施氮量对土壤氮素变化和小麦产量与品质影响的生理生态基础

论文题目: 施氮量对土壤氮素变化和小麦产量与品质影响的生理生态基础

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物学

作者: 王东

导师: 于振文

关键词: 小麦,土壤,产量,品质,碳氮代谢,生理生态

文献来源: 山东农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本研究选用高产强筋小麦济麦20 作试验材料。利用酶学方法、15N 同位素示踪技术和生理生化分析方法,在设置氮素水平处理的基础上,结合遮光和减源疏库试验技术,系统研究了田间高产条件下土壤氮素变化规律和小麦碳氮代谢与籽粒产量和品质形成的生理生态机制。主要研究结果如下: 1 施氮量对土壤氮素变化和小麦碳氮代谢及产量与品质的影响1.1 高产地力条件下,土壤硝态氮淋溶与土壤氮素损失0～200cm 各土层土壤硝态氮含量在小麦各生育时期均呈现随施氮量增加而升高的趋势,但不同生育时期和土层存在着差异。各施氮处理播种前土壤中积累的硝态氮在播种～冬前阶段向深层移动,在140cm 以下土层积累;施氮量较低的处理(低于168 kgN·hm-2)在100cm 以上土层未出现硝态氮浓度高峰,施氮量较高的处理(168 kgN·hm-2～240 kgN·hm-2)在40～100cm 土层出现浓度高峰,高施氮量处理(276 kgN·hm-2)在100～120cm 土层出现浓度高峰。说明在高产条件下,过多施用氮肥不仅促进新施入氮素向深层的移动,而且促进土壤原积累硝态氮向深层的移动和积累。拔节期,不施氮处理140cm 以上土层土壤硝态氮含量逐渐趋于稳定。132 kgN·hm-2处理上层土壤硝态氮在冬前至拔节阶段出现明显下移。施氮量超过168kgN·hm-2,0～20cm 土层硝态氮含量降低,在20～80cm 土层和160～200cm 土层处出现浓度高峰。开花期,追施氮肥的施入对小麦开花期0～100cm 土层土壤硝态氮含量影响较大,对100cm 以下土层土壤硝态氮含量影响相对较小。但施氮量过多仍会促进硝态氮向深层土壤的淋溶,276 kgN·hm-2处理拔节期积累在深层土壤的硝态氮在开花期移入200cm 以下土层。成熟期,不施氮处理深层土壤的硝态氮含量降低。高施氮量处理160～200cm 土层处土壤硝态氮积累较多。

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前言

第一章施氮量对土壤氮素变化和小麦碳氮代谢及产量与品质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 施氮量对小麦—土壤系统氮素变化的影响

