施氮期对小麦茎秆木质素合成的影响及其抗倒伏生理机制

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2014,40(9):16861694http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2014.01686施氮期对小麦茎秆木质素合成的影响及其抗倒伏生理机制*卢昆丽尹燕枰王振林李勇彭佃亮杨卫兵崔正勇杨东清江文文作物生物学国家重点实验室/山东农业大学农学院,山东泰安271018摘要:为明确氮肥施用模式对小麦茎秆木质素合成与积累及

2、抗倒伏能力的影响,2011—2012和2012—2013生长季,选用济麦22(抗倒伏)和山农16(不抗倒伏)品种,分析不同生育期追施氮肥处理的茎秆木质素含量和木质素合成相关−2−2酶活性,及其与抗倒伏指数和产量的关系。各处理总施氮量为240kghm,其中80kghm播前基施,其余氮肥按4种模式追施,分别是起身期和孕穗期各一半(N1)、拔节期全施(N2)、拔节期和开花期各一半(N3)和孕穗期全施(N4)。与N2和N3处理相比,N1和N4处理的茎秆木质素含量高,茎秆抗折力大,茎秆抗倒能力强。各处理对木质素合成关键酶活性有显著影响,其中N1

3、的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)和过氧化物酶(POD)活性较高;N2处理第2节间形成后0~7d时PAL、TAL和POD活性显著高于其他处理,但第2节间形成后21d时迅速下降;N3处理第2节间形成后0~21d时PAL、TAL和POD活性低,但开花期(21d)追氮延缓了3种酶活性的降低;N4处理显著提高了第2节间形成14d后的酶活性。在乳熟期和蜡熟期,两品种的基部茎秆抗折力和抗倒伏指数均以N1和N4处理显著优于其他处理,并且N1和N4处理的籽粒产量也显著高于其他处理。试验结果表明,孕穗期追肥的N1和N4处理有助于提高茎秆

4、中PAL、TAL、POD活性及木质素含量,提高小麦茎秆的机械强度及抗倒伏能力,降低小麦倒伏面积和倒伏程度。关键词:小麦;氮肥管理;酶活性;木质素;抗倒伏;产量EffectofNitrogenFertilizationTimingonLigninSynthesisofStemandPhysiologicalMechanismofLodgingResistanceinWheat*LUKun-Li,YINYan-Ping,WANGZhen-Lin,LIYong,PENGDian-Liang,YANGWei-Bing,CUIZheng-Yon

5、g,YANGDong-Qing,andJIANGWen-WenNationalKeyLaboratoryofcropBiology/CollegeofAgriculture,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,ChinaAbstract:Forunderstandingtheeffectsofnitrogenmanagementonligninsynthesisinwheatstemandplantlodgingresistance,afieldexperimentwasconduc

6、ted,usingthelodgingresistantcultivarJimai22andthelodgingsensitivecultivarShannong16,in2011–2012and2012–2013growingseasons.Theligninaccumulationinstem,activitiesofenzymesrelatedtoligninsynthesis,–1lodgingresistanceindex,andgrainyieldwereevaluatedunderfournitrogentreatmen

7、ts.Alltreatmentsreceived240kghani-−1trogenduringthewholegrowthperiod,inwhich80kghawasappliedbeforesowing.Theremainingnitrogenwasappliedatpseudostemerectionandbootingstages(1:1)forN1,atjointingstageforN2,atjointingandanthesisstages(1:1)forN3,andatbootingstageforN4treatme

8、nt.ComparedwithN2andN3,N1andN4weresuperiorinlignincontent,stemmechanicalstrength,andlodgingresistance.Nitrogen