复习-作物生理.doc

中国农业大学博士研究生入学考试题-作物生理学2004年（5题每题20分）：1.比较分析环境因子对禾谷类作物籽粒淀粉合成和蛋白质积累的影响及其异同点。1、地域禾谷类作物籽粒蛋白质和淀粉含量有明显的地区差异性。在同一经度上由北向南每推进10，籽粒中蛋白质平均提高4.5%，淀粉含量平均降低0.5%。而在同一纬度上由西向东推进40，蛋白质含量提高了5.47%。低温和长昼减慢了淀粉的生物合成。2、温度温度对禾谷类作物籽粒蛋白质和淀粉含量的影响，主要是指气温。玉米、水稻、大豆等作物籽粒蛋白质含量均随气温的升高而增加。籽粒蛋白质含量与抽穗至成熟期间的平均气温呈显著正相关。多数研究认为，水稻籽粒成熟期间的温度(无论是气温还是水温)与稻米直链淀粉含量呈负相关。有研究表明，在2231的温度范围内，随着平均温度的升高，低直链淀粉品种的直链淀粉含量下降，但中等和高直链淀粉品种，直链淀粉含量未改变。3、水分小麦、水稻、豆类及油料作物等籽粒蛋白质和淀粉含量随降水量增加、土壤水分增多而减少。水分不足条件下，含量提高可能与籽粒缩小有关。4、养分增施氮肥，可以提高籽粒蛋白质含量。磷钾肥对蛋白质含量的影响是间接的。与氮代谢有关，施用适量磷钾肥有助于氮肥发挥作用，氮磷钾配合施用，产量和蛋白质含量均明显增加，蛋白质总量提高近1倍。施肥可以提高籽粒中蛋白质含量，但蛋白质的生物价值却有所降低。此外，硫能提高蛋白质含量，改善蛋白质的氨基酸组成。施用钾肥和磷肥有利于子粒淀粉含量的提高，氮肥能引起淀粉含量的下降。4、病虫害病、虫危害均使使子粒淀粉和蛋白质含量下降。2.以某一作物为例，分析其源库特征与栽培对策。玉米“源”、“库”、“流”是玉米产量构成的三大因素。只有当作物群体和个体的发展达到源足、库大、流畅的要求时，才可能获得高产。实际上，源、流、库的形成和功能的发挥不是孤立的，而是相互联系、相互促进的，有时可以相互代替。从源与库的关系看，源是产量库形成和充实的物质基础。作物在正常生长情况下，源与库的大小和强度是协调的，否则，若有较多的同化物而无较大的贮存库，或者有较大的贮存库而无较多的同化物，均不能高产。因此，要争取单位面积上的群体有较大的库容量，就必须从强化源的供给能力人手；同样，适当增大库源比对提高源活性，促进干物质积累也具有重要意义。源、库器官的功能是相对的，有时同一器官兼有两个因素的双重作用。茎的生长过程中，贮积了大量有机物，开花后这些结构成分可能被“征调”转移到籽粒中。从库、源与流的关系看，库、源大小对流的方向、速率、数量都有明显影响，起着“拉力”和“推力”的作用。通常，同化物的运输是由各生长部位的相对库容量决定的，要使同化物更多地转运到库器官，必须增加库的相对需求量(拉力)。源、流、库在作物代谢活动和产量形成中构成统一的整体，三者的平衡发展状况决定作物产量的高低。一般说来，在实际生产中，除非发生茎秆倒伏或遭受病虫危害等特殊情况，流不会成为限制产量的主导因素。但是，流是否畅通直接影响同化物的转运速度和转运量，也影响光合速率，最终影响经济产量。源、库的充分发展及其平衡状况往往是支配产量的关键因素。增产的途径是增源与扩库同步进行，重点放在增加源和库源比上。但是，当源（叶面积）达到一定水平，继续增库（穗）会使源（叶面积）超出适宜范围，此时，增源的重点应及时转向提高光合速率或适当延长光合时间两方面，扩库的重点则应由增穗转向增加穗粒数和粒重。在作物高产栽培中，产量的主要限制因素是库而不是源，只有在增库的基础上扩源，即在增加单位面积库容量的基础上，提高作物生长后期群体物质生产量，才能进一步提高产量。此外，源、库在产量形成中相对作用的大小随品种、生态及栽培条件而异。可见，高产的关键不仅在于源、库的充分发展，还必须根据作物品种特性、生态及栽培条件，采取相应的促控措施，使源库协调，建立适宜的源库比。一、改善光合源性能，提高光合产物的供应能力改善光合源性能，提高光合产物的生产、供应能力，是挖掘玉米产量潜力、增加产量的物质基础和根本途径。1、增加光合面积，扩大生产规模。选用株型紧凑、保绿性好的玉米品种，较高的叶面积指数和叶面积持续期可提供单位土地面积上的光合面积，从而增加干物质积累，提高源的供应能力。2、延长叶片功能期，增加叶面积持续期及其开花后的比例玉米开花后要保障其合理的肥水供应，延长叶面保绿性功能期，可有效地延长花粒期群体光合的持续期，对保障子粒灌浆期间光合源的充分供应十分有利。3、提高光合能力，增加干物质生产4、改善群体冠层结构二、增加群体库容量1、增加单位面积穗粒数一是要合理密植，增加收获穗数。合理密植的原则就是根据品种和栽培条件确定适宜密度，保证群体结构合理，群体和个体的协调发展，使穗数、粒数和粒重三者的乘积达最大值。二是选用大穗型品种，提高结实率。