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摘要：为了研究氮素匮乏对小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）光合特性的影响，以小麦品种中国春、和尚麦、丝籽麦为试验材料，测定了氮素匮乏和正常供氮（对照）下小麦幼苗的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、根冠比及光合特性相关指标。结果表明，
摘要：为了研究氮素匮乏对小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）光合特性的影响，以小麦品种中国春、和尚麦、丝籽麦为试验材料，测定了氮素匮乏和正常供氮（对照）下小麦幼苗的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、根冠比及光合特性相关指标。结果表明，缺氮处理后小麦叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度总体上均低于对照组，根冠比和胞间ＣＯ２浓度总体上高于对照组。表明氮素匮乏影响了小麦的叶绿素合成，导致小麦的光合速率降低，干物质积累变少，根冠比升高。
　　关键词：小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）；氮素匮乏；光合特性
　　在中国，小麦（TriticumaestivumL.）种植面积和产量仅次于水稻，居第二位，在农业生产中占重要地位。氮是植物生长发育主要的营养元素之一，是作物生产的基础条件，是形成作物产量和品质的第一要素［1］。禾谷类作物缺氮时表现为很少有分蘖，茎秆易出现红色或紫色，穗形短小，千粒重轻，导致诸多生理性状发生变化［2］。氮元素是叶绿素的组成成分，而叶绿素是植物进行光合作用的场所，因此叶绿素含量的多少直接与光合作用产物、碳水化合物的形成密切相关。叶绿素含量降低，同化合成能力、酶含量和活性下降，光合速率、蒸腾速率、气孔导度值降低等［3］，进而影响小麦的产量。有研究表明小麦在开花期施氮肥可提高叶片光合速率，延缓叶片衰老［4］。蔡国瑞等［3］研究表明，氮磷硫肥用量对强筋小麦群体光合速率、叶绿素含量和硝酸还原酶活性均具有明显的调节作用。李廷亮等［5］报道，随施氮量的增加，旗叶的净光合速率和叶绿素含量增加，气孔导度增大，胞间CO2浓度降低，旗叶蒸腾速率显著提高。罗来超等［6］发现在水培条件下，小麦喜好硝态氮营养。生产上对氮肥的调控是小麦产量形成的主要措施，在秸秆还田条件下，麦类作物氮肥的最佳施用量为高产高效农业提供了技术依据［7］。本研究初步探讨了氮素对小麦幼苗生长情况的影响，通过测定幼苗的叶绿素和可溶性蛋白质含量、根冠比及光合特性，探讨氮素对小麦幼苗生长的影响，为氮素在小麦生产上的应用提供一定的科学依据。
　　1材料与方法
　　1.1试验材料与处理
　　所用小麦品种为中国春、和尚麦、丝籽麦。各小麦材料在南京进行盆栽试验，9月初播种，每个材料播5盆，每盆直播4~5粒小麦种子。在自然温光条件下进行常规管理，各盆土壤肥力和管理措施保持一致，30d后，将幼苗取出，用水将其根部洗干净，将各小麦品种分为缺氮处理组和对照组，分别浇灌缺氮的营养液（缺氮处理组）和完全营养液（正常对照组），放入人工气候箱中培养。于培养7、10、14d测定生理指标，每组数据平行测定3次。
　　1.2测定指标与方法
　　1.2.1叶绿素含量的测定叶绿素含量以叶绿素相对含量即叶绿素SPAD值表示，采用SPAD-502型叶绿素计［8］进行测定。
　　1.2.2根冠比及可溶性蛋白质的测定处理14d后取出小麦幼苗，一部分用于可溶性蛋白质含量的测定，参照邹琦［9］的方法；另一部分冲洗干净后将地上部分与根系分离下来，在烘箱中80℃烘干24h，分别用电子天平称重，并计算根冠比。
