干旱、氮肥对水稻氮素利用率及光合速率的影响

研 究 生 ： 张 涛研 究 生 ： 张 涛 导 师 ： 梁 建 生导 师 ： 梁 建 生

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步

计

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结

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题

依

据研

究

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展

研 究 进 展研 究 进 展 不同氮素水平对光合作用的影响

不同氮素水平对氮素利用率的影响

干旱对光合作用的影响

干旱对氮素利用率的影响

不同氮素水平对光合作用的影响不同氮素水平对光合作用的影响氮素对作物叶绿素、光合作用、暗反应的主要酶以及光呼吸等都有明显的影响，直接或间接影响着光合作用。

氮素是叶绿素的主要成分，施氮一般能促进植物 叶片叶绿素的合成。但是，不同氮素形态对作物叶片叶绿素含量影响不同。

提高光能利用率的主要途径是： 延长光合时间，增加叶面积。研究表明：氮素超过一定值后会降低同化速率。原因可能有：

1 、光合部位氮素含量增加，导致了氮同化作用 加强，进而与光合碳同化 竞争光合作用光反

应产生的同化力，即 ATP 和 NADPH ，竞争结

果是 CO2 同化速率降低。 2 、氮同化亦需要碳架，氮同化加强后，呼吸 作用向光合碳同化提供碳架的能力变小， CO2同化速率降低。

不同氮素水平对氮素利用率的影响不同氮素水平对氮素利用率的影响

硝酸还原酶是氮代谢中的一个重要的诱导酶，是否存在硝酸根及不同的氮源对其活性都有一定的影响。

GS/GOGAT 系统也在氮代谢中起重要作用。另外有研究表明，氨态氮对该系统的影响明显高于硝态氮。

干旱对光合作用的影响干旱对光合作用的影响干旱胁迫降低植物的光合速率：在轻度光合胁迫时，导致气孔关闭，进而引起光合速率的下降。在严重光合胁迫时，非气孔因素在引起光合速率的降低中起到极为重要作用。

干旱胁迫降低叶绿体对光能的吸收能力和转能效率。

干旱胁迫影响光合碳同化。

干旱对氮素利用率的影响干旱对氮素利用率的影响

水分利用效率随施氮量的增加而增加。

有研究表明，干旱胁迫能减少小麦吸氮量，干旱胁迫程度越大，小麦吸氮量越小。这是因为干旱胁迫可同时限制土壤养分的供应、作物吸收。

氮素一直是农业科学研究的重点，施氮量的多少不仅关系到产量的高低，而且对环境也有很大的影响，施氮过多不但不会增加产量，反而会引起环境污染，植物体内硝酸盐过多，还对人体有害。

选 题 依 据选 题 依 据

研究氮素代谢，及其与碳代谢的关系，可以指导农业施肥量，做到以最少的施氮量，取得最大的产量，提高氮素利用效率。

杂交稻对氮肥的需要量很大，但是两优培九较其他品种而言对氮的需要量更大。然而它的产量并不很高。其吸收的氮素究竟到哪里去了呢？水分胁迫对其光合作用、氮素利用率有何影响？这就需要对水稻的碳氮代谢、光合作用等进行研究，这将有助于更好的了解两优培九对氮的吸收特点，并指导水稻生产实践。

