不同生育时期干旱胁迫对大豆根系特性及产量的影响

盆栽试验条件下,以辽豆18为材料,分别在V2～R1,R1～R5,R5～R7期设置3个控水处理,控水结束后取样测定根系性状,成熟后测定产量。结果表明:干旱影响大豆产量的形成,干旱(W1)胁迫引起产量下降的程度要高于轻度干旱(W2)。不同时期干旱(W1)引起产量下降程度为:鼓粒期>花荚期>营养生长期。干旱胁迫(W1)主要通过降低大豆的单株荚数从而降低单株产量。大豆的根长比例和根表面积比例主要为根系直径为0～1.0 mm的细根,分别约占总根长的90%和总根表面积的60%。大豆根体积的分配比例主要是根系直径大于4.5 mm的粗根,其根体积所占比例在48%以上。R1～R5和R5～R7控水大豆细根(根系直径为0～1.0 mm)的根长和根表面积分配比例较V2～R1控水时增加。干旱降低了植株中直径大于4.5 mm粗根的根长比例、根表面积比例和根体积比例。随着生育进程的推进,根生物量密度逐渐增加,土壤干旱胁迫降低了根生物量密度。     

不同耐旱型大豆生理特性对不同降雨条件的响应

为明确不同耐旱基因型大豆生理性状对不同降雨气候条件的响应,田间条件下,以耐旱型品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21为研究对象,探讨半干旱地区阜新和湿润半湿润地区沈阳对两品种生理特性及产量的影响。分别比较大豆植株V4、R2、R4和R6时期的叶绿素含量、株高、植株各部位鲜重、干重。结果表明:一般而言,在湿润半湿润地区沈阳种植的大豆植株的叶绿素含量高于半干旱地区阜新。一般情况下,植株根、茎、叶、叶柄和豆荚的含水量均表现为,同一时期,同一品种,沈阳的值高于阜新,但部分取样时期处理间未达显著差异水平;品种对根含水量的影响则因取样时期和地点的不同而表现出差异;大豆植株茎、叶、叶柄、豆荚的含水量均表现为,同一时期,同一地点,耐旱品种辽豆14的值高于干旱敏感型品种辽豆21,但多数情况下处理间未达到显著差异水平。植株各部位器官生物量的变化表现为,除R4期植株的根生物量和茎生物量、R6期的豆荚生物量表现为,同一品种辽豆14阜新种植高于沈阳种植,且差异不显著外;其它各时期各器官的生物量均表现为,同一品种辽豆14或者辽豆21,沈阳种植均高于阜新种植。成熟期大豆植株的器官分配比例表现为:子粒荚皮根、茎。子粒的分配比例为,辽豆14辽豆21;而荚皮、根、茎的分配比例则为,辽豆21辽豆14。大豆单株荚数与产量变化相一致。干旱胁迫降低了单株荚数、每荚粒数、单株产量和小区产量却提高了百粒重。辽豆14的单株荚数、每荚粒数、单株产量和小区产量均高于辽豆21,但百粒重却低于辽豆21。本研究结果明确了耐旱型大豆应答干旱胁迫的生理优势,丰富了辽宁省大豆抗逆栽培的理论知识。     

干旱胁迫对大豆根系发育影响初报

盆栽条件下,设置干旱、轻度干旱和适宜水分处理,探讨了不同生育时期干旱胁迫对大豆根生物量、根冠比、根长、根表面积和根体积的影响.结果表明:在同一控水时期,随着土壤含水量的增加,根冠比逐渐降低.营养生长期(V2 ～ R1)控水,随着土壤含水量的增加,根生物量、根表面积逐渐增加,且适宜水分显著高于干旱,但与轻度干旱间无显著差异,各水分处理间的根长、根表面积无显著差异.花荚期(R1～R5)控水,轻度干旱的根生物量、根体积显著高于干旱处理,适宜水分的根长、根表面积显著高于干旱和轻度干旱处理.鼓粒期(R5 ～R7)控水,根生物量、根长、根表面积、根体积3个处理间差异不显著.     