　　1.2.3光合生理指标的测定选择晴天，用便携式光合气体分析系统（TPS-2，HansatechUK）测量完全营养液和氮素匮乏营养液培养的小麦幼苗的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。测定期间空气CO2浓度为340~360&mol/mol，气温31~33℃，相对湿度45%。每次测量3株，3次重复。
　　2结果与分析
　　2.1氮素匮乏对小麦叶绿素含量的影响
　　由图1可知，在同一时期下，各小麦品种缺氮处理组的叶绿素含量比对照组降低。植物缺氮时，体内叶绿素含量下降，叶片黄化，光合作用强度减弱，光合产物减少。且随着时间的推移，小麦叶片变黄的程度越发明显。由此说明，时间越长，缺氮对小麦叶绿素含量的影响越大，且叶子变黄的程度也越发明显。
　　2.2氮素匮乏对小麦可溶性蛋白质含量的影响
　　由图2可知，和尚麦、中国春、丝籽麦缺氮处理组的可溶性蛋白质含量与对照组相比显著降低。因为氮是组成蛋白质的重要元素，氮元素的增加可以增加有机物的含量。
　　2.3氮素匮乏对小麦根冠比的影响
　　由表1可知，和尚麦、中国春和丝籽麦缺氮处理组的根冠比显著高于对照组。随着时间的延长，缺氮处理组与对照组相比全株营养体变小，根系变小，但根冠比升高，说明植物加强了根的生长以吸收营养物质。
　　2.4氮素匮乏对小麦净光合速率的影响
　　由图3可知，在同一时期下，3个小麦品种缺氮处理组的净光合速率明显比对照组降低，在同一条件下，除14d时的丝籽麦外，其他各处理组与相应对照组差异均达显著水平。
　　2.5氮素匮乏对小麦气孔导度的影响
　　由图4可知，除丝籽麦和14d时的和尚麦外，其他各缺氮处理组的气孔导度均低于相应对照组。
　　２．６氮素匮乏对小麦胞间ＣＯ２浓度的影响
　　由图５可知，除１０ｄ时的丝籽麦和7d时的中国春外，其他各缺氮处理组各时期的胞间ＣＯ２浓度明显高于相应对照组，且随着时间的推移，处理组和对照组和尚麦、中国春和丝籽麦的胞间ＣＯ２逐渐降低。
　　２．７氮素匮乏对小麦蒸腾速率的影响
　　由图６可知，中国春和丝籽麦缺氮处理组的蒸腾速率明显低于对照组，这是由于缺氮直接影响小麦的气孔导度，进而影响小麦的蒸腾速率。
　　３讨论
　　氮是构成蛋白质、核酸、叶绿素、辅酶等的基本元素之一，对小麦的生长发育、子粒产量和品质有显著影响［１０］，氮肥施用量直接影响氮素的吸收、同化与转运，从而影响小麦的光合特性、生理代谢及产量形成。叶绿素是植物进行光合作用的场所，因此叶绿素含量的多少直接与光合作用产物、碳水化合物的形成密切相关。
　　从小麦的生长状况来看，以缺氮后７、１０、１４ｄ的小麦为研究对象，随着时间的推移，小麦的光合指标呈下降趋势，同时，时间越长，小麦叶片变黄的程度就越明显。试验结果表明，总体上氮素匮乏时小麦幼苗的根冠比和胞间ＣＯ２浓度高于对照组，叶绿素和可溶性蛋白含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率低于对照组。氮是叶绿素的必需成分，施氮可提高叶片的叶绿素含量和净光合速率，抑制作物蒸腾，氮肥缺乏会加速叶片组织的衰老，加快蛋白质酶的分解和氮素的转移，使叶片净光合速率降低［１１］，合理施用氮肥可促进根系发育，增强作物吸收利用水分、养分的能力，进而提高产量。
　　Ｅｖａｎｓ等［１２］发现，小麦旗叶二磷酸核酮糖羧化酶活性与叶片全氮含量呈正相关，小麦产量与开花后叶面积持续期呈正相关。氮素主要从翻译水平上影响蛋白质合成，影响光合作用的关键酶&&磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和丙酮酸磷酸双激酶的基因表达。Ｃｈｅｎ等［１３］又成功地将玉米Ｃ４型ＰＥＰＣ基因在另一禾本科作物小麦中实现了有效表达。可见在今后的研究中，通过基因工程手段与常规水肥调控相结合提高小麦的氮素利用，从而提高其光合生产力是一条新的途径。