2、提高千粒重科学管理，肥水充足，适当晚收。3.从作物对干旱的反应与适应性，分析节水与高产相结合的可能途径。作物的抗旱机制主要有三种方式：避旱性、耐旱性和干旱逃避。作物抗旱性是作物的一种适应反应，是指作物具有忍受干旱而受害最小，减产最少的一种特性。适应干旱条件的形态特征是：根系发达而深扎，根/冠比大（能更有效地利用土壤水分，特别是土壤深处的水分，并能保持水分平衡），增加叶片表面的蜡面沉积（减少水分蒸腾），叶片细胞小（可减少细胞收缩产生的机械损害），叶脉致密，单位面积气孔数目多（加强蒸腾，有利吸水）。途径：1、利用农艺措施，提高产量，减少水分消耗 (1)建立与区域水资源相适应的种植制度（2）选育抗旱性强的品种（3）减少无效消耗（4）培肥地力，进行水肥一体化调控（5）运用化学制剂保水节水技术2、提高作物抗旱性 选育抗旱品种是提高作物抗旱性最根本的途径，此外，也可以通过以下措施来提高作物的抗旱性。1抗旱锻炼 在种子萌动期予以干旱锻炼，可以提高抗旱能力，我国农民在栽种玉米、棉花、谷子等作物中，在苗期适当控制水分，起到促下（根系）控上（地上部），适应干旱，这叫做蹲苗。2合理施肥 合理施用磷、钾肥，适当控制氮肥，可提高作物的抗旱能力。磷促进有机磷化合物的合成，提高原生质胶体的水合度，增加抗旱性。钾能改善作物的糖代谢，增加细胞的渗透浓度，保持气孔保卫细胞的紧张度，促进气孔开放，有利于光合作用。钙能稳定生物膜的结构，提高原生质的黏度和弹性，可以提高搞旱能力。3施用抗蒸腾剂 抗蒸腾剂是一些能降低蒸腾作用的化学药剂。4.根据作物生理学的性质和发展史，谈谈作物生理学在作物改良中的应用前景。植物生理学对作物生物学特性的研究和生理指标的测定，就是制订农业区化、栽培模式、充分发挥作物潜力的理论依据。（1）植物生理学与作物光合作用弄清楚作物品种之间光合速率间的差异的原因，有可能将高光效特性作为主要的育种目标，通过品种间杂交和生物工程等措施，将高光效特性与其他优良特性结合在一起，形成新的超高产品种。根据近年来的研究结果，作物产量由于光合速率的限制而遭受到的最严重的两项损失，一是在干旱、高温、强光等条件下广泛存在的光合作用午间降低，即“光合午休”，二是在产量形成期叶片光合功能的过早衰退，有些作物两大漏洞兼而有之。（2）植物生理学与育种学相结合作物生理育种作物育种的根本任务是认识和改造植物，不断提高农作物的产量和品质，增强其适应性和抗逆性。50-60年代，植生工作者与育种工作者结合，通过杂交选育抗寒、冻、旱、盐以及抗病虫害新品种。在光合作用与产量关系的理论指导下，开创了以培育矮杆、抗倒、叶片直立、理想紧凑型品种。育种还应考虑最大限度地挖掘植物体的生产潜力，提高植物的光能利用率，具有重要的实践意义。从育种角度考虑就需育成高光效的种子供农业生产利用。在品质育种中，借助植物生理学弄清以上种种关系，在协调产量与品质矛盾上一定会有所作为。杂种优势是作物育种的重要方向，关于雄性不育的机理和杂种优势的生理基础研究，是植物生理学与育种相结合的重要内容之一。（5）农业生产中的间作、套种、轮作复种指数是全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。国内外无数事实说明，提高复种指数是充分利用光能、提高产量的有效措施。提高复种指数的方法很多是通过轮、间、套种获得的。轮、间、套种技术的大面积推广以及株型改变、密植的合理应用将对增加农作物产量产生重大的影响。5.简析植物生长分析的主要指标及方法。所谓作物生长分析就是以测定干物质增长为中心，进而测定叶面积，计算与光合作用生理功能相关的有关参数，比较不同作物、不同品种、不同生态环境条件下的作物生长和产量形成差异，从而制定合理栽培技术和措施的研究方法。1、相对生长率(RGR) 单位时间单位重量植株的重量增加，通常用g/g.d或g/g周表示。2、净同化率(NAR) 表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量。3、叶面积比率(LAP) 叶面积与植株干重之比(LAV)称叶面积比率，即单位干重的叶面积。4、比叶面积(SLA) 比叶面积也称叶面积干重比，为叶面积与叶干重之比，在某种意义上是叶子相对厚度的一种度量。5、叶干重比（LWR） 叶干重比是叶的干重与植株干重之比。6、作物生长率(CGR) 作物生长率又叫做群体生长率，它表示在单位时间、单位土地面积上所增加的干物重。7、叶面积指数（ LAI）单位土地面积上的叶面积。8、光合势（LAD） 通常用m2d表示，光合面积与光合时间的乘积。1.简述作物氮同化过程，并分析提高作物氮利用效率的途径。氮同化过程：土壤中无机氮化合物中以铵盐和硝酸盐为主，植物从土壤中吸收铵盐后，可直接利用它去合成氨基酸。