硝酸还原酶与氮素利用的关系及其在作物遗传育种中的应用(综述)

本文综述了硝酸还原酶与氮素利用的关系及其遗传特性和在作物育种中应用的某些最新进展。氮吸收、利用等性状的生理和遗传特性极其复杂,受环境影响很大,对其进行遗传改良需考虑多种指标。对硝酸还原酶活性(NRA)与品质性状和产量的关系的争论很多,有些研究表明 NRA 可作为品质、产量性状的选择指标,有些则相反。逆境条件下 NRA 的变化非常敏感,NRA 可能与抗逆性有关。     

柠檬桉,蚬木硝酸还原酶活力的比较

柠檬桉9年生单株的材积是蚬木的32.1倍。经不同浓度KNO_3、不同光照强度诱导后,柠檬桉不同叶龄叶的NR(硝酸还原酶)活力均明显高于蚬木。柠檬桉成年树中龄叶片NR活力提高的速度在4h内比蚬木的快2.3倍,而蚬木的NR活力衰减速率在4h内比柠檬桉的快35％。在不同浓度KNO_3溶液中,柠檬桉幼苗吸收NO_3~-量是蚬木的3～10倍,柠檬桉幼苗NO_3~-溢泌量是蚬木的3倍左右。     

氮素营养水平对小麦后移栽棉氮代谢的影响

对不同氮素营养水平下的小麦后移栽棉叶片硝酸还原酶活性、棉株含氮量及叶片氨基酸含量等进行了测定。结果表明，除８月１９日外，叶片硝酸还原酶活性与施氮量呈极显著正相关（ｒ＝０．９６９３～０．９８８１）；地上部各器官的含氮率和绝对含氮量均随施氮量的增加而提高，且不同器官间呈同步增减的趋势，因而氮素分配比例的变化不大；提高氮素营养水平可显著增加小麦后移栽棉的叶片氨基酸总量和游离氨的含量（ｒ＝０．５３１６和０．５６０５），在１７种氨基酸中，谷氨酸、脯氨酸等７种氨基酸的含量与施氮量呈显著的正相关（ｒ＝０．５２５６～０．６０７４）。虽然施氮量越高，棉株的氮素代谢越旺盛，但小麦后移栽棉的适宜施氮量约为２０５ｋｇ／ｈｍ２。     

菠菜硝态氮累积和还原与植株生长的关系

通过盆栽试验,以两个硝态氮含量差异显著的菠菜品种为供试材料,在不同生长时期,测定了叶柄、叶片干重、水分含量、硝态氮含量及叶片内源和外源硝酸还原酶活性,研究菠菜硝态氮累积和硝酸还原酶活性的动态变化及其与植株生长变化的关系。结果表明,随生长期后移,叶柄、叶片及地上部干重和水分含量先增加而后降低,硝态氮含量则持续降低,低硝态氮累积品种S9的下降更为明显,出苗后52d和62d地上部分别降低了100%和89.7%;叶片内源和外源酶活性则随植株生长量增加而增加,高硝态氮累积品种S4增加（379%和199%）更明显,之后该品种酶活性随植株生长量降低而显著下降,品种S9却显著增加,分别为121%和288%。生长前期,品种S4硝态氮含量、干重增长速率及内源、外源酶活性均显著高于品种S9,内源/外源酶活性比值却明显低于后者;生长后期,除外源酶活性和内源/外源酶活性比值外,品种间差异均不明显。因此,生长前期高累积品种硝态氮含量降低较少,主要原因可能是其内源/外源酶活性比值（70.7%）较低,生长后期该品种的内源/外源酶活性比值（98.2%）显著增加后,硝态氮含量迅速下降进一步证明了这一推测。综合上述结果可知,内源/外源酶活性比值更能揭示植株生长变化引起的品种间硝态氮含量变化差异。     

