性及蛋白质含量的影响

为探讨高温对不同早籼稻品种(食用稻株两优611和饲用稻湘早籼24号)开花后籽粒中氮代谢关键酶活性及蛋白质含量的影响,利用人工气候室在籽粒灌浆成熟期进行高温(昼/夜温度为34℃/29℃)和适温(昼/夜温度为25℃/22℃)处理,光照13 h/d,对2个早籼稻品种灌浆成熟期籽粒重、籽粒中蛋白质含量及谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的变化进行了研究。结果表明,供试2个早籼稻品种花后在高温下籽粒增重快,增重持续时间短,成熟后粒重较适温处理低;蛋白质含量较适温处理高;灌浆过程中GS和GOGAT活性先升后降,均在开花后10 d出现峰值。适温下籽粒增重慢,持续时间长,粒重高于高温处理;花后GS和GOGAT活性呈缓慢下降趋势。花后高温对籽粒蛋白质含量的影响因不同品种而异,高温条件下湘早籼24号花后25 d籽粒中蛋白质含量比适温条件下增加4.45 mg/g,株两优611增加2.23 mg/g。以上结果说明,灌浆成熟期高温有利于提高早籼稻尤其是饲用早籼稻籽粒氮代谢关键酶活性及蛋白质含量。在生产中选择适宜的播种期,使籽粒灌浆成熟期处于适宜高温度条件下,有利于提高早籼稻稻米蛋白质含量。     

不同氮素形态配比对花榈木幼苗根系生长及氮代谢关键酶活性的影响

为探究最适于花榈木幼苗生长的氮素形态配比,采用氮素形态配比为NH+4∶NO-3=10∶0、5∶5、 0∶10及以改良霍格兰标准营养液为对照的营养液,共4个处理,对花榈木1 a生幼苗进行处理。结果表明,处理期间氮素配比为NH+4∶NO-3=5∶5时,花榈木幼苗根系形态指标及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均显著大于其他处理,可知花榈木幼苗根系喜欢混合氮源,且铵硝1∶1均衡配比更利于氮素吸收和代谢,而单一氮源营养液对于花榈木幼苗生长的促进效果不佳,其中全铵营养液会抑制幼苗生长,降低硝酸还原酶活性。     

不同食味水稻品种中与氮代谢相关酶活性的比较研究

为了研究水稻食味品质与氮代谢相关酶之间的关系,以津川1号和津原45稻种为试材,进行种子萌发获得水稻幼苗,分别测定幼苗和种子中的可溶性蛋白和谷氨酸的含量及谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性.结果表明,不同食味水稻品种之间幼苗和种子中的GOT、GPT活性和可溶性蛋白含量均无显著差异,而同一品种幼苗内的可溶性蛋白和谷氨酸的含量及GOT、GPT、GDH活性均显著高于种子;谷氨酸含量与GS/GDH的比值呈显著正相关,并与水稻食味品质呈正相关,其中津川1号幼苗的GS/GDH比值显著高于津原45,其谷氨酸含量显著高于津原45;不同食味水稻品种的硝酸还原酶活性不同.     

氮素用量对玉米根部谷氨酰胺合成酶活性及产量影响的研究

试验研究了不同施氮水平对春玉米根部谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响。结果表明,根部谷氨酰胺合成酶活性呈双峰曲线(除丰禾10N100、N200处理外)变化趋势,峰值分别出现在孕穗期和灌浆期。3个品种的N200处理在整个生育过程中谷氨酰胺合成酶活性较高。     

Distribution of Leaf Color and Nitrogen Nutrition Diagnosis in Rice Plant

Greenness and nitrogen content of each leaf on main stem of different japonica and indica ricevarieties under different nitrogen levels were investigated. Results showed that the fourth leaf from the top ex-hibited active changes with the change of plant nitrogen status. When the plant nitrogen content was low, itscolor and nitrogen content were obviously lower than those of the three top leaves. With the increase of plantnitrogen content, the color and nitrogen content of the fourth leaf increased quickly, and the differences ofcolor and nitrogen content between the fourth leaf and the three top leaves decreased. So, the fourth leaf wasan ideal indication of plant nutrition status. In addition, color difference between the fourth and the third leaffrom the top was highly related to the plant nitrogen content regardless of the variety and development stage.Therefore, color difference between the fourth and the third leaf could be widely used for diagnosis of plantnutrition. Results also indicated that the minimized color difference between the fourth and the third leaf at the criticaleffective tillering, the emergence of the second leaf from the top, and the heading was the symbol of high yield. Plantnitrogen content of 27 g kg-1 DW for japonica rice and 25 g kg-1 DW for indica were the critical nitrogen concentrations.     