如果吸收硝酸盐，则必须经过代谢还原才能被利用。硝酸盐的还原：NO3还原为NO2都是在细胞质中进行的，由硝酸还原酶催化进行，所需的供氢体优先利用NADH。亚硝酸的还原：亚硝酸进一步被亚硝酸还原酶还原成NH4+，需要光和CO2参与。在叶绿体内，NiR利用光合作用光反应提供的还原型铁氧还蛋白作电子供体将NO2还原成NH4+。在根部进行的亚硝酸盐还原，其还原力是来自呼吸作用产生的NAD(P)H。氨态氮的同化：植物还原形成的NH4+和从土壤中吸收的NH4+，可立即被同化为氨基酸，也可部分形成酰胺作为贮存、运输或解毒形式。氨的同化可在根、根瘤和叶部进行，氨同化是通过谷氨酸合成酶循环进行的。NH4+同化时，首先在谷氨酰胺合成酶的催化下与谷氨酸结合形成谷氨酰胺，生成的谷氨酰胺再在谷氨酸合成酶的催化下与酮戊二酸形成谷氨酸。该循环可周而复始的进行。形成的谷氨酰胺和谷氨酸可进一步通过转氨作用、氨基交换作用等一系列反应形成其它各种氨基酸。提高作物氮利用效率的途径1、科学施肥，提高肥料利用率。根据作物不同生育阶段的营养特点，优化施肥，配方施肥。2、合理耕作，以耕促肥。适当的耕翻和中耕能提高土壤的通气性和蓄水能力，加速土壤矿质营养的风化释放和有机质的分解转化，显著地增加土壤有效养分。3、合理灌排，以水促肥。4、轮作换茬，调节土壤肥力。5、因地、因作物施肥。根据土壤的供肥能力、PH值和作物的需肥特点，合理地确定肥料的施肥量和品种。6、氮、磷、钾、有机肥混合使用。2.从禾谷类作物籽粒灌浆动态变化过程和后期叶片光合速率动态变化过程及其相互关系，分析提高粒重的途径。禾谷类作物子粒形成一般经历子粒形成、灌浆、成熟三个时期。其中子粒形成期始于开花受精期，子粒体积建成，胚乳逐渐变为清乳状；灌浆期是子粒形成的关键时期，子粒含水量逐渐降低，子粒干重急剧增长；成熟期，子粒含水量继续下降，子粒干重增加速度逐渐变小，至腊熟期末粒重达最大值。玉米群体光合速率在一生中的变化呈单峰型曲线。从出苗到成熟随着植株的生长发育，群体光合速率逐渐增加，至开花前后达最大值，而后急剧下降。开花至成熟是群体光合的下降期，其下降速度主要受单叶光合能力的影响，表现为群体光合速率下降的时间早于叶面积指数和光能截获率的下降，而且下降速度也快。这主要是叶片衰老、单叶光合能力下降所致。有研究表明，叶片光合速率与子粒干重增长速度呈正相关。由于子粒干物质积累的主要来源，一是茎鞘等器官的贮藏物质，二是光合器官所制造提供的光合产物。因此，开花后，叶片光合速率还维持在较高水平，制造提供的光合产物较多，子粒干重增长速度较快。随着叶片衰老，叶片光合速率不断下降，子粒干物质积累的来源以贮藏物质转运为主，导致粒重积累速度不断减小。提高粒重的途径：1、增加子粒干物质来源。也就是从源的角度，增加光合物质生产与有机养料的供应。注意选用株型紧凑、耐密植、保绿性较好的品种，合理密植，建立合理的群体结构，灌浆期保持一定的绿叶面积，防止早衰，延长叶片光合作用功能期，使叶片光合速率维持在较高水平的时间尽量延长，增加灌浆物质来源，增加粒重。2、扩大子粒体积。也就是增大子粒的库容量，提高光合产物的贮存能力。在子粒形成的减数分裂期，注意保障充足的肥水供应，增加子粒胚乳细胞的分裂数目和充实程度。3、促进光合产物的运转。调控后期肥水供应，保证较好的植株营养状况，提高灌浆强度，防止上部叶片早衰，提高茎鞘等器官中贮藏物质的转运效率。3.以一具体作物为例，谈谈你对“理想株型”和“合理冠层结构”的认识。水稻产量是群体形成的，只有建立高质量的高效群体，才容易获得高产和优质。培育理想株型是建立水稻高效群体的基础，高效群体是形态结构和生理功能都达到理想状态的必然结果。理想株型：水稻苗期和分蘖期根系发达，抗寒性较好，分蘖力较强；拔节后株型紧凑，叶片直立；半矮秆，抗倒伏；抽穗灌浆期穗直立或下垂，通风透光好，根系活力较强，叶片不早衰，光合能力强，光合产物多；源、库、流协调，产量较高。合理冠层结构：指群体的大小、分布、组成、动态等都适合水稻的品种特性及当地的地力条件、生产条件、气候因素等，使群体与个体协调发展的结构。经济有效地利用阳光、地力、达到高产，稳产、低成本的目的。技术途径：1、促使分蘖早生快发，保证在有效分蘖期达到适宜的茎蘖数，提高分蘖质量和成稿率，最终达到适宜穗数，是分蘖期管理的主攻目标。2、在培育壮秧的基础上，建立合理的群体结构，采用宽行窄株，合理稀植，保证落田苗数。在管理上促早发，充分利用低位分孽，重视搁田烤田 ，控制苗峰，以提高成穗率，在保证足穗的同时，为增加每穗颖花数奠定基础。3、改善减数分裂期的营养条件，能减少颖花退化，扩大谷壳体积，促进胚乳充实饱满，开花后的灌浆期，直至谷粒完熟，其碳水化合物的供应状况，直接影响米粒大 小和品质的好差。重视调控土壤水、气及根外追肥，均有助于扩大充实粒重。