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施氮量对小麦氮素代谢及籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布的调节效应

王广昌

   本试验于2007-2009年在山东农业大学实验农场进行,选用大穗型小麦品种泰山9818和多穗型小麦品种山农15,研究了施氮水平对两种穗型冬小麦品种氮素代谢及籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布的影响,主要研究结果如下: 1施氮量对小麦氮素代谢的影响 大穗型品种泰山9818开花期不同营养器官氮素积累量明显高于多穗型品种山农15;成熟期泰山9818穗轴和籽粒的氮素积累量明显高于山农15。随着施氮量的增加,山农15籽粒氮素分配比例呈下降趋势;泰山9818则逐步提高。施氮更有利于氮素向大穗型品种泰山9818籽粒中的分配。 山农15和泰山9818的旗叶部分随施氮量的增加,其氮素转运效率呈降低趋势。其余部分营养器官均表现为0~240kg·hm~(-2)范围内随着施氮量增加,氮素转运效率降低,超过240kg·hm~(-2)转运率反弹显著增加。品种之间比较,泰山9818的旗叶、叶鞘部分的氮素转运率明显大于山农15,其他器官差异不大,说明泰山9818营养器官的氮素吸收转运能力高于山农15。山农15的氮素利用效率在施氮条件下,随施氮量的增加而提高;泰山9818氮素利用效率则在0~240kg·hm~(-2)范围内,随施氮量的增加而降低,继续施氮,利用效率提高。 相关性分析表明,2不同穗型小麦籽粒蛋白质含量与开花前小麦植株营养器官氮素积累量呈显著正相关(R~2=0.674),而与成熟期小麦营养器官氮素积累量相关不显著;与花后氮素转运量和转运效率均呈显著正相关,R~2分别达到0.7745、0.742。说明较高的花前氮素积累和花后氮素转运效率是提高小麦籽粒蛋白质含量的重要生理基础。 施用氮肥显著提高了2品种旗叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性。山农15旗叶硝酸还原酶活性高于泰山9818,但是泰山9818旗叶硝酸还原酶在高活力状态下维持的时间较长。 施氮显著降低了山农15清蛋白的比例,但施氮量的多少对其比例影响不显著;球蛋白和醇溶蛋白比例对氮素的响应不显著;与不施氮相比,施氮使SN15谷蛋白比例有所降低,但随着施氮量的增加,其比例逐渐升高,以240kg·hm~(-2)施氮处理最大。泰山9818醇溶蛋白和谷蛋白所占总蛋白比例在0~240kg·hm~(-2)施氮范围内,随施氮量的增加而增加,继续施氮,比例显著降低;球蛋白比例在施氮处理中,随施氮量的增加而降低。 2.施氮量对小麦籽粒谷蛋白大聚合体含量及粒径分布的影响 在小麦籽粒发育进程中,GMP含量呈先下降后上升再下降的趋势。0~240kg·hm~(-2)范围内施氮能够显著增加小麦籽粒中GMP的含量,施氮量继续增加则不利于小麦籽粒GMP积累。 成熟小麦籽粒中GMP颗粒粒径体积和表面积分布呈双峰曲线变化,粒径范围为0.375~256μm;数目分布呈单峰曲线变化,GMP颗粒主要由<10μm颗粒组成,>10μm的GMP颗粒仅占数目总量的0.1%左右。0~240kg·hm~(-2)范围内施氮显著提高了>10μmGMP颗粒数目百分比和体积百分比,表明施氮能够促进大颗粒GMP的形成。不同品种对施用氮肥的反应呈现差异。大穗型品种泰山9818籽粒GMP含量及颗粒粒径分布对氮素的反应较为敏感。 相关性分析表明,小麦籽粒谷蛋白大聚合体含量及其占总蛋白的比例均与<10μmGMP颗粒体积百分比呈负相关关系;与>100μm GMP颗粒体积百分比和体积平均粒径D(4,3)分别呈正相关和显著正相关关系。表明大粒径GMP颗粒具有较高的GMP含量。……   
[关键词]:小麦;施氮量;氮素代谢;谷蛋白大聚合体
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2010年