水分胁迫前的干旱锻炼对小麦光合生理特性的影响

为探讨水分胁迫前的干旱锻炼对小麦光合生理特性的影响,采用水培法,对小麦幼苗进行水分预胁迫、解除胁迫和再胁迫处理,研究了水分预处理对干旱条件下小麦生物量、叶绿素及光合作用的影响。结果表明,经过水分胁迫预处理后的小麦在水分胁迫下根系生长明显加快,有利于吸收利用有限的水分,水分利用效率明显高于未经过预处理的小麦,净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率和叶绿素含量的下降幅度均低于未经过预处理的小麦,预处理缓解了干旱对小麦光合生理特性的影响。     

水分胁迫对刺五加幼苗光合生理特性的影响

 通过对刺五加（Acanthopanax Senticosus）幼苗的盆栽实验,模拟4个土壤水分梯度（对照、轻度水分胁迫、中度水分胁迫和重度水分胁迫）下,刺五加幼苗的光合色素、光合作用以及脯氨酸和丙二醛含量的变化特性。结果表明:光合色素含量随水分胁迫程度的加强呈下降的趋势,中度和重度水分胁迫组的光合色素含量较低,均显著低于对照组,而轻度水分胁迫组的光合色素含量与对照组差异不明显,且一直保持很高水平。各组的叶绿素与类胡萝卜素含量比值在3.02～3.65之间波动。在轻度的水分胁迫环境下,其净光合速率未受到显著影响,保持与对照组一致的较高水平,其蒸腾速率较低,比对照组下降27.25%,而水分利用效率比对照组增加26.97%。在中度水分胁迫环境下,刺五加幼苗表现出了较低的净光合速率和蒸腾速率以及较高的水分利用效率,与对照组相比,净光合速率下降29.46%,蒸腾速率下降50.67%,水分利用效率升高33.70%;重度的水分胁迫下的净光合速率和蒸腾速率均处于最低水平,但此时水分利用效率却最大,高出对照77.51%。在整个实验期,叶片脯氨酸和丙二醛含量随着干旱胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而持续上升。研究表明,刺五加幼苗具有一定的抗旱能力,但不适应相对干旱的土壤水分环境。研究结论为人工栽培刺五加提供了科学依据。     

水分胁迫下柱花草叶水势、光合及叶绿素荧光特性的变化特征

以热研2号柱花草为供试材料,采用盆栽控制实验研究了不同土壤水分条件下柱花草叶水势、光合特性和叶绿素荧光参数的变化特征。结果表明：（1）柱花草叶水势随着水分胁迫程度的增加而降低,其日变化呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水〉轻度胁迫〉中度胁迫〉重度胁迫。（2）充分供水条件下柱花草净光合速率最大,而在重度胁迫下最小,水分胁迫下柱花草光合速率的降低主要为非气孔限制因素所致;柱花草气孔导度在充分供水和轻度胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度和重度水分胁迫下变化不明显;充分供水和轻度水分胁迫下,气孔导度均随蒸腾速率的增加而增加,中度、重度水分胁迫下蒸腾速率分别达到0.46、0.31mmol·m-2·s-1时气孔开始关闭;中度胁迫下水分利用效率高于轻度胁迫,可能是植物对胁迫环境的生理适应所致。（3）初始荧光F0随着干旱胁迫程度的增加而增加,而光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm和潜在活性Fv/F0均降低,表明随着胁迫程度的加深,PSⅡ光抑制的程度也加深,水分胁迫抑制了PSⅡ的光化学活性,使其反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活。     

磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过5个不同浓度磷胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数,研究磷胁迫对类芦的光合特性的影响。结果表明:随着磷胁迫程度的加剧,类芦叶绿素含量逐渐下降。低磷胁迫与正常供磷条件下,类芦叶片气孔导度、光合速率和蒸腾速率日变化规律一致,均为单峰型,峰值在12:00;日均值表现为正常供磷>极度磷胁迫>轻度磷胁迫>中度磷胁迫>重度磷胁迫,光合速率、蒸腾速率与气孔导度呈正相关。在不同磷浓度胁迫下类芦叶片叶绿素荧光参数差异不大,极度磷胁迫与有磷条件下的光合作用机理可能不同,但PSⅡ光合反应中心没有受到破坏,类芦具有极强的耐低磷能力。     