4.试论细胞分裂素对作物源库关系的调控作用。CYT的主要作用是促进植物生长发育，在源一库关系中起重要调节作用。1、细胞分裂素细胞分裂素能促进细胞分裂与膨大，促进短日照的开花，甚至还能促进长日照植物开花。在开花前不久，根部施用CYT可以促进胚乳细胞分裂而提高粒重。2、细胞分裂素能促进侧芽萌发，打破顶端优势，同时能延缓衰老，延长开花期，抑制不定根生成。细胞分裂素可以显著延长叶片保绿时间，延长叶片功能期，改善作物源库关系，增强源的供应能力。3、防止果树生理落果。用细胞分裂素液处理果树幼果，可以显著地防止第一次生理落果。4、促进瓜类蔬菜果实的膨大。在谷类作物子粒发育期间，CYT的活性在开花之后的几天之内就达到最高峰。 植物生长激素种类一、生长素。生长素能明显促进植物的生长，诱导向光生长，维持顶端优势等生理作用，可抑制短日照植物的开花，促进长日照植物开花。1、促进生根。2、防止落花。现在在蔬菜生长上使用最多的就是防止落花落果。就能有效的防止落花落果，并促进果实膨大。二、赤霉素类。赤霉素能促进细胞的伸长和分裂，促进茎伸长生长，能部分代替光照和低温条件，促进开花。1、促进发芽。2、促进生长。3、促进雄花发生。瓜类蔬菜为雌雄同株异花作物，可诱导雄花的发生。在育种工作中，还可以采用赤霉素诱导雄花的发生的作用，使全雌型黄瓜品种产生雄花，促进繁育。三、细胞分裂素。细胞分裂素能促进细胞分裂与膨大，促进短日照的开花，甚至还能促进长日照植物开花。细胞分裂素还能促进侧芽萌发，打破顶端优势，同时能延缓衰老，延长开花期。促进瓜类蔬菜果实的膨大。四、脱落酸。脱落酸是抑制植物生长的物质。脱落酸能部分代替短日照的作用，促进一些短日照植物在长日照条件下开花。五、乙烯。实际生产应用上主要是在番茄春早熟栽培和秋季延后栽培的果实处理上。当果实已经充分长成（果皮发白）时，使用乙烯可以加快转红。另外，乙烯也能促进雌花的发生。5.简述作物耐热性的机理。热激蛋白（HSP）是生物受高温刺激后大量表达的一类蛋白，普遍存在于动物、植物和微生物中。植物对高温的适应能力取决于生态习性，一般生长在干燥炎热环境下的植物，其耐热性高于生长在潮湿和冷凉环境下的植物。如C4植物起源于热带或亚热带地区，其耐热性一般高于C3植物。耐热性植物在代谢上的基本特点是构成原生质的蛋白质对热稳定。这种热稳定性主要是决定于蛋白质分子的牢固程度与键能大小。凡疏水键与二硫键越多的蛋白质，抗热性越强。同时耐热植物体内合成蛋白质速度很快，可以及时补充因伤害造成的蛋白质的损耗。另外，耐热植株可产生较多的有机酸与NH4+结合消除NH3的毒害。高温锻炼也可提高植物耐热性，因为高温处理会诱导植物形成热击蛋白，其次，湿度和矿质营养与植物耐热性和抗热性也相关。一、低温对植物的影响1、冷害机理 植物冷害的主要机理是由于在低温下，构成膜的脂类由液相转变为固相，即膜脂相变，引起与膜相结合的酶失活。膜脂相变的温度随脂肪酸链长度的增长而增加，而随不饱和脂肪酸含量的增加而降低。温带植物之所以比热带植物更耐低温，就是因为构成膜脂的不饱和脂肪酸含量更高的原因。另外，寒流时造成细胞膜透性改变，影响细胞内的代谢活动，造成植物体内新陈代谢紊乱。2、提高植物抗冷性的措施 低温锻炼是个很有效的措施，因为这样能使植物对低温有一个适应过程。例如，春季温室和温床育苗时，在露天移载前应先降低室温或床温，这样锻炼后的幼苗抗冷性较强，否则突然遇到低温时会受到灾害性影响。如西红柿苗移出温室前先经 12d10左右的低温处理，移栽后即可抗512左右低温；黄瓜苗经10低温锻炼后可抗35低温。细胞分裂素、脱落酸和其它一些植物生长调节剂及化学药物也可提高植物抗冷性。如玉米、棉花种子播种前用福美双处理，可提高植株抗冷性。PP333、抗坏血酸等用于苗期喷施或浸种，可提高水稻幼苗抗冷性。此外，调节氮、磷、钾肥的施用比例，增加磷、钾比重能明显提高植物抗冷性。3、冻害的机理 冻害主要是低温形成的冰晶对细胞的伤害，冰晶的形成包括细胞间结冰和细胞内结冰。胞间结冰引起植物受害的主要原因：一是原生质严重脱水，使蛋白质变性或原生质发生不可逆的凝胶化；二是冰晶体对细胞的机械压力造成机械损伤，破坏原生质；三是结冰植物如果此时遇到温度骤然回升，冰晶迅速融化，原生质来不及吸水膨胀而被撕裂损伤。胞内结冰则对质膜、细胞器以及整个细胞产生破坏作用，给植物带来致命损伤。也有人认为冰冻的伤害是由于蛋白质分子间二硫键(SS)的形成，从而破坏蛋白质的空间结构所造成的。4、提高植物抗冻性的措施 抗冻锻炼能有效提高植物的抗冻能力。通过抗冻锻炼后的植物体内会发生一系列适应低温的生理生化变化。如降低细胞自由水含量，相对增多束缚水，减少胞内外结冰危害，膜不饱和脂肪酸增多，膜相变的温度降低；同化物质特别是糖的积累增多；激素比例发生变化，如脱落酸增多等。 