小麦Rubisco抗体的制备和旗叶中Rubisco含量的ELISA测定

Rubisco(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶)为光合生物中的关键性酶。以小麦(Triticum aestivum L. cv.)叶片为材料，在(NH4)2SO4盐析和DEAE-Sepharose F F层析纯化的基础上添加了Sephacryl S 300分子筛，进一步纯化了Rubisco。 将纯化的Rubisco免疫大白兔制备了Rubisco的多克隆抗体， 经Western blot检测，Rubisco抗体与Rubisco呈免疫反应特异性。并运用Rubisco抗体，采用ELISA方法直接测定小麦旗叶生长发育过程中Rubisco含量的变化，结果表明：不同生长阶段，旗叶的Rubisco含量与光合速率大小呈正相关。该方法比免疫沉淀法更为快捷、准确。     

施肥对小麦旗叶光合特性的影响研究

用LI-6400观测氮磷钾用量对小麦旗叶光合特性日变化的影响, 试验设4个处理, 分别为高氮低磷高钾(N4P2K2)、无氮无磷高钾(N1P1K2)、无氮高磷无钾(N1P3K1)和高氮高磷无钾(N4P3K1), 试验结果表明: N4P2K2处理对小麦旗叶光合作用有利; 而由于N4P3K1处理缺少钾元素且氮磷过量, 小麦旗叶光合速率(P_n)较低; N1P1K2和N1P3K1处理下光合作用较弱。对同种处理下不同时期小麦旗叶光合速率日变化的比较, N1P3K1处理在3个生育时期的旗叶光合速率差别较大, N4P2K2与N1P1K2处理在各生育期光合作用的差别表现居中, N4P3K1处理各时期的旗叶光合速率差别最小。N1P1K2处理小麦成熟期的光合速率仍然保持较高水平, 钾肥在小麦成熟期影响较大。     

施氮水平对优质小麦旗叶光合特性和子粒生长发育的影响

通过对两个优质小麦品种不同施氮量的比较试验,研究了氮素水平对优质小麦生育后期旗叶光合特性和子粒生长发育特点及产量的影响。结果表明,强筋小麦8901施氮量在N.1203～60.kg/hm2范围内,旗叶光合速率、蔗糖含量、淀粉含量和粒重都表现为随施氮量的增加而降低。弱筋小麦SN1391施氮量在N.1202～40.kg/hm2的范围内,上述指标和施氮量呈正相关,但当氮肥用量增加到360.kg/hm2时,则迅速降低。研究还表明,两优质小麦都表现为随施氮量的增加叶绿素含量提高,但过高氮肥用量又使其降低;旗叶叶绿素含量和其光合速率之间相关不显著;旗叶光合速率和粒重之间存在正相关。     

FACE条件下冬小麦的光合适应

利用开放式CO2浓度升高（Free Air Carbon dioxide Enrichment）系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL·L^-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。     

灌浆期涝害对小麦旗叶光合特性影响及降渍恢复效应

2015-2016年以小麦品种烟农19为材料,采用盆栽实验研究灌浆期持续6d和9d涝害处理对旗叶光合特性的影响及水分胁迫解除后旗叶光合特性的变化。结果表明：灌浆期涝害会显著降低小麦旗叶的净光合速率（P＜0.05）,但不同处理下降的幅度存在差异;涝害6d处理（WL6）和涝害9d处理（WL9）净光合速率分别降至正常水分处理（对照,CK）的82.0%和71.5%;水分胁迫解除后3d,WL6处理的净光合速率得到恢复,与CK表现一致,而WL9处理的旗叶净光合速率与CK差异显著,仅恢复至CK的86.3%。涝害阶段及水分胁迫解除后3d,小麦旗叶SPAD值的变化趋势与净光合速率基本保持一致。与涝害9d处理相比,涝害6d处理进行降渍以后,小麦叶片的光合特性能得到较好恢复。涝害期间,WL6处理的旗叶胞间CO₂浓度较对照显著升高,表明涝害6d后旗叶净光合速率下降的主要原因是由于非气孔因素所致;WL9处理气孔导度显著下降的同时,胞间CO₂浓度却无显著变化,说明涝害9d后小麦叶片的低光合作用主要也是受到了非气孔因素的影响,与叶片气孔的张开程度无关。     