　　参考文献：
　　［１］吴平．水稻氮素光合效率及有关叶片参数的测定［Ｊ］．浙江农业学报，１９９４，６（２）：１３１－１３４．
　　［２］郅娟娟，李友军，黄明，等．不同水分和氮素形态对小麦郑麦００４花后剑叶衰老及产量的影响［Ｊ］．江苏农业科学，２０１１，３９（３）：８４－８８．
　　［３］蔡瑞国，张敏，戴忠民，等．施氮水平对优质小麦旗叶光合特性和籽粒生长发育的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００６，１２（１）：４９－５５．
　　［４］康国章，王永华，郭天财，等．氮素施用对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响［Ｊ］．作物学报，２００３，２９（１）：８２－８６．
　　［５］李廷亮，谢英荷，洪坚平，等．施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响［Ｊ］．作物学报，２０１３，３９（４）：７０４－７１０．
　　［６］罗来超，苗艳芳，李生秀，等．氮素形态对小麦幼苗生长及根系生理特性的影响［Ｊ］．河南科技大学学报（自然科学版），２０１３，３４（４）：８１－８４．
　　［７］徐月明，王祥菊，刘萍．氮肥对弱筋小麦扬麦９号优质高产株型指标的调控［Ｊ］．湖北农业科学，２０１２，５１（２３）：５２８９－５２９３．
　　［８］孟军，陈温福，徐正进，等．水稻剑叶净光合速率与叶绿素含量的研究初报［Ｊ］．沈阳农业大学学报，２００１，３２（４）：２４７－２４９．
　　［９］邹琦．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０００．
　　［１０］朱兆良．农田中氮肥的损失与对策［Ｊ］．土壤与环境，２０００，９（１）：１－６．
　　［１１］王宁，刘义国，张洪，等．氮肥与精量秸秆还田对冬小麦花后光合特性及产量的影响［Ｊ］．华北农学报，２０1２，２７（６）：１８５－１９０．
　　［１２］ＥＶＡＮＳＪＲ．ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｉｎｌｅａｖｅｓｏｆＣ３ｐｌａｎｔ［Ｊ］．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，１９８９，７８：９－１９．
　　［１３］ＣＨＥＮＸＱ，ＺＨＡＮＧＸＤ，ＬＩＡＮＧＲＱ，ｅｔａｌ．ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔａｃｔＣ４ｔｙｐｅＰＥＰＣｇｅｎｅｃｌｏｎｅｄｆｒｏｍｍａｉｚｅｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎＳｃｉＢｕｌｌ，２００４，４９：１９７６－１９８２．
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　　 王辉教授入选 “陕西好人榜”
来源：党委宣传部 | 作者： | 发布日期： | 阅读次数： 8
由省委宣传部、省文明办共同评选的月份“陕西好人”榜日前揭晓，共分“助人为乐”“见义勇为”“诚实守信”“敬业奉献”“孝老爱亲”5类，评选出22人。我校王辉教授入选“敬业奉献”类陕西好人。
王辉，男，1943年生，西北农林科技大学教授。长期从事作物遗传育种科学技术研究，在小麦遗传育种理论、方法研究和小麦新品种选育研究方面取得了多项重要创新性成果，已在小麦生产中大面积应用，效果显著。
1.全国小麦生态研究 参加金善宝主持的全国小麦生态研究，参编出版了《小麦生态理论与应用》科学专著，对完善小麦生态理论与应用做出重要贡献。中国小麦温光特性研究获国家自然科学三等奖。