东北黑土区高产大豆R5期根系分布特征

利用钻土法及根系扫描分析系统研究不同产量类型大豆R5期根系在植株周围、株间及垄间土壤中的空间分布特征。结果表明：高产类型大豆根冠比较高，而且单位根长、根表面积的地上部干物质较高。根干重不仅在根系较集中的植株周围及株间0 ~ 30 cm的土层，而且在较深的土层（> 30 cm）中都有较多的分布；根长在植株周围的0 ~ 45 cm土层范围内表现出一定的优势。直径 < 1.0 mm的细根形成了根系的主要部分，根长差异的主要原因不是细根比例的大小，而是细根数量的多少。除株间0 ~ 15 cm土层外，高产大豆各土层的根/土体积比较高。     

不同施肥处理下大豆品种辽豆15根系性状的比较

以大豆品种辽豆15作为试材,设置不施肥、复合肥和复合益生菌3个处理,比较不同施肥条件下大豆根系形态、根瘤数量、根瘤干重和根冠比的差异,结果表明,在大豆分枝期、开花期或鼓粒期,与不施肥相比,施用复合肥条件降低了辽豆15的根长、根系表面积、根毛数量、根瘤数量、根瘤干重和根冠比;施用复合益生菌则提高了辽豆15的根长、根系表面积、根毛数量、根瘤数量和根瘤干重。复合益生菌能够促进根系生长和根瘤固氮效率,实现增产效果。     

苗期大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系

选用耐旱性较强的野生大豆SNWS0048和综合性状优良但不耐旱的育成品种晋大73为亲本,构建回交自交系(BIL)群体。连续2 a在人工控制环境下,检测不同水分条件下该大豆群体的苗期根系及地上部性状,采用相关及通径分析研究了大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系,同时探讨了这些性状的遗传特性。结果表明:在干旱胁迫下株高、茎重、根长和根重均有所下降,根冠比有所升高。干旱胁迫下的耐旱系数与所有性状呈正相关,其中与主根长、根重、根冠比极显著相关,与茎重显著相关,与株高相关不显著。通径分析进一步表明正常供水条件下根干重对大豆耐旱性有重要影响,而干旱胁迫条件下根冠比对大豆耐旱性的影响较大。     

不同嫁接方式下大豆对干旱胁迫的响应

为明确大豆地上和地下部分对干旱胁迫的响应及对产量的影响,以用于大豆抗旱改良,利用耐旱型品种 辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,采用盆栽试验,在结荚期进行水分胁迫处理（土壤含水量保持在 田间持水量的50%）13 d后,测定大豆叶片相关生理指标和各器官生物量。结果表明,水分胁迫使辽豆21自身嫁接 植株叶片的叶色值、叶面积、PSII 系统光化学量子产量Y（II）,调节性能量热耗散Y（NPQ）、最大电子传递速率 ETRmax、半饱和光强下最小饱和光强Ik显著降低,非调节性能量热耗散Y（NO）显著提高。无论以哪个品种为砧木, 与辽豆21相比,辽豆14作为接穗始终具有较高的叶色值、叶面积、Y（II）,Y（NPQ）、ETRmax和Ik,从而获得较高的植 株生物量。另外,干旱条件下,辽豆14作为砧木具有较高的根系活力,能使辽豆21接穗的叶面积、Y（II）,Y（NPQ）、 ETRmax和Ik显著提高,最终获得荚重的增加。由此说明,大豆PSII性能和物质生产能力主要由地上部叶片特性决 定,但干旱下大豆的生长也会受到根系生理活性的影响。     

不同形态氮肥对大豆根系形态及磷效率的影响

采用框栽试验方法,研究生物固氮(CK),NO-3-N,NH+4-N,Glycin-N,Protein-N和Urea-N 6种不同形态氮素对大豆各生育时期根系生物量、根冠比、根系形态及磷效率的影响.结果表明:不同形态N处理对大豆根系生物量、根系形态特征(根长、根体积、根表面积及根尖数等)及磷吸收、利用效率影响不同,随着生育期的推进,NO-3-N和Protein-N均显著高于其它处理,但二者之间差异不显著;Glycin-N,Urea-N和NH+4-N均高于CK(生物固氮),但Glycin-N、Urea-N和NH+4-N处理间差异不显著.不同形态N处理的根干重、根长、根体积、根表面积均高于CK,而根冠比、平均直径以及磷利用效率则低于CK.     

