坚天才[1](2021)在《氮素缓解春小麦花后高温早衰的生理机制》文中研究说明随着全球升温,未来气候变化将成为农业发展的重要限制因素。近年来,极端天气频发,特别是灌浆期高温引起的小麦早衰严重影响到小麦产量。为了研究花后高温条件下氮素对春小麦影响的生理机理,制定缓解高温危害的施氮措施,于2019年和2020年展开田间试验,采用裂区试验设计,主区为施氮量 0 kg.hm-2(N0)、75 kg·hm-2(N1)、150 kg.hm-2(N2)、225 kg.hm-2(N3)、300 kg·hm-2(N4),副区为温度25℃±2℃(CK)和35℃±2℃(HT)的控温处理。通过分析不同施氮量花后高温下春小麦光合特性、荧光特性、抗氧化特性、淀粉形成关键酶、碳氮代谢之间的相互关系,以及施氮量和高温胁迫对春小麦叶片与籽粒差异基因和代谢通路的影响,从而揭示氮素缓解春小麦花后高温早衰的内在机理,主要结果如下:1.合理施氮肥能显着提高春小麦的SPAD值、叶面积指数、叶绿素含量、光合荧光参数等指标;高温胁迫后,SPAD值、叶面积指数、叶绿素含量等均出现不同程度下降,其中N3处理下降幅度最小。2019年花后25 d,高温胁迫下,N3比N0处理的叶面积指数、SPAD、PI和净光合速率分别增加48.16%、64.11%、36.90%、57.65%,由此可知高温胁迫下,合理的施氮量能够延缓春小麦旗叶衰老,延长叶片功能期持续时间。2.合理施氮肥能显着提高春小麦旗叶保护酶活性,从而及时清除MDA和O2-等有害物质,而高温胁迫后保护酶活性显着降低,其中N3处理下降幅度最小;2019年花后25 d,高温胁迫下,N3比N0处理的MDA和O2-含量降低25.45%和33.09%,SOD活性、POD活性、CAT活性和脯氨酸含量提高31.78%、39.11%、32.68%和61.21%,说明高温胁迫会使春小麦体内的MDA和O2-等有害物质积累,膜脂过氧化程度加剧,而合理氮肥用量可以使保护酶活性和非酶保护物质含量增加,从而及时清除有害物质增强植株的抗逆性。3.合理施氮肥能显着降低蛋白酶和核酸酶活性,使叶片中可溶性蛋白、DNA、RNA含量保持较高水平;而高温胁迫会使蛋白酶和核酸酶活性升高,导致可溶性蛋白和核酸含量下降。试验结果显示,高温胁迫下N3处理的可溶性蛋白含量、DNA含量、RNA含量显着高于N0处理,而蛋白酶活性和核酸酶活性显着低于N0处理。因此合理施氮量能有效抵御高温胁迫,降低蛋白酶和核酸酶活性,从而使植物体内核酸、蛋白质均保持较高水平,衰老进程减缓。4.合理施氮肥能显着提高春小麦ADPG-PPase、UDPG-PPase、GBSS、SSS、SBE等淀粉形成关键酶活性;高温胁迫会使淀粉形成关键酶活性显着降低,其中N3处理比N0处理的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量分别高出6.85%、2.32%和5.98%。可知合理氮肥能有效抵御高温危害,提高淀粉形成关键酶活性,从而增强淀粉合成效率,促进淀粉积累。5.春小麦籽粒和叶片转录组分析结果可知,高温胁迫会使春小麦DNA复制、类胡萝卜素生物合成、淀粉代谢、光合作用等多条代谢通路出现差异基因,且大都下调表达,而高温胁迫下增施氮肥会使光合作用、淀粉形成、碳氮代谢等相关的基因大量上调表达。由此可知,高温胁迫会导致光合作用受阻,淀粉形成减慢;而合理氮肥会使多数基因上调表达,缓解高温胁迫导致的基因下调表达,使光合作用及淀粉合成顺利进行。6.花后高温胁迫会使春小麦穗粒数、千粒重、结实率显着降低,从而导致产量下降,而随着施氮量的增加千粒重和产量均有显着上升,其中N0处理为基础,氮肥每增加75 kg·hm-2其产量平均增加 2.36 t.hm-2(CK)和 2.82 t.hm-2(HT),平均增产率为 30.55%(CK)和 39.67%(HT),可知高温胁迫下,合理施氮量有利于产量形成。综上所述,合理氮肥可以有效提高植株光合效率和抗氧化能力,促进植株蛋白质和核酸代谢,缓解高温对小麦的危害,有利于籽粒淀粉积累和产量形成。因此,在实际生产中,采用合理的氮肥施用量能够有效抵御高温胁迫,缓解早衰现象,从而降低产量损失。
谢呈辉[2](2021)在《施氮量对宁夏引黄灌区麦后复种糜子生长、产量与氮素利用的影响》文中进行了进一步梳理氮是限制作物生长发育以及产量形成的关键因素,氮肥施用作为满足作物氮素需求的有效手段。近年来,由于氮肥过量施用造成资源的严重浪费,更导致了一系列环境问题,所以合理施用氮肥对保障粮食增产的同时实现农业绿色发展具有重要意义。宁夏引黄灌区作为重要的粮食生产基地,农业生产中长期面临夏粮作物收获后土地大片休闲的问题,所以如何利用有限的光热资源实现高效复种,对该区域光热土地资源充分利用和种植结构优化具有重要意义。本研究基于当地农业生产现状,于2019和2020年在宁夏银川平吉堡农场开展大田试验,以春小麦后复种的糜子为研究对象,采用单因素随机区组设计,2019年设0(N0)、90(N1)、120(N2)和150 kg hm-2(N3)纯氮施用水平,2020年在2019年基础上增设180(N4)和210 kg hm-2(N5)施氮水平,分析了不同施氮量对糜子生长状况、产量表现、叶片生理特性以及氮素吸收利用的影响,为实现宁夏引黄灌区高效复种的绿色发展提供依据。主要研究结果如下:(1)施氮改善了糜子地上部和根系的生长,N2、N3处理改善效果较好。施氮显着促进糜子各生育时期地上部和根系的生长以及干物质的积累,但当施氮量超过150kg hm-2(N3)时,除茎粗和叶面积外,其余各指标出现略微下降趋势。N2、N3处理较N0处理株高各生育时期平均增加51.10~62.85%、茎粗增加22.87~30.99%、叶面积增加76.69~86.48%,单株总根长平均增加35.20~48.27%、根表面积增加54.73~66.25%、根体积增加109.74~139.61%、根平均直径增加9.55~14.56%。另外,N2处理能够较好协调糜子冠层和根系的生长,多数生育时期根冠比在N2处理出现最小值,拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期分别为0.119、0.087、0.054和0.052。(2)施氮提升了糜子产量及其相关性状。产量、千粒重和穗粒数对施氮量的响应符合一元二次方程,模型估算得出当施氮量为129.25~162.42 kg hm-2时各指标表现最佳;实测产量在N2、N3处理表现较好,分别为2979.41 kg hm-2、3084.67 kg hm-2,较N0处理分别增产76.22%、83.21%。另外,糜子产量与生长联系紧密,各生长指标对产量变异的解释达37.0~76.9%,即施氮可以通过改善生长状况来促进产量形成。(3)施氮提高了糜子叶片氮同化能力和光合能力。多数生育时期N2、N3处理旗叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性以及硝态氮含量较N0提升幅度最大,NR活性提升28.23~37.58%、GS活性提升21.42~49.80%、GDH活性提升11.38~17.39%,硝态氮含量提升16.26~53.99%;而谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、可溶性蛋白含量、叶绿素a、b含量和类胡萝卜素含量在最高施氮量处理(2019年为N3,2020年为N5)提升幅度最大。另外,多数生育时期N2、N3处理糜子旗叶光合各气体交换参数出现最值。(4)施氮提高了糜子多数生育时期营养器官(茎、叶)氮含量,而生殖器官受施氮的影响不明显。N2、N3处理各生育时期地上部氮素积累量最高,较N0处理各时期平均增加分别为153.55%、153.31%。随着施氮量的增加,糜子抽穗后茎、叶氮素积累量所占比例有增加趋势,而籽粒氮素占比在2020年明显降低,即较高施氮量下生育后期较多的氮素残留在营养器官,导致氮素收获指数下降。另外,糜子氮肥利用效率在N2处理表现较好,氮肥表观回收率两年平均为61.81%、农学利用率为10.77 kg kg-1、偏生产力为24.83 kg kg-1。综合来看,施氮显着促进了糜子冠层与根系的生长,改善了叶片氮同化与光合能力,最终提高了产量;当施氮量超过150 kg hm-2时,氮肥对糜子生长和产量的促进作用不再增加,而氮肥利用效率明显降低;施氮量为120 kg hm-2时可以较好地协调根系与冠层的生长,有效平衡产量与氮肥利用效率。因此,推荐宁夏引黄灌区麦后复种糜子的合理施氮量为120~150 kg hm-2。
王西娜,于金铭,谭军利,张佳群,魏照清,王朝辉[3](2020)在《宁夏引黄灌区春小麦氮磷钾需求及化肥减施潜力》文中研究表明【目的】明确宁夏引黄灌区春小麦氮、磷、钾肥的施用现状及需求情况,为合理施肥和科学减施化肥提供理论依据。【方法】通过农户调查和田间小区试验,分析宁夏引黄灌区春小麦产量水平及氮、磷、钾肥施用情况,阐明不同氮、磷、钾水平对春小麦产量构成及氮、磷、钾养分需求的影响。【结果】农户调查结果表明,宁夏引黄灌区春小麦产量平均为(6 985±867) kg·hm-2,偏高产及高产农户比例达82.7%;随着产量水平提高,氮、磷肥施用量和过量施肥量均呈降低趋势,钾肥施用量总体不足。平均来看,氮、磷、钾施用量分别为294、162和49 kg·hm-2;97.1%的农户氮肥投入过量,过量施氮量为69—114 kg·hm-2;20.5%的农户磷肥投入过量,过量施磷量为18—42 kg·hm-2;钾肥投入总体不足,比推荐施钾量少30—51 kg·hm-2。氮肥试验结果表明,当施氮量在120—240 kg·hm2时,地上部生物量、籽粒产量、收获指数、穗粒数均显着增加,并在施氮量180 kg·hm-2时达到最高,此时籽粒吸氮量、吸磷量和吸钾量亦达到最大,分别为168.2、23.9和23.2 kg·hm-2;随施氮量增加,氮收获指数无显着变化,平均值为56.5%,磷收获指数呈增加趋势,钾收获指数表现为下降趋势。施氮180 kg·hm-2时,春小麦氮素需求量达45.8 kg·Mg-2,比对照增加19.6%;磷需求量从不施氮的6.0 kg·Mg-1显着降到高量施用氮肥(240 kg·hm-2)的5.3 kg·Mg-2,而钾需求量则从42.6 kg·Mg-1增加到49.7 kg·Mg-1磷肥试验结果显示,施用磷肥时春小麦千粒重和收获指数明显增加,但地上部生物量和穗粒数均明显降低,因此籽粒产量无明显差异,平均为5 446 kg·hm-2。施用磷肥可显着提高籽粒吸氮量、氮素收获指数和氮素需求量,平均值分别为141.6 kg·hm-2、54.5%和25.9 kg·Mg-1,分别比不施磷肥提高28.6%、27.9%、26.2%;施用磷肥亦可促进磷素向籽粒转移并提高磷收获指数,籽粒吸磷量和磷收获指数分别比不施磷肥提高15.9%和15.2%,磷需求量呈增加趋势,但未达显着水平。钾需求量随施磷量增加显着降低,从不施磷的68.1 kg·Mg-1降到施磷120 kg·hm-2的49.7 kg·Mg-1。钾肥试验结果发现,施钾量对生物量,籽粒产量,收获指数,每公顷穗数,籽粒氮、磷、钾含量均无显着影响,但高量施钾(75 kg·hm-2)可显着减少穗粒数,增加千粒重和氮、磷、钾收获指数,穗粒数比对照下降9.1%,千粒重比对照增加7.6%,氮、磷、钾收获指数分别可达57.2%、73.5%、7.3%。施钾60 kg·hm-2时,氮、磷、钾需求量均达最高,分别为55.3、5.5、57.6 kg·Mg-1,(而高量施钾(75 kg·hm-2)时,氮和钾需求量显着降低20.6%和13.7%。可见适量施钾可提高氮、钾需求量,而高量施钾则降低氮、钾需求量。【结论】减少氮肥、调控磷肥、适当增加钾肥依然是宁夏引黄灌区春小麦化肥结构调整的主要方向。春小麦氮需求量为38.3—57.2 kg·Mg-1,在适量施用氮、磷、钾肥时可显着增加;磷需求量为5.1—6.0 kg·Mg-1,随氮肥用量增加而降低,对磷、钾肥无显着响应;钾需求量为42.6—68.1 kg·Mg-1,随施氮量增加呈升高趋势,随施磷量增加呈降低趋势,在高量施钾时显着降低。推荐氮肥适宜用量为120—180 kg·hm-2,比农户平均施氮量减少25%—60%;磷肥用量在48—96 kg·hm-2时,更有利于稳定春小麦产量并促进氮、磷向籽粒的转移,比农户平均用量减少40.7%—70.3%;钾肥用量在0—60 kg·hm-2时可稳产增质,在现有施肥水平上适量增加即可。
