高氨对甜高粱光合作用的影响及作用机理开题报告

1. 研究目的与意义

1. 研究现状及发展趋势

氮素是植物生长的必需元素，也是导致水体富营养化的主要因素之一，其中氨态氮和硝态氮是植物利用的主要形式。富营养化现象在全球范围内广泛发生,因其发展迅速、对人类健康和社会发展有着巨大影响，而引起人们的普遍关注。已有研究表明，植物优先利用氨氮，但植物吸收过多的氨氮就会产生氨害^[1]。虽然植物的根系能够吸收大量的这种阳离子及其去质子形式（氨），但它们通常会对大多数植物有毒，而毒性和对氮源生理偏好则是物种依赖性的。硝酸盐和铵的同化能够影响多种生化和分子机制，改变整个植物发育过程中各种特定的生理过程^[2-3]。

甜高粱（sorghum bicolorl. moench）是粒用高粱的一个变种，属禾本科高粱属一年生草本植物。甜高粱是一种历史悠久的农作物，原产于印度、缅甸等南亚热带湿润地区，目前在全世界范围内被广泛种植。由于其产糖量高的特点，所以也被称为糖高粱、芦粟、甜秫秸、甜秆等。甜高粱的茎秆粗壮，富含甘甜的汁液，不但可以用作生产糖以及饲草饲料的原料，茎秆大量的纤维也可以用于造纸，同时植株顶部的穗粒还可以用作粮食。作为能源作物，甜高粱主要作为酿酒和制糖的原料。作为饲料作物，甜高粱饲喂试验集中于反刍家畜的研究，可用于牛羊的育肥。近年来，随着南方地区畜牧业的快速发展，甜高粱作为一种优质牧草在江苏南部、湖南、珠三角地区得到了广泛种植^[4-7]。光合作用的一个突出特点是对植物自身生理状态和外界环境条件的变化高度 敏感。这一特点，决定了测定方法的复杂性 、多样性和灵活性，也决定了测定结果的多变性以及解释这些结果时了解植物状态、测定条件、环境条件、背景知识和研究经验的重要性。国外关于光合的研究不仅限于基础研究，已经越来越深入，将植物光合与其他的形态指标、生理指标、生态条件相结合，通过分析植物体细胞的超微结构，更加深人的研究某一因素对光合机制的影响^[8-10]。

2. 研究内容和问题

1. 课题基本内容

以甜高粱623A品种为对象，考察苗期甜高粱对短期高氨处理、高硝态氮处理后的生长和光合响应，解析高氨下调植物光合作用、抑制甜高粱生长的作用机理。

2. 预计解决的难题 在本课题中我们将采用光合仪对甜高梁品系叶片的光合相关参数进行测定，包括光响应曲线、CO2响应曲线以及其荧光响应曲线等，再利用光合作用模型对光曲线进行拟合，计算净光合作用速率、光台电子传递速率、呼吸速率、饱和光强、饱和CO2浓度、光合参数，通过多方面数据阐明甜高粱623A品系的光合性能，为评价不同品系甜高梁的生长性能提供重要的科学依据。

3. 难点与重点工作1) 植物培育和筛选；2) 氨态氮和硝态氮的精确添加；3) 光合响应相关参数的测定方法和仪器使用；4) 数据分析处理，归纳总结。

3. 设计方案和技术路线

1. 种子发芽，培育甜高粱幼苗，苗期甜高粱的生长控制及培育管理。

2. 土壤氨氮、硝态氮含量测定方法的建立。

3. 植株的高氨和高硝态氮处理。

4. 研究的条件和基础

1. 建立了甜高粱幼苗的室内培育技术。

2. 建立了土壤氨氮、硝态氮含量的测定方法。

3. 开展了预实验，建立了甜高粱光合活性的分析技术。