密度與氮素水平對(duì)小黑麥氮代謝及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響.pdf

1、綜合中國(guó)各地推廣應(yīng)用小黑麥的栽培技術(shù)可知，大部分引種地區(qū)充分利用了小黑麥耐貧瘠、抗性好的特點(diǎn)，但有關(guān)小黑麥的具體栽培調(diào)控措施仍未引起足夠的重視。本研究于2006～2008年度，以八倍體東農(nóng)5305和六倍體東農(nóng)96026為材料，設(shè)施氮水平（N）和栽培密度（D）兩個(gè)因子，施氮量0 kg/h㎡（N0）、75kg/h㎡（N75）、150kg/h㎡（N150）、225kg/h㎡（N225）；密度300萬(wàn)株/h㎡（D300）、450萬(wàn)株/h㎡（D4

2、50）、600萬(wàn)株/h㎡（D600）。分析了不同密度和施氮水平下小黑麥生長(zhǎng)發(fā)育、光合特性、產(chǎn)量形成、子粒品質(zhì)和氮代謝相關(guān)酶活性的變化規(guī)律，明確了密度和施氮水平對(duì)不同倍性小黑麥產(chǎn)量和子粒品質(zhì)形成的生理基礎(chǔ)，為深化和拓展小黑麥子粒高產(chǎn)、品質(zhì)改善和指導(dǎo)不同倍性小黑麥優(yōu)化栽培提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)途徑。
　　 1適當(dāng)施肥降低密度，提高小黑麥莖蘗成穗率，促進(jìn)子粒產(chǎn)量的提高。
　　 合理的基本苗數(shù)的確定，可以控制拔節(jié)前無(wú)效分蘗的發(fā)生，

3、降低高峰莖蘗與最終穗數(shù)的比值，提高莖蘗成穗率來(lái)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。分蘗至成熟各時(shí)期每公頃總莖數(shù)隨密度增加而增加，但成熟期成穗率東農(nóng)5305隨密度增加而降低，東農(nóng)96026成穗率隨密度增加先增加后下降。各氮素營(yíng)養(yǎng)水平條件下生育期間總莖數(shù)及分蘗成穗率均高于對(duì)照No處理；同一密度條件下兩個(gè)品種莖蘗成穗率均隨施氮量增加呈先上升后下降趨勢(shì)，其中東農(nóng)5305以D300N75處理最高，東農(nóng)96026以D450N150處理最高，此時(shí)產(chǎn)量也最高。
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4、不同倍性小黑麥要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，應(yīng)側(cè)重不同主攻方向。
　　 對(duì)于分蘗能力較高的東農(nóng)5305應(yīng)適當(dāng)降低基本苗，少施氮肥，主攻穗粒數(shù)和粒重，東農(nóng)96026在控制適宜群體基礎(chǔ)上，適量施氮，協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成三因素，實(shí)現(xiàn)二者高產(chǎn)。兩品種穗數(shù)隨密度增大而增大，而穗粒數(shù)和粒重與此相反；氮肥的不斷增加，兩品種公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)有先增加后下降趨勢(shì)，兩品種粒重隨氮肥的施加下降。表明增加密度有效穗數(shù)顯著增加，對(duì)穗粒數(shù)和粒重起到負(fù)作用，密度過(guò)高增加的穗數(shù)并不能抵消

5、穗粒數(shù)和千粒重的降低，產(chǎn)量不升反降；施加氮肥有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的增加彌補(bǔ)了粒重的降低，利于產(chǎn)量提高；密肥對(duì)穗粒數(shù)的互作影響較粒重明顯。
　　 3適宜的密度及施氮水平有利于小黑麥群體光合能力改善。
　　 生育前期東農(nóng)5305中密度處理略高于其它密度處理，東農(nóng)96026低密度處理葉綠素含量較其它處理高，隨生育進(jìn)程的推遲，高密度處理較低密度處理下降幅度大，葉綠素含量隨密度的增高而呈下降趨勢(shì)，花后28d東農(nóng)5305低密度處理葉綠素

6、含量顯著高于高密度處理；隨施氮水平提高葉綠素含量有先增加后降低的趨勢(shì)，光合速率表現(xiàn)出與葉綠素一致的規(guī)律。適宜的密度及施氮一方面提高了光能轉(zhuǎn)換效率和。PSⅡ的潛在活性，另一方面抑制了光能的非光化學(xué)耗散，過(guò)量施氮無(wú)助于光合性能的提高。東農(nóng)5305低密度處理各生育時(shí)期光化學(xué)淬滅系數(shù)均高于中密度和高密度處理，東農(nóng)96026各施氮水平下中密度處理各生育時(shí)期光化學(xué)淬滅最高，兩品種各施氮處理光化學(xué)淬滅系數(shù)均較對(duì)照N0高，東農(nóng)5035施氮75kg/h㎡

