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于2007-2009年在河南农业大学科教园区,采用大田盆栽的方法,较系统地研究了氮素形态对专用小麦生育后期不同器官氮代谢及籽粒品质的影响,研究结果如下:
氮素形态对专用小麦不同叶位叶片GS活性的研究。结果表明:在不同氮素形态处理下,专用小麦叶片GS活性变化趋势均表现为倒“V”,其中在花后7d,活性最高。不同叶位间大小均为倒一叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。豫麦34、豫麦50在酰胺态氮处理下、豫麦49在铵态氮处理下花后各叶位叶片GS活性最高。
氮素形态对专用小麦各器官硝态氮含量的研究。结果表明:不同氮素形态处理下,叶片、叶鞘、根系中硝态氮含量在拔节期最高,茎秆中硝态氮含量在开花期最高,颖壳和穗轴、籽粒中硝态氮含量最高值出现在花后7d,之后均逐渐下降。各器官间比较,茎秆>叶鞘>籽粒>叶片>颖壳和穗轴>根系。不同叶位叶片硝态氮含量大小表现为倒一叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶,且倒一叶、倒二叶中含量显著高于倒三叶和倒四叶。豫麦34、豫麦50在酰胺态氮处理下、豫麦49在铵态氮处理下,各器官中硝态氮含量高于其它处理。
氮素形态对专用小麦各器官游离氨基酸含量的研究。结果表明:不同氮素形态处理下,籽粒中游离氨基酸含量在花后7d最大,之后逐渐下降,其它器官中游离氨基酸含量变化趋势均表现为倒“V”,花后7d,叶片、颖壳和穗轴中含量最高;开花期,茎秆、叶鞘、根系中含量最高。各器官间比较,叶片>籽粒>颖壳和穗轴>茎秆>叶鞘>根系。各叶位叶片中含量大小均表现为倒一叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。豫麦34、豫麦50在酰胺态氮处理下、豫麦49在铵态氮处理下,能显著提高各器官中游离氨基酸含量。
氮素形态对专用小麦各器官全氮含量的研究。结果表明:不同氮素形态处理下,专用小麦叶片、颖壳和穗轴中全氮含量在开花期最高,茎秆、叶鞘和根系中全氮含量在拔节期最高,之后均逐渐下降。籽粒中全氮含量在花后14d最低,之后逐渐上升至成熟期。各器官间比较,叶片>茎秆>叶鞘>颖壳和穗轴>根系。不同叶位叶片含量大小均表现为倒一叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。专用小麦花后营养器官氮转移量和转运速率以叶片最大,茎秆和叶鞘次之,颖壳和穗轴最低,其中不同叶位叶片表现为倒一叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。豫麦34、豫麦50在酰胺态氮处理下、豫麦49在铵态氮处理下、显著促进花前各器官中氮素的积累和花后氮素向籽粒中的运转,籽粒全氮含量较其它处理增长明显,氮素利用效率、氮收获指数最高。
氮素形态对专用小麦籽粒全氮、蛋白质及组分含量的研究。结果表明:在不同氮素形态处理下,专用小麦籽粒全氮含量随生育期的推进,变化趋势呈“V”字形,花后14d含量最低。收获期,豫麦34以酰胺态氮处理含量最高;豫麦49以铵态氮处理最高;豫麦50以酰胺态氮处理含量最高,铵态氮处理最低。豫麦34,清蛋白、谷醇比和蛋白质含量以酰胺态氮处理最高,谷蛋白和醇溶蛋白含量以硝态氮处理最高,球蛋白含量以铵态氮处理含量最高;豫麦49,清蛋白、球蛋白、谷醇比和蛋白质含量以铵态氮处理最高,醇溶蛋白和谷蛋白含量以硝态氮处理最高;豫麦50,清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷醇比和蛋白质含量以酰胺态氮处理最高,谷蛋白含量以铵态氮处理最高。
氮素形态对专用小麦不同叶位叶片光合性能的研究。结果表明:不同氮素形态处理下,专用小麦叶片净光合速率在开花期最大,气孔导度、叶片蒸腾速率在花后14d最高,之后均下降。细胞间CO2浓度随着灌浆期的推进逐渐升高。不同叶位间比较,倒一叶、倒二叶中净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低;倒三叶、倒四叶中细胞间CO2浓度相比较高,其它指标显著较低。豫麦34、豫麦50在铵态氮处理下、豫麦49在酰胺态氮处理下花后叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率得到提高,降低了胞间CO2浓度,延缓了生育后期上部叶片的衰老,提高了小麦生育后期对光能的利用,从而增加了籽粒产量。
氮素形态对专用小麦籽粒淀粉含量的研究。结果表明:不同氮素形态处理下,豫麦34,支链淀粉、支直比、总淀粉含量以铵态氮处理最高,直链淀粉含量以酰胺态氮处理最高;豫麦49,支链淀粉、支直比以硝态氮处理最高,直链淀粉、总淀粉含量以酰胺态氮处理最高;豫麦50,直链淀粉、总淀粉含量以铵态氮处理最高,支链淀粉、支直比以硝态氮处理最高。
氮素形态对专用小麦产量及构成因素的研究。结果表明:豫麦34,在铵态氮处理下,穗粒数、产量最高,成穗数以酰胺态氮处理最高,千粒重以硝态氮处理最高;豫麦49,在酰胺态氮处理下,成穗数、千粒重、产量最高,穗粒数以硝态氮处理最高;豫麦50,在铵态氮处理下,成穗数、产量最高,穗粒数以酰胺态氮处理最高,千粒重以硝态氮处理最高。
氮素形态对专用小麦根际土壤硝态氮、铵态氮含量的研究。结果表明:在不同氮素形态处理下,专用小麦根际土壤硝态氮含量势均表现为倒“V”,其中开花期含量最大。开花期,豫麦34、豫麦50在酰胺态氮处理下含量最高,豫麦49在铵态氮处理下含量最高;在不同形态氮素处理下,专用小麦根际土壤铵态氮含量变化趋势为拔节期含量最高,之后逐渐下降,其中豫麦34各处理在花后28d含量有小幅上升,之后下降。拔节期,豫麦34、豫麦49在铵态氮处理下含量最高;豫麦50在硝态氮处理下含量最高。
通过不同生育时期各器官全氮含量与籽粒蛋白质含量的相关分析可知,籽粒蛋白质含量与灌浆期中上部叶片全氮含量相关性密切,与茎秆、叶鞘、根系中全氮含量在开花前相关性较强,与颖壳和穗轴全氮含量在花后7d相关。开花后,中上部叶片全氮含量的增加,有利于籽粒中蛋白质含量的积累;通过叶片GS活性与籽粒蛋白质含量的相关分析结果表明,灌浆期倒一叶、倒二叶GS活性提高,催进籽粒蛋白质含量的积累;通过各时期叶片净光合速率与籽粒产量的相关分析可知,开花期各叶位叶片净光合速率、花后倒一叶、倒二叶叶片净光合速率对籽粒产量贡献较大,所以提高小麦生育关键期叶氮量,有利于提高叶片光合能力,进而催进籽粒产量的提高。