2.1.1 施氮量对0～200cm 土层土壤硝态氮含量时空变化的影响

2.1.2 施氮量对0～100cm 土层土壤无机氮积累的影响

2.1.3 施氮量对0～200cm 土层土壤无机氮积累的影响

2.1.4 施氮量对土壤氨挥发的影响

2.1.5 施氮量对小麦氮素利用率的影响

2.2 施氮量对小麦氮素代谢的影响

2.2.1 施氮量对小麦植株氮素吸收、运转和分配的影响

2.2.1.1 冬小麦对不同来源肥料氮的吸收动态

2.2.1.2 开花期不同来源氮素在冬小麦各器官中的分配

2.2.1.3 成熟期不同来源氮素在冬小麦各器官中的分配

2.2.1.4 开花后营养器官中不同来源氮素向籽粒中的转移

2.2.1.5 施氮量对冬小麦氮素积累的影响

2.2.1.6 施氮量对成熟期小麦植株氮素分配的影响

2.2.1.7 施氮量对成熟期小麦植株氮素转移的影响

2.2.2 施氮量对小麦氮素同化的影响

2.2.2.1 施氮量对小麦旗叶硝酸还原酶(NR)活性的影响

2.2.2.2 施氮量对小麦旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性的影响

2.2.2.3 施氮量对小麦旗叶游离氨基酸含量的影响

2.2.2.4 施氮量对小麦旗叶可溶性蛋白质含量的影响

2.2.3 施氮量对小麦旗叶蛋白质降解的影响

2.2.3.1 施氮量对旗叶内肽酶(EP)活性的影响

2.2.3.2 施氮量对旗叶羧肽酶(CP)活性的影响

2.2.3.3 施氮量对旗叶氨肽酶(AP)活性的影响

2.2.4 施氮量对小麦籽粒蛋白质合成的影响

2.2.4.1 施氮量对籽粒游离氨基酸含量变化动态的影响

2.2.4.2 施氮量对籽粒蛋白质含量变化动态的影响

2.2.4.3 施氮量对籽粒蛋白各组分含量变化动态的影响

2.2.4.4 施氮量对籽粒谷蛋白大聚合体含量变化动态的影响

2.3 施氮量对小麦碳素代谢的影响

2.3.1 施氮量对小麦光合特性的影响

2.3.1.1 施氮量对旗叶光合日变化的影响

2.3.1.2 施氮量对旗叶最大光化学效率(Fv/Fm)的影响

2.3.1.3 施氮量对旗叶实际光化学效率(ΦPSII)的影响

2.3.1.4 施氮量对小麦旗叶蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度和光合速率的影响

2.3.1.5 施氮量对小麦旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性的影响

2.3.1.6 施氮量对小麦旗叶蔗糖含量的影响

2.3.1.7 施氮量对小麦旗叶可溶性总糖含量的影响

2.3.2 施氮量对小麦茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)代谢的影响

2.3.2.1 施氮量对茎鞘中非结构性碳水化合物含量的影响

2.3.2.2 施氮量对小麦茎鞘果聚糖外水解酶(FEH)活性的影响

2.3.3 施氮量对小麦籽粒淀粉合成代谢的影响

2.3.3.1 施氮量对籽粒可溶性总糖和蔗糖含量的影响

2.3.3.2 施氮量对籽粒蔗糖合成酶(SS)活性的影响

2.3.3.3 施氮量对籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性的影响

2.3.3.4 施氮量对籽粒淀粉粒结合态淀粉合成酶(GBSS)活性的影响

2.3.3.5 施氮量对籽粒淀粉及其组分含量变化的影响

2.4 施氮量对小麦籽粒产量和品质的影响

2.4.1 施氮量对小麦产量及其构成因素的影响

2.4.2 施氮量对小麦籽粒品质的影响

2.4.2.1 施氮量对籽粒蛋白质含量和蛋白质产量的影响

2.4.2.2 施氮量对小麦籽粒蛋白质组分的影响

2.4.2.3 施氮量对小麦籽粒品质特性的影响

第二章基于不同施氮量水平的灌浆期遮光对小麦碳氮代谢及产量与品质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 基于不同施氮量水平的灌浆期遮光对小麦氮素代谢的影响