连慧达[4](2020)在《陕西省不同年代主栽旱地冬小麦品种对氮肥响应的差异研究》文中提出小麦是世界上重要粮食作物之一,提高小麦产量潜力和氮素吸收利用效率是解决全球粮食安全和保护生态环境的重要手段。陕西省是冬小麦品种改良和冬小麦良种繁供的传统优势基地之一,该区域为典型的旱作雨养农业区,水分亏缺同样成为限制小麦产量的主要因素。因而,明确品种更替过程中氮肥对旱地冬小麦产量和水氮利用性状变化趋势,为小麦产量提升及育种工作中性状的选择提供理论指导。本研究选用1940s-2010s年间陕西省麦区具有广泛代表性的旱地冬小麦品种,在2017-2019年采用大田试验系统分析了不同施氮条件下旱地冬小麦随着品种育成年代推进的产量及构成因素、主要农艺性状、干物质累积、旗叶及穗部光合特性、氮素吸收利用特性的演变规律;并采用盆栽控水试验,研究不同年代旱地小麦品种在不同水氮交互作用下植株生理、水氮利用率的关系及对产量的影响,得到以下结论:(1)陕西1940s-2010s年代的旱地冬小麦籽粒产量随着氮肥施入水平的提高而显着增加;相同施氮水平下,小麦籽粒产量随着品种改良进程逐步提高,现代品种对氮肥的响应增强;N180处理下籽粒产量变化从4258 kg·ha-1(1940s)到6578 kg·ha-1(2010s)。两年平均数据结果表明,随着品种育成年代推进,千粒重和收获指数增加,千粒重和收获指数是产量增加的直接原因;无论在何种氮素条件下,产量均与千粒重和收获指数呈现极显着正相关关系;在N180条件下,产量与总穗粒数也呈现显着水平,说明在氮充足条件下,促进了穗粒数的增加。品种改良过程中,现代小麦品种接近理想株高,2000s后育成品种的株高逐步趋于稳定;冬小麦各时期分蘖数的变化随着品种改良进程呈现先升高后降低的趋势,增加氮素后小麦的株高和分蘖数增加;现代品种表现出较强的干物质累积能力及对氮素的适应性;促进冬小麦开花前营养生长是产量改良的生物学基础之一。(2)小麦氮素利用效率随品种改良进程逐渐提高;2000s和2010s的品种比其他年代的品种,在氮素积累量、氮素利用率、氮偏相关生产力、氮收获指数及籽粒蛋白产量中表现出的能力较高。各品种在返青到开花期间,氮素积累量最多、积累速率最大,与N0处理相比,N120和N180处理小麦氮素积累量分别增加15.38%和21.75%;随着品种改良及氮素施入量的增加,氮积累量同样增多;另外各生育阶段氮素的分配在小麦品种改良中起到重要作用,使花前和花后氮素转运及对籽粒的贡献更加平衡。叶片氮素分配率的提高可能是氮素运转改善的主要原因,选择开花前叶片氮素积累量较高、成熟期氮素积累量较低及花后氮素转运量多的冬小麦品种,可以增加籽粒氮素积累量,提高氮素利用效率;无论哪种氮素水平下,现代品种的籽粒氮氮素分配量总体仍高于过去的早期品种。(3)随着施氮量的提高,冬小麦旗叶SPAD值和光合作用均持续升高。而相同施氮水平下,随着品种改良进程SPAD值表现出波动变化,现代品种于灌浆后期仍保持着较高的叶绿素含量;在开花期,净光合速率并未随着品种更替而升高,早期品种的净光合速率也处于较高的值;而灌浆期冬小麦旗叶净光合速率随年代更替而表现出逐渐升高的趋势,与N0处理相比,N120和N180处理后旗叶的净光合速率分别增加9.11%和18.42%(开花期)、8.78%和14.85%(灌浆期)。各时期穗部净光合速率随年代更替而表现出逐渐升高,现代品种的小麦旗叶和穗部的净光合速率相比早期品种都维持在较高水平,尤其在氮素充足条件下;在穗部农艺性状中,2010s的现代品种尤其是有效小穗数、穗粒数均表现出优良的品种特性;增加氮素后,各小麦品种的穗长,芒长,穗粒数及穗部籽粒重均增加;遮穗后,小麦的穗长生长受到抑制,穗部籽粒重降低,而小穗数和芒长增加。(4)适量的氮肥施用可以减轻水分胁迫下作物的光抑制作用,提高冬小麦产量相关参数和生物量、水分利用效率,并提高旗叶光合能力。在水氮交互各条件下现代品种比早期品种可以产生更高的产量。当氮水平较高时,现代冬小麦品种通过吸收更多的氮素改善旗叶的伸长和光合速率,并获得更多的干物质,而早期品种变化幅度较低;干旱和低氮条件下,均降低了各年代品种干物质及氮素积累量。现代品种在响应水氮运筹过程中的氮素积累量、水分和氮素利用率及偏相关生产力均高于早期品种。冬小麦籽粒蛋白产量也随氮素的增加和品种改良逐渐增加,但在干旱及低氮条件下,由于降低了光合作用及对氮素的吸收转运,各年代冬小麦籽粒蛋白产量降低。上述结果表明,较高的氮肥施用并不能显着提高小麦的氮肥利用效率,然而在过去80年旱地冬小麦品种改良进程中,在适量氮素施入状态下,现代冬小麦品种能够优化组织器官氮素分配,增加旗叶、穗部光合能力,提高光合作用,增加干物质积累,增强小麦水氮利用效率从而达到高产的效果;干旱低氮条件下,与老品种相比现代品种也能够维持较强的光合能力、降低蒸腾速率,最终提高了水分和氮肥利用效率,增加最终的产量。了解冬小麦品种更替过程中对水氮供应的综合响应机制,能够为提高旱地冬小麦水肥资源利用效率、产量潜力及氮高效品种选育提供理论依据。
苗蓓[5](2019)在《陆地棉种质资源苗期氮效率评价及耐低氮种质筛选》文中研究指明棉花是我国重要的经济作物,当前棉花产量的提高主要依靠氮肥的大量投入,导致了氮肥利用率低、生产成本增加和环境污染等一系列问题。挖掘和利用棉花自身潜力、培育和利用氮高效的棉花品种是解决这一问题的有效途径。本研究选取419份核心种质中的103个棉花品种(系)为供试材料,采用蛭石培养和营养液浇灌方法,设置低氮(1mmol/L)和正常氮(5mmol/L)2个水平,测定了地上部干重、地下部干重、根冠比、总干重、地上部含氮量、地下部含氮量、地上部氮积累量、地下部氮积累量、总氮积累量、氮利用效率、SPAD值等11个性状指标,对棉花氮效率指标进行了筛选,并通过主成分分析和聚类分析,评价了不同种质资源苗期氮利用效率,筛选出一些耐低氮和氮高效资源。主要研究结果如下:1.在正常氮和低氮条件下,氮利用效率和SPAD值的变异系数均明显小于其它指标,说明低氮胁迫对这两个性状产生的影响有限。因此,初步将地上部干重、地下部干重、总干重、根冠比、地上部含氮量、地下部含氮量、地上部氮积累量、地下部氮积累量和总氮积累量作为棉花不同品种氮效率苗期筛选的重要指标。进而通过对各指标的相对值描述分析,结合因子分析最终得到地上部干重、地下部干重、总干重、地上部氮积累量和总氮积累量在主成分中占较大比重,因此可将上述5个指标作为不同种质资源苗期氮效率主要筛选指标。2.对筛选出的5个指标进行相关性分析,除地下部干重和地上部氮积累量呈显着正相关,其余均呈极显着正相关。其中,相对地上部干重与相对地上部氮积累量的相关系数为r=0.932,与相对总氮积累量的相关系数为r=0.909,均达到极显着水平,表明可以通过提高氮素累积量来提高棉花的干物质积累量,进而提高产量。3.对11个指标的耐低氮系数进行因子分析,按照累计贡献率大于85%的原则选取综合指标。通过主成分分析将11个指标转化为3个独立的综合指标,利用隶属函数法求得D值,根据聚类分析图,当欧氏距离为5.0时,可将品种分为4类,第一类耐低氮能力最强,共有15个品种,占14.6%;第二类耐低氮能力次之,共29个品种,占28.2%;第三类耐低氮能力较差,共有45个品种,占43.7%;第四类耐低氮能力最差,共有14个品种,占14.0%。其中耐低氮性最强的15个品种为宛231、鲁890、FH682、辽7334-7728、新陆早36、中85271、鲁原343、宛早686、布3363、鄂4396、吐71-113、稀絮H10、LambrightGL-N、中R2058和208H-1。4.利用不同棉花品种在正常供氮和低氮条件下的氮效率综合值进行散点作图,可将不同基因型分成4类,即低氮低效正常氮高效型(类型I),低氮高效正常氮高效型(类型II),低氮低效正常氮低效型(类型III),低氮高效正常氮低效型(类型IV)。其中类型I品种占19.6%,类型II品种占36.27%,类型III品种占23.53%,类型IV品种占20.59%。结合聚类分析中筛选出的15个耐低氮能力最强的品种和14个耐低氮能力最差的品种,本研究进一步确定宛早686、宛231、吐71-113和稀絮H10为耐低氮且氮高效品种,陕689、徐州1818、GP81、辽阳绿绒棉、仁洞67-86、华中远91-23为低氮敏感且氮低效基因型。综上,本研究筛选出可用于评价不同种质资源苗期氮效率的5个主要指标,即地上部干重、地下部干重、总干重、地上部氮积累量和总氮积累量;发现相对地上部干重与相对地上部氮积累量、相对总氮积累量呈极显着正相关,说明提高氮素累积量可提高棉花的干物质积累量;筛选出4个耐低氮且氮高效和6个低氮敏感且氮低效品种,可用于今后氮效率机制解析及育种应用研究。
