氮肥运筹技术对孕穗期受渍小麦旗叶衰老特性的影响

摘要:研究了孕穗期土壤渍水逆境对冬小麦旗叶叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的影响。结果表明,孕穗期土壤渍水逆境严重影响旗叶SOD、POD活性,降低旗叶叶绿素含量,从而加速了小麦衰老。不同氮素运筹技术与小麦后期旗叶衰老有着密切关系。基肥∶拔节肥∶孕穗肥3∶5∶2处理与10∶0∶0处理相比,显著提高了旗叶SOD和POD的活性,增加旗叶叶绿素含量,减少旗叶细胞内过氧化物的积累,显著延缓了旗叶叶片衰老进程。   关键词:小麦; 孕穗期; 渍水逆境;氮肥运筹; 衰老  文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006—6500.2011.02.003      Effect of Nitrogen Management on Flag Leaf Senescence at Booting Stage    MA BEi, WU Wen—ming, LI Jin—cai, WU Jin—dong, ZHANG Yi, SHEN Xue—shan, QU Hui—juan    ( AgronomyDepartment ,Anhui Agricultural University, HefEI, Anhui 230036, China)   Abstract:Effects on growth and development of flag leaf at booting stage , SOD activity and Chlorophyll content ,and POD activity of waterlogging were studied . The treatment with Nitrogen management 3∶5∶ 2 , at booting stage, it could delay Chlorophylls degradation of flag leaves keep the activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) at a higher level, which resulted in increasing winter wheat yield. 代写论文   Key words: winter wheat ( Triticum aestivum L.); booting stage ; water logging ; nitrogen management; senescence      渍害是麦作生长期间雨水较多、地下水位较高、耕层滞水或地面易积水地区小麦生产的重大障碍因素[1]。在渍水逆境下,有毒物质(代谢和还原离子毒物如乙醇、乙酸、乙醛、H2S、FeS 等) 积累,营养离子亏缺(N、P、K、Cu、Zn 等) ,激素(CTK、GA 等) 合成受阻,贮存物质大量消耗,光合作用下降,无氧呼吸增强[2]。研究表明,小麦受渍害后,植株内部CO2 浓度相对增高,抑制体内SOD、POD和硝酸还原酶的活力,从而影响小麦体内有毒物的解毒和氮素营养,小麦湿害临界期为孕穗期[3]。前人的大量研究表明,氮肥分期施用能提高对小麦产量及蛋白质含量。前氮后移技术可以显著提高小麦产量和改善籽粒品质[4]。因此,合理运筹氮肥具有重要的意义。前人的研究主要集中在孕穗期渍水小麦的影响,而对孕穗期渍水后的氮素营养补偿研究较少。本研究运用人工模拟渍害及氮肥运筹技术,研究孕穗期渍水逆境下氮素补偿技术对小麦生理生化的影响,以期为减轻和预防小麦渍害提供理论依据。         1材料和方法      1.1 试验材料   试验于2010年在安徽农业大学农业试验园进行, 土壤为黄褐土,有机质含量为1.2% ,全氮0.1% ,速效氮106.8 gg—1 , 速效磷38.2 gg—1 ,速效钾165.3 gg—1。供试品种为周麦22。   1.2 试验设计   采用裂区设计,设淹水处理与灾后追氮补偿2个因素。播种期为10 月23 日,基本苗180104hm—2,人工条播。淹水处理为主区,裂区设一炮轰施肥法(基肥100%氮肥)、基肥为主施肥法(基肥70%氮肥+拔节期追30%氮肥)、基追并举施肥法(基肥50%氮肥+拔节期追50%氮肥)、前轻中重后补施肥法(基肥30%氮肥+拔节期施追施氮肥的50% +孕穗期追施氮肥的20%)4种氮肥运筹方式。小区面积2 m2,4次重复。施肥量P2O5 112.5 kghm—2,K2O 112.5 kghm—2,纯N 240 kghm—2。孕穗期(4月24日)淹水,淹水深度以超过平作垄面为准,淹水时间7 d。孕穗期后每7 d测1次旗叶叶绿素含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性。   1.2测定方法   开花期取生长一致的小麦挂牌,分别在花后0,7,14 ,21,28 d取旗叶10 片,洗净,擦干水分,剪碎混匀,鲜样测定酶活性叶绿素含量。成熟后各小区单收,分别脱粒称重计算产量。超氧化物歧化酶(SOD)活性采用核黄素法测定,过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚氧化法[5]测定,叶绿素含量采用乙醇提取法测定。   数据分析采用DPS软件。 代写论文      2结果与分析      2.1氮肥运筹技术对受渍小麦旗叶叶绿素的影响   旗叶叶绿素含量整体呈现随氮肥后移而增加的趋势,孕穗期土壤渍水逆境导致旗叶叶绿素含量明显降低(表1)。淹水21 d后,前轻中重后补氮肥运筹方式处理的旗叶叶绿素含量比一炮轰(10∶0∶0)处理提高17.2%。可见氮肥后移运筹方式有助于提高小麦灌浆后期旗叶光合效率。   2.2 氮肥运筹技术对孕穗期受渍小麦旗叶SOD活性的影响   超氧化物歧化酶SOD 是小麦体内一种保护性酶,可以清除体内氧自由基的过多积累,缓解逆境的伤害。由表2可见,孕穗期渍水处理7 d后旗叶SOD 活性下降,分别为对照的92.1%,90.1%,95.2%,90.9%。渍水处理21 d后,SOD活性分别为对照的78.6%,79.8%,82.9%,81.4%。氮肥运筹前轻中重后补(3:5:2)施肥法的SOD活性在各处理中为最高。   2.3 氮肥运筹技术对受渍小麦旗叶POD活性的影响   过氧化物酶能氧化分解H2O2,起解毒作用。孕穗期土壤渍水逆境显著降低小麦旗叶POD活性(表3)。渍水前各处理过氧化物活性差异不显著。渍水后7 d旗叶过氧化物活性分别为对照的55.7%,48.5%,53.7%,55.8%。渍水后21 d前轻中重后补( 3∶5∶2)的处理比一炮轰(10∶0∶0)处理的旗叶过氧化物活性增加85.9%,试验结果表明氮肥后移运筹技术能显著提高旗叶过氧化物活性