塔里木河下游胡杨气体交换对CO2加富和地下水埋深的响应

为了探讨CO2浓度增加对干旱荒漠区胡杨气体交换的影响,在塔里木河下游4个不同地下水埋深环境测定胡杨在CO2浓度分别为360,720μmol/mol条件下的光合速率、气孔导度、水分利用效率。结果表明,在地下水埋深4.12 m和4.74 m时,当CO2浓度由360μmol/mol增加到720μmol/mol时,胡杨的气孔导度略有减小;而在地下水埋深5.54 m和7.74 m环境下,CO2浓度的增加明显减小了胡杨的气孔导度。在CO2浓度为360μmol/mol时,胡杨的光合速率随着地下水埋深的增加而减少,然而当CO2浓度增加到720μmol/mol时,胡杨的光合速率不但没有因为地下水埋深的增加而减少,反而却因此而增加。当地下水埋深在4.12 m时,CO2浓度的增加对胡杨的水分利用效率没有产生明显的影响,但是随着地下水埋深近一步增加到4.74 m,5.54 m和7.74m时,胡杨的水分利用效率因CO2浓度的倍增分别增加了69%,18%和66%。地下水埋深最终控制着干旱荒漠区胡杨气体交换对CO2浓度升高的响应。     

水分和铅交互胁迫对紫穗槐苗木光合特性和水分利用效率的影响

通过盆栽实验研究1 a生紫穗槐(Amorpha fruticosa)在不同水分处理(土壤相对含水率为40％,60％,80％,100％)及重金属铅胁迫水平(0,1 000,2 000,4 000,6 000 mg/kg)交互作用下叶绿素含量、净光合速率和水分利用效率的变化.结果表明:在水分和铅交互胁迫下,紫穗槐叶绿素含量变化无明显规律可循,铅含量＜4 000 mg/kg时,不同水分胁迫条件下紫穗槐叶绿素含量呈逐渐下降趋势,铅含量＞4 000 mg/kg时,不同水分胁迫条件下紫穗槐叶绿素含量呈逐渐上升趋势.水分和铅交互胁迫下,紫穗槐净光合速率呈下降趋势,铅含量＜2 000 mg/kg时,不同水分胁迫条件下紫穗槐净光合速率逐渐上升,铅含量＞2 000 mg/kg时,不同水分胁迫条件下紫穗槐净光合速率逐渐下降.在水分和铅交互胁迫下,紫穗槐水分利用效率呈上升趋势,土壤相对含水率为40％(重度水分胁迫)时,紫穗槐水分利用效率最大.     

节水灌溉对黄淮海地区冬小麦水分消耗与光合特性的影响

20082~009年在大田试验条件下研究了节水灌溉对冬小麦耗水特性、光合特性、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,小麦播种至拔节期,以消耗0—40 cm土层水分为主,在此期间42 mm降水条件下,不灌冻水处理在拔节前0—40 cm土层达到重度水分亏缺,灌冻水处理只为轻度水分亏缺。前期重度水分亏缺对后期根系吸收深层水分和旗叶光合速率起到显著影响。轻度水分亏缺条件下,气孔导度下降,蒸腾速率随之降低;而光合速率可得以维持,单叶水分利用效率提高。随灌水次数增加,总耗水量加大,土壤水和降水的消耗比例显著降低。产量、WUE与耗水量均呈二次曲线关系,但变化趋势不一致,两曲线在耗水量360 mm处相交,为两者理论上最佳结合点。本试验中,冻水+拔节水处理产量最高,达到7753 kg/hm2,比不灌水处理(W 0)提高了40.2%,WUE值为1.9 kg/m3,与W 0处理差异不显著,为本试验的最优节水高产灌溉方案。     

冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率变化规律的研究

试验研究不同水分条件下冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率的变化结果表明,随水分胁迫的加剧冬小麦叶片叶绿素含量降低,且叶绿素b比叶绿素a含量下降速度快,不同水分条件下冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率季节变化趋势基本一致,拔节~抽穗期迅速上升,灌浆期后迅速下降,且叶绿素含量与光合速率呈显著正相关。随水分胁迫的加重冬小麦产量和经济系数均有所降低。     

局部根系水分胁迫下氮形态对玉米幼苗光合特性的影响

本文通过测定玉米幼苗光合特性的变化来研究局部根系水分胁迫下氮形态对植物生长的影响及其机理。试验采用分根装置,聚乙二醇(PEG6000)只向一侧根室加入以模拟局部根系水分胁迫。设置3种形态氮(铵态氮;硝态氮;含铵态氮、硝态氮各为50%的混合氮),两侧根室均匀供应。水分胁迫后第4、5、7天测定玉米幼苗光合与叶绿素荧光参数、生物量等的变化。结果发现在局部根系水分胁迫时,相对于另外2种氮形态,在胁迫初期铵态氮供应的植株光合速率(Pn)、实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)较高,玉米幼苗生长较快;而在水分胁迫第7天,铵态氮供应的植株光合速率、Yield、ETR、qP较低,叶绿素含量下降,植株生长滞缓,而硝态氮以及混合氮处理的植株生长相对加快。     

降雨变化对不同核桃树种蒸腾耗水及光合特性的影响

通过探讨核桃(Juglansregia)响应降雨变化时的蒸腾耗水及光合特性,为核桃生产中合理栽植及水分管理提供理论参考。通过人工控制灌水量(-50%,-25%,CK,+25%,+50%),采用盆栽苗木称重法和Li—6400便携式光合仪测定核桃品种香玲、清香和辽核1号在不同水分条件下蒸腾耗水及光合指标,并采用隶属函数法对指标进行分析。结果表明:(1)香玲、清香和辽核1号3种苗木的耗水量和耗水速率在不同水分条件下不同品种间存在显著差异(P0.05)。夜间耗水量差异较明显,辽核1号在各降雨条件下夜间耗水量所占比例最大,耗水速率较小,具有良好的保水力。(2)清香和辽核1号在不同降雨条件下净光合速率(photosynthetic rate,Pn)的变化主要是由气孔因素限制;香玲在水分较匮乏和较湿润环境中,Pn的变化主要由非气孔限制因素引起。(3)辽核1号水分利用效率(water use efficiency,WUE)处于较高水平;香玲灌水量增加50%,水分利用效率较低;清香灌水量减少50%,水分利用效率骤然上升。(4)结合隶属函数结果分析,香玲不适于水分条件较湿润的环境,清香则在水分较匮乏时依然生长,辽核1号则在不同降雨条件下具有较高适应性。     

银中杨光合作用和蒸腾作用对土壤干旱的响应

 以银中杨3年生苗木为试验材料,通过盆栽试验,研究土壤干旱程度、干旱持续时间和逐渐干旱对银中杨叶片气体交换参数的日变化和光响应过程的影响。结果表明:银中杨具有较强的抗旱性;适度干旱有利于银中杨光合作用;逐渐干旱过程中,土壤含水量在40.1%～20.2%范围内,光合速率随着含水量的减少而降低,但降低幅度较小,表观量子效率基本不变;土壤含水量为15.5%时的光合能力则大幅度下降;银中杨的光饱和点在750～1300μmol.m-2.s-1之间,随着土壤含水量的下降,光饱和点降低;光合速率和腾速率与气孔导度的正相关性较强,与胞间CO2则有负相关的趋势;在逐渐干旱过程中,水分利用率随着含水量的下降而上升,但长时间的严重干旱胁迫导致水分利用率降低;在相同含水量条件下,逐渐干旱对各光合参数的影响均小于梯度干旱,这说明银中杨光合作用能忍受暂时的干旱,重度水分胁迫持续时间较长时,光合速率和蒸腾速率大幅度降低,这是银中杨对干旱的一种适应方式。     