滴灌条件下冬小麦施氮增产的光合生理响应

小麦籽粒产量与抽穗期之后的旗叶光合能力密切相关。为明确冬小麦施氮增产的光合生理响应,该文以充分滴灌不同N追肥量处理的冬小麦田为研究对象,抽穗期后进行3次旗叶光合-光响应曲线测定,量化并比较了旗叶光合能力(Amax)和表观光量子羧化效率(α)等参数及产量(Y)和水分利用效率(WUEa),并确定了旗叶比叶重(SLA)、N含量(N-mass和N-area)和13C同位素甄别率(Δ)对光合参数及产量的影响。分析表明:充分滴灌条件下,增施N肥能延长旗叶光合功能持续期,提高Amax和α,以高N处理(N3,207kg/hm2)处理最为显著(P=0.046),在生育中后期仍能保持较高的Amax,这也是N3处理Y较高的主要原因。而N肥对农田耗水影响不显著,高N处理的WUEa也较高。Amax的提高和维持与旗叶SLA、N-mass、N-area和Δ的变化有关,N肥处理也显著影响了Amax与SLA、N-mass、N-area和Δ之间的线性相关关系。该结果从光合生理角度阐明了冬小麦施氮增产的生理因素,可为该地区冬小麦滴灌施肥管理提供参考。     

限水灌溉下春季追氮方式对小麦旗叶光合和衰老特性的影响

限水条件下,等量氮不同施用方式对小麦旗叶光合和衰老特性的调控效应不同;不同抗旱性品种对施氮方式的响应也有所差异。与拔节初期1次施氮处理（SF）相比,拔节初期、挑旗期2次施氮处理（DF）增加了供试品种旗叶中后期的叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（SP）、RuBPCase活性、气孔导度（Gs）和光合速率（Pn）,延长了叶绿素含量缓降期（RSP）、光合速率高值持续期（PAD）,提高了叶源量（LSC）;使旗叶生长中后期的超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性增加,细胞的活性氧（O2-）含量和丙二醛（MDA）含量降低。与抗旱品种石麦12相比,DF处理对抗旱性中等的品种石新733的旗叶光合生理参数、光合功能高值持续期具有更大调控效应。DF处理使供试品种的千粒重、产量和水分利用效率增加,其中石麦12后两指标增幅达显著水平。表明在春季适宜施氮量范围内,在肥力中等偏下地力条件下,生育中后期（挑旗期）追施适量氮素,具有提高叶片的细胞保护酶活性、维持细胞的较强活性氧清除能力,改善限水条件下小麦旗叶光合碳同化能力、延缓旗叶衰老、促进子粒灌浆和提高水分利用效率的作用。     

施氮量对超高产小麦开花期旗叶光合功能的影响

在田间条件下,采用开放式气路测定了小麦旗叶的光合功能的相关指标,研究了施氮量对超高产小麦旗叶开花期荧光动力学参数的影响。结果表明,氮素对超高产小麦开花期的荧光动力学参数和光合特性有较大的调节作用。随着光照时间的延长,小麦旗叶的荧光参数ΦPSII（作用光存在时PSII实际的光化学量子效率）、qP（光化学猝灭系数）、F’v/F’m（开放的PSII反应中心的激发能捕获效率）、NPQ（非光化学猝灭系数）、ETR（电子传递速率）逐渐上升并在20 min左右趋于稳定,与光合同步;但在高氮条件下ΦPSII和qP反而较低氮处理的降低。表明在合理的施氮范围内,施氮能通过提高F’v/F’m、NPQ、ETR来增强光合机构对环境的适应能力,进而保护光合器官。在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为N 300 kg/hm2。     

氮素对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响

本试验在大田条件下研究了施氮量对超高产小麦生育后期光合特性的影响。利用LI-6400便携式光合测定仪,采用开放式气路测定了超高产麦田旗叶的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度等相关指标。结果表明,氮素对超高产小麦生育后期的光合特性有较大的调节作用,随着施氮量增加,小麦的净光合速率增强,但过高的施氮量（N 375 kg/hm2）导致灌浆后期叶片衰老快,净光合速率下降迅速,叶面积指数降低,千粒重下降明显,最终导致产量的减少。在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为N 300 kg/hm2。     