一些植物生长调节物质可用来提高植物的抗冻性。用矮壮素与其它生长延缓剂来提高小麦抗冻性已用于农业生产。另外，脱落酸、细胞分裂素等也都具有增强玉米、梨树和甘蓝等作物的抗冻能力。 作物抗冻性的形成是对各种环境条件的综合反应。因此，环境条件如日照长短、雨水状况、湿度变幅等都可以决定抗冻性强弱。所以应当采取有效的农业措施，加强田间管理来防止冻害发生。例如及时播种、培土、控肥与通气来促苗健壮，提高抗冻能力；寒流霜冻前实行冬灌、烟熏、盖草以抵御强寒流袭击；实行合理施肥，提高钾肥比例，用厩肥与绿肥压青，提高越冬或早春作物御寒能力。此外，早春育秧采用薄膜苗床与地膜覆盖等也可有效防止冻害。二、高温对植物的影响高温对植物的伤害可分为直接伤害和间接伤害两种。1直接伤害 主要指高温直接影响细胞质的组成结构，在短期内出现症状，并从受热部位向非受热部位传递蔓延。直接伤害的机理可能是由于：一方面是高温破坏维持蛋白质空间构型的氢键和疏水键，使蛋白质发生变性；蛋白质变性最初是可逆的，在持续高温下，很快转变为不可逆的凝聚状态：另一方面高温促进生物膜中脂类(特别是不饱和脂肪酸)的释放，形成液化小囊泡，破坏膜结构，使膜失去半透性和主动吸收的特性，即脂类液化。2间接伤害 间接伤害是指高温导致细胞代谢异常，使植物受害：一是高温常引起类似旱害产生的植物过度蒸腾失水，导致细胞失水造成代谢失调，而使植物生长不良；二是高温下呼吸作用大于光合作用，即物质消耗多于物质合成，若高温持续时间继续延长，植物体内淀粉与蛋白质含量显着减少，造成植物出现饥饿甚至死亡；三是高温可抑制植物的有氧呼吸，同时积累无氧呼吸所产生的有毒物质，如乙醇、乙醛和氨等产生毒害；四是高温使某些生化环节发生障碍，如降低蛋白质的合成能力，致使植物缺乏某些必需的代谢物质，从而引起植物生长不良或出现伤害。 (一)渗透胁迫由于高浓度的盐分降低了土壤水势，使植物不能吸水，甚至体内水分外渗，因而盐害通常表现为生理干旱。盐土中生长的植物一般植株矮小，叶片小而蒸腾弱。(二)离子毒害盐土中Na+、Cl-、Mg2+、SO42+等含量过高，会引起K+、HPo42-或No3-等缺乏。由此造成植物对离子的不平衡吸收，使植物生长发生营养失调及单盐毒害作用。(三)破坏生理代谢 盐分胁迫抑制植物的生长和发育，并引起一系列的代谢紊乱：如盐分过多使PEP羧化酶和RuBP羧化酶活性降低，叶绿体降解，叶绿素和类胡萝卜素合成受到干扰，气孔关闭，抑制光合作用；高盐时植物呼吸作用受抑，氧化磷酸化解偶联；盐分过多促进蛋白质分解，降低蛋白质合成。另外，盐胁迫还使植物体内积累有毒代谢产物，如小麦和玉米等在盐胁迫下产生的氨害等。试验表明，NaCl浓度的增高还会造成植物细胞膜渗漏率的增力口。三、提高作物抗盐性的途径种子在一定浓度的盐溶液中吸水膨胀后再播种，可提高作物的抗盐能力，如棉花和玉米种子可用3NaCl溶液预浸1h，以增强耐盐力。用植物激素如IAA喷施植株或用IAA溶液直接浸种，均可促进作物生长与吸水能力，提高抗盐性，ABA能诱导气孔关闭，减小蒸腾作用和盐的被动吸收，因而也可用于提高作物的抗盐能力。另外，改良土壤、培养耐盐性品种、洗盐灌溉法等都是农业生产上抵抗盐害的重要措施。2006年名词解释（10题2分）：相对生长率指单位时间单位重量植株的重量增加，通常用g/g.d或g/g周表示。比叶面积为叶面积与叶重之比,用以表示叶的厚度.韧皮部装载是指同化物从合成部位通过运输进入筛管伴胞(SE CC)复合体的过程。根压指的是植物通过消耗能量，通过主动吸收离子，水分随浓度差往上沿木质部运动的生理过程。群体消光系数是衡量作物群体对太阳光能利用情况的一个因素。通常表示到达冠层顶部的光合有效辐射在通过作物群体时的衰减程度。它因品种类型、群体结构和叶面积指数大小而异。光合势是反映作物光合功率的潜势的指标,指单位土地面积上作物全生育期或某一阶段生育期中有多少平方米叶面积在进行干物质生产，其单位以平方米日表示。渗透调节指植物在环境胁迫（如干旱、冷冻或高盐浓度）下，在细胞内通过代谢活动，合成某些对原生质无伤害的有机物质以降低水势、平衡其周围环境的胁迫。延迟型冷害是冷害的一种类型，是指作物生长发育期间（主要是营养生长期、有时也包括生殖生长期）遇到低温，消弱了生理活性而使生育期显著延迟，作物不能正常成熟而减产的现象。障碍型冷害，作物在生殖生长阶段，主要是孕穗期和抽穗开花期遇短时间低温,生殖器官的生理机能被破坏,影响孕穗和受粉，造成空壳减产。水分饱和亏缺（WSD）是植物细胞组织在水分饱和情况下的含水量与实际含水量的差值，是衡量植物体在干旱胁迫条件下叶片水分状况的一个重要指标，它反映了在水分不足时植物组织蒸腾时的耗水补充程度和恢复能力的差异。果聚糖是一类有益于人类健康的可溶性碳水化合物，是多个葡萄糖分子通过-糖甘键连接而成。