大麦叶片~(14)C-同化物在不同时空状态下输出变化的研究

本文应用~(14)C-示踪技术研究了大麦叶片~(14)C-同化物在不同时空状态下输出的变化。结果发现,在不同空间序列的叶片,随叶位上升,~(14)C-同化物的输出量逐渐增加,同化~(14)CO_2后不同时间观察,趋势相同;1天内不同时间同化的~(14)C产物的输出量表现不同,8:00同化的~(14)C产物的输出量高于12:00和18:00同化的~(14)C产物输出量;随叶位上升,不同时间同化的~(14)C产物输出量增多,叶位间差异还表现为随叶位上升,早、中、晚3个时间同化的~(14)C产物输出量差异逐渐变小。     

不同钾水平下杂交稻~(14)C-光合产物运转动力学

用~(14)CO_2饲喂杂交籼稻威优35功能叶,研究光合产物在体内的运转。结果表明,源叶光合产物的输出及库(幼叶或谷粒)同化物输入的百分率(v)和时间(t)之间的关系均极显著地符合回归方程v=V[t+k)/[K_m+(t+k))。在分蘖期,主茎顶部完全展开叶可输出66％～79％的~(14)C-光合产物;低钾处理使源叶输出潜能和速率下降,过量钾处理加快光合产物输出速率;未展开的幼叶可输入28％～59％的~(14)C-光合产物,低钾不仅降低输入潜力,且使输入延迟。在灌浆期,剑叶可输出83％～97％的光合产物,其中77％～88％运往谷粒;低钾处理延迟光合产物输出时间,降低输出速率;过量钾处理降低输出潜力,但提高输出速率;低钾处理还降低同化物输入谷粒的比例和速率,过量钾处理降低同化物输入谷粒的比例,但提高输入速率。所以,从总体上看,低钾和过量钾处理都不利于新固定的同化物在体内的运输。     

向日葵根系对~(14)CO_2的吸收与运转

试验结果表明,向日葵根系能够吸收并运转~(14)CO_2。根系所吸收CO_2的运输形式既可以是~(14)CO_2,也可以是~(14)C-同化物,但木质部汁液中的游离~(14)CO_2是主要的~(14)C运输形式。     

水分亏缺对小麦碳同化物的动员与分配

利用14 CO2 对小麦花前光合标记 ,在开花灌浆全期通过对对照 (CK)、中度胁迫(MS)、严重胁迫 (SS) 3个水分处理试验表明 :在灌浆过程中 ,中度胁迫处理叶中花前14 C 同化物输出比例为 1 6 56% ,略高于对照和严重胁迫 ,收获时同化物滞留最少( 8 68% )。严重胁迫处理颖壳中14 C 同化物外运比例最高 ,为 8 70 % ,约为对照和中度胁迫处理的 2倍。 3种水分处理茎中同化物输出比例不明显。胁迫程度增加 ,旗叶中同化物输出比例和撤退量增加 ,籽粒对同化物调运速度与比例增加。表明水分亏缺促进了籽粒对花前叶、鞘、颖壳等“临时库”同化物的再动员以及对后期产量的补偿     

设施栽培条件下桃树果实不同发育时期14C-同化物的运转及分配特性

利用放射性同位素14C-示踪方法研究了设施桃树果实不同发育时期14C-同化物的运转分配特性。结果表明:在果实膨大期和果实成熟期,分配到果实中的14C-同化物均最多,且随着果实生长,分配到果实中的14C-同化物增加。叶片的自留量小于果实获得的14C-同化物量,且随果实生长,叶片的自留量越少。在各器官中果实的竞争势最强,其次叶片与根系也具有较强的竞争势。14C-同化物在各器官的分配状况与各器官积累的可溶性总糖和淀粉含量相对应。     