徐晴,许甫超,董静,董建辉,秦丹丹,鲁梦莹,李梅芳[6](2017)在《小麦氮素利用效率的基因型差异及相关特性分析》文中研究表明【目的】对长江中下游麦区小麦种质进行氮素利用效率基因型差异分析,明确不同种质材料的氮素利用特性,为小麦氮素高效育种及相关分子机理研究奠定基础,同时探讨氮素利用效率与不同生育期性状的相关关系,为建立小麦氮素高效利用的评价指标提供参考。【方法】大田条件下,设置低氮(纯氮62.55 kg·hm-2)和正常氮(纯氮187.5 kg·hm-2)2种氮素水平,以主要来自于长江中下游麦区不同时期的小麦种质118份为材料进行氮素利用效率基因型差异分析,通过对苗期地上部干重、分蘖数、叶绿素含量;花期地上部干重、植株氮素浓度、氮素积累量;灌浆期旗叶叶绿素含量;成熟期籽粒产量、茎秆重、籽粒氮素浓度、茎秆氮素浓度、籽粒与茎秆氮素积累量、穗数、穗粒数、千粒重、收获指数和氮素收获指数等22个性状的测定与计算,研究氮素利用效率与不同性状之间的相关关系,并根据材料的氮素利用效率差异对不同种质材料进行划分。【结果】供试小麦材料在2种氮素水平下,各研究性状均存在较大的差异。相关性分析显示植株成熟期茎秆重、地上部生物学产量、收获指数、穗数、植株花期生物学产量、成熟期籽粒氮素积累量、茎秆氮素积累量、氮素收获指数和花期氮素积累量均与籽粒产量呈显着正相关关系;植株氮素生理利用率除了与氮素收获指数显着正相关外,与茎秆重、穗数、籽粒和茎秆氮素浓度及氮素积累量均显着负相关。根据2种氮素水平下产量,供试材料被划分为双高效型、双低效型、高氮高效型和低氮高效型。双高效型和高氮高效型材料对增施氮素反应更为敏感。低氮高效型材料灌浆期旗叶叶绿素含量显着高于其他3种类型,说明氮素胁迫条件下,旗叶持绿性有助于提高植株氮素利用效率。【结论】供试小麦材料氮素利用效率在不同氮素水平下差异显着。不同氮效类型小麦材料对氮素响应不同,高氮高效型对氮素反应敏感,适合于高氮种植;双高效型和低氮高效材料具有耐贫瘠的能力,是氮素高效育种的优质材料。在2种氮素水平下,除了植株成熟期及花期地上部干重、植株氮素积累量等常规指标外,植株穗数也可作为小麦氮素高效利用的评价指标。
张志勇[7](2017)在《不同小麦品种GS同工酶表达差异与氮效率关系的研究》文中研究说明采用大田与盆栽相结合的方法,以高氮高效型(HH):周麦27、郑麦366;高氮低效型(HL):周麦28、开麦20;低氮高效型(LH):漯麦18、豫麦49-198和低氮低氮型(LL):西农509、矮抗58这8个品种为研究对象,分析了三个氮水平(N0:0 kg/ha,N120:120 kg/ha,N225:225 kg/ha)下这些品种的产量及其构成、氮效率特征、氮素的积累和分配特征以及籽粒灌浆特性。同时,研究了小麦器官不同发育时期的氮代谢特征,包括氮代谢物的含量和相关代谢酶的活性,测定了GS同工酶的蛋白亚基表达和基因表达。利用相关性分析,回归分析和灰色关联度分析的方法,分析了GS1,GS2和GS2m三种同工酶和氮效率的具体关系。以期明确不同氮效率小麦品种的GS同工酶表达特征及其时空分布,探究GS同工酶对小麦氮效率的主要调控方式,为不同小麦的优质高效栽培和氮高效品种选育提供参考和理论依据。结果表明:(1)施氮量对氮低效品种的影响大于氮高效品种,且氮水平与氮效率指标均呈负相关关系,氮低效品种的氮效率提高潜力高于氮高效品种;(2)氮素在籽粒中的积累和分配量与氮素利用效率呈显着正相关,且氮高效品种(HH型、LH型)在成熟期时籽粒中的氮分配量高于氮低效品种(HL型、LL型);(3)功能叶GS活性峰值出现在花后7天时,不同氮水平间表现为N225>N120>N0,器官间表现为:功能叶>籽粒>穗下节>护颖,同一氮水平下,GS酶活性一般为氮高效品种高于氮低效品种;(4)不同器官氮代谢物含量差异显着,开花期前,叶片中氮代谢物含量最高,开花后到成熟期,籽粒中氮代谢物含量最高,表现出明显的氮素转运趋势。(5)在小麦不同器官中均存在GS1同工酶,且GS1酶活性受器官衰老的诱导,GS2同工酶仅存在于绿色器官中,随着器官的衰老其活性降低,而新鉴定到的GS2m酶活性仅存在于绿色器官的特定发育时期,不同氮效率品种间表现为花前氮高效品种GS2/GS1的酶活比值高于氮低效品种,氮高效品种表现出更高的同化能力;花后氮高效品种GS2/GS1的酶活比值低于氮低效品种,氮高效品种表现出更好的转运能力;(6)在小麦不同器官中存在两种蛋白亚基,大小分别为39KD和42KD的GS2亚基和GS1亚基,叶片和护颖中GS2亚基较丰富,穗下节中GS1亚基占主导地位,籽粒中仅存在GS1亚基;氮高效品种开花前GS2/GS1蛋白亚基含量高于氮低效品种,花后则低于氮低效品种;(7)功能叶中TaGS1基因相对表达量与施氮量呈负相关关系,TaGS1基因表达峰值出现在开花以后;TaGS2基因和施氮量呈正相关关系,其表达峰值出现在拔节期;不同器官中TaGS2基因的表达量大小为:叶片>护颖>穗下节>籽粒,GS1基因的表达量大小为:护颖>穗下节>功能叶≈籽粒;(8)GS同工酶的时空分布可能参于调控了小麦植株体内的源库流器官间的氮代谢物调动,GS2/GS1造成的源库强差是GS同工酶调控氮效率的主要原因;(9)不同器官间GS同工酶与氮效率的相关性大小表现为:叶片>穗下节>护颖>籽粒,叶片可以作为研究GS同工酶和氮效率关系的主要器官;GS1同工酶活性与氮素利用效率(NUE)、氮素吸收效率(NAE)在叶片和护颖中均达到极显着正相关,与氮素生理利用效率(NPE)和氮素转运效率(NTE)达到极显着负相关,其他同工酶活性未发现与氮效率指标间存在明显相关关系;GS2同工酶与氮代谢指标间呈显着正相关关系,GS同工酶指标之间也存在显着正相关关系;(10)不同部位GS同工酶、氮代谢指标和氮效率间的回归方程均具有较高的方程决定系数(R2);叶片NTE回归方程决定系数最高,穗下节NAE回归方程决定系数最高,护颖和籽粒NAE回归方程决定系数最高;产量对NAE、NPE和NTE回归方程的决定系数达到极显着水平;拔节期可作为预测小麦氮效率的生育时期;(11)叶片中GS1同工酶与NUE和NAE关联程度最高,GS2同工酶与NAE的关联程度较高;穗下节中GS1与NAE的关联系数最高;施氮量、总氮含量、干物质积累与氮效率的关联系数也较高。结论:GS同工酶通过影响源库流器官的库强来影响氮效率,对提高小麦氮效率具有积极作用,但并不是构成限制氮效率提高的决定因素,氮效率的提高需要通过复杂的多基因调控和外界环境条件的相互作用来实现。
张凯[8](2016)在《不同抗旱性春小麦品种资源利用效率及其权衡》文中认为植物对资源的高效利用及权衡策略是植物生态学和农业生态学领域的研究热点问题之一。光能、水分和氮素作为植物生长的必需资源,其环境供给水平与植物获取能力、利用效率的关系,植物冠层与根系结构、生物量分配对水氮水平的响应等问题尚待进一步研究。本研究应用抗旱性不同的三个春小麦品种为材料,设置不同水分和氮素供应水平,通过田间试验探讨春小麦冠层、根系结构与功能、生物量积累与分配对水分和氮素水平的响应,分析了春小麦品种氮素、水分和光能利用率及其权衡关系。取得以下主要结果:(1)三个春小麦品种间表型(冠层高度、比叶面积、叶倾角、根长、根尖数、根平均直径、根体积、根表面积、根投影面积)可塑性有明显差异。比叶面积、叶倾角、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸与冠层氮素含量在冠层垂直水平上差异显着。抗旱性品种和尚头与西旱2号根系大、冠层高、叶片渗透调节物质含量高、蒸腾速率低,对土壤水分和氮素吸收和保持能力强。不抗旱性品种宁春4号群体株型紧凑、冠层氮素垂直分布梯度明显、光资源捕获利用能力强、光合电子流向光化学反应方向的分配比例高、净光合速率高。增加灌水和适量施氮(和尚头与西旱2号在施氮150kg·hm-2、宁春4号在施氮225kg·hm-2时)可以通过改变小麦冠层、根系结构功能,促进春小麦光能截获和水氮吸收能力的提高。(2)宁春4号繁殖分配、籽粒产量、灌溉水利用效率及产量构成因素(有效穗数、穗粒数、千粒重)明显高于抗旱品种。西旱2号生物产量及各器官生物量积累最大,光能利用效率最高。和尚头生物量水分利用效率最高。抗旱性品种和尚头与西旱2号对土壤水分敏感性低、对氮素敏感性高,不抗旱品种宁春4号相反。减少灌水对不抗旱品种的生物量水分利用效率提高效果明显,提高氮素水平对抗旱品种的生物量氮素利用效率和籽粒氮素贡献率更高。灌水量增加后,三个小麦品种生物量水分利用效率明显降低。增加施氮水平,小麦植株氮素获取量增加,氮素利用效率(氮素干物质生产效率、氮素收获指数、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力)显着下降。(3)氮素干物质生产效率与光能利用效率、生物量水分利用率极显着负相关,光能利用率与生物量水分利用率显着正相关。所以,春小麦氮素利用率与光能、水分利用效率间存在明显的权衡关系。本研究探讨了不同抗旱性小麦品种资源利用效率及其对水氮水平的响应,为更好地理解植物光能、水分与氮素利用效率间的权衡关系提供了科学依据,明确了有利于提高不同抗旱性品种资源利用效率的灌水和施氮水平,对绿洲灌区农业资源高效利用具有重要实践指导意义。
吴克远[9](2016)在《不同类型氮效率小麦品种根系氮吸收及代谢特征研究》文中指出小麦是我国重要的粮食作物之一。氮肥的大量及不合理施用,造成了氮流失和面源污染等一系列环境问题,筛选和培育氮高效型品种提高小麦的氮素利用效率是解决高产与环保这一矛盾的关键。根系对氮素吸收能力是小麦氮代谢的基础,直接关系到地上部分氮素的同化、运转以及氨基酸和蛋白质等的合成,影响着小麦对氮素的吸收和利用。2013-2015年于河南农业大学科教园区,采用大田盆栽试验研究了不同供氮水平(N8、N15、N22)下,高氮高效(周麦27、郑麦366)、高氮低效(周麦28、开麦20)、低氮高效(漯麦18、豫麦49-198)和低氮低效(西农509、矮抗58)4个类型氮效率小麦品种的产量、氮效率、根冠关系、根系氮吸收和代谢特征的差异。主要研究结果如下:在三个供氮水平下,不同类型氮效率小麦品种产量均以高氮高效型小麦品种周麦27、郑麦366显着高于高氮低效型品种周麦28、开麦20,低氮高效型品种漯麦18、豫麦49-198显着高于低氮低效型品种西农509、矮抗58。不同供氮水平间比较,各类型小麦品种产量随施氮量的增加而提高。与正常供氮水平N15相比,在N8水平下不同类型氮效率小麦产量降幅以高氮高效型品种低于高氮低效型品种;低氮高效型品种降幅显着低于低氮低效型品种。在N22水平下,高氮高效型小麦品种产量增加幅度低于高氮低效型小麦品种;低氮高效类型小麦品种豫麦49-198产量增幅显着低于低氮高效型小麦品种漯麦18和低氮低效型小麦品种西农509、矮抗58。随着供氮量的增加,各小麦品种植株氮素利用效率、氮肥生理利用效率和氮肥吸收效率降低。不同类型氮效率品种间比较,在三个供氮水平下,植株氮素利用效率、氮肥生理利用效率和氮肥吸收效率均以高氮高效型品种显着高于高氮低效型品种,低氮高效型品种显着高于低氮低效型品种。表明氮高效型小麦品种在具有较高氮素吸收效率的同时还具有较高的氮素利用效率。不同类型氮效率小麦品种在成熟期各器官的氮积累量和分配比例表现为:籽粒>营养器官>根系,且整株与各器官氮素积累量均随施氮量的增加而增加。在三个氮素供应水平下,整株氮素积累量均表现为郑麦366、周麦28高于周麦27和开麦20,低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效型小麦品种西农509和矮抗58;籽粒氮素积累量均以高氮高效型品种显着高于高氮低效型品种,低氮高效型品种显着高于低氮低效型品种。表明氮高效型小麦品种具有较高的氮素吸收能力和籽粒氮素分配能力。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系干重和根冠比均以周麦28最高,周麦27和郑麦366次之,开麦20最低;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系干重和根冠比均以矮抗58最高,漯麦18和豫麦49-198次之、西农509最低。