7、時(shí)旗葉獲得最高的電子傳遞活性，東農(nóng)96026施氮150kg/h㎡時(shí)出現(xiàn)最高的光化學(xué)淬滅；東農(nóng)5305、東農(nóng)96026各施氮水平下的低密度處理、中密度處理各生育時(shí)期非光化學(xué)淬滅最低，東農(nóng)5305施氮75kg/h㎡時(shí)非光化學(xué)淬滅最小，東農(nóng)96026施氮150kg/h㎡時(shí)出現(xiàn)最小的非光化學(xué)淬滅。
　　 4降低密度和保證氮肥供應(yīng)可以提高小黑麥子粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。
　　 降低密度和保證氮肥供應(yīng)提高了子粒蛋白質(zhì)含量。成熟期東農(nóng)5305子粒

8、蛋白含量隨密度增加而降低，低密300萬(wàn)株/h㎡蛋白含量最高；而東農(nóng)96026則在中密450萬(wàn)株/h㎡水平下蛋白含量最高。兩品種在各密度水平上，各施氮處理子?？偟鞍缀烤哂贜0處理，施氮量由150kg/h㎡增加到225kg/h㎡，子粒蛋白含量下降。降低密度增加了小黑麥子粒清蛋白和球蛋白含量，密度過(guò)高醇溶蛋白和谷蛋白含量也有降低趨勢(shì)；四種蛋白組分含量隨氮肥增加先增加后降低，適當(dāng)增施氮肥能有效增加蛋白組分含量，醇溶蛋白和谷蛋白含量受氮肥的調(diào)

9、控作用較清蛋白和球蛋白含量明顯，密度和氮肥互作效應(yīng)較氮肥作用顯著。
　　 東農(nóng)5305和東農(nóng)96026各施氮處理氨基酸含量均明顯高于對(duì)照未施氮處理，超過(guò)N150水平的N225處理氨基酸含量反而降低。同一氮素水平下，隨密度增加，氨基酸總量有下降趨勢(shì)，密度間氨基酸含量的差異較施氮處理小。東農(nóng)5305和東農(nóng)96026兩品種成熟期子粒賴(lài)氨酸含量與蛋白質(zhì)含量均呈極顯著正相關(guān)，兩品種成熟期氨基酸含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)。
　　

10、 5適當(dāng)加大密度有利于改善小黑麥子粒烘烤品質(zhì)，氮肥效應(yīng)因小黑麥倍性而異。
　　 東農(nóng)5305隨群體密度的增加，子粒容重呈增加趨勢(shì)，東農(nóng)96026變化不顯著，施氮顯著增加了子粒容重；中高密度濕面筋含量高于低密度水平，施用氮肥濕面筋含量有增加趨勢(shì)，影響不顯著；兩品種在高密度下降落值有所降低，施加氮肥東農(nóng)5305降落值有所增加，而東農(nóng)96026有下降變化。施氮和增加密度有利于提高子粒容重和濕面筋含量；沉降值大小受栽培措施影響甚微，主要

11、因晶種而有所不同；中密度下可以獲得高的降落值，氮肥對(duì)降落值的改善作用因小黑麥倍性而不同，八倍體施加氮肥有改善作用，而對(duì)六倍體則起到負(fù)作用。
　　 6適當(dāng)施肥降低密度保證了小黑麥子粒高蛋白含量形成的生理基礎(chǔ)。
　　 增氮肥促進(jìn)了花后葉片的氮素同化，降低密度蛋白質(zhì)的降解能力被削弱。增加施氮量旗葉NR和GS活性提高，內(nèi)肽酶和氨肽酶活性降低；旗葉NR和GS活性隨密度的加大而下降，低密度D300處理下活性最高，內(nèi)肽酶和氨肽酶活性隨

12、密度升高而增加；花后各時(shí)期，旗葉可溶性蛋白質(zhì)含量與硝酸還原酶及谷氨酰胺合成酶活性呈極顯著相關(guān)，與內(nèi)肽酶及氨肽酶呈極顯著負(fù)相關(guān)。
　　 兩品種氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率、轉(zhuǎn)運(yùn)氮貢獻(xiàn)率以及N收獲指數(shù)表現(xiàn)為隨氮肥施加先增加后下降，氮肥的影響作用均達(dá)極顯著水平。兩品種子粒蛋白含量和產(chǎn)量均與花后氮素積累的相關(guān)最佳，通過(guò)提高花前貯存氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量可以實(shí)現(xiàn)子粒氮的積累，對(duì)子粒蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量的提高有極顯著的促進(jìn)效應(yīng)；氮素積累和轉(zhuǎn)運(yùn)與子粒蛋白質(zhì)組分含量的

13、相關(guān)性表明，氮素的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)是提高蛋白組分含量的關(guān)鍵因素，氮素的積累更利于醇溶蛋白含量的提高，氮運(yùn)轉(zhuǎn)更利于清蛋白含量的提高，清蛋白和醇溶蛋白含量增加是小黑麥子粒蛋白質(zhì)含量增加的主要原因。
　　 7質(zhì)譜鑒定結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了適當(dāng)增施氮肥的正向效應(yīng)。
　　 通過(guò)MALDI-TOF-MS和生物信息學(xué)分析找到7個(gè)表達(dá)差異蛋白，即與蛋白質(zhì)合成和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的蛋白、與清除自由基有關(guān)的酶、與葉綠體的發(fā)育和代謝有關(guān)蛋白、與植物碳代謝有關(guān)的