MET对大豆群体发育及光合产物分配的影响

MET(Multi-Effect Triazole,多效唑)是一种新型植物生长延缓物质,在大豆始花期喷施200ppmMET,使植株个体矮壮紧凑,群体封行推迟,并提高了株间的透光率;同时,MET处理,使单株同化~(14)CO_2量显著增加,越接近成熟期喂饲~(14)CO_2,同化物向籽粒中运输的越多。MET处理对~(14)C同化物运砖的调节作用,主要表现在增加~(14)C同化物向根系及籽粒的运转。     

BA对花生叶片吸收~(14)C-蔗糖及其分布的影响

花生叶圆片通过主动吸收和被动吸收方式吸收~(14)C-蔗糖。BA处理提高花生叶圆片对~(14)C-蔗糖的总吸收量,主要在于增加了细胞质和液泡的主动吸收和被动吸收量。BA处理促进库叶积累~(14)C-蔗糖和从标记叶(源叶)输出~(14)C-蔗糖。BA处理对花生叶片光合速率和叶绿素含量无明显影响,它的作用在于促进库叶对~(14)C-蔗糖的吸收和~(14)C-蔗糖从库叶韧皮部的卸出。     

CPPU处理瓠瓜子房对叶片光合作用和~(14)C-同化物分配的影响

CPPU处理瓠瓜子房可显著增加瓠瓜果实的早期产量和后期产量 ,采收日期提早 2 0d左右 ,总产量提高 46%。CPPU参与了植株源库关系的调节 ,与对照相比 ,CP PU处理后叶片干重降低 3 0 % ,而果实干重上升 43 % ,地上部总干重则无明显差异。CPPU处理后叶片的光合作用加强 ,14 C同化物从标记叶的输出率以及在果实中的分配率都比对照显著增多 ,表明CPPU处理增大了果实的库强 ,促进了同化物向果实的运转。     

玉米籽粒建成过程中功能叶片~(14)C-同化物运转与分配特性研究

本试验用~(14)C-示踪方法研究玉米灌浆期穗位叶~(14)C-光合产物在果穗籽粒之间的分配特性。结果发现,~(14)C-光合产物在果穗籽粒各行间的分配近似相等,而果穗籽粒同一行不同部位籽粒间~(14)C-光合产物分配有差别,其相对值由高到低的顺序为中部籽粒>基部籽粒>尖端籽粒。     

遮光和乙烯利对温室栽培“大久保”桃结果枝碳同化物分配的影响

以4年生日光温室栽培“大久保”桃为试材,采用14C标记的方法,研究了60%遮光处理和果面喷施600mg/L乙烯利后结果枝同化物分配和相对库强的变化。结果表明:果实成熟期遮荫处理10d后,从饲喂新梢分配到果实的碳同化物比例明显减少;硬核期遮光后,果实碳分配比例变化不明显,但种子分配比例明显减少。遮光处理后,各器官相对库强的变化趋势与同化物的分配比例基本一致。在果实成熟期喷施乙烯利后,显著提高了遮光结果枝果实同化物分配比例和相对库强。     

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理（9：00-17：00,37℃,17：00-翌日9：00,30℃）和适温处理（CK,9：00-17：00,30℃,17：00-翌日9：00,25℃）22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析.结果表明：（1）灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;（2）高温下剑叶丙二醛（MDA）含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;（3）高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加.灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因.     