二、从禾谷类作物籽粒碳氮物质积累特点及来源，分析同步提高产量和蛋白质含量的可能途径。禾谷类作物籽粒中的营养物质积累进行得并不平衡，籽粒灌浆初期，干物质增加较少，到乳熟期，干物质积累最快，蜡熟期，干物质增加速度又变慢。在此期间，可溶性碳水化合物和非蛋白氮化合物(主要是氨基酸)由植株的营养器官急剧地运向生殖器官，并合成籽粒中的淀粉和蛋白质。在正常成熟条件下，灌浆初期主要合成蛋白质，淀粉合成弱一点；乳熟至蜡熟始期，碳水化合物向种子运输加快，淀粉合成强度大大超过蛋白质；籽粒发育后期，碳水化合物向籽粒运输减弱或停止，而氮的输入仍在继续。籽粒灌浆时，大部分碳水化合物来自上层叶片，特别是旗叶，大部分蛋白质的积累是靠营养器官运来的含氮化合物，很少依靠开花后根系吸收的物质。籽粒成熟时，氮化合物的数量和质量都有变化。籽粒形成初期，种子中含有很多非蛋白氮，主要是游离氨基酸和酰胺，并合成较易移动的易溶蛋白质。随着成熟，非蛋白氮、水溶及盐溶蛋白质含量急剧降低，而醇溶谷蛋白和谷蛋白合成加强。作物产量及品质是在光合产物积累与分配的同一过程中形成的，因此，产量与品质间有着不可分割的关系。禾谷类作物，如小麦、水稻、玉米，高产与低蛋白质含量不存在必然的内在联系，可以通过育种和栽培等措施，在提高产量的同时，改善品质，达到高产优质的目的。近年来，产量和品质兼优品种的选育已取得很大进展。如前所述，环境和栽培措施对作物产量和品质均有明显影响。一般认为，不利的环境条件往往会增加蛋白质含量，提高蛋白质含量的多数农艺措施往往导致产量降低。但是，产量和蛋白质含量间的关系不是直线关系，合理的栽培措施，适宜的生态环境常常是既有利于提高产量，又利于改善品质。如合理施肥与合理灌水相结合。一般中产或低产情况下，随着环境和栽培条件的改善，如增施氮肥，籽粒产量与蛋白质含量同时提高，二者呈正相关，至少二者不会呈负相关。当产量达到该品种的最高水平后，随施氮量增加，蛋白质继续增加，稻谷产量下降。国际水稻研究所(1973)提出了“蛋白质阈值”的概念，即指蛋白质含量的界限值，超过该界限值时，稻谷产量会随蛋白质含量的提高而下降。小麦、玉米籽粒蛋白质含量随产量、施氮水平等的变化也呈现相同的规律。 不难看出，随着生物技术的发展，通过进一步扩大基因资源，改进育种方法，利用突变育种或近缘种技术，根据作物、品种的生态适应性，实行生态适种，调节不同生态条件下的栽培技术，创造遗传因素与非遗传因素互作的最适条件等，是可以打破或削弱产量与品质间的负相关关系，促进正相关关系的。三、试述与作物抗旱性有关的主要形态指标、生理指标，并评价其应用价值。旱害的机理干旱对植物的损害首先是由于植物失水超过了根系吸水造成叶片和幼茎的萎蔫。1、破坏膜上脂层分子的排列。如冻害一样，当植物细胞脱水时，细胞膜透性增加，细胞内电解质和氨基酸、糖分子等有机物外渗。外渗的原因是脱水破坏了原生质膜脂类双分子的排列。因为正常状态下膜内脂类分子呈双分子层排列，这种排列主要靠磷脂极性同水分子相互连接，而把它们包含在水分子之间。所以膜内必须束缚一定量水分才能保持膜中脂类分子的双层排列，当干旱使细胞严重脱水直至不能保持膜内必需水分时，膜结构即发生变化。2破坏了正常代谢过程。细胞脱水对代谢破坏的特点是抑制合成代谢，加强分解代谢，即干旱使合成酶活性降低或失活，而使分解酶活性加强。如水分不足可使光合作用显着下降，直至趋于停止。干旱对呼吸作用的影响较复杂，但一般呼吸强度随水势降低而下降。除了破坏正常代谢外，干旱还对细胞产生机械损伤，甚至造成植株死亡。抗旱性机理及其提高途径1抗旱性机理 植物抗旱性主要表现在形态结构与生理两方面。抗旱性强的植物往往根系发达，根冠比大，叶片细胞体积小，维管束发达，叶脉致密，单位面积气孔数目多，这不仅有利于根系吸水，还可加强蒸腾作用与水分传导。抗旱作用的生理生化特征主要有：一是细胞能保持较高的亲水能力，防止细胞严重脱水，这是生理抗旱的基础；二是最关键的是在干旱时，植物体内的水解酶如RNA酶、蛋白酶等活性稳定，减少了生物大分子物质的降解，这样既保持了质膜结构不受破坏，又可使细胞内有较高的黏性与弹性，提高细胞保水能力和抗机械损伤能力，使细胞代谢稳定。因此，植物保水能力或抗脱水能力是抗旱性的重要生理指标；三是同时脯氨酸、脱落酸等物质积累变化也是衡量植物抗旱能力的重要标准。2提高抗旱性的途径（1）将植物处在一种致死量以下的干旱条件中，让植物经受干旱锻炼，可提高其对干旱适应能力。农业生产上有很多锻炼方法，如玉米、棉花、烟草、大麦等在苗期适当控制水分，抑制生长以锻炼其适应干旱的能力，即蹲苗。蔬菜移栽前拔起让其萎蔫一段时间后再栽，即搁苗。甘薯剪下的藤苗，一般放置阴凉处13d甚至更长时间后再扦插，即饿苗。