不同氮处理间比较,周麦27、郑麦366、开麦20和豫麦49-198根系干重在N15水平下根系干重最大;而周麦28、漯麦18、西农509和矮抗58根系干重随着施氮量的增加而增加,在N22水平下根系干重最大。而随着供氮量的增加,各小麦品种根冠比均降低。表明氮高效型小麦品种的在具有较高根系干重的同时其根冠关系更为合理。不同类型氮效率小麦品种根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均随施氮量的增加而升高,表现为N8<N15<N22。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系活力表现为周麦27、郑麦366根系活力高于周麦28和开麦20,而根系总吸收面积和根系活跃吸收面积则以周麦28最高,周麦27和郑麦366次之,开麦20最低;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均以低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效品种西农509、矮抗58。表明氮高效型品种在具有较高的根系总吸收面积、根系活跃吸收面积的同时还具有较高的根系活力。各小麦品种根系GS活性、硝酸还原酶活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量、硝态氮和铵态氮含量均随施氮量的增加而增高。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系GS活性、NR活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量均以高氮高效品种周麦27、郑麦366显着高于高氮低效品种周麦28和开麦20,而硝态氮和铵态氮含量则表现为周麦28、开麦20显着高于周麦27和郑麦366;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系GS活性、NR活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量均以低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效品种西农509、矮抗58,而硝态氮和铵态氮含量则表现为低氮低效品种西农509、矮抗58显着高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198。表明氮高效型品种具有较高的根系氮同化关键酶活性和氮素代谢能力。
董召娣[10](2016)在《春性和半冬性小麦氮效率差异与调控效应比较研究》文中研究指明多年来,我国粮食生产受到种植面积和单位面积生产能力的制约,在耕地面积不断减少的背景下,为保障粮食总产量的供需平衡,需以提高单位面积粮食产量为目标,为此造成了化肥用量逐年增加。过量施肥不仅增加农业物质投入成本,同时也造成环境污染,土壤出现板结、酸化,生产条件恶化;如何在提高产量的同时,注意保护自然环境,提高肥料利用效率,已是我国农业科技工作者所关注的热点。2015年农业部提出了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,说明科学合理施用氮素,已成为我国农业发展的关键。本研究于2012-2014年度在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场进行,以江苏省推广应用的6个半冬性小麦品种和9个春性小麦品种为试验材料,研究春性和半冬性两类型小麦氮素吸收利用、氮效率特征、生理特性、群体特征之间的差异性;采用三因素裂区设计,以两类型品种为主区,氮肥施用量为副区,氮肥运筹比例为裂区,分析施氮量和氮肥运筹比例对春性和半冬性类型小麦氮效率特征、产量和品质的调节效应、群体质量指标和生理特性的影响,并探索不同类型相应小麦品种的优质高产氮肥高效利用施肥模式。主要研究结果如下:1、半冬性小麦和春性小麦类型间氮效率存在差异,半冬性小麦氮肥吸收效率(NUEa)显着高于春性小麦,两年度分别高于春性小麦12.19%、15.48%。氮肥当季利用率(NUR)、氮肥生产效率(NGPE)、氮肥农学效率(NAE)、氮肥生理效率(NPE)及氮收获指数(NHI)也表现为半冬性小麦较高。2、半冬性和春性小麦类型之间氮代谢关键酶活性存在差异,半冬性小麦灌浆期旗叶及籽粒中的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶活性均高于春性小麦;籽粒中谷丙转氨酶(GPT)活性在籽粒形成期(开花至花后14天)高于春性小麦。半冬性小麦品种中,旗叶和籽粒GS活性与氮素生理效率NPE呈显着或极显着正相关,与NAE、NHI相关性也较高;春性小麦中,旗叶和籽粒GS活性与NPE、NHI呈显着或极显着相关,籽粒谷氨酰胺合成酶活性与NAE显着相关。半冬性小麦品种NR活性与NUEa、NUR显着相关;春性小麦旗叶NR活性、籽粒GPT活性与NAE、NGPE均呈显着或极显着相关.说明影响不同生态小麦品种氮效率的生理参数存在差异,可通过不同生理指标进行评价。3、半冬性和春性两类型小麦群体氮素的吸收利用运转方面存在差异,半冬性小麦群体植株平均氮素积累量在越冬始期至拔节期低于春性小麦群体,孕穗期至成熟期高于春性小麦群体;氮素阶段累积量在越冬始期-拔节期两类型群体差异不显着,开花-成熟期半冬性群体显着高于春性群体;半冬性小麦平均总氮素转运量、花后积累量显着高于春性小麦;总氮素转运率、积累氮贡献率、总转运氮贡献率两种类型小麦差异均不显着;营养器官中叶片氮素转运量、转运率、转运氮贡献率半冬性小麦群体均低于春性小麦群体,茎鞘氮素转运量、转运率、转运氮贡献率则高于春性,茎鞘氮素转运量半冬性和春性差异达显着水平。4、半冬性、春性小麦群体质量指标差异表现为:半冬性小麦群体植株平均干物质积累量、叶面积指数在生育前期低于春性小麦群体,生育后期高于春性小麦群体;茎蘖数在全生育期均高于春性小麦群体,群体茎蘖成穗率低于春性小麦群体。由于半冬性类型小麦最高茎蘖数显着高于春性类型小麦,虽然茎蘖成穗率偏低,但最终穗数仍是半冬性小麦高。半冬性类型小麦群体平均花后干物质积累量、总结实粒数、粒叶比均高于春性小麦群体;两类型小麦各品种花后干物质积累量、茎蘖成穗率、总结实粒数、粒叶比与产量均呈显着或极显着线性正相关关系,叶面积指数下降速率与产量呈线性负相关关系。半冬性和春性小麦花后干物质积累量、总结实粒数与NGPE呈显着或极显着正相关关系;春性小麦的粒叶比与NGPE呈显着或极显着正相关关系,叶面积指数下降速率与NGPE呈显着或极显着负相关关系,茎蘖成穗率与NUEa呈显着或极显着正相关关系;半冬性小麦粒叶比与NAE呈显着正相关关系。由此,花后干物质积累量、总结实粒数是两种类型小麦群体NGPE的共性调控表现,粒叶比是春性小麦NGPE、半冬性小麦NAE差异的评价指标,茎蘖成穗率是体现春性小麦NUEa的调控指标。5、同一类型不同品种间在氮效率指标、氮代谢关键酶活性、群体结构指标、植株氮素积累量、总氮素运转量、花后氮素积累量、积累氮贡献率、运转氮贡献率等均存在差异,即每一种类型小麦中均存在氮效率高或低的品种。因此在小麦生产中需要根据不同品种吸收、利用、运转氮素能力的不同,合理选择氮效率高的品种在生产中推广应用或作为优良种质资源进行转化应用,以保证生产中氮肥合理施用,提高氮素利用效率,减轻环境污染。6、在本试验条件下,当施氮量相同时,半冬性小麦籽粒产量高于春性小麦。当两类型小麦单位面积籽粒产量相近时,春性小麦所施氮量要高于半冬性小麦。在一定范围内增施氮肥,半冬性小麦籽粒平均产量呈现增加趋势,在施氮量由225 kg hm-2增至270 kg hm-2时虽然产量增加,但差异不显着,增加氮的效应下降;春性小麦籽粒平均产量呈先增后降的趋势,在施氮量为225 kg hm-2时产量最高。基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥为3:1:3:3的氮肥运筹方式有利于半冬性小麦穗数和每穗粒数的增加,实现增产;氮肥运筹5:1:2:2的运筹方式更有利于春性小麦实现高产。随施氮量的增加,两种类型小麦NAE、NGPE、NUEa、NPE均表现为降低的趋势,且春性小麦降低的幅度较大。本试验条件下,半冬性小麦每公斤施氮量所生产的籽粒产量要高于春性小麦1-3kg。7、随施氮量的增加和氮肥施用比例后移,半冬性小麦品种保麦1号、徐麦30籽粒蛋白质含量增加,品质得到改善,在施氮量为270 kg hm-2、氮肥运筹3:1:3:3运筹方式品质达到二等强筋小麦标准(GB/T17892-1999)。春性小麦扬麦20在施氮量为225 kg hm-2或270 kg hm-2,不同施氮运筹下籽粒品质均达中筋小麦标准。扬麦15以施氮量为180 kg hm-2、氮肥运筹7:1:2:0运筹方式品质达到弱筋小麦标准(GB/T17893-1999)。8、在一定施氮量范围内,半冬性小麦和春性小麦植株氮素积累量均随施氮量的增加呈增加趋势,施氮量为270kg hm-2条件下,两种类型小麦吸收和积累的氮素最高。氮肥运筹比例影响两种类型小麦的氮素吸收和积累能力。以基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥为3:1:3:3的方式更有利于半冬性小麦植株氮素的积累;而氮肥运筹为5:1:2:2的方式更有利于春性小麦植株氮素的积累。由于不同类型小麦品种籽粒蛋白质含量要求不同,本试验条件两类型小麦在达到优质、高产相协调的适宜氮肥运筹方式下,半冬性类型小麦百公斤籽粒吸氮量为2.9-3.3蚝,春性类型小麦百公斤籽粒吸氮量的适宜范围为2.2-2.6 kg。9、氮肥运筹对两种生态类型小麦群体指标具有明显的调控效应。在本试验条件下,氮肥用量对两种类型小麦群体质量指标(茎蘖数、LAI、干物质积累、总结实粒数、粒叶比)的调控效应基本一致,在一定范围内随施氮量增加均呈增加趋势,但施氮量过高,春性小麦群体质量指标有所降低。增加后期氮肥施用比例,有利于半冬性小麦群体质量指标数值的增加。半冬性小麦品种籽粒产量超过8500 kg hm-2的高产群体平均花后干物质积累量为6100 kg hm-2-6500 kg hm-2。春性小麦各品种籽粒产量超过7500 kg hm-2的高产群体平均花后干物质积累量为5400kg hm-2左右。10、增施氮肥、适当增加中后期施氮比例,两种类型小麦氮代谢关键酶(NR、GS、GPT)活性均呈增加趋势,但施氮量过高,后期施氮比例过大,春性小麦氮代谢酶活性有所降低。本试验条件下,施氮量为270 kg hm-2、3:1:3:3运筹方式半冬性小麦氮代谢酶活性较强,施氮量为225 kg hm-2、5:1:2:2运筹方式春性小麦氮代谢酶活性较高。11、明确提出了不同类型不同品种小麦优质、高产、高效协调的适宜氮肥运筹方式,半冬性品种保麦1号为270 kg hm-2、氮肥运筹比例为3:1:3:3;徐麦30为施氮量225-270kghm-2、氮肥运筹比例为3:1:3:3;春性小麦扬麦15为施氮量180-225 kg hm-2、氮肥运筹比例为7:1:2:0;扬麦20为施氮量225kg hm-2、氮肥运筹比例为5:1:2:2。