施氮量对不同品质类型小麦产量和加工品质的影响

为了明确施氮量与不同品质类型小麦的产量和品质的关系,选用强筋小麦济麦20、 皖麦38和中筋小麦京冬8、 中麦8共2种品质类型4个小麦品种,研究了施氮量对其产量性状和加工品质的影响。结果表明,在施氮量N 0-360 kg/hm2的范围内,增加氮肥用量可以有效缓解叶绿素降解,抑制旗叶全氮含量降低,缓解叶片衰老,延长旗叶功能期; 强筋小麦品种比中筋小麦品种旗叶叶绿素含量和氮素含量下降缓慢。子粒产量和蛋白质产量随施氮量的增加逐渐提高,施氮N 270 kg/hm2时达到最大值,增加到360 kg/hm2时子粒产量和蛋白质产量均开始下降。强筋小麦蛋白质产量和子粒产量高,中筋小麦穗数、 穗粒数多,千粒重高。施氮有利于子粒出粉率、 硬度、 蛋白质含量和沉降值的提高。施氮N 180 kg/hm2时可以显著延长面团形成时间和稳定时间,降低吸水率,面包总体评分最高。强筋小麦硬度大,蛋白质含量、 出粉率和沉降值高,面团形成时间和稳定时间长,面包体积大、 评分高。     

氮硫互作对冬小麦旗叶衰老、产量和氮素利用效率的影响

试验采用裂裂区设计,小麦品种(烟农19和汶农6号)为主区,施氮(N)量为裂区,设0(N0)、120(N120)、240(N240)kg hm-2三个施N水平,施硫(S)量为裂裂区,设0(S0)、20(S20)、40(S40)、60(S60)kg hm-2四个施S水平。结果表明,汶农6号开花后旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、旗叶净光合速率、产量和氮素利用效率均高于烟农19。在一定施氮水平下适量施硫显著提高烟农19和汶农6号小麦开花后旗叶SOD活性和可溶性蛋白质含量,提高旗叶净光合速率和开花后干物质积累量,增加植株地上部氮素积累量和籽粒产量;当施氮水平为120 kg hm-2施硫量超过40 kg hm-2和施氮240 kg hm-2施硫量超过20 kg hm-2时,汶农6号植株地上部氮素积累量仍继续增加,但旗叶抗氧化能力和光合同化能力均无明显提高,籽粒产量不再增加,烟农19号旗叶SOD活性、可溶性蛋白质含量和光合速率均降低,植株地上部氮素积累量和籽粒产量均减少。在同一施氮水平下,两小麦品种氮素利用效率总体表现为随施硫量增加而降低的趋势。在土壤有效硫为38.9~42.1 mg kg-1的条件下,适量施用氮肥和硫肥有利于延缓小麦花后旗叶衰老,提高光合同化能力,增加籽粒产量,但不同品种小麦对氮肥和硫肥施用量的响应不同,氮素利用效率较高的品种在较高的氮硫供给水平下仍有较好的光合同化和产量表现,而氮素利用效率相对低的品种对高氮高硫的适应性较差,后期易早衰,影响产量和氮素利用效率。     

Dry matter and nitrogen accumulation and remobilization in wheat as affected by genotype and irrigation

To investigate the genotypic differences of dry matter (DM) and nitrogen (N) accumulation and remobilization as well as the photosynthetic characteristics of flag leaf during grain filling under water-limited conditions, nine winter wheat cultivars were planted under two irrigation treatments including W0 (no irrigation applied during spring) and W2 (1500 m³ ha^?1 applied 50% at stem elongation and 50% at anthesis). Results showed that cultivar and irrigation significantly affected the accumulation and remobilization of DM and N as well as the photosynthetic characteristics of flag leaf. No irrigation in spring on average decreased the photosynthetic rate of flag leaf, accelerated leaf senescence, and consequently decreased the accumulation of DM and N, but increased the ear distribution ratio and the remobilization and contribution of DM and N in leaf and stem to grain. Maintaining high photosynthetic activity and promoting DM and N distribution in ear and the remobilization of DM and N in leaf and stem may lead to higher grain filling rate and lower yield loss under water-limited conditions in North China Plain.     