大气CO2浓度和气温升高对大豆叶片光合特性及氮代谢的影响

以大豆品种“中黄35”为材料,利用人工气候室,设置对照CK（CO2浓度和气温与外界测定值相同）、EC（CO2浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温与外界测定值相同）、ET（CO2浓度与外界测定值相同,气温为外界测定值+2℃）、ECT（CO2浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温为外界大气测定值+2℃）共4个处理。大豆整个生育期均种植在人工气候室内,在大豆鼓粒期（8月12日）利用相对叶绿素仪测定大豆叶片相对叶绿素含量,利用便携式气体交换系统测定光合参数,利用便携式光合测量系统测定光响应曲线和CO2响应曲线,并测定叶片氮代谢相关指标,以研究CO2浓度升高200μmol·mol–1和气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片的光合特性和氮代谢关键指标的影响。结果表明：（1）ET处理鼓粒期大豆叶片相对叶绿素含量（SPAD）显著增加,EC和ECT处理对其影响不明显。（2）各处理鼓粒期大豆叶片气孔导度（Gs）均显著下降。ET处理中,叶片净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）显著下降,EC处理对其影响不大,但是可以提高叶片水分利用效率（WUE）,改善气温升高对叶片的负面影响。（3）EC和ET处理鼓粒期大豆叶片最大净光合速率（Pnmax）均显著下降,ECT处理对其影响不显著。（4）EC处理中,鼓粒期大豆叶片CO2补偿点（Γ）、饱和胞间CO2浓度（Cisat）、光呼吸速率（Rp）均显著增加,ET和ECT对其影响不大。各处理均使鼓粒期大豆叶片最大净光合能力（Amax）下降。（5）EC处理鼓粒期大豆叶片硝酸还原酶（NR）活性和可溶性蛋白含量均显著下降,但是ET和ECT处理叶片可溶性蛋白含量显著增加,硝酸还原酶（NR）活性变化不显著,各处理均降低了谷氨酰胺合成酶（GS）的活性。总之,CO2浓度升高200μmol·mol–1可以改善气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片光合作用的负面影响,但对氮代谢有抑制作用,而气温升高2℃可以一定程度上缓解CO2浓度升高200μmol·mol–1对鼓粒期大豆叶片氮代谢的抑制作用。     

磷素后移对药隔期倒春寒小麦旗叶光合及抗氧化系统的影响

以抗倒春寒能力强的小麦品种“烟农19”(YN19)和抗倒春寒能力弱的小麦品种“新麦26”(XM26)为供试材料,利用人工气候箱开展盆栽低温模拟实验。实验设置对照（日均气温15℃,夜间最低温度11℃,CK）和低温（-4℃,LT）两个温度处理,设置常规施磷（基肥:拔节肥为10:0,R1）和磷肥后移（基肥:拔节肥为5:5,R2）两种施磷肥模式,低温处理时长为4h·d-1。测定小麦开花期和灌浆期旗叶光合、抗氧化生理指标及成熟期产量并进行分析,以探明磷素后移对药隔期倒春寒下小麦旗叶生长的缓解机理。结果表明：（1）LT处理较CK处理,供试两品种旗叶叶绿素相对含量（SPAD值）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均显著下降（P<0.05）,胞间CO2浓度（Ci）显著上升。（2）LT处理与CK比较,供试两品种旗叶抗氧化酶（SOD、CAT）活性显著下降,丙二醛（MDA）含量显著增加。（3）本实验条件下,LT处理使供试两品种穗粒数、千粒重及单茎产量较CK显著降低。（4）LTR2与LTR1比较,XM26开花期和YN19灌浆期旗叶SPAD值分别显著提高了7.3%和10.1%;XM26...     

旱地覆膜对冬小麦花后14C-同化物转运分配的影响

利用14CO2示踪研究了覆膜对旱地冬小麦花后14C-同化物在灌浆期转运分配的影响。结果表明,花后同化的14C在标记后24h约78%已储存在茎鞘和穗轴中,11%已转运至籽粒,11%还滞留在叶片中;成熟时叶片的14C-同化物几乎都外运了,茎鞘和穗轴中还滞留约28%,70%已转运分配到籽粒中。覆膜小麦的14C-同化物向籽粒的转运比对照慢。另外,研究还表明覆膜小麦花后叶片的叶绿素含量比对照高,MDA含量比对照低,叶片衰老延缓,同化能力强,干物质多,籽粒产量高。因此,覆膜使小麦增产的原因在于小麦中前期生长加快,后期衰老延缓,同化能力增强,最终使得同化的干物质总量大大增加;但并不促进同化物向籽粒的转运分配。     