双芽法是对播前的种子进行抗旱锻炼，即先用一定量水，分三次拌人种子，每次加水后，经种子吸收，再风干到原来种子的重量，如此反复干干湿湿，而后播种。上述这些措施均可提高植物抗旱性。（2）用化学试剂处理种子或植株，可以诱导其提高作物抗旱性，如用025CaCl2溶液浸种或用005ZnSO4溶液叶面喷施都有提高植物抗旱性的效果。（3）合理施肥可提高作物抗旱性。磷钾肥能促进根系生长，提高保水能力；而氮素过多则由于枝叶徒长，蒸腾量增加，因而易受旱害；硼与铜等微量元素也有助于作物抗旱。（4）另外，脱落酸、矮壮素、B9与抗蒸腾剂等也可减少蒸腾失水，从而增强作物抗旱性。四、试述作物衰老的动态过程及其调控因素，并谈谈对作物“滞绿性”（stay green）的看法。植物的衰老是指细胞、器官或整个植株生理功能衰退，最终自然死亡的过程。衰老是受植物遗传控制的、主动和有序的发育过程。叶片衰老分为3个时期：起始时期、退化时期和终止时期。在起始时期，细胞代谢发生变化，伴随着“库”中的物质向“源”转移，光合作用活性开始下降，衰老的信号传递链开始运行；在紧接着的退化时期，细胞组分、大分子物质如蛋白质、核酸与脂肪被降解；终止时期则是以细胞死亡诱导因子的积累、细胞完整性的破坏为特征，叶片脱落死亡。调控衰老的措施：栽培措施：(1)合理的肥水运筹。尽量满足植株需要，减少叶片的营养“饥饿”，如后期追肥和叶面喷肥，可防止过早衰老；需促进叶片和整株衰老时则通过控肥控水对植株进行限制。(2)源库操纵。如疏花疏果或整枝、去除老叶等，尤其是作物生育后期转入生殖生长以后，维持适当的源库比例对提高产量和品质是非常重要的。(3)控根健株。耕地、松土等改善根系的生长条件，促使根系发育良好，可防止叶片早衰；在出现贪青晚熟迹象时，通过断根等手段促进叶片早衰。(4)通过改变播量、间苗、整枝等塑造适当的群体和田间结构，减少叶片间的遮掩郁闭，使其透光通风良好。应用基因工程。通过抗衰老基因的转移可以对植物或器官的衰老进行调控，然而基因工程只能加速或延缓衰老，而不能抑制衰老。 使用植物生长物质。一般CTK、低浓度IAA、GA、BR、PA可延缓植物衰老；ABA、乙烯、JA、高浓度IAA可促进植物衰老。改变环境条件。适度光照能延缓多种作物叶片的衰老，而强光会加速衰老；短日照处理可促进衰老，而长日照则延缓衰老。干旱和水涝都能促进衰老。另外，高温、低温、大气污染、病虫害等都不同程度地促进植物或器官的衰老。五、试述作物叶片光合作用日变化特征，并分析提高叶片日光合量的途径。在温暖、水分供应充足的条件下，光合速率变化随光强日变化呈单峰曲线，即日出后光合速率逐渐提高，中午前达到高峰，以后逐渐降低，日落后光合速率趋于负值(呼吸速率)。如果白天云量变化不定，则光合速率会随光强的变化而变化。另外，光合速率也同气孔导度的变化相对应。在相同光强时，通常下午的光合速率要低于上午的光合速率，这是由于经上午光合后，叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制的缘故。当光照强烈、气温过高时，光合速率日变化呈双峰曲线，大峰在上午，小峰在下午，中午前后，光合速率下降，呈现午睡现象，且这种现象随土壤含水量的降低而加剧。引起光合午睡的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，那么植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使. CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低. CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。光合午睡是植物遇干旱时的普遍发生现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是午睡造成的损失可达光合生产的30%，甚至更多，所以在生产上应适时灌溉，或选用抗旱品种，增强光合能力，以缓和午睡程度。提高作物产量的途径作物的产量主要靠光合作用转化光能得来的。作物的生物产量可用下式表示：生物产量=净同化率光合面积光照时间(4-45)如能提高净同化率，增加光合面积，延长光照时间，就能提高作物产量。(一) 提高净同化率净同化率是指一天中在1m2叶面积上所积累的干物质量，它实际上是单位叶面积上，白天的净光合生产量与夜间呼吸消耗量的差值。夜间作物的呼吸消耗在自然情况下难以改变，要提高净同化率就得提高白天的光合速率。前面我们已讲述过光合速率受作物本身的光合特性与外界光、温、水、气、肥等因素影响，那么，控制这些内外因素也就能提高净同化率。例如，种植C4植物以及叶色深、叶片厚而挺的品种，其净同化率要高于C3植物以及叶色淡、叶片薄而披的品种。