不同氮、磷用量对杂种小麦旗叶光合特性的影响

在大田条件下研究了不同氮、磷用量对杂种小麦旗叶光合特性的影响。结果表明,在施N122.5～337.5kg/hm2,P2O590～270kg/hm2范围内,随肥料用量增加杂种小麦旗叶净光合速率(Pn)、叶绿素(Chl)含量、可溶蛋白(Pro)含量、气孔导度(gs)和叶肉导度(gm)均升高,光合功能期延长,叶源量增加。母本(C6-38)与杂种F1表现相同趋势,而父本(Py85-1)在中肥和高肥处理下各指标的表现与杂种小麦相反。在旗叶整个老化过程中,杂种小麦与双亲本均值相比的净光合速率和光合功能期的平均优势均随氮、磷用量的增加而增大,且各施肥水平下均以老化后期大于前、中期。     

氮肥运筹对春小麦旗叶衰老特性的影响

在氮肥总量不变的情况下,研究不同时期不同比例施用氮肥对小麦旗叶衰老特性的影响.结果表明:氮肥运筹下两个品种表现出一致的规律,旗叶全展14 d后叶面积指数、光合速率、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性均表现为N2＞N3＞N1,丙二醛含量表现为Nt ＞N3 ＞N2,两个春小麦品种在N2、N3处理下获得高产,说明氮肥分施、中...     

施氮对滴灌冬小麦花后光合生理、灌浆特性及产量品质的影响

为阐明黄淮海平原滴灌条件下施氮对不同高产冬小麦品种的调控机理,明确高产高效优质的施氮方式,以高产品种济麦22和烟农1212为试材,于2018—2020年2年间在大田滴灌条件下设置0,150,210,270 kg/hm² 4个施氮水平(济麦22用J0、J1、J2、J3;烟农1212用Y0、Y1、Y2、Y3),研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合生理特性、籽粒灌浆特性、产量和品质的影响。结果表明：施氮可显著提高冬小麦上三叶的SPAD值,适量施氮显著提高了灌浆中后期的SPAD值和旗叶净光合速率(P_n),小麦旗叶SOD活性呈现单峰曲线的变化规律,各施氮处理的SOD活性均在花后14天达到最大值,N0处理的SOD活性在花后7天达到最大值,N2施氮水平下,2品种灌浆中后期旗叶SOD活性均最高。适量施氮能降低生育后期叶片膜脂过氧化程度,降低叶片MDA含量,使叶片功能期延长,从而提高生育后期的光合性能。随着施氮量的提高,2个品种的籽粒灌浆速率和最大理论千粒重均先增高后降低,不施氮处理下的T_m较各个施氮处理相对提前,济麦22的最大灌浆速率、最大理...     

追氮量对不同试点小麦旗叶光合特性及产量的影响

为探究小麦在不同地区合理的追氮量,在北京和石家庄2个试点以强筋小麦藁优2018(B₁)和师栾02-1(B₂)为试验材料,设置75 kg·hm^-2(C₁)、105 kg·hm^-2(C₂)、135 kg·hm^-2(C₃)3种追氮水平的大田试验,研究不同追氮量对不同试点小麦光合特性及产量的影响。结果表明,在75~135 kg·hm^-2追氮量范围内,增加追氮量,可提高小麦旗叶净光合速率(Pn),增大气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),降低胞间CO₂浓度(Ci)。随着开花后天数的增加,藁优2018的旗叶Pn和Gs下降速度均较师栾02-1快,且Ci升高;随着追氮量的增加,各处理叶绿素(Chl)(a+b)含量均呈增加趋势,开花后14 d,C₂、C₃处理Chl(a+b)含量相对C₁分别平均增加了6.01%和13.81%。籽粒产量、生物产量及收获指数(HI)均随追氮量的增加而提高,平均提高幅度分别为6.235%、3.11%和3.015%。试点间比较表明,两强筋小麦品种的旗叶Chl含量、Pn、Gs、Tr等在北京试点的结果均优于石家庄试点,表明北京试点的环境条件较石家庄试点更有利于小麦旗叶光合性能潜力的发挥,但后者环境更适宜供试品种的生长,更能充分发挥其产量潜力。各光合指标及Chl含量均在追氮量为135 kg·hm^-2(C₃)时最高(旗叶Pn除外),且两品种均获得最高产量,但追氮量为105 kg·hm^-2(C₂)与追氮量为135 kg·hm^-2(C₃)的产量差异不显著,从高产及资源投入角度考虑,强筋小麦藁优2018和师栾02-1的适宜追氮量均为105 kg·hm^-2。本研究结果可为强筋小麦在不同生态区的优质高效生产提供理论与技术参考。     