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调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
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跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 综述 |
| 1 国内外研究现状 |
| 1.1 作物衰老及早衰概况 |
| 1.2 衰老的机理研究 |
| 1.2.1 衰老的生理机理研究 |
| 1.2.2 衰老的生化机理研究 |
| 1.2.3 衰老的分子机理研究 |
| 1.3 高温导致早衰的机制研究 |
| 1.4 氮素调控小麦高温引起早衰的机制研究 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第二章 研究内容及试验设计 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.2.1 试验地概况 |
| 2.2.2 试验材料 |
| 2.2.3 试验设计 |
| 2.3 试验测定项目与方法 |
| 2.3.1 生理生化指标的测定 |
| 2.3.2 春小麦籽粒RNA-Seq转录组的测定 |
| 2.3.3 淀粉含量及淀粉形成关键酶的测定 |
| 2.3.4 产量及产量形成的测定 |
| 2.4 统计分析方法 |
| 第三章 结果分析 |
| 3.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦光合性能的影响 |
| 3.1.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦叶面积指数的影响 |
| 3.1.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦叶绿素的影响 |
| 3.1.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦光合特性的影响 |
| 3.1.4 施氮量对花后高温胁迫下春小麦荧光参数的影响 |
| 3.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶抗氧化能力的影响 |
| 3.2.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦膜脂过氧化作用的影响 |
| 3.2.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶保护酶活性的影响 |
| 3.2.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶非酶保护性物质的影响 |
| 3.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶蛋白质和核酸代谢的影响 |
| 3.3.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶可溶性蛋白的影响 |
| 3.3.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶蛋白酶活性的影响 |
| 3.3.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶核酸含量的影响 |
| 3.3.4 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶核酸酶活性的影响 |
| 3.4 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶碳氮代谢指标的影响 |
| 3.4.1 施氮量对花后高温胁迫下硝酸还原酶和酸氨酰胺合成酶的影响 |
| 3.4.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶叶片含氮量的影响 |
| 3.4.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦旗叶RuBP羧化酶的影响 |
| 3.5 施氮量对花后高温胁迫下籽粒淀粉及其关键酶活性的影响 |
| 3.5.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦直支/链淀粉及总淀粉含量的影响 |
| 3.5.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦籽粒淀粉形成关键酶活性的影响 |
| 3.5.3 春小麦籽粒淀粉含量和淀粉形成关键酶的通径分析 |
| 3.6 施氮量对花后高温胁迫下春小麦籽粒转录组分析 |
| 3.6.1 转录组样本间相关性分析 |
| 3.6.2 基因表达量差异的统计 |
| 3.6.3 差异表达基因的GO功能注释 |
| 3.6.4 高温胁迫后春小麦籽粒中淀粉和糖代谢通路 |
| 3.7 施氮量对花后高温胁迫下春小麦叶片转录组分析 |
| 3.7.1 转录组样本间相关性分析 |
| 3.7.2 基因表达量差异的统计 |
| 3.7.3 差异表达基因的GO功能注释 |
| 3.7.4 高温胁迫下春小麦旗叶差异基因代谢通路分析 |
| 3.7.5 高温条件下增施氮肥对春小麦旗叶差异基因代谢通路分析 |
| 3.8 施氮量对花后高温胁迫下春小麦产量及产量形成的影响 |
| 第四章 讨论与分析 |
| 4.1 讨论 |
| 4.1.1 施氮量对花后高温胁迫下春小麦光合荧光性能的影响 |
| 4.1.2 施氮量对花后高温胁迫下春小麦抗氧化能力的影响 |
| 4.1.3 施氮量对花后高温胁迫下春小麦蛋白质和核酸代谢的影响 |
| 4.1.4 施氮量对花后高温胁迫下春小麦碳氮代谢的影响 |
| 4.1.5 施氮量对花后高温胁迫下春小麦籽粒淀粉含量及关键酶活性的影响 |
| 4.1.6 施氮量对花后高温胁迫下春小麦籽粒及叶片相关基因及代谢通路的影响 |
| 4.1.7 施氮量对花后高温胁迫下春小麦产量及产量构成因素的影响 |
| 4.2 结论 |
| 4.3 不足之处及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 论文发表情况 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 复种模式 |
| 1.2.2 施氮量对作物生长和产量的影响 |
| 1.2.3 施氮量对作物光合特性的影响 |
| 1.2.4 施氮量对作物氮代谢生理的影响 |
| 1.2.5 施氮量对作物氮素利用的影响 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 试验设计 |
| 2.3.2 试验测定指标与方法 |
| 2.4 数据处理与分析 |
| 第三章 不同施氮量对麦后复种糜子生长和产量的影响 |
| 3.1 施氮量对糜子地上部形态特征的影响 |
| 3.2 施氮量对糜子根系形态特征的影响 |
| 3.3 施氮量对糜子干物质积累与分配的影响 |
| 3.3.1 不同施氮量对糜子干物质积累量的影响 |
| 3.3.2 不同施氮量对糜子根冠比的影响 |
| 3.3.3 不同施氮量对糜子各器官干物质分配比例的影响 |
| 3.4 施氮量对糜子产量及其构成因素的影响 |
| 3.4.1 不同施氮量对糜子产量及构成因素的影响 |
| 3.4.2 糜子产量及相关性状与施氮量的关系 |
| 3.5 糜子各生长指标与产量的相关性 |
| 3.6 讨论 |
| 3.6.1 施氮量对糜子生长的影响 |
| 3.6.2 施氮量对糜子干物质积累与分配的影响 |
| 3.6.3 施氮量对糜子产量及其构成因素的影响 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 不同施氮量对麦后复种糜子生理特性的影响 |
| 4.1 施氮量对糜子叶片氮代谢生理特性的影响 |
| 4.1.1 不同施氮量对糜子叶片氮代谢关键酶活性的影响 |
| 4.1.2 不同施氮量对糜子叶片氮同化产物含量的影响 |
| 4.2 施氮量对糜子叶片光合特性的影响 |
| 4.2.1 不同施氮量对糜子叶片光合色素含量及比例的影响 |
| 4.2.2 不同施氮量对糜子叶片气体交换参数的影响 |
| 4.3 糜子叶片各生理指标相关性 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 施氮量对糜子叶片氮代谢生理特性的影响 |
| 4.4.2 施氮量对糜子叶片光合特性的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 不同施氮量对麦后复种糜子氮素吸收与利用的影响 |
| 5.1 施氮量对糜子地上部各器官氮含量的影响 |
| 5.2 施氮量对糜子地上部氮素积累与分配的影响 |
| 5.2.1 不同施氮量对糜子地上部氮素积累量的影响 |
| 5.2.2 不同施氮量对糜子地上部各器官氮素分配比例的影响 |
| 5.3 施氮量对糜子氮肥利用效率的影响 |
| 5.4 糜子地上部氮素积累与根系生长特征相关性 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 施氮量对糜子地上部各器官氮含量的影响 |
| 5.5.2 施氮量对糜子地上部各器官氮素分配的影响 |
| 5.5.3 施氮量对糜子氮素积累与氮肥利用效率的影响 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 0 引言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验区概况 |
| 1.2 农户调研 |
| 1.3 田间试验 |
| 1.3.1 试验设计 |
| 1.3.2 田间管理 |
| 1.3.3 样品采集与测定 |
| 1.4 数据计算和统计分析 |
| 1.4.1 产量等级划分 |
| 1.4.2 推荐施肥标准 |
| 1.4.3 相关指标计算公式 |
| 1.4.4 数据处理软件 |
| 2 结果 |
| 2.1 宁夏引黄灌区春小麦施肥现状分析(2018—2019年) |
| 2.2 氮肥用量对春小麦产量、产量构成与氮磷钾吸收及需求的影响 |
| 2.2.1 氮肥用量对春小麦生物量、籽粒产量及其构成因素的影响 |
| 2.2.2 氮肥用量对春小麦籽粒氮、磷、钾吸收量和需求量的影响 |
