不同年代小麦品种产量和氮素利用效率的差异(2)
前人的研究中主要集中在小麦氮高效品种筛选和氮效率指标的评价，对不同年代小麦品种的氮素吸收利用特征以及其内在生理机制少有研究。作物的氮素营养状况是产量的物质基础，而氮素的同化利用主要依赖GS/GOGAT途径[9]，目前如何通过改善该途径以提高作物的氮同化能力还有待研究。提高小麦氮素同化能力是增产的重要突破口，而只有全面了解了小麦氮素同化机制，深入研究小麦品种改良过程中氮同化能力差异及其与产量的关系，对将来的生态环境和经济效益具有重要意义。
1 材料与方法
1．1 试验设计
大田试验在南京农业大学江浦农场进行，以扬麦16（2000s）、扬麦1（1960s）、南大2419（1950s）作为试验材料。试验设2个因子，即不同年代小麦品种和施氮量。设计全生育期施纯氮225kg hm-2(N225)和0kg hm-2(N0)2个氮肥处理，拔节期前追施，基追比为5:5。试验小区面积为3m*3m=9m2，行距25cm，条播，随机区组设计，3次重复。其余管理措施同大田高产栽培。分别在拔节期、开花期、灌浆期取小麦植株鲜干样，用于生理测定。
1．2 测定项目及方法
1．2．1 产量和产量构成因素
成熟期收取1m2小麦样段进行实收计产，并测定每平米穗数。人工收割并脱粒，自然晒干后称重获得籽粒产量。同时每小区取20穗考察穗粒数和千粒重。
1．2．2 氮效率
氮肥吸收效率（NRE，%）=（施氮区植株总吸氮量-无氮区植株总吸氮量）/施氮量*100%
氮肥农学效率(NAE, kg kg-1)=（施氮区产量-无氮区产量）/施氮量
氮素生理效率(NPE, %)=（施氮区产量-无氮区产量）/(施氮区植株氮素积累量-无氮区植株氮素积累量)
氮素收获指数(NHI,%)=成熟期植株籽粒氮素积累量/植株氮素积累量
1．2．3 干物质积累量
小麦播种后两周在田间调查基本苗，于拔节期、开花期和成熟期从各个小区取植株样品20株（开花期及以后取单茎）鲜样按茎秆、叶和穗分样，具体做法参照张宪政编著的《作物生理研究法》[41]，之后将各植株器官于105℃杀青30min，70℃烘干至恒重，称其干物质重。
1．2．4 氮素含量
大田试验于小麦各生育期（拔节期、开花期、成熟期）取植株样，将茎鞘、叶片等各器官分开，105℃烘箱杀青30min，80℃烘干至恒重，称重，磨碎后采用H2SO4-H2O2消化，以半微量凯氏定氮法进行植株含量的测定。
植株氮积累量（NAA）=植株氮含量*植物干物质积累量。
1．2．5 NR和GS
NR活性采用离体法测定。大田试验于拔节期、开花期和灌浆期取小麦植株旗叶叶片，迅速置于液氮中速冻50min分钟后放入-40℃待测。提取液缓冲液的组成为10mM半胱氨酸（PH8.7），1mM EDTA和磷酸缓冲液（25mM，PH8.7）。电子供体为NADH，其浓度为2mg.mL-1。具体测定步骤如下：叶片或根系剪碎后加5mL提取液和少量石英砂于研钵中，并于研磨至匀浆，将其转移于10mL离心管，10000g离心10min后得酶粗提液。另取一离心管加入1.2mL0.1KNO3，100mM pH8.7的磷酸缓冲液和0.2mMNADH，0.4mL酶粗提液，混匀后25℃反应30min，立即加入1mL 1%磺胺终止反应。反应结束后再加入1mL0.02%α-萘胺，4000g离心15min，分光光度计测其在540nm处的吸光度值。以0.1mol.L-1磷酸缓冲液（pH7.4）代替NADH为对照。根据回归方程计算出反应液中所产生的NO2-N的总量，重复三次。
GS活性测定取样方法同NR。剪取0.5g左右材料加入石英砂和磷酸缓冲液（pH7.6，内含1mmol.L-1EDTA,1mol.L-1MgCl2），冰上研磨趁匀浆，10000g离心20min后得粗酶提取液。吸取0.6mL 0.25mol.L-1咪唑-盐酸溶液、0.4mL 0.3mol.L-1谷氨酸钠、0.4mL 0.03 mol.L-1ATP-Na，0.2mL 0.5 mol.L-1MgSO4，和1.2mL酶粗提液，混合后在25℃保温5min后加入0.2mL羟胺，25℃反应15min后立即加0.8mL三氯乙酸-三氯化铁-盐酸混合液终止反应。4000g离心15min后用分光光度计测定540nm处的吸光度值。