施锌对冬小麦氮素吸收代谢关键化合物和酶的影响

摘要

锌是生物必需的微量元素之一。近年来随着对锌肥的大量研究，提出了施锌改善作物品质、促进作物生长和干物质积累、促进锌营养富集等观点，但对于锌元素在小麦氮素代谢循环中发挥作用的机理机制还需要更进一步的探究。因此，我们选用了偃高006和平安8号两个河南省广适冬小麦品种，水培试验0mg·L-1(Zn0)、15mg·L-1(Zn15)、30mg·L-1(Zn30)、60mg·L-1(Zn60)四个锌肥水平，盆栽试验设置了0mg·kg-1(Zn0)、10mg·kg-1(Zn10)、20mg·kg-1(Zn20)、40mg·kg-1(Zn40)四个锌肥水平，探索了锌元素促进冬小麦氮素代谢的机理机制。结果表明:
　　1.水培试验条件下，适当施锌显著增加两个品种冬小麦根长、根体积、分根数、根尖数，Zn15处理效果最好。适当施锌显著增加两个品种冬小麦幼苗氮素吸收量，且两个品种冬小麦氮素吸收量均在Zn15处理下最大;与对照相比，地上部氮吸收量最高增加57.02％，根部氮吸收量最高增加51.92％。
　　2.盆栽试验条件下，施用锌肥显著促进冬小麦增产。与对照相比，偃高006的产量在Zn10、Zn20、Zn40处理下分别增产30.86％、24.48％、10.91％;平安8号的产量在Zn10、Zn20、Zn40处理下分别增产32.45％、23.62％、13.22％。从产量构成因素来看，施用锌肥显著增加冬小麦的穗数和千粒重，对穗粒数无显著性影响。施用锌肥显著增加了两个品种冬小麦各部位氮、锌积累量。两个品种冬小麦籽粒中锌累积量均在Zn10处理下达到最大。
　　3.无论水培条件下，还是盆栽条件下，适当施用锌肥能显著提高两个品种冬小麦硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性，而盆栽条件下天冬酰胺合成酶活性无显著性提高。两个品种冬小麦开花期硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均在Zn10处理下达到最大。施用锌肥能够显著提高两个品种冬小麦灌浆期旗叶中谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺的含量。随着施用锌肥量的增加，两个品种冬小麦灌浆期旗叶中谷氨酸含量均呈现先升高后降低的趋势，但两个品种表现不同，偃高006在Zn10处理下谷氨酸含量达到最大，而平安8号则在Zn20处理下谷氨酸含量达到最大。
　　4.施用锌肥能够显著提高冬小麦籽粒蛋白含量。施用锌肥显著增加了两个品种冬小麦籽粒的总氨基酸含量。施用锌肥显著提高了籽粒中9种氨基酸的含量，其中必需氨基酸为苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸，非必需氨基酸为天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、脯氨酸，其他氨基酸变化不明显。这说明施用锌肥能够显著影响小麦籽粒氨基酸含量和组成比例。
　　在本文中，根据冬小麦的生长特性及其氮素代谢和蛋白质合成的关系发现，偃高006和平安8号适宜的施用锌肥量是Zn10水平，这可以为实际生产过程中合理施用锌肥提供一定的参考。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 锌肥

1．2 作物氮素的吸收同化及蛋白质合成

1．2．1 作物的氮素吸收同化

1．2．2 作物氮素的吸收同化及蛋白质合成过程中的关键酶

1．3 锌在植物氦素代谢循环中的作用

1．3．1 锌与植物生长发育

1．3．2 锌与酶

1．3．3 锌与遗传因子

1．3．4 锌与作物品质和产量

1．4 技术路线

2 引言

3 材料与方法

3．1 供试材料

3．2 试验设计

3．2．1 盆栽试验(2015～2016)

3．2．3 水培试验

3．3 测定项目及方法

3．3．1 样品采集

3．3．2 植株各部位中氮素积累量

3．3．3 植株各器官中Zn积累量

3．3．4 产量及产量构成要素

3．3．5 硝酸还原酶活性

3．3．6 谷氨酰胺合成酶活性

3．3．7 天冬酰胺合成酶活性

3．3．8 谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺含量的测定

3．3．9 籽粒蛋白含量

3．3．10 籽粒氨基酸含量

3．4 数据统计与分析

4 结果与分析

4．1 施Zn对冬小麦幼苗根系生长和氮素吸收量的影响

4．1．2 施锌对冬小麦幼苗氮素吸收量的影响

4．1．3 施锌对冬小麦幼苗硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的影响

4．2 施Zn对冬小麦不同时期氮素吸收代谢关键化合物的影响

4．2．1 施Zn对冬小麦产量及其要素的影响

4．2．2 施Zn对冬小麦籽粒Zn、N和蛋白质含量的影响

4．2．3 施Zn对冬小麦不同时期谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺含量的影响

4．3 施Zn对冬小麦开花期氮素吸收代谢关键化合物和酶的影响

4．3．1 施Zn对冬小麦产量及其构成要素的影响

4．3．2 施Zn对冬小麦不同部位N、Zn养分吸收积累的影响

4．3．3 施Zn对冬小麦开花期硝酸还原酶、天冬氨酸合成酶和天冬氨酸合成酶的影响

4．3．5 施锌对冬小麦籽粒蛋白含量和氨基酸组分的影响

5 结论与讨论

5．1 施Zn对冬小麦生长发育和N、Zn养分吸收积累的影响

5．2 施Zn对冬小麦氮素代谢和转运的影响

5．3 施Zn对冬小麦籽粒营养品质的影响

参考文献