2.小麦育种理论与方法研究 针对小麦育种目标性状的多元化要求，创制出多亲本杂交、轮回选择、集优聚合的“常规优化育种法”。该技术能有效扩大杂种后代性状的变异幅度，提高杂种后代性状变异质量，便于进行综合性状优良的突破性品种选育，对提高育种效率有显著作用。
3.小麦新品种选育研究 小麦新品种选育是王辉同志科学技术研究的主体工作，主持育成西农1376、西农979等12个小麦新品种，累计推广近2亿亩，累计增收小麦40亿公斤。品种选育获陕西省科学技术一等奖2项、二等奖3项。其中西农979连续六年（）被农业部推介为黄淮海地区主导小麦品种，已成为黄淮麦区主栽品种之一，至2015年累计推广9400多万亩。上述育种成果为夯实国家粮食安全基础做出了突出贡献，2012年获得陕西省科学技术最高成就奖。
王辉事迹：一粒种 一生情
艰辛创业为梦想
跻身国家冬小麦四大品种、累计种植面积达一亿亩的“西农979”，是王辉教授谱写在中原大地上的丰收之歌。
从两亩试验地到亿万亩生产田，王辉教授的小麦人生，已走过四十余年，从意气风发的青年变成年逾古稀的老人。王辉教授的品格和境界，正如篇首小麦赋中描写寓意的那样：勤劳无争、奉献无悔、顺天应时、品悦沧桑。
新中国历史上，黄淮麦区前六次小麦品种的更新换代，西北农林科技大学的学者促成了其中的四次。这些学者中有开创小麦育种先河、培育出“碧蚂1号”品种、受到毛泽东主席亲切接见的赵洪璋院士，还有育成“小偃6号”、推广超亿亩、获得国家最高科技奖的李振声院士等。王辉教授正是赵洪璋院士的嫡传弟子。从种到收，栉风沐雨，从关中到黄淮，伴随着秋播夏收的岁月轮回，王辉教授把老一辈科学家“扎根黄土、心系民生、求实创新、无私奉献”的精神，不断传承和发扬。
由于经年累月的大田劳作和东奔西走，王辉皮肤黝黑，身材粗壮，虽为教授，却没有教授的书卷气，反而更接近一个地地道道的关中老农。
王辉1943年出生在杨凌李台乡五星西魏店，在青年成长的关键时期经历了三年自然灾害，没粮吃、饿肚皮的景象和感受深深地烙在心里，“学农业科技，不再让父老饿肚皮”，正是这个单纯美好的愿望影响并支撑了王辉的一生。
高中毕业填报大学志愿时，王辉毫不犹豫地在第一志愿中填上了西北农学院农学系，并如愿以偿地被录取。1968年，王辉以优异成绩毕业后去部队锻炼，后来分配到眉县农场。1973年回校，很幸运地被分配在大名鼎鼎的赵洪璋院士麾下作助手。在赵洪璋的指导下，热爱育种的王辉很快就钻了进去，成为赵老师手下的得力干将。多年的科研工作，让王辉认识到育种实践性很强，不下地根本摸不着。试验地、育种目标、亲本选配、田间选择、生产调查、群众需求等各个环节，他都要求团队成员深入大田中、生产中去发现问题，研究问题，解决问题。从九月初的整地、施肥、划行、分区及布置试验，十月份的播种，冬春季的田间观察记载、抗病鉴定及大田管理，初夏的授粉杂交、选择材料，盛夏的分类收获、晾晒，七月份的室内考种、室内选择和试验总结，八月份的试验安排，再回到九月份的整地，这一整套看似简单的环节，王辉团队的每个成员都很熟悉。早出晚归是王辉工作的常态。常常早上天刚亮就出门，晚上11点多才回家。在杂交、收获和晾晒时节，由于抢时间，中午基本不回家，午饭由家人送到地里，有时出门时就自备干粮，随身带上。工作的忙碌，使王辉由最初的顾不上吃早饭养成了现在不吃早饭的习惯。
1991年，他的第一个小麦品种“西农84G6”诞生。这时，王辉搞小麦育种已经18年了，开始有了课题和经费，着手组建自己的团队。随后，一批能吃苦耐劳、耐得住科研寂寞、热爱小麦育种的人，在王辉的指导和影响下成长起来，组成了一个和谐的团队。每年的“五一”“十一”，王辉和这些团队成员都是在大田的忙碌中度过的。“五一”做杂交，“十一”播种。即使是寒暑假，作为高校教师，他们也没享受过。当别的老师享受暑假的时候，他们则正在实验室里考种、做实验，寒假的时候，他们又马不停蹄地奔走在关中麦区查看苗情。“选出品种，造福百姓”，扎扎实实的目标，兢兢业业的工作，朴朴实实的作风，严严谨谨的态度，伴随和支撑着王辉及其团队年复一年日复一日地躬耕在小麦育种事业上。　　“西农1376”、“西农979”、“西农9718”等一个个小麦品种，在王辉的团队中相继诞生。这些小麦品种，因为均具有早熟、抗病、抗倒伏、高产、优质的特点，深受广大农民的喜爱而争相种植，并频获陕西省科技进步奖。