代写论文      3讨论      3.1 土壤渍水逆境导致旗叶衰老的生理机制   根际土壤渍水逆境小麦的伤害,首先是造成根际缺氧,根系呼吸受抑,吸收能力下降,氮磷钾积累减少, 降低叶片光合能力,积累大量ROS(活性氧分子),从而影响地上部光合和营养生理过程,削弱植株光合产物的积累量和积累速度。为减轻活性氧分子的危害,植株补偿性地提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性。对低湿易涝麦田,可实行宽垄窄沟种植,在雨季到来之前,要清沟疏道,提高农田涝渍的排泄能力,尽量缩短渍水时间,尤其在受渍后,要及早排渍,生育中后期田间渍水时间不能超过5 d ,在拔节孕穗期适当追施速效氮肥,以促进根系吸收,也可通过叶面喷肥来补充植株体内无机营养的不足,使小麦尽快恢复生长,实现促粒增重的目的。需要特别强调的是由于孕穗期渍害是造成小麦减产最关键的时期,如遇上田间积水,必须千方百计及时排除,加强小麦中后期麦田的防渍工作对于缓解渍害十分重要。   3.2 氮肥补偿技术延缓小麦衰老的生理基础   高等植物叶绿体集光合碳氮同化于一体,小麦吸收的NO3— 主要运往叶片,并在光下进行还原和同化,氮素还原和同化是叶绿体内依赖于光合电子传递、仅次于CO2 同化的另一重要光合反应[6] 。氮素是影响小麦叶片光合能力的最有效因子之一,施氮能促进植物叶片叶绿素的合成[7]。有研究表明,施氮量相同时,氮肥后移,植株体内SOD 和POD 活性均增强,MDA 含量下降;氮肥运筹相同时,增加施氮量也有助于SOD 、POD 活性的提高和MDA 含量的降低。本试验氮肥运筹3∶5∶2相当于其他运筹技术,SOD活性叶绿素含量、POD活性都是最高的,说明适当增加施氮量和氮肥后移有助于延缓小麦生育后期旗叶衰老进程,维持较长的功能期,促进光合产物的合成和积累。      参考文献:   [1] 孙元敏.小麦湿害与根际还原物质积累关系研究[J].江苏农业学报, 1997, 13 (4) : 202—205.   [2] 李金才.孕穗期土壤渍水逆境对冬小麦根系衰老的影响[J].作物学报,2006,32(9):1355—1360.   [3] 魏凤珍.不同生育时期根际土壤渍水逆境对冬小麦N、P、K素营养的影响[J].水土保持学报,2006,20(3):162—165.   [4] 李春燕. 氮素运筹对弱筋小麦扬麦9 号产量、品质和旗叶衰老特性的影响[J].麦类作物学报,2009,29 (3):524—529.   [5] 王学奎.植物生理生化试验原论文联盟理和技术[M].北京:高等教育出版社,2006:167—168.   [6] 郭天财.施氮水平对冬小麦旗叶光合特性的调控效应[J].作物学报,2007 ,33 (12):1977—1981.   [7] Cabrera—Bosquet. Photosynthetic capacity of field—grown durum wheat under different N availabilities: A comparative study from leaf to canopy [J].Environmental and Experimental Botany,2009 ,67(1):145—152.

代写论文。

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