新型生物炭基氮肥对土壤一冬小麦系统氮素累积及相关生物活性的影响

通过田间试验,研究了掺混型、吸附型和反应型3种新型生物炭基硝酸铵氮肥在冬小麦生长过程中对土壤氮素累积及冬小麦对氮素的利用状况和相关生物活性的影响。试验处理包括CK（不施氮肥,不施生物炭）、硝酸铵氮肥、生物炭、掺混型生物炭基氮肥、吸附型及反应型生物炭基氮肥。研究结果表明：不同工艺制备的生物炭基氮肥对土壤铵态氮的累积具有显著影响,吸附型和反应型处理在冬小麦生长季铵态氮平均值大于对照（CK）,对于总氮、硝态氮和亚硝态氮累积量的影响不显著。除了生物炭单施处理外,其他处理均比CK显著提高冬小麦地上部的总氮累积量,但对冬小麦的氮素利用状况无显著影响,且三种炭基氮肥处理问无显著差异;施用不同类型生物炭基氮肥对土壤微生物量氮含量和硝酸还原酶活性具有提高作用,而对微生物量碳含量、亚硝酸还原酶和脲酶活性无显著影响。     

麦套花生氮素代谢及相关酶活性变化研究

大田条件下,以花生“花育22号”为材料,研究了麦套花生的氮素代谢及相关酶活性变化情况。结果表明,麦套花生根叶游离氨基酸、氮素平均含量及根系可溶性蛋白平均含量高于单作;而叶片可溶性蛋白平均含量则低于单作。与小麦共生期间,麦套花生根叶硝酸还原酶（NRase）活性、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性及谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性（除播后25 d）明显低于单作;整个生育期麦套花生根系GS平均活性及GPT活性高于单作花生。可见,花生苗期小麦遮荫对花生氮素代谢及酶活性有一定影响。     

耕作与秸秆还田方式对稻田N2O排放、水稻氮吸收及产量的影响

保护性耕作是改善农田土壤肥力的重要举措,然而其对作物氮吸收与产量的作用尚不明确。为此,本试验于2016—2017年稻季在湖北省武穴市花桥镇,设置常规翻耕与免耕两种耕作方式以及前茬作物秸秆全量还田与不还田两种秸秆还田方法,研究耕作与秸秆还田方式对稻田土壤N2O排放、根系酶活性、水稻氮吸收与产量的影响。结果表明,耕作方式显著影响土壤N2O排放,但不影响根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性、水稻氮吸收与产量。与翻耕处理相比,免耕处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了12.5%~18.2%和21.1%~38.6%。秸秆还田显著影响土壤N2O排放量、根系酶活性、水稻氮吸收与产量。相对于秸秆不还田处理,秸秆还田处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了38.5%~45.5%和13.1%~29.5%。秸秆还田处理相对于不还田处理根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性分别显著增加了6.7%~45.9%和9.0%~46.7%,水稻氮吸收量提高了12.5%~26.0%,产量增加了9.4%~12.6%。本文认为,虽然秸秆还田提高了水稻氮吸收与产量,但也促进了土壤N2O的排放,因此在评估保护性耕作稻田温室效应时应加强对温室气体(CH4和N2O)排放和土壤碳固定影响的长期监测,以期为发展低碳稻作提供理论依据和技术支撑。     

现代农业开发建设项目环境影响评价简析

农业开发建设项目具有很强的环境依赖性。现代农业的发展带动了农村经济的发展和农民收入的增加,也改变了原有土地利用方式和生态环境。农业建设项目对环境的影响是一个长期累积的过程,因此环境影响评价对污染的预防和控制尤为重要。文章主要分析了现代农业建设项目的环境问题、开展环境影响评价的主要内容以及保护对策和措施,以期为相关项目的环评工作提供参考和借鉴。     

硫营养对小麦、玉米碳、氮代谢中几项生理参数的影响

人工控制条件下生长的小麦、玉米分别培养在含0、0.5、1.0和2.0mM SO_4~(-2)4个硫营养水平的Hoagland 培养液中,对2—6周龄的植株进行了 RuBPCase、PEPCase、NR 的活性,叶片可溶性蛋白质含量,叶绿素 a 和 b 含量以及植株最终叶面积和总干重的测定。结果指出,硫营养不足影响了作物的碳、氮代谢,随着供硫量的增加,上述各参数值