不同品種和栽培條件對小麥葉片衰老與碳氮平衡的影響.pdf

1、葉片是植物碳固定和氮同化的主要場所，葉片早衰會導(dǎo)致作物形態(tài)建成受阻，產(chǎn)量下降甚至死亡。因此，探究葉片衰老的內(nèi)在機(jī)制和影響因素對葉片衰老的調(diào)控有重要意義。氮素是影響葉片衰老的重要因素之一，氮素虧缺會誘導(dǎo)和加速葉片的衰老，而缺氮誘導(dǎo)葉片衰老的機(jī)制并不明確。部分研究認(rèn)為葉片的衰老是由于細(xì)胞內(nèi)過低的氮水平引起，也有研究表明植物遭受低氮脅迫后，葉片中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物累積，表現(xiàn)為碳氮失衡。鑒于此，本研究設(shè)計了2個試驗:(1)通過對缺氮敏感性不同的

2、4種小麥衡觀35、西農(nóng)979、周麥24和運(yùn)旱618進(jìn)行低氮脅迫處理，探究低氮誘導(dǎo)的對缺氮敏感性不同的小麥品種苗期葉片的衰老與葉片氮水平、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物及碳氮平衡的關(guān)系;(2)通過對大田條件下，研究不同施氮量和補(bǔ)充灌溉下小麥灌漿期旗葉的衰老和葉片氮水平、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物及碳氮平衡的變化和產(chǎn)量形成的關(guān)系。通過本研究，探索缺氮誘導(dǎo)葉片衰老和碳氮失衡的關(guān)系及其調(diào)控機(jī)制，主要結(jié)果如下:
　　(1)低氮脅迫后，4種小麥葉片的凈光合速率、

3、葉綠素含量和PSⅡ最大光化學(xué)效率顯著降低，說明低氮能誘導(dǎo)和加速小麥葉片的衰老。低氮脅迫后，缺氮敏感品種的衰老程度顯著高于不敏感品種，但是缺氮敏感和不敏感小麥品種在低氮脅迫后葉片氮含量均顯著降低，同時碳累積量（可溶性糖和淀粉含量）均顯著升高，碳氮比顯著升高。進(jìn)一步分析表明低氮誘導(dǎo)的小麥葉片衰老可能并非受獨(dú)立的氮缺乏和碳累積調(diào)控，而可能與碳氮平衡（碳氮比例）有關(guān)，即缺氮后葉片中碳氮比越高的小麥品種，其葉片的衰老越嚴(yán)重。缺氮下耐衰老的品種（即

4、對缺氮不敏感品種），其葉片維持碳氮代謝平衡的能力也較強(qiáng)。因此本研究表明碳氮平衡可能參與了低氮誘導(dǎo)的葉片衰老調(diào)控。
　　(2)大田條件下，小麥開花后隨著灌漿進(jìn)程的推進(jìn)，旗葉葉綠素含量逐漸降低，且施氮量越低，其葉綠素降幅越大，說明低氮能誘導(dǎo)和加速葉片衰老。隨著灌漿進(jìn)程的推進(jìn)，小麥旗葉的全氮含量逐漸降低，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（可溶性糖和淀粉）累積量逐漸升高，碳氮比比值增大，且施氮量越低，碳氮比越高，碳氮比升高的時間越早。綜合分析后發(fā)現(xiàn)，小

5、麥旗葉的衰老程度與碳氮比呈極顯著負(fù)相關(guān)。此外，試驗發(fā)現(xiàn)水分也會影響小麥葉片的碳氮平衡。灌溉和不灌溉相比，葉片的氮水平無顯著差異，但是在低氮水平下(N0和N60)，灌溉處理的旗葉葉片的碳氮比顯著高于無灌溉處理，同時其在灌漿進(jìn)程中葉片衰老時間也提前。而在高氮條件下，與不灌溉比，灌溉降低了葉片的碳氮比，推遲了碳氮比升高的時間。以上結(jié)果表明，施肥和灌溉影響了灌漿期旗葉的衰老，同時也影響了碳氮比，而葉片衰老和碳氮比有很好的相關(guān)性。
　　(3

6、)進(jìn)一步對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素分析發(fā)現(xiàn)，在低氮水平下，與無灌溉相比，灌溉顯著降低了籽粒產(chǎn)量;在中氮水平下(N120)，灌溉顯著提高了籽粒產(chǎn)量;而對高氮(N180)水平來說，灌溉對產(chǎn)量影響不明顯。分析表明，低氮水平下，灌溉會造成小麥千粒重、穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著降低，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量顯著減小;中氮水平下，灌溉則顯著提高了千粒重和穗粒數(shù)，從而提高了小麥的籽粒產(chǎn)量;而在高氮水平下，灌溉對千粒重?zé)o顯著影響，從而對產(chǎn)量無顯著影響。通過進(jìn)一步對灌漿期小麥旗葉氮

7、水平、碳水平和碳氮比的分析表明，低氮水平下，灌溉提高了灌漿中后期旗葉的碳氮比，從而加速了葉片衰老，造成產(chǎn)量的下降;，在中氮水平下，灌溉能使灌漿中后期的碳氮比相對穩(wěn)定，從而延緩了葉片衰老，提高了產(chǎn)量;而在高氮水平下，灌溉處理后灌漿中后期的碳氮比呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，葉片衰老無明顯變化，對產(chǎn)量的影響不顯著。
　　以上結(jié)果表明，不同小麥品種缺氮敏感程度和其在缺氮條件下的碳氮比有關(guān)，碳氮比升高幅度越大的品種，其衰老程度越嚴(yán)重。在田間環(huán)境