| 2.3 磷肥用量对春小麦产量、产量构成与氮磷钾吸收及需求的影响 |
| 2.3.1 磷肥用量对春小麦生物量、籽粒产量及其构成因素的影响 |
| 2.3.2 磷肥用量对春小麦籽粒氮、磷、钾吸收量和需求量的影响 |
| 2.4 钾肥用量对春小麦产量、产量构成与氮磷钾吸收利用及需求的影响 |
| 2.4.1 钾肥用量对春小麦生物量、籽粒产量及其构成因素的影响 |
| 2.4.2 钾肥用量对春小麦不籽粒氮、磷、钾吸收量和需求量的影响 |
| 3 讨论 |
| 3.1 春小麦产量对氮、磷、钾肥的响应 |
| 3.2 春小麦籽粒氮、磷、钾含量及累积量对氮、磷、钾肥的响应 |
| 3.3 春小麦氮、磷、钾需求量对氮、磷、钾肥的响应 |
| 3.4 春小麦氮、磷、钾肥减肥对策 |
| 4 结论 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 小麦品种更替过程中的变化 |
| 1.2.1 小麦产量及构成 |
| 1.2.2 光合特性及干物质累积 |
| 1.2.3 抗倒伏特性 |
| 1.3 氮素对小麦生长的影响 |
| 1.3.1 氮肥利用现状 |
| 1.3.2 氮素对小麦生长的影响 |
| 1.4 小麦品种改良对氮素的响应 |
| 1.5 水氮互作对小麦生产的影响 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 技术路线 |
| 第二章 不同年代旱地冬小麦品种产量及干物质累积对氮素的响应 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 研究区概况 |
| 2.1.2 气候状况 |
| 2.1.3 供试材料 |
| 2.1.4 试验设计 |
| 2.1.5 产量及产量构成因素 |
| 2.1.6 株高、叶面积及分蘖数 |
| 2.1.7 收获指数和水分利用率 |
| 2.1.8 干物质积累及花后营养器官干物质量的动态变化 |
| 2.1.9 数据分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 氮肥对产量、构成因素及其相关性分析 |
| 2.2.2 氮肥对水分利用效率的影响 |
| 2.2.3 氮肥对株高和叶面积的影响 |
| 2.2.4 氮肥对分蘖数及群体变化的影响 |
| 2.2.5 氮肥对各部位干物质累积分配及差异的影响 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 不同年代旱地冬小麦品种氮素积累及运转特性变化 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 供试材料 |
| 3.1.2 试验设计 |
| 3.1.3 氮含量及氮积累量的测定 |
| 3.1.4 氮效率及氮转运的计算 |
| 3.1.5 数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 氮肥对不同生育期氮素积累特征的影响 |
| 3.2.2 氮肥对地上部氮素分配的影响 |
| 3.2.3 氮肥对花前、花后氮素转运及转运量对籽粒的贡献 |
| 3.2.4 氮素利用效率变化 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 品种更替过程中旗叶及穗部光合对氮素的响应 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 供试材料 |
| 4.1.2 试验设计 |
| 4.1.3 旗叶光合能力及SPAD测定 |
| 4.1.4 穗部农艺性状及净光合速率的测定 |
| 4.1.5 数据分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 氮肥处理下旗叶SPAD的动态变化 |
| 4.2.2 氮肥对开花期、灌浆期旗叶气体交换参数的影响 |
| 4.2.3 氮肥对穗部农艺性状的影响 |
| 4.2.4 氮肥对穗部光合特性的影响 |
| 4.2.5 氮肥处理下穗重的动态变化 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 不同年代旱地小麦品种对水氮互作的响应 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 植物材料和生长条件 |
| 5.1.2 样品收获及测定方法 |
| 5.1.3 数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 水氮互作对不同年代旱地小麦的形态和干物质积累的影响 |
| 5.2.2 水氮互作对不同年代旱地小麦旗叶光合能力的影响 |
| 5.2.3 水氮互作对不同年代旱地小麦的氮吸收利用特性 |
| 5.2.4 水氮互作对不同年代旱地小麦产量和与产量相关因素 |
| 5.2.5 PCA分析 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 水氮互作对形态和干物质积累的影响 |
| 5.3.2 水氮互作对旗叶气体交换参数影响 |
| 5.3.3 水氮互作对氮素吸收利用的影响 |
| 5.3.4 水氮互作对产量及相关成分的影响 |
| 5.3.5 PCA分析不同年代旱地小麦品种响应水氮交互的差异 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 全文结论及创新点 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究的创新点 |
| 6.3 论文的不足与研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 棉花对氮素的响应研究进展 |
| 1.1.1 氮素对棉花生长形态的影响 |
| 1.1.2 氮素对棉花生理特征的影响 |
| 1.1.3 氮素对棉花生物量及其形成因素的影响 |
| 1.2 氮效率的概念和评价方法 |
| 1.2.1 氮效率的概念 |
| 1.2.2 国内外评价氮效率的方法和指标 |
| 1.3 作物氮效率基因型差异研究 |
| 1.3.1 不同作物间氮效率差异研究 |
| 1.3.2 同种作物不同品种(系)间氮效率差异研究 |
| 1.4 作物养分高效筛选研究进展 |
| 1.4.1 筛选方法 |
| 1.4.2 筛选时期 |
| 1.4.3 筛选指标 |
| 1.5 作物不同品种耐低氮性、氮效率的类型划分 |
| 1.6 研究目的与意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 供试材料 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 测定项目及测定方法 |
| 2.3.1 SPAD值测定 |
| 2.3.2 样品干重测定 |
| 2.3.3 氮素含量测定 |
| 2.3.4 相关计算公式及统计分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 不同棉花品种氮效率评价指标的筛选 |
| 3.1.1 不同氮水平下棉花苗期各指标描述分析 |
| 3.1.2 不同氮水平下棉花苗期各指标相对值描述分析 |
| 3.1.3 棉花品种不同指标间的因子分析 |
| 3.2 棉花苗期氮效率评价指标的相关性分析 |
| 3.3 不同棉花品种苗期耐低氮能力综合分析 |
| 3.4 不同供氮条件下棉花苗期氮效率综合值分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 耐低氮品种筛选方法的比较 |
| 4.2 棉花苗期耐低氮筛选体系的确立 |
| 4.3 作物耐低氮性和氮效率的差异 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 0 引言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试材料 |
| 1.2 试验田土壤条件 |
| 1.3 试验设计及方案 |
| 1.4 指标测定 |
| 1.5 相关指标计算方法 |
| 1.6 数据处理 |
| 2 结果 |
| 2.1 不同施氮条件下小麦主要农艺性状和产量相关性状的差异 |
| 2.2 不同施氮条件下小麦氮素吸收利用相关性状的差异 |
| 2.3 植株产量、氮素生理利用效率与不同生育期性状的相关性分析 |
| 2.4 不同基因型小麦种质氮素利用效率的评价与划分 |
| 2.5 不同氮效率类型小麦重要农艺性状及氮素积累量的差异分析 |
| 2.6 典型氮高效与氮低效型小麦产量、氮素积累量和氮素生理利用率的比较 |
| 3 讨论 |
| 3.1 小麦氮素利用效率相关性状的差异 |
| 3.2 小麦氮效率评价指标 |
| 3.3 不同氮效率类型小麦的划分 |
| 4 结论 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| 中英文对照缩写表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 小麦氮素吸收及利用效率的评价方法 |
| 1.2 小麦对氮素利用的生理学基础 |
| 1.2.1 小麦氮素的吸收,同化和利用 |
| 1.2.2 小麦氮素的转移与再利用 |
| 1.3 谷氨酰胺合成酶同工酶(GS isozymes)研究进展 |
| 1.3.1 GS同工酶的种类、功能及定位 |
| 1.3.2 GS同工酶与小麦氮素的吸收、转运与同化 |
| 1.3.3 GS同工酶在组织中的时空分布研究进展 |
| 1.3.4 GS同工酶基因的表达研究进展 |
| 1.4 不同作物氮素利用效率的氮效率差异研究进展 |
| 1.5 GS同工酶与氮素利用效率关系的研究进展 |
| 参考文献 |
| 第二章 不同氮效率小麦品种氮素利用效率差异性研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验设计 |
| 2.1.2 取样时间与部位 |
| 2.1.3 测定项目与方法 |
| 2.1.4 氮效率的计算及数据分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 不同小麦品种的产量及其构成因素差异 |
| 2.2.2 不同小麦品种的氮效率差异 |
| 2.2.3 不同小麦品种叶片开花期SPAD值的差异 |
| 2.2.4 不同小麦品种叶片形态的差异 |
| 2.2.5 不同小麦品种器官氮素积累与分配的差异 |
| 2.2.6 不同小麦品种籽粒灌浆速率的差异 |
| 2.3 讨论与结论 |
| 2.3.1 不同小麦品种的产量及其构成因素 |
| 2.3.2 不同小麦品种的氮效率差异 |
| 2.3.3 不同小麦品种的叶片形态差异 |