2.1.1 基于不同施氮量水平的灌浆期遮光对小麦氮素吸收、运转、分配的影响

2.1.1.1 不同处理对成熟期各器官氮素含量的影响

2.1.1.2 不同处理对成熟期各器官氮素分配的影响

2.1.1.3 不同处理对小麦开花后氮素吸收和营养器官氮素向籽粒运转的影响

2.1.2 灌浆期不同阶段遮光条件下施氮量对小麦氮素同化的影响

2.1.2.1 小麦旗叶硝酸还原酶(NR)活性变化

2.1.2.2 小麦旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性变化

2.1.3 灌浆期不同阶段遮光条件下施氮量对旗叶内肽酶(EP)活性的影响

2.1.4 不同处理对籽粒蛋白质合成底物供给水平及蛋白质合成的影响

2.1.4.1 不同处理对灌浆期各阶段遮光旗叶游离氨基酸含量的影响

2.1.4.2 不同处理对灌浆期各阶段遮光籽粒游离氨基酸含量的影响

2.1.4.3 不同处理对籽粒蛋白质含量的影响

2.2 基于不同施氮量水平的灌浆期遮光对小麦碳素代谢的影响

2.2.1 不同处理对旗叶光合速率的影响

2.2.2 不同处理对旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性的影响

2.2.3 不同处理对旗叶蔗糖含量的影响

2.2.4 不同处理对茎秆非结构性碳水化合物(NSC)代谢的影响

2.2.4.1 不同处理对茎秆中非结构性碳水化合物含量的影响

2.2.4.2 不同处理对茎秆果聚糖外水解酶(FEH)活性的影响

2.2.5 不同处理对籽粒淀粉合成代谢的影响

2.2.5.1 不同处理对籽粒蔗糖含量的影响

2.2.5.2 不同处理对籽粒蔗糖合成酶(SS)活性的影响

2.2.5.3 不同处理对籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性的影响

2.2.5.4 不同处理对籽粒淀粉粒结合态淀粉合成酶(GBSS)活性的影响

2.2.5.5 不同阶段遮光期间施氮量对籽粒淀粉及其组分含量的影响

2.3 基于不同施氮量水平的灌浆期遮光对小麦籽粒产量和品质的影响

2.3.1 不同处理对小麦产量及产量构成因素的影响

2.3.2 不同处理对小麦籽粒品质的影响

2.3.2.1 对籽粒蛋白质含量及蛋白质产量的影响

2.3.2.2 不同处理对小麦籽粒蛋白质组分含量的影响

2.3.2.3 不同处理对小麦面粉湿面筋含量的影响

2.3.2.4 不同处理对小麦面粉面团流变学特性的影响

2.3.2.5 不同处理对籽粒淀粉及其组分含量变化的影响

第三章基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦碳氮代谢及籽粒淀粉和蛋白质合成的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦氮素代谢的影响

2.1.1 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦植株氮素吸收和积累的影响

2.1.2 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦氮素同化的影响

2.1.2.1 不同处理对小麦旗叶硝酸还原酶活性的影响

2.1.2.2 不同处理对小麦旗叶谷氨酰胺合成酶活性的影响

2.1.2.3 不同处理对小麦旗叶游离氨基酸含量的影响

2.1.2.4 不同处理对小麦旗叶可溶性蛋白质含量的影响

2.1.3 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦旗叶蛋白质降解的影响

2.1.3.1 不同处理对小麦旗叶内肽酶(EP)活性的影响

2.1.3.2 不同处理对小麦旗叶羧肽酶(CP)活性的影响

2.1.3.3 不同处理对小麦旗叶氨肽酶(AP)活性的影响

2.1.4 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦籽粒蛋白质合成代谢的影响

2.1.4.1 不同处理对小麦籽粒氮素同化的影响

2.1.4.2 不同处理对小麦籽粒游离氨基酸含量的影响

2.1.4.3 不同处理对小麦籽粒蛋白质含量的影响

2.1.4.4 不同处理对小麦籽粒蛋白质组分含量的影响

2.2 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦碳素代谢的影响

2.2.1 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦光合特性的影响

2.2.1.1 不同处理对花后10d 旗叶蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度、气孔限制值和光合速率的影响

2.2.1.2 不同处理对花后25d 旗叶蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度、气孔限制值和光合速率的影响

2.2.1.3 不同处理对旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性的影响

2.2.1.4 不同处理对旗叶可溶性总糖含量的影响

2.2.1.5 不同处理对旗叶蔗糖含量的影响

2.2.2 不同处理对小麦茎秆非结构性碳水化合物(NSC)代谢的影响

2.2.2.1 不同处理对茎秆中非结构性碳水化合物含量的影响

2.2.2.2 不同处理对茎秆果聚糖外水解酶(FEH)活性的影响

2.2.3 基于不同施氮量水平的源库比率改变对小麦籽粒淀粉合成代谢的影响

2.2.3.1 不同处理对籽粒蔗糖含量的影响

2.2.3.2 不同处理对籽粒蔗糖合成酶(SS)活性的影响

2.2.3.3 不同处理对籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性的影响

2.2.3.4 不同处理对籽粒淀粉粒结合态淀粉合成酶(GBSS)活性的影响

2.2.3.5 不同处理对籽粒淀粉各组分含量、积累量和粒重的影响

讨论

结论

参考文献

致谢

在读期间发表论文情况

发布时间: 2005-10-11

参考文献

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