人工光源成本大，在大田中不能采用，但如在地面上铺设反光薄膜则可增加作物行间或树冠内的光强。夏秋季强光对花木、蔬菜有光抑制，如采用遮阳网或防虫网就能遮光，避免强光伤害。早春，采用塑料小棚育苗或大棚栽培蔬菜，能有效提高温度促进棚内作物的光合作用与生长。浇水、施肥(含叶面喷施)是作物栽培中最常用的措施，其主要目的是促进光合面积的迅速扩展，提高光合机构的活性。大田作物间的. CO2浓度虽然目前还难以人为控制(主要靠自然通风来提供)，然而，通过增施有机肥，实行秸秆还田，促进微生物分解有机物释放. CO2以及深施碳酸氢铵(含有50%. CO2)等措施，也能提高冠层内的. CO2 浓度。在大棚和玻璃温室内，可通过. CO2发生器(燃烧石油)，或石灰石加废酸的化学反应，或直接施放. CO2气体进行. CO2施肥，促进光合作用，抑制光呼吸。以上的措施因能提高净同化率，因而均有可能提高作物产量。(二) 增加光合面积光合面积，即植物的绿色面积，主要是叶面积，它是对产量影响最大，同时又是最容易控制的一个因子。通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。1.合理密植 所谓合理密植，就是使作物群体得到合理发展，使之有最适的光合面积，最高的光能利用率，并获得最高收获量的种植密度。多数资料表明，水稻在LAI为7，小麦为5，玉米为6左右时，通常能获得较高的产量。2.改变株型 近年来国内外培育出的水稻、小麦、玉米等高产新品种，差不多都是秆矮，叶挺而厚的。种植此类品种可增加密植程度，提高叶面积系数，并耐肥抗倒，因而能提高光能利用率。(三) 延长光合时间1.提高复种指数 复种指数就是全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。提高复种指数就相当于增加收获面积，延长单位土地面积上作物的光合时间。2.延长生育期 在不影响耕作制度的前提下，适当延长生育期能提高产量。如对棉花提前育苗移栽，栽后促早发，提早开花结铃，在中后期加强田间管理防止旺长与早衰，这样就能有效延长生育时间，特别是延长有效的结铃时间和叶的功能期，使棉花产量增加。3.补充人工光照 在小面积的栽培试验中，或要加速重要的材料与品种的繁殖时，可采用生物灯或日光灯作人工光源，以延长照光时间。二、同化物的分配及影响因素(一) 同化物的分配规律植物体内同化物分配的总规律是由源到库，即由某一源制造的同化物主要流向与其组成源库单位中的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分，当源的供应能力有限时，则优先供应生长中心。归结起来，同化物分配具有以下的特点：1.优先供应生长中心 各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。这些中心通常是一些代谢旺盛、生长快速的器官或组织。如稻麦分蘖期的新叶、分蘖及根系；孕穗至抽穗期的穗、茎杆与叶鞘；灌浆期的籽粒。2.就近供应 一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供求程度就逐渐减弱。一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。3.同侧运输 是指同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。三、同化物的再分配与再利用植物体除了已经构成植物骨架的细胞壁等成分外，其他的各种细胞内含物当该器官或组织衰老时都有可能被再度利用，即被转移到其他器官或组织中去。例如当叶片衰老时，大量的糖以及N、P、K等都要撤离，重新分配到就近新生器官。在生殖生长期，营养体细胞内的内含物向生殖体转移的现象尤为突出。小麦籽粒在达到25%的最终饱满度时，植株对氮与磷的吸收已经达90%，故籽粒在最后充实中，主要靠营养体内已有的营养元素再度分配转化。小麦叶片衰老时，原有氮的85%与磷的90%都是从叶片转移到穗部的。许多植物的花瓣在受精后，细胞内含物就大量转移，而后花瓣迅速凋谢这种再度利用是植物体的营养物质在器官间进行调节的一种表现。同化物再分配的途径，同有机物运输途径大体相同，可长距离运输，也可短距离转移，可通过共质体，也可通过质外体。不同的地方，可能是分解后运输，或直接把原生质体穿壁转移，直至全部细胞撤离一空。根据同化物再度分配这一特点，生产上可以加以利用。例如北方农民为了减少秋霜危害，在预计严重霜冻到达前，连夜把玉米连杆带穗堆成一堆，让茎叶不致冻死，使茎叶的有机物继续向籽粒中转移，即所谓蹲棵，可增产%。另外，细胞内含物的适时转移也与生产实践有关。如小麦叶片中细胞内含