| 2.3.4 不同小麦品种的氮素积累与分配 |
| 2.3.5 不同小麦品种的籽粒灌浆速率 |
| 参考文献 |
| 第三章 不同小麦品种的氮代谢特征研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验设计 |
| 3.1.2 取样时间与部位 |
| 3.1.3 测定项目与方法 |
| 3.1.4 数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 不同小麦品种器官GS酶活性的差异 |
| 3.2.2 不同小麦品种器官NR活性的差异 |
| 3.2.3 不同小麦品种器官全氮含量的差异 |
| 3.2.4 不同小麦品种器官硝态氮含量的差异 |
| 3.2.5 不同小麦品种器官游离氨基酸含量的差异 |
| 3.2.6 不同小麦品种器官可溶性蛋白的差异 |
| 3.3 讨论与结论 |
| 3.3.1 不同小麦品种器官氮代谢酶代谢差异的研究 |
| 3.3.2 不同小麦品种器官氮代谢物代谢差异的研究 |
| 参考文献 |
| 第四章 不同小麦品种GS同工酶表达差异的研究 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验设计 |
| 4.1.2 取样时间与部位 |
| 4.1.3 酶与主要试剂 |
| 4.1.4 主要仪器与设备 |
| 4.1.5 谷氨酰胺合成酶(GS)Native-Page活性染色 |
| 4.1.6 RNA的提取和谷氨酰胺合成酶(GS)RT-PCR分析 |
| 4.1.7 谷氨酰胺合成酶蛋白亚基(Western-blot)的测定 |
| 4.1.8 数据分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 不同小麦品种器官Native-Page的分析 |
| 4.2.2 不同小麦品种GS同工酶Native-Page比活力分析 |
| 4.2.3 不同小麦品种器官GS同工酶Western-Blot的分析 |
| 4.2.4 不同小麦品种GS同工酶蛋白亚基相对含量分析 |
| 4.2.5 不同小麦品种器官TaGS1基因表达差异的分析 |
| 4.2.6 不同小麦品种器官TaGS2基因表达差异的分析 |
| 4.2.7 GS同工酶时空分布及其相对含量对小麦氮效率影响的分析 |
| 4.3 讨论与结论 |
| 4.3.1 不同小麦品种器官Native-Page和Western-blot的分析 |
| 4.3.2 不同小麦品种器官 GS 同工酶相对酶活力和蛋白亚基含量的分析 |
| 4.3.3 不同小麦品种器官TaGS1和TaGS2基因表达的分析 |
| 4.3.4 GS同工酶时空分布及其相对含量对小麦氮效率的影响 |
| 参考文献 |
| 第五章 不同小麦品种GS同工酶与氮效率关系的研究 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 试验设计 |
| 5.1.2 取样时间与部位 |
| 5.1.3 试验方法与数据来源 |
| 5.1.4 数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 小麦GS同工酶与氮效率的相关性分析 |
| 5.2.2 小麦GS同工酶与氮效率的回归分析 |
| 5.2.3 小麦GS同工酶与氮效率的灰色关联度分析(GRA) |
| 5.3 讨论与结论 |
| 5.3.1 小麦GS同工酶与氮效率的相关性分析 |
| 5.3.2 小麦GS同工酶与氮效率的回归分析 |
| 5.3.3 小麦GS同工酶与氮效率的灰色关联度分析 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与创新点 |
| 6.1 结论 |
| 6.1.1 不同氮效率小麦品种氮素利用效率差异的研究 |
| 6.1.2 不同氮效率小麦品种氮代谢差异的研究 |
| 6.1.3 不同氮效率小麦品种 GS 同工酶表达特征的研究 |
| 6.1.4 不同氮效率小麦品种 GS 同工酶与氮效率关系的研究 |
| 6.2 创新点 |
| ABSTRACT |
| 摘要 |
| Summary |
| 前言 |
| 1 研究背景与意义 |
| 2 研究内容、目的与技术路线 |
| 2.1 研究目的及拟解决的关键问题 |
| 2.2 主要研究内容 |
| 2.3 技术路线 |
| 第一章 国内外研究进展 |
| 1.1 植物水分利用的研究 |
| 1.1.1 提高水资源利用的必要性 |
| 1.1.2 水分供给与植物利用的差异性 |
| 1.2 植物氮素利用的研究 |
| 1.2.1 氮素供应与利用效率 |
| 1.2.2 植物冠层氮素分布 |
| 1.3 根系对水氮吸收的影响 |
| 1.4 植物光能利用的研究 |
| 1.4.1 植物的光能利用 |
| 1.4.2 水分和氮素对植物光能利用的影响 |
| 1.5 植物对光能、水分和氮素利用的关系 |
| 1.5.1 植物资源供给与利用的关系 |
| 1.5.2 植物水、氮、光利用对水分和氮素的响应 |
| 1.6 植物的资源利用策略与繁殖分配 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 试验区概况 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验设计 |
| 2.4 测定项目与方法 |
| 2.4.1 冠层参数 |
| 2.4.2 根系观察 |
| 2.4.3 叶片渗透调节物质含量 |
| 2.4.4 旗叶光合能力 |
| 2.4.5 生物量积累与分配 |
| 2.4.6 光能利用率、水分利用率和氮素利用率 |
| 2.5 数据统计 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 春小麦冠层结构参数对水分和氮素水平的响应 |
| 3.1.1 冠层高度 |
| 3.1.2 比叶面积 |
| 3.1.3 叶倾角 |
| 3.2 春小麦根系形态特性对水氮的响应 |
| 3.2.1 根长 |
| 3.2.2 根尖数 |
| 3.2.3 根平均直径 |
| 3.2.4 体积 |
| 3.2.5 表面积 |
| 3.2.6 投影面积 |
| 3.3 春小麦冠层氮素垂直分布 |
| 3.3.1 苗期冠层氮素分布 |
| 3.3.2 拔节期冠层氮素分布 |
| 3.3.3 抽穗期冠层氮素分布 |
| 3.3.4 灌浆期冠层氮素分布 |
| 3.3.5 成熟期冠层氮素分布 |
| 3.3.6 穗部氮素含量 |
| 3.4 春小麦冠层叶片渗透调节物质含量垂直分布 |
| 3.4.1 可溶性糖 |
| 3.4.2 可溶性蛋白 |
| 3.4.3 脯氨酸 |
| 3.5 春小麦光合作用对水氮水平的响应 |
| 3.5.1 叶绿素含量 |
| 3.5.2 荧光参数 |
| 3.5.3 气体交换特性 |
| 3.6 春小麦生物量积累与分配对水氮水平的响应 |
| 3.6.1 生物量积累 |
| 3.6.2 生物量分配 |
| 3.6.3 产量构成 |
| 3.7 春小麦光能与水分利用对水氮水平的响应 |
| 3.7.1 光能利用率 |
| 3.7.2 生物量水分利用率 |
| 3.7.3 灌溉水利用率 |
| 3.8 春小麦氮素利用对水氮水平的响应 |
| 3.8.1 氮素吸收 |
| 3.8.2 氮素利用 |
| 3.8.3 氮素吸收与利用的关系 |
| 3.9 春小麦氮素、光能、水分利用率的关系 |
| 3.9.1 根系生长与氮素水平、地上生物量的关系 |
| 3.9.2 氮素利用效率与光能、水分利用率的关系 |
| 第四章 讨论与结论 |
| 4.1 讨论 |
| 4.1.1 生物量分配及其适应性 |
| 4.1.2 冠层氮素分布及氮素利用率对水氮水平的响应 |
| 4.1.3 水分利用率对水氮水平的响应 |
| 4.1.4 叶片渗透调节、光能分配与利用对水氮水平的响应 |
| 4.1.5 氮素利用与光能、水分利用效率的关系 |
| 4.2 结论 |
| 4.2.1 主要研究结论 |
| 4.2.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 小麦的氮效率 |
| 1.2.1 氮效率的定义 |
| 1.2.2 小麦氮效率的基因型差异 |
| 1.3 作物根系特性与氮素吸收利用的关系 |
| 1.3.1 根系形态 |
| 1.3.2 根系生理 |
| 1.3.3 根冠关系 |
| 1.4 根系对氮的吸收与转运 |
| 1.4.1 对硝态氮的吸收与转运 |
| 1.4.2 对铵态氮的吸收与转运 |
| 1.5 根系中氮的贮存与同化 |
| 1.6 研究目的与意义 |
| 2 引言 |
| 3 材料与方法 |
| 3.1 试验材料和设计 |
| 3.1.1 供试品种 |
| 3.1.2 试验处理 |
| 3.2 测定项目与方法 |
| 3.2.1 根系活力 |
| 3.2.2 根系总吸收面积和活跃吸收面积 |
| 3.2.3 生物量 |
| 3.2.4 全氮含量 |
| 3.2.5 谷氨酰胺合成酶(GS)活性 |
| 3.2.6 硝酸还原酶(NR)活性 |
| 3.2.7 游离氨基酸含量 |
| 3.2.8 可溶性蛋白含量 |
| 3.2.9 硝态氮、铵态氮含量 |
| 3.2.10 氮效率计算方法 |
| 3.3 数据处理 |
| 4 结果与分析 |
| 4.1 不同类型氮效率小麦品种产量、氮效率及氮积累与分配的差异 |
| 4.1.1 产量和氮效率的差异 |
| 4.1.2 成熟期氮素积累与分配的差异 |
| 4.2 不同类型氮效率小麦品种根系干重和根冠比的差异 |
| 4.2.1 根系干重的差异 |
| 4.2.2 根冠比的差异 |
| 4.3 不同类型氮效率小麦品种根系生理特性的差异 |
| 4.3.1 根系活力的差异 |
| 4.3.2 根系吸收面积的差异 |
| 4.3.3 根系活跃吸收面积的差异 |
| 4.4 不同类型氮效率小麦品种根系氮代谢的差异 |
| 4.4.1 根系GS活性的差异 |
| 4.4.2 根系NR活性的差异 |
| 4.4.3 根系游离氨基酸含量的差异 |
| 4.4.4 根系可溶性蛋白质含量的差异 |
| 4.4.5 根系硝态氮含量的差异 |
| 4.4.6 根系铵态氮含量的差异 |
| 5 结语与讨论 |
| 5.1 不同类型氮效率小麦品种产量和氮效率的差异 |
| 5.2 不同类型氮效率小麦品种根冠关系与氮素积累分配差异 |
| 5.3 不同类型氮效率小麦品种氮素吸收能力差异 |
| 5.4 不同类型氮效率小麦品种根系氮代谢差异 |
| 参考文献 |
| ABSTRACT |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 春性和半冬性小麦的相关概念及区域划分 |
| 2. 小麦氮效率的研究进展 |
| 2.1 氮素吸收效率 |