白首乌光合特性及其与产量关系的研究

研究了白首乌光合特性及其与产量的关系。结果表明,白首乌功能叶高光合持续期在叶片全展后10~35d,此时植株的生长中心在地上部,同化物主要供应叶片、花和果实的生长,运往根部比例较少。此时期处于夏季高温天气条件下,在中午有光合抑制现象发生,影响了同化物的积累。在块根膨大时期功能叶相继进入衰老阶段,同化能力下降,干物质积累量减少,影响了产量的提高。     

不同品种连作晚稻钾素生理效率差异机理的初步研究

采用盆栽、14C同位素示踪等方法研究了三个具有不同钾素生理效率晚稻品种的生理特征及与施钾的关系。结果表明,施钾明显提高水稻植株功能叶的含钾量和K/N值,增加各生育期叶片的光合速率,促进14C同化物向穗和其它部位的运转,增加穗部光合产物的累积。在常规施钾水平下,供试的三个品种钾素生理效率依次为9194浙粳66浙湖904。9194品种钾素生理效率较高,主要是其生育后期剑叶含钾量高于其它品种17.7％～23.7％,植株体内钾素运转和再利用能力较强;施钾使灌浆期叶片光合速率提高78.0％,钾对光合速率的促进作用明显高于其它品种,达到最佳光合速率所需的供钾水平较低;光合产物在各部位分配合理,经济系数高,光合产物运输和穗部累积的最适施钾量较低。     

种植密度和播种方式对盐碱地花生生长发育、产量及品质的影响

以耐盐品种‘花育25号’为材料,通过田间小区试验,设置18.0万穴·hm~(-2)(M1)、19.6万穴·hm~(-2)(M2)、21.4万穴·hm~(-2)(M3)、23.5万穴·hm~(-2)(M4)、26.0万穴·hm~(-2)(M5)5个单粒精播播种方式下的种植密度和双粒穴播播种方式下的11.6万穴·hm~(-2)(M6)、13.0万穴·hm~(-2)(M7)、14.7万穴·hm~(-2)(M8)3个种植密度,研究种植密度和播种方式对盐碱地花生主要农艺性状、产量和品质的影响,探讨盐碱地花生适宜的种植密度和播种方式。结果显示,1)土壤盐碱胁迫较大程度地抑制了花生植株的生长发育,与非盐碱地花生相比,盐碱地花生主茎高和侧枝长明显降低,仅分别为25.6 cm和29.0 cm左右。2)单粒精播方式下,在19.6~26.0万穴·hm~(-2)范围内,主茎高和侧枝长在饱果期前随种植密度的增加显著降低;荚果膨大前和饱果期后,单粒精播方式下一、二次分枝数显著高于双粒穴播,且在M2~M4密度范围内,其基部茎长随密度增大而缩短但差异不显著。基部茎长和茎粗的变化主要发生在结荚期前,且以茎的伸长速度快于横截面积增大速度,生育后期基部茎长和茎粗均趋于稳定。3)盐碱地花生叶片和茎+叶柄光合产物快速积累期主要在花针期和荚果膨大期,叶片最大生长速率(Vm)只有茎+叶柄Vm的一半,叶片快速生长早于茎+叶柄5 d左右,且双粒穴播方式下叶片和茎+叶柄最大生长速率出现的时间(Tm)明显滞后于单粒精播方式。单粒精播方式下盐碱地花生地上部营养器官Vm随种植密度增加表现为"抛物线型"变化,M4处理下的叶片和茎+叶柄的Vm最大,分别为0.492 5 g·株-1和0.878 3 g·株-1。4)种植密度对盐碱地花生各生育时期光合产物的积累影响较为显著,但对各时期各器官中分配率的影响差异较小。盐碱地花生光合产物分配规律与非盐碱地花生基本一致,生育前期光合产物主要分配在茎和叶片等营养器官中,至饱果期约1/3以上的光合产物分配于荚果中。5)种植密度对单粒精播方式下荚果产量有显著影响,但对各处理下的籽仁可溶性糖、蛋白质、脂肪和油酸/亚油酸(O/L)等影响不大。中轻度盐碱土区,采用单粒精播的播种方式时,适宜的种植密度为19.0~23.5万株·hm~(-2)。     

