水氮运筹对小麦产量、品质及碳氮代谢的影响与调控

论文摘要

本研究选用强筋小麦藁城8901、济南17和弱筋小麦山农1391为材料,于2003～2006年采用大田试验、盆栽试验和室内生理生化分析相结合的技术路线,研究了不同灌溉处理及水氮互作对强弱筋小麦产量品质的影响,以及产量品质形成的生理基础;研究了水氮互作条件下小麦强势粒与弱势粒的淀粉含量及其组分含量与淀粉合成相关酶的关系,研究了水氮互作条件下小麦强势粒与弱势粒内源激素的含量变化及平衡对小麦灌浆的调节机制。主要结果如下:1、水氮运筹对小麦籽粒产量品质的影响水氮互作对小麦籽粒产量影响较大。花后水分胁迫条件下,随施氮量的增加,小麦籽粒产量显著提高;灌水条件下,氮肥施用量200kg/hm2(纯氮)处理小麦籽粒产量较高,表明水氮互作有利于小麦籽粒产量的提高。增施氮肥可以明显提高山农1391与济南17籽粒蛋白质含量和GMP含量。施氮量为200kg/hm2时,花后水分胁迫明显提高山农1391的籽粒蛋白质含量,而降低强筋品种济南17的籽粒蛋白质含量。随施氮量增加,2品种籽粒清蛋白含量呈降低趋势,而球蛋白、醇溶蛋白与谷蛋白含量均升高。随施氮量的增加,强弱筋小麦干湿面筋含量均呈升高趋势。花后水分胁迫处理提高了弱筋小麦山农1391的干湿面筋含量,而降低了强筋小麦济南17的干湿面筋含量。氮肥施用量200kg/hm2有利于强弱筋小麦沉降值的提高;同一氮肥用量条件下,花后水分胁迫不利于沉降值的提高。济南17沉降值显著高于山农1391。水氮互作对RVA粘度参数的影响存在明显的基因性差异。弱筋小麦山农1391 200kg/hm2氮肥用量处理有利于峰值粘度、低谷粘度、最终粘度的提高。花后水分胁迫条件下,对强筋小麦济南17而言, 200kg/hm2氮肥用量处理的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度值较高,而在灌溉条件下,济南17各处理的峰值粘度、低谷粘度和最终粘度值随施氮量的增加而提高,表明水氮互作可改善面粉粘度特性。适量灌溉(起身水与孕穗水)提高了强筋小麦的千粒重、穗粒数,利于强筋品种提高籽粒产量。山农1391 2水和3水处理与不浇水处理相比,产量分别提高了11.9%和19.3%,小麦全生育期不灌水处理显著降低了籽粒产量。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 1. 研究意义
• 2 国内外研究现状
• 2.1 气候因素与栽培措施对小麦品质的影响
• 2.1.1 水分
• 2.1.2 肥料
• 2.2 淀粉品质形成特点
• 2.2.1 淀粉的合成
• 2.2.2 淀粉品质与加工品质的关系
• 2.2.3 水氮供应对淀粉合成酶的影响
• 2.2.4 水氮供应对小麦产量的影响
• 2.3 蛋白质品质形成特点
• 2.3.1 蛋白质的形成
• 2.3.2 蛋白质品质与加工品质的关系
• 2.3.3 水氮供应对籽粒蛋白质品质的影响
• 2.3.4 水氮供应对氮素及光合同化物转移的影响
• 第一章 水氮互作对优质小麦碳氮代谢的影响与调控
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 水氮互作对小麦产量性状的影响
• 2.1.1 产量及其构成因素
• 2.1.2 其他产量性状
• 2.2 水氮互作对小麦淀粉含量及其组分含量的影响
• 2.2.1 总淀粉含量及其组分含量
• 2.2.2 强势粒与弱势粒总淀粉含量及其组分含量变化
• 2.2.3 直链淀粉积累量的变化
• 2.2.4 支链淀粉积累量的变化
• 2.3 水氮互作影响产量形成的生理基础
• 2.3.1 旗叶光合特性
• 2.3.1.1 旗叶光合速率
• 2.3.1.2 旗叶叶绿素a 含量
• 2.3.1.3 旗叶叶绿素b 含量
• 2.3.1.4 旗叶光合色素含量与产量及光合作用的相关性
• 2.3.2 水氮互作对旗叶荧光特性的影响
• 2.3.2.1 实际光化学效率