水稻叶色分布特点与氮素营养诊断

 选用叶色不同的粳稻和籼稻品种 ,测定了植株不同含氮水平下主茎各叶的叶色和氮含量。发现顶 4叶在稻株氮素营养丰缺演变过程中表现较活跃 ,植株含氮量较低时 ,顶 4叶的叶色和氮含量明显低于上部各叶 ;随植株含氮量提高 ,顶 4叶的叶色和氮含量迅速提高 ,与其上位各叶的差距缩小。顶 4叶是反映水稻氮素营养状况的理想指示叶。同时还发现顶 4叶与顶 3叶的叶色差与稻株含氮量关系密切 ,且不受品种和生育进程影响 ,因此 ,用顶 4叶与顶 3叶的叶色差诊断水稻氮素营养状况具有普适性。研究提出在有效分蘖临界叶龄期、倒 2叶出生期和抽穗期顶 4叶与顶 3叶叶色相近为高产水稻的标志 ,粳稻植株含氮量 2 7g·kg-1DW和籼稻植株含氮量 2 5g·kg-1DW可作为水稻氮素丰缺的临界指标。     

水稻抽穗期叶色诊断指标与叶面积指数及结实期光强的关系

叶色是氮素营养诊断最常用的指标,获得准确的叶色诊断指标是水稻精确定量施氮的基础。叶色诊断指标实际上就是稻谷产量最高时的最适叶色。已有报告指出,叶色诊断指标受到群体大小和结实期光照条件的影响。研究的目的是,找出叶色诊断指标随群体大小和光照条件而变化的规律,为精确定量施氮提供理论和技术依据。2004—2005年早季和晚季,在广州以两系杂交稻粤杂122为试材,设置8种不同氮肥处理,进行2年4季田间试验,抽穗期测定叶色(SPAD)和叶面积指数(LAI),成熟期测产。结果表明:(1)不同季节的最适叶色存在明显差异,4季变动于39～45之间。根据产量与叶色的定量关系,可以准确、快速地确定特定条件下的叶色诊断指标。(2)稻谷产量与抽穗期群体指数(SPAD与LAI的乘积)呈开口向下的抛物线关系。抽穗期SPAD、LAI和结实期日照时数,可以解释不同年度、季节和不同氮肥处理的稻谷产量变异的86%。最适群体指数随着结实期日照时数的增加而提高。(3)最适叶色随着日照时数的增加而提高,随着LAI的增加而降低,3者之间存在显著的定量关系。应用这一关系,可根据结实期光照条件,估计出异地异季的叶色诊断指标。     

寒地水稻实地氮肥管理的研究与应用

 为解决东北寒地水稻施肥中存在的问题，引进了国际水稻研究所的实地养分管理技术。田间小区试验结果表明，寒地水稻叶片的叶绿素值（SPAD值）在穗分化期、抽穗期与叶片含氮量及叶色卡值（LCC值）之间都呈极显著的正相关（P﹤0.01）。 初步确定寒地水稻的SPAD阈值为38～40，LCC阈值为3.5。与农民习惯施肥（FFP）相比，实地氮肥管理（SSNM）氮肥用量减少25%，千粒重增加0.75 g，氮肥利用率显著提高。研究表明，在产量不降低甚至有所增加的前提下，SSNM可以降低氮肥用量，具有在广大寒地稻区推广的前景。     

水稻叶片氮素营养光谱诊断模型研究（摘要）

[目的]建立水稻叶片氮素营养光谱诊断模型。[方法]通过对不同水稻品种（湘优109和汕优98）、不同生长期、不同氮素水平的水稻叶片进行透射、吸收光谱及氮含量的测量,分析了叶片光谱与其含氮量之间的相关性,建立了水稻叶片含氮量的光谱指数预测模型。[结果]该模型检测精度在80%以上,可用于水稻氮素营养的诊断。[结论]为水稻氮素营养状况监测提供了理论依据。     

水稻氮素营养诊断方法研究进展

分析比较3种水稻氮素营养诊断方法:形态诊断法、化学诊断法和无损氮素营养诊断法,并提出了它们今后的发展方向。     

水稻叶片氮素营养光谱诊断模型研究

[目的]建立水稻叶片氮素营养光谱诊断模型。[方法]通过对不同水稻品种（湘优109和汕优98）、不同生长期、不同氮素水平的水稻叶片进行透射、吸收光谱及氮含量的测量,分析了叶片光谱与其含氮量之间的相关性,建立了水稻叶片含氮量的光谱指数预测模型。[结果]该模型检测精度在80%以上,可用于水稻氮素营养的诊断。[结论]为水稻氮素营养状况监测提供了理论依据。     

不同氮素水平下水稻LAI与冠层反射光谱的定量关系

通过光谱遥感技术对水稻长势进行监测,可以为水稻高产高效生产提供科学依据.该研究以晚稻天优华占为供试品种,设置不同施氮量的田间试验,研究不同氮素水平下水稻叶面积指数与冠层光谱反射率之间的关系,结果表明水稻叶面积指数有随着施氮量增加而增加的趋势,冠层光谱对不同施氮量群体有明显的响应特征,叶面积指数与冠层光谱反射率在720 nm左右的红边区域相关系数最大,进一步构建了水稻LAI与冠层反射光谱的数学模型.