人才培养乐传承
王辉一辈子痴迷小麦育种，所思、所想都离不开小麦育种。随着分子生物学的深入发展，普通的小麦常规育种越来越难得到足够的经费支持，生存和发展就变得有点艰难。如何把赵洪璋教授的小麦常规育种的课题传承下去，是王辉经常思考的问题。他把这看作是自己的责任。他坚持认为，要想出良种，常规育种这条路必须一直走下去，而人才是完成这一任务的首要条件。
上世纪九十年代初，王辉教授组建了小麦育种团队。团队成员虽然都是自己的学生，但成为一个团队后，就变成自己的同事了。怎么样把大家凝聚到一起，让团队充满生命力，是团队负责人要思考的事。对王辉来说，他的办法就是以身作则，啥事都走在前面。“这样，下面的人才会服你。”团队成员孙道杰1993年本科实习时就跟着王辉，到现在已经20多年了。从一个大学毕业生成长为一名副教授，指导多名研究生。虽然有国家自然基金项目、863和973协作项目，却还一直是王辉团队的一员。王辉对团队成员的培养很看重，大都被送出去做访问学者或到科研层次更高的国内科研院所去合作研究。现在，王辉教授的小麦育种团队深受业内好评，成果频出，被西北农林科技大学评为优秀科研团队。
产业提升勤贡献
小麦是我国第二大粮食作物，是北方第一大粮食作物，而黄淮麦区是我国最大的小麦主产区，选育出适宜这一地区的单产水平高、品质好的小麦品种，就能为国家的粮食安全提供保障。王辉的小麦育种团队育出的“西农979”，于1987年开始组合配置，1997年完成组合配置，2005年经过一路过关斩将最终通过国审。从选育到审定，从品种到良种，从科研到生产，这对一个科研工作者来说，是一条很漫长的路。
育出一个好品种本来就很难，更难的是如何把一个好品种转化为现实生产力。当1991年第一个品种“84G6”诞生后，王辉背起了自己的种子，挤汽车赶火车，西走宝鸡，东到渭南，找当地的种子站、种子公司介绍过自己的麦种。但效果都不理想。2005年以来，西北农林科技大学探索的农业科技推广新模式，让王辉的团队看到了希望。在学校的支持下，“育种专家+种业集团”的良种推广模式开始实施。2006年，“西农979”落户素有“中原粮仓”之美誉的河南驻马店，迅速进入生产领域。
2007年，杨凌新西北种业公司在陕西兴平来祁寨村帮助村民示范种植的近千亩“西农979”被陕西西瑞面粉集团全部收购，拉开了陕西首个优质小麦品种产业化的大幕，售价高于市场普通小麦5％的价格，让农民得到了实惠。一位梁姓村民数着卖麦子得到的2037元，高兴得合不拢嘴，他说：“种了大半辈子小麦，今天着实卖了个好价钱……”
王辉的良种推广事业逐渐铺开了版图：优质、高产、早熟、多抗、广适的小麦品种，走出关中，走出陕西，挺进中原，覆盖黄淮，在小麦主产区发挥应有的作用。此后，陕西其他小麦品种也纷纷仿效这一模式，走出了关中，走入了黄淮。西农979的突出贡献，一是促成了陕西关中400万亩优质麦带建设，二是把以驻马店为代表的黄淮南片广大麦区由中产田变为优质高产小麦生产基地，推进了小麦产业链建设。
据不完全统计，王辉教授育成的十多个品种累计推广面积估计近两亿亩，其中“西农979”已达9000多万亩。累计增收小麦40亿公斤，为保障国家粮食安全做出了突出贡献。
在黄淮麦区，王辉和他的小麦育种团队依然活跃着。他们的小麦人生也还在继续，育种事业还在延续！
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