• 2.3.2.2 最大光化学效率
• 2.3.2.3 光化学猝灭与非光化学猝灭系数
• 2.3.2.4 吸收光能在光系统间分配的影响
• 2.3.2.5 荧光参数与产量及光合速率的相关性
• 2.3.3 水氮互作对旗叶抗衰老酶活性与膜质过氧化作用的影响
• 2.3.3.1 超氧化物岐化酶（SOD）活性
• 2.3.3.2 过氧化物酶（POD）活性
• 2.3.3.3 过氧化氢酶（CAT）活性
• 2.3.3.4 MDA 含量
• 2.3.3.5 旗叶抗衰老酶活性和膜质过氧化作用与小麦产量及光合作用的相关性
• 2.4 水氮互作条件下小麦蔗糖及淀粉形成的酶学机制
• 2.4.1 旗叶蔗糖含量与蔗糖合成酶（SS）活性
• 2.4.2 籽粒蔗糖含量
• 2.4.3 籽粒蔗糖合成酶活性
• 2.4.4 籽粒UDPG 焦磷酸化酶活性
• 2.4.5 籽粒ADPG 焦磷酸化酶活性
• 2.4.6 可溶性淀粉合成酶与束缚态淀粉合成酶活性
• 2.4.7 籽粒淀粉含量与淀粉合成相关酶活性的相关关系
• 2.5 水氮互作对蛋白质形成的影响
• 2.5.1 籽粒蛋白质含量
• 2.5.2 籽粒谷蛋白大聚体（GMP）含量
• 2.5.3 成熟期籽粒蛋白组分含量
• 2.5.4 水氮互作对氮素的吸收、运转、分配的影响
• 2.5.4.1 成熟期氮素在小麦各器官的含量
• 2.5.4.2 成熟期氮素积累量
• 2.5.4.3 营养器官氮素对籽粒的贡献
• 2.5.5 蛋白质形成的酶学机制
• 2.5.5.1 旗叶硝酸还原酶活性
• 2.5.5.2 旗叶谷氨酰胺合成酶活性
• 2.5.5.3 旗叶内肽酶活性
• 2.5.5.4 旗叶羧肽酶活性
• 2.6 水氮互作对籽粒内源激素含量的影响
• 2.6.1 IAA 含量
• 2.6.2 GA3 含量
• 2.6.3 ZR 含量
• 2.6.4 ABA 含量
• 2.7 水氮互作对加工品质的影响
• 2.7.1 面团品质
• 2.7.2 粉质仪指标
• 2.7.3 快速粘度仪指标
• 第二章 水氮互作对优质小麦产量、品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验方案
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 水氮互作对碳代谢的影响
• 2.1.1 水氮互作对籽粒产量及产量构成的影响
• 2.1.2 成熟期淀粉含量
• 2.2 水氮互作对氮代谢的影响
• 2.2.1 籽粒蛋白质含量
• 2.2.2 籽粒谷蛋白大聚体含量
• 2.2.3 成熟期籽粒蛋白组分含量
• 2.3 水氮互作对旗叶荧光参数的影响
• 2.3.1 最大光化学效率
• 2.3.2 光化学猝灭系数
• 2.3.3 实际光化学效率
• 第三章 不同灌溉处理对小麦产量、品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验方案
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同灌溉处理对产量及产量构成的影响
• 2.2 不同灌溉处理对成熟期淀粉含量的影响
• 2.3 不同灌溉处理对干物质转移及氮素积累的影响
• 2.3.1 不同灌溉处理对干物质转移的影响
• 2.3.2 开花期各营养器官含氮量
• 2.3.3 成熟期各营养器官含氮量
• 2.4 不同灌溉处理对蛋白质品质及籽粒小麦加工品质的影响
• 2.4.1 蛋白质含量
• 2.4.2 清蛋白和球蛋白含量
• 2.4.3 醇溶蛋白和谷蛋白含量
• 2.4.4 谷蛋白大聚体（GMP）含量
• 2.4.5 高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）含量
• 2.4.6 面团流变学特性
• 2.4.7 拉伸仪参数
• 第四章 讨论与结论
• 1 讨论
• 2 结论
• 参考文献
• 致 谢
• 作者简介