大豆不同生殖生长期干旱胁迫条件下施磷对根系形态性状的影响

磷素(P)是提高植物抗水分胁迫能力的重要因子.选取大豆(Glycinemax L. Merrill)品种东农434进行盆栽试验,分别在大豆R1期(初花期)和R4期(盛荚期)进行干旱胁迫处理,解析P在干旱胁迫条件下对根系性状和产量的影响.试验设置4个施P水平,即0、7.3、14.6和29.2 mgkg-1.3个水份处理,即(1)全生育期维持田间持水量(FWC)的65%～75%为对照;(2)R1期控水为FWC的30%～40%;(3)R4期控水为FWC的30%～40%.结果表明,两个时期的干旱胁迫均显著影响根系性状,降低产量,且R4期比R1期严重.磷素营养显著改善干旱胁迫所引起的不利影响,增加根干重、根长、根表面积,进而减少大豆产量的损失.     

干旱胁迫对不同生育阶段大豆产量形态建成的影响

在盆栽条件下,以12个大豆品种(系)为材料,分别在V1～V5,R1～R4,R5～R8期进行干旱胁迫处理,并测定了根系形态指标、于物质积累、光合生理指标,农艺性状及产量的变化.结果表明:苗期干旱胁迫对大豆根系形态影响较大,根体积、根径、根系伸长、根系总表面积都有增大的趋势,而其它时期的干旱胁迫均使根形态发育减缓;干旱胁迫...     

苗期调亏灌溉对夏玉米植株抗倒伏性状的影响

针对黄淮海平原夏玉米生产中干旱和倒伏问题,选用浚单20和伟科702两个高产品种为材料,采取盆栽调亏灌溉的方法,在苗期设置4个干旱胁迫水平,并在拔节期复水至正常水平,研究苗期不同程度的水分亏缺对玉米植株抗倒伏性状及产量的影响。结果表明,轻度干旱胁迫能降低玉米乳熟期穗位系数及长粗比,增加茎粗系数、地上第3节茎秆的穿刺强度及茎秆拉力。此外,轻度干旱胁迫的气生根及总根条数、根干重和根冠比较对照也有明显提高。灌浆期单株总叶面积及产量随干旱胁迫呈先增高后降低的趋势,其中,千粒重的变化是造成产量差异的关键。苗期轻度干旱胁迫结合拔节期复水,可以改善玉米农艺性状,增强茎秆抗倒伏能力,提高玉米子粒产量。     

不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响

采用旱棚土柱栽培法,研究了不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,花生根系变长,直径变小,表面积增大,根尖数增多,根系活力下降,根系总吸收面积、根系活跃吸收面积增大,根干物质量、根冠比增大。不同生育时期相比,花针期和结荚期干旱对根系生长发育和根系活力的影响明显大于苗期和饱果期干旱,而根系总吸收面积和活跃吸收面积增幅显著低于苗期和饱果期,表明花针期和结荚期对干旱反应敏感;不同时期干旱明显降低了花生荚果产量,结荚期减产最大,其次为花针期和饱果期,苗期减产最小。     

野生大豆和不同栽培大豆品种在镉胁迫下种子萌发及幼苗生长的差异

为探讨野生大豆和不同栽培大豆品种在镉胁迫下种子萌发的差异,筛选优质的大豆耐镉资源,首先比较5种镉浓度(5,10,25,40 mg·L^-1)对野生大豆与栽培大豆的种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长及芽长等参数,筛选出对镉敏感的性状及适中的镉浓度处理;然后以此为基础比较野生大豆1503、超高产大豆(沈农9号和辽豆14)及普通栽培大豆(辽豆16和沈农20)耐镉性差异。结果表明:野生豆1503和栽培豆辽豆16种子的发芽率、发芽势及发芽指数在较高浓度(25或40 mg·L^-1)处理时明显下降,其它浓度处理与对照差异不明显或者高于对照,而活力指数、根长及芽长等指标在较低浓度(5或10 mg·L^-1)处理时就表现明显的被抑制效应,尤其对根长抑制更明显。活力指数、根长及芽长对镉胁迫更为敏感,可以作为鉴定耐镉材料及监测镉胁迫对植物的影响的重要指标。在5 mg·L^-1镉处理下,1503的活力指数、根长、芽长与对照差异不显著,10 mg·L^-1时显著下降,辽豆16在5 mg·L^-1时3种参数显著低于对照,因此镉浓度5 mg·L^-1的处理适中,可用来比较不同品种的耐镉性。在5 mg·L^-1镉处理下,按照3个敏感性状的平均值,筛选出耐镉性较强野生豆1503,镉性较弱的栽培豆沈农20,可用于耐镉育种及耐镉机制研究。     