| 2.2 氮素利用效率 |
| 2.3 氮素运转效率 |
| 3 小麦吸收利用氮素的氮代谢酶调控机制 |
| 4 春性和半冬性小麦栽培途径和技术研究进展 |
| 4.1 小麦群体特征 |
| 4.2 氮肥运筹对春性和半冬性小麦产量和品质的影响 |
| 4.3 春性和半冬性小麦高产调控措施研究 |
| 5 本研究的目的意义 |
| 本研究技术路线图 |
| 参考文献 |
| 第二章 春性和半冬性小麦品种的氮效率差异 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 测定项目与方法 |
| 1.3 数据分析方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 不同冬春类型小麦氮效率差异比较 |
| 2.2 不同冬春类型小麦氮效率差异比较 |
| 2.2.1 氮肥表观利用率(NUR)差异 |
| 2.2.2 氮肥生产效率(NGPE)的差异 |
| 2.2.3 氮肥农学效率(NAE)的差异 |
| 2.2.4 氮肥吸收效率(NUEa)的差异 |
| 2.2.5 氮肥生理效率(NPE)的差异 |
| 2.2.6 氮收获指数(NHI)的差异 |
| 2.3 不同生态类型小麦各品种氮效率差异的特征分析 |
| 3 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 春性和半冬性小麦花后旗叶和籽粒氮代谢关键酶活性差异 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.2.1 硝酸还原酶(NR) |
| 1.2.2 谷氨酰胺合成酶(GS) |
| 1.2.3 谷氨酸合成酶(GOGAT) |
| 1.2.4 谷丙转氨酶(GPT) |
| 1.3 数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 春性和半冬性小麦品种间NR、GOGAT、GS、GPT活性的差异分析 |
| 2.2 春性和半冬性类型小麦NR、GOGAT、GS、GPT活性的差异 |
| 2.2.1 春性和半冬性小麦NR活性的差异 |
| 2.2.2 春性和半冬性小麦GOGAT活性的差异 |
| 2.2.3 春性和半冬性小麦GS活性的差异 |
| 2.2.4 春性和半冬性小麦籽粒GPT活性的差异 |
| 2.3 春性和半冬性小麦NR、GOGAT、GS、GPT活性与氮效率(NUE)的相关性 |
| 2.3.1 花后7 d旗叶氮代谢关键酶活性与NUE的相关性 |
| 2.3.2 花后7 d籽粒氮代谢关键酶活性与NUE的相关性 |
| 3 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 春性和半冬性小麦氮效率差异的群体特征比较 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.2.1 茎蘖动态、叶面积指数、干物质积累量 |
| 1.2.2 产量 |
| 1.2.3 植株含氮量 |
| 1.3 统计分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 春性和半冬性小麦氮效率差异的群体结构特征比较 |
| 2.1.1 不同类型小麦茎蘖动态变化特征及茎蘖成穗率差异 |
| 2.1.2 不同类型小麦叶面积指数(LAI)变化特征及下降速率差异 |
| 2.1.3 不同类型小麦干物质积累量变化特征及阶段干物质积累量差异 |
| 2.1.4 不同类型小麦群体总结实粒数差异 |
| 2.1.5 不同类型小麦粒叶比差异 |
| 2.2 春性和半冬性小麦类型间群体结构特征与氮效率的相互关系 |
| 3 小结 |
| 3.1 关于不同生态类型小麦群体结构特征差异比较 |
| 3.2 关于不同生态类型小麦群体结构与氮效率关系的分析 |
| 参考文献 |
| 第五章 春性和半冬性小麦植株氮素积累与运转特征差异比较 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.3 数据分析方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 不同生态类型小麦间氮素积累差异 |
| 2.1.1 不同生态类型间氮素积累动态差异 |
| 2.1.2 氮素阶段累积量及比例差异 |
| 2.1.3 同一生态类型间不同品种氮素积累差异 |
| 2.2 不同生态类型小麦间氮素运转差异 |
| 2.2.1 不同生态类型间氮素运转量和运转率差异 |
| 2.2.2 同一生态类型间不同品种氮素运转量和运转率差异 |
| 2.3 不同生态类型小麦间氮素积累与运转对籽粒的贡献率差异 |
| 2.3.1 不同生态类型间氮素积累与运转对籽粒的贡献率差异 |
| 2.3.2 同一生态类型间不同品种氮素积累与运转对籽粒的贡献率差异 |
| 3 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 施氮量和氮肥运筹对春性和半冬性小麦产量、品质、氮素积累和氮效率的影响 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.2.1 植株含氮量的测定 |
| 1.2.2 成熟期考种及产量测定 |
| 1.2.3 籽粒容重及硬度 |
| 1.2.4 籽粒出粉率、湿面筋含量及沉降值 |
| 1.3 数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 施氮量及氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦产量及产量构成因素的影响 |
| 2.1.1 对春性和半冬性小麦平均产量及其构成因素的影响 |
| 2.1.2 对两类型小麦不同品种产量及构成因素的影响 |
| 2.2 施氮量和氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦籽粒品质的影响 |
| 2.3 施氮量和氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦氮素积累和吸收的影响 |
| 2.3.1 对植株氮素积累量的影响 |
| 2.3.1.1 施氮量对植株氮素积累量的影响 |
| 2.3.1.2 氮肥运筹比例对植株氮素积累量的影响 |
| 2.3.2 对百公斤籽粒吸氮量的影响 |
| 2.3.2.1 施氮量对百公斤籽粒吸氮量的影响 |
| 2.3.2.2 氮肥运筹比例对百公斤吸氮量的影响 |
| 2.4 对氮效率的影响 |
| 2.4.1 施氮量对氮效率的影响 |
| 2.4.2 氮肥运筹比例对氮效率的影响 |
| 3 小结 |
| 3.1 氮肥对春性和半冬性小麦产量调控效应 |
| 3.2 氮肥对春性和半冬性小麦品质调控效应 |
| 3.3 氮肥对春性和半冬性小麦氮素吸收和积累的影响 |
| 3.4 氮肥对春性和半冬性小麦氮效率的影响 |
| 3.5 春性和半冬性小麦各品种优质高产栽培技术 |
| 参考文献 |
| 第七章 氮肥用量及运筹比例对春性和半冬性小麦群体特征的影响 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.3 数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 施氮量及氮肥运筹比例对茎蘖动态变化的影响 |
| 2.1.1 施氮量对茎蘖动态的影响 |
| 2.1.2 茎蘖成穗率与产量的关系 |
| 2.1.3 氮肥运筹比例对茎蘖动态的影响 |
| 2.2 施氮量及氮肥运筹比例对群体LAI变化动态 |
| 2.2.1 施氮量对群体LAI动态的影响 |
| 2.2.2 LAI下降速率与产量的关系 |
| 2.2.3 氮肥运筹比例对群体LAI动态的影响 |
| 2.3 施氮量及氮肥运筹比例对群体干物质积累动态的影响 |
| 2.3.1 施氮量对群体干物质积累动态的影响 |
| 2.3.2 花后干物重与产量的关系 |
| 2.3.3 氮肥运筹比例对群体干物质积累动态的影响 |
| 2.4 施氮量及氮肥运筹比例对群体总结实粒数的影响 |
| 2.5 施氮量及氮肥运筹比例对群体粒叶比的影响 |
| 3 小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 施氮量和氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦氮代谢关键酶活性的影响 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验设计 |
| 1.2 取样及测定项目 |
| 1.3 数据分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 施氮量及氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦旗叶硝酸还原酶(NR)活性的影响 |
| 2.1.1 施氮量对NR活性的影响 |
| 2.1.2 氮肥运筹比例对NR活性的影响 |
| 2.2 施氮量及氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦谷氨酸合成酶(GS)活性的影响 |
| 2.2.1 对旗叶GS活性的影响 |
| 2.2.1.1 施氮量对旗叶GS活性的影响 |
| 2.2.1.2 氮肥运筹比例对旗叶GS活性的影响 |
| 2.2.2 对籽粒GS活性的影响 |
| 2.2.2.1 施氮量对籽粒GS活性的影响 |
| 2.2.2.2 氮肥运筹比例对籽粒GS活性的影响 |
| 2.3 施氮量及氮肥运筹比例对春性和半冬性小麦籽粒谷丙转氨酶(GPT)活性的影响 |
| 2.3.1 施氮量对籽粒GPT的影响 |
| 2.3.2 氮肥运筹对籽粒GPT的影响 |
| 3 小结 |
| 参考文献 |
| 第九章 结论与讨论 |
| 1 讨论 |
| 1.1 春性和半冬性小麦品种氮效率差异特征分析 |
| 1.1.1 春性和半冬性小麦品种氮效率差异表现 |
| 1.1.2 提高小麦品种氮效率的栽培策略选择 |
| 1.2 春性和半冬性小麦氮素同化能力关键酶活性差异分析 |
| 1.3 春性和半冬性小麦氮素积累和运转能力差异分析 |
| 1.4 春性和半冬性小麦群体结构特征分析 |
| 1.4.1 春性和半冬性小麦群体结构特征差异 |
| 1.4.2 不同生态类型小麦群体结构与氮效率关系的分析 |
| 1.5 氮素对春性和半冬性小麦群体特征和生理特性的影响 |
| 1.6 氮肥运筹对春性和半冬性小麦产量、品质及氮效率的影响 |
| 2 结论 |
| 3 本研究的创新点 |
| 4 尚待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果目录 |