氮素是制约作物产量的首要因素，如何提高氮素利用效率是植物营养学家十分关注的课题。光作为重要的生态因素，钙作为植物必需的营养元素和第二信使，对植物氮素代谢有重要影响。然而，光、钙是通过何种方式调控植物的氮代谢过程、影响作物的产量构成尚不清楚。本文以冬小麦为材料，采用水培、土培试验，深入、系统地研究了钙对小麦氮素吸收和同化的影响，钙调系统与植物氮同化的关系，氮、钙、光等因素对小麦氮同化的关键酶-谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）活性及同工酶表达的影响，缺钙土壤中施钙对小麦穗部性状、籽粒氮含量的影响及其与旗叶中氮转移再利用的关系，为生产中合理施用钙肥、提高氮素利用效率提供理论依据和技术指导，以促进小麦的高产、优质。本研究的主要结果如下： 1．用硝态氮作唯一氮源时，在低氮和高氮水平下，钙促进小麦幼苗对硝态氮的吸收和同化，表现为“低氮低钙，高氮高钙”的特征，小麦的适宜氮钙比为5～7。在适宜硝态氮、钙浓度下，钙促进小麦对硝态氮的吸收，提高叶片和根中硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶活性，加速硝态氮向蛋白氮的转化，促进小麦全氮和干物质的累积。 2．小麦是喜硝作物，钙对小麦吸收、同化铵态氮没有明显促进效果。 3．钙螯合剂EGTA或钙调蛋白（CaM）拮抗剂氯丙嗪（CPZ）处理均引起小麦幼苗对硝态氮的吸收减少，NR和GS活性下降，不利于小麦体内游离氮向蛋白氮的转化，干物质累积明显减少。表明钙调系统参与了植物氮同化过程的调节。 4．外源氮显著促进小麦叶片GS₂的活性，诱导根内产生新的同工酶-GS_rb，铵态氮对GS活性的促进作用大于硝态氮。GS_rb的合成酶活性与转移酶活性比例大于GS_ra，但在体外的稳定性比GS_ra差，GS_rb与GS_ra在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移性相似，且亚基分子量大小相近，GS_rb是外源氮的诱导酶，主要参与根内外源氮的初始同化。 5．光显著刺激叶片GS₁和GS₂的合成，对GS₂的促进作用更大。光在短期诱导期间主要在翻译水平上调节GS的合成。钙对叶片GS₂和根中GS_rb的活性也有明显促进作用。 6．细胞质蛋白合成抑制剂环己酰亚胺（CHI）显著抑制GS₁和GS₂的合成，说明GS₁和GS₂多肽的合成位点是细胞质。叶绿体蛋白合成抑制剂林可霉素（LCM）不影响GS₁的活性，显著抑制GS₂的活性，说明GS₂多肽的组装是在叶绿体内进行的。 7．红光促进黄化小麦叶片GS活性的增加，远红光可部分逆转红光的效应，说明光敏色素参与了光对GS活性的调节。钙调蛋白拮抗剂三氟拉嗪（TFP）抑制红光对GS活性的刺激作用，有钙存在时红光对GS活性的促进作用更明显，表明光通过光敏色素参与对GS的调控至少部分是通过钙调系统起作用的。 8．酸性缺钙土壤中施钙，提高小麦每穗粒数和千粒重，籽粒蛋白质含量略有增加，促进旗叶中全氮累积量和NR、GS活性增高。小麦开花后1周，旗叶GS₁的活性明显增高。籽粒灌浆期间，旗叶GS活性显著下降，主要是由于GS₂的活性迅速降低所致；到灌浆末期GS活性消失。施钙可使旗叶GS₁、GS₂的活性相对维持在较高水平上，并且GS活性与旗叶氮的降解之间存在极显著相关（r=0.9938），有利于旗叶中氮的转移再利用。