不同时期水分胁迫对御旱基因型大豆光合特性的影响

盆栽条件下,以御旱型辽豆14和干旱敏感型辽豆21为研究对象,设置干旱、轻度干旱和适宜水分三个处理,探讨不同生长时期控水条件下,御旱型大豆植株光合特性和叶绿素荧光特性变化的特征和规律,以期揭示御旱基因型大豆抗旱的光合调控机理。结果表明：各个时期控水,土壤水分都显著影响大豆植株的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）;干旱限制了植株的Pn、Tr、Gs、胞间CO₂浓度（Ci）,辽豆21的蒸腾速率平均值高于辽豆14。随着土壤含水量的增加,植株Ci浓度逐步提高。土壤干旱条件下的初始荧光（F₀ ）值最大,结荚期（R3-R5）控水时F₀ 值最低。干旱胁迫降低了植株的最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递效率（ETR）和实际光化学效率（Φ_PSⅡ ）。同一时期控水,御旱基因型辽豆14的最大荧光产量（Fm）和Fv/Fm高于辽豆21的值。干旱胁迫下,御旱基因型辽豆14能够维持较低的蒸腾速率,较高的Fm和Fv/Fm值,这可能是御旱型辽豆14抗旱的重要原因。     

根际氧环境对水稻幼苗根系微形态结构的影响及其生理机制

【目的】研究根际氧环境对水稻幼苗根系微形态建成的影响及其生理机制,以期为水稻幼苗理想根型的构建提供理论依据。【方法】以春优84和秀水09为材料,用国际水稻所营养液配方进行水培试验。秧苗移栽一周后用在线溶氧仪(氮气、氧气调节)设定低氧(0~1.0 mg/L)、中氧(2.5~3.5 mg/L)和高氧(>6.0 mg/L,饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气)和常规水培(CK,不进行氧调节,水稻移栽一周后水中氧含量约为0.3~2.5 mg/L) 4个氧处理,研究水稻幼苗生物量、根系微形态结构、根系分泌有机酸、呼吸强度等指标。【结果】1）各处理水稻幼苗根系直径为d₁(0~0.50 mm)、d₂(0.51~1.00 mm)和d₃(1.01~1.50 mm)的细根占总根的比例均超过90%,对水稻苗期根系形态构建尤为重要。中氧处理后,春优84直径为d₁、d₂和秀水09直径为d₁、d₃的根的根长和根表面积均明显高于对照。2）低氧处理减少地上部和地下部生物量,抑制细根(d₁)生长,促进粗根(d₅, 2.01~2.50 mm)的生长,降低呼吸强度,增加有机酸分泌量。中氧和高氧处理后水稻植株的生物量均有增加,但生理反应不尽相同。中氧处理后水稻根系呼吸强度上升,而高氧处理后根系呼吸强度降低。各氧处理均减少水稻幼苗根系生长素(IAA)含量,中氧和高氧处理与对照间差异达显著水平。高氧处理显著增加根系一氧化氮(NO)含量,其他处理间差异不显著。3）相关分析结果表明,两供试品种总根和细根(d₂)的各形态指标(根长、表面积和体积)均与根系有机酸分泌量、呼吸强度、NO含量正相关,与生长素(IAA)含量负相关。【结论】适当增氧(中氧)处理增加水稻幼苗根系呼吸强度和有机酸分泌量,根系生理活性增强;增加细根(直径为0~1.50 mm)的根长、吸收面积的占比,优化其根系形态结构。因此,生产上可以通过栽培措施改变根际氧环境调控分蘖期水稻根系微形态结构,增强根系功能。