水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响

针对黄淮海地区农业生产中存在的水资源供应短缺,肥料利用率低等问题,设计试验研究水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响,为黄淮海地区高效利用水氮资源提供理论依据。2015-2017年以石麦15(SM15)为材料,利用水肥渗漏研究池,设计2个供水量水平(500,250 mm);2个施氮量水平(90,180kg/hm~2);2个氮肥类型(无机肥尿素,有机肥牛粪)。结果表明:2年试验内冬小麦旗叶光合生理特性变化规律相似,各处理的冬小麦旗叶光合速率,蒸腾速率,单叶水分利用效率在生育期内均呈现先上升后下降的趋势。水氮互作对小麦旗叶光合速率影响显著,W1(供水量500mm)处理的旗叶光合速率明显高于W2(供水量250mm)处理,施氮肥180kg/hm~2处理的旗叶光合速率明显高于施氮肥90kg/hm~2的处理,与施用无机肥相比,施用有机肥可保证冬小麦生育后期维持较高的旗叶光合速率。2年试验干物质积累量最多、产量最高的处理为W1M1(供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2)。综合冬小麦光合生理特性,籽粒产量,本试验条件下有机肥增产效果优于无机肥,冬小麦生育期供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2时冬小麦旗叶光合生理特性较优,获得较高产量。     

增强紫外线-B辐射冬小麦产量和光合特性的影响

为了研究紫外线-B（ultraviolet-B UV-B, 280-320nm）辐射增强20%对保护性耕作冬小麦产量及光合特性的影响,在中国南京开展了2 a的田间试验研究。试验采用常规耕作（耕深25 cm）、少耕（耕深10 cm）和免耕（土壤不耕作）3种耕作处理种植冬小麦,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强。试验测定了冬小麦旗叶的光合速率、光合-光响应曲线、叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性、丙二醛（malonaldehyde, MDA）质量分数和可溶性蛋白质量分数等指标。结果表明：在UV-B辐射增强20%条件下,与常规耕作相比,少耕和免耕2种保护性耕作处理可显著提高冬小麦的产量,分别比常规耕处理作高1632.12和952.15 kg/hm2。从叶片光合生理特性来看,在UV-B辐射增强20%条件下,从冬小麦籽粒灌浆中期开始,少耕和免耕处理旗叶的光合速率、表观量子效率（apparent quantum yield, AQY）、最大净光合速率（Pmax）、叶绿素质量分数、SOD活性、可溶性蛋白质的质量分数显著高于常规耕作处理,MDA质量分数显著低于常规耕作处理,2种处理冬小麦的叶片衰老显著低于常规耕作处理。在UV-B辐射增强20%条件下,少耕和免耕2种保护性耕作处理冬小麦旗叶在籽粒灌浆中期及以后保持高的光合能力和低的衰老程度,是其产量高于常规耕作处理的原因。该文可为制定UV-B辐射增强条件下的冬小麦栽培措施提供参考。     

不同施氮水平下增铵营养对小麦生长和氮素利用的影响

采用盆栽试验,研究了不同施氮水平下小麦生长、氮素积累对不同形态氮营养的反应差异。结果表明,中氮水平下增铵营养(NH4NO3+DCD)处理的小麦生长具有明显的优势,表现为干物重、氮积累量增加,单株叶面积提高、硝酸还原酶活性较高,最终子粒产量最高。氮形态对生育早期植株的形态特征、开花期旗叶光合速率及成熟期器官内物质分配比例的影响较小。低氮和高氮下增铵营养不同程度地抑制了小麦生长,降低了氮素利用效率。增铵营养显著减少了土壤中的氮淋溶,但氮淋溶量受施氮量的影响更为显著。