小麦主茎光合产物的运转与分配

分蘖期主茎与分蘖间联系密切,主茎光合产物主要用于主茎叶片、分蘖和根系的生长。本研究3个供试小麦品种中,徐州26主茎运送到分蘖Ⅰ和Ⅱ的光合产物比例分别为6.15%和5.92%,显著高于9559的4.38%和3.84%;随着生育进程,主茎和分蘖之间较为独立,光合产物在主茎和有效分蘖间的运转比例降低,供试品种间光合产物分配比例的差异缩小。拔节期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘的生长;抽穗期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘及穗的生长;至成熟期,主茎功能叶片在抽穗期合成的14C-光合产物主要分配到自身的茎鞘、颖壳及籽粒中,且籽粒分配量高于其他器官。     

施氮量对穗期高温胁迫下玉米叶片光合生理及产量的影响

  【目的】  探究不同施氮量对玉米穗期高温胁迫下光合生理及产量的影响,为合理施氮实现玉米抗逆稳产提供理论依据。  【方法】  2020—2021年开展人工模拟高温田间试验。以耐热型品种郑单958 (Zhengdan 958) 和热敏感型品种先玉335 (Xianyu 335) 为材料;设置3个施氮量,分别为低氮 (N 90 kg/hm2,N90)、中氮 (N 180 kg/hm2,N180) 和高氮 (N 270 kg/hm2,N270)。在玉米第11片叶展开期至抽雄期进行高温处理 (HT),分别持续12天 (2020年) 和9天 (2021年),以田间自然生长的植株为对照 (CK),处理期间高温和对照的日最高温度均值分别为41.9℃、35.9℃ (2020年) 和40.8℃、37.7℃ (2021年),昼夜温差均值分别为19.3℃、13.0℃ (2020年) 和18.1℃、14.8℃ (2021年),调查两个品种穗位叶的光合色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数、光合酶活性、籽粒产量及产量构成因素,分析温度、品种和施氮量三者之间的互作效应。  【结果】  1) 高温胁迫提高了两个玉米品种穗位叶的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPCase) 和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 活性,降低了穗位叶光合色素含量、净光合速率 (P_n)、叶绿素荧光参数和产量,高温对热敏感型品种先玉 335的影响大于耐热型品种郑单 958。 2) 在对照条件下,两个品种的光合色素含量、P_n、最大光化学效率 (F_v/F_m)、PEPCase活性、Rubisco活性、籽粒产量及产量构成因素随着施氮量的增加而增加;在高温条件下,则随施氮量增加呈先升后降趋势,均以N180处理最高。3) 品种、温度、施氮量及温度×施氮量的互作效应对光合性能指标和产量均具有极显著影响 (P<0.01)。与对照相比,高温条件下3个氮肥用量中N270处理的各项指标降幅最大,说明在高温条件下高氮加剧了玉米穗位叶光合性能减弱,加深了高温危害,且先玉 335表现更明显。4) 相关分析表明,两个品种的产量与穗粗、穗粒数、光合色素含量、P_n、F_v/F_m、实际光化学效率 (YⅡ)、表观电子传递速率 (ETR) 和光化学淬灭系数 (qP) 均呈极显著正相关 (P<0.01),穗粗、穗粒数与各光合生理指标均呈极显著正相关 (P<0.01)。因此,光合性能下降引起穗粒数减少,进而导致产量下降。  【结论】  第11片叶展开期至抽雄期高温胁迫可显著抑制玉米光合生理,降低产量。合理的施氮量 (N 180 kg/hm2) 可以缓解高温胁迫,提高光合生理活性,增加籽粒产量,而高氮 (N 270 kg/hm2) 会增加高温造成的产量损失。