研 究 内 容 研 究 内 容 研究不同氮素水平及不同氮源对水稻光合作用的影响。

不同氮素水平对水稻氮代谢的影响，主要是对氮代谢关键酶的活性的影响。

不同环境条件下，水培苗叶片硝酸还原酶的活性变化，光合作用的变化，以求进一步了解碳、氮代谢的关系。

对水培苗根系活性进行测定，了解根不同部位的氮素吸收能力的差异，并研究根不同部位硝酸还原酶活性的差异。

改变环境条件，测定水稻叶片硝酸还原酶活性变化，进一步了解影响该诱导酶活性的机制。

研 究 方 法研 究 方 法

试 验 设 计

试 验 方 法

试验材料： 两优培九；汕优 63

5 月份中旬播种，六月中旬移栽，每池种植 10×20 株。

高氮处理为 22.5kg纯氮 / 亩，低氮处理为 10kg纯氮 / 亩。

试 验 设 计试 验 设 计

两优，干旱， 低氮

汕优，干旱，低氮

两优，干旱，高氮

汕优，干旱，高氮

两优，干旱，低氮

汕优，干旱，低氮 两优，干旱，高

氮汕优，干旱，高氮

两优，不干旱，低氮 汕优，不干旱，

低氮两优，不干旱，高氮

汕优，不干旱，高氮

两优，不干旱，低氮 汕优，不干旱，

低氮两优，不干旱，高氮

汕优，不干旱，高氮

试 验 方 法试 验 方 法

取水稻剑叶为试验材料。

水培池水稻取样于拔节期开始，至抽穗期后，每七天取样一次。

抽穗期后，进行 剪叶、疏花的处理。剪叶：只保留剑叶。疏花：隔一个花穗，去除一个花穗。

土 壤 含 水 量

湿土重 - 干土重 干土重

叶 绿 素 含 量 的 测 定叶 绿 素 含 量 的 测 定

95％的乙醇 10ml浸泡叶圆片， 60 度水浴，直至叶片变白，于 470 、 649 、 665nm处得到吸光值。根据公式 Ca=13.95D665-6.88D649

Cb=24.96D649-7.32D665

Cx.c=(1000D470-2.05Ca-114.8Cb)/245 计算出叶绿素含量。

茎 鞘 中 蔗 糖、可 溶 性 总 糖 测 定茎 鞘 中 蔗 糖、可 溶 性 总 糖 测 定

干样 水浴，提取

定容至 50ml

离心，取上清液

蒽酮法测定可溶性糖含量

间苯二酚法测定蔗糖含量

干样 加入高氯酸离心，取

上清液

定容至 50ml蒽酮法测定淀粉含量

叶 片 中 淀 粉 含 量 测 定叶 片 中 淀 粉 含 量 测 定

氮 素 测 定 氮 素 测 定

消煮

比色法测定氮素含量

定容至 50ml

光 合 速 率 测 定 光 合 速 率 测 定

采用 Li-COR 公司的

6400 光合仪进行测定

酶 活 性 的 测 定 酶 活 性 的 测 定

硝 酸 还 原 酶 等活 性 的 测 定

初 步 结 果初 步 结 果

叶 绿 素 含 量 的 变 化

氮 素 含 量 的 变 化

糖 含 量 的 变 化

ÈÕ ÆÚ

8/7 8/17 8/24 9/2 9/7 9/16 9/20

Ò¶ Â

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2

4

6

8

10

12

Á½ ÓÅ ¸ß µª Á½ ÓÅ µÍ µª

叶 绿 素 含 量 变 化叶 绿 素 含 量 变 化

氮 素 含 量 变 化氮 素 含 量 变 化

Á½¸ß Á½µÍ Á½¸ß¸É Á½µÍ¸É

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0.0

.1

.2

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.5

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糖 含 量 变 化糖 含 量 变 化

ÈÕÆÚ

8ÔÂ5ÈÕ 8ÔÂ21ÈÕ8ÔÂ26ÈÕ 9ÔÂ3ÈÕ 9ÔÂ10ÈÕ9ÔÂ16ÈÕ9ÔÂ21ÈÕ

Îü ¹

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.20

.25

.30

.35

.40

.45

.50

.55

Á½ÓÅ ¸ß µªÁ½ÓÅ µÍ µª

下 步 计 划下 步 计 划测定盆栽水稻在不同氮源下光合速率的差异

盆栽水稻在不同氮源条件下硝酸还原酶活性的差异

盆栽水稻在不同氮源条件下碳氮比，及其与硝酸还原酶活性的关系

不同氮素水平处理水培水稻苗的光合速率的差异

水培水稻根冠比与不同氮素水平及不同氮源的关系

水培苗根系活力测定水培苗根系不同部位硝酸还原酶活性测定

敬请批评指正！谢谢