塔里木河下游输水恢复过程中胡杨生长对地下水位的响应

通过近几年对塔里木河下游3个典型断面的胡杨各项生态指标的实地监测,分析了输水恢复过程中胡杨生长对地下水位的响应程度。研究表明：（1）河岸胡杨林生长与地下水埋深有密切的关系,通过10次生态输水,下游河道沿岸的地下水得到补充,水位明显抬升,胡杨长势也随着地下水位的抬升有不同程度的好转。（2）地下水位愈深,胡杨的干旱胁迫程度愈强。横向上,胡杨对生态输水的响应随着河道距离的增加逐渐减弱;纵向上,从上段至下段胡杨生长对输水的响应范围逐渐减小。（3）在输水河道两侧过水湿润岸滩,虽有胡杨实生苗零星出现,但就目前输水方式,还无法实现胡杨大面积繁殖更新。     

施氮条件下磁化水灌溉对葡萄生长和光合特性的影响

为研究施氮条件下磁化水灌溉对葡萄生长发育及光合特性的影响,以夏黑葡萄(Vitis vinifera×V. labrusca cv. Summer Black)为试验材料,采用盆栽试验,设置磁化水灌溉处理(M0)、非磁化水灌溉处理(NM0)、磁化施氮处理(MN)、非磁化施氮处理(NMN)4个处理,测定生长参数、叶绿素含量、光合气体交换参数以及荧光参数等指标。结果表明,与NMN相比,施氮条件下,MN对葡萄生长有明显促进作用,叶片、根系和全株生物量显著提高80.58%~163.35%(P<0.05),茎生物量无明显变化,根冠比提高26.43%。与NMN相比,MN葡萄叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量提高8.58%~23.78%,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)提高6.06%~8.14%,而胞间CO₂浓度(Ci)显著降低(P<0.05)。与NMN相比,MN处理中实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)提高7.97%~9.78%,非光化学猝灭系数(qN)、非光化学耗散(NPQ)和激发能压力(1-qP)降低了12.51%~22.94%。综上所述,施氮条件下,磁化水灌溉可以提高葡萄叶片的光合生产力,维持叶片较好的光合性能,以提高葡萄生物量累积、优化生物量分配格局,促进葡萄的生长。因此,磁化水灌溉技术可投入葡萄生产中。本研究结果为葡萄优质生产及氮肥施用提供了理论依据。     

供氮形态和水分胁迫对苗期—分蘖期水稻光合与水分利用效率的影响

采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在3种供氮形态(NH4+/NO3-比为100/0,50/50和0/100)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)下,研究了水稻苗期—分蘖期的生长及其水分利用效率。结果表明,苗期—分蘖期水稻在非水分胁迫条件下,NH4+/NO3-比为50/50处理(NH4+、NO3-混合处理)的生物量最大,比单一供NH4+-N和单一供NO3--N的处理分别高49.63%和63.25%。而在水分胁迫条件下,单一供NH4+-N的处理生物量最大,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高5.76%和484.0%;单一供NH4+-N其水分利用效率也最高,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高11.36%和81.63%,而比非水分胁迫条件下的相应处理高12.39%。此外,单一供NH4+-N较单一供NO3--N的处理水稻有较强的抗旱性,主要与其能保持相对较高的叶绿素含量、叶面积、分蘖数和净光合速率有关。     

滴灌模式对棉花根系分布和水分利用效率的影响

理解膜下滴灌参数对土壤盐分运移和作物生长的影响是制定科学滴灌制度、合理利用水资源的重要环节。毛管布置方式和滴灌水质是膜下滴灌的重要参数,为研究其对土壤盐分变化、棉花根系分布及水分利用效率的影响,设计了2种毛管布置方式（一管四行（Ms）和一管两行（Md））和3个滴灌水质水平（淡水0.24?dS/m、微咸水4.68?dS/m、咸水7.42?dS/m）。结果表明,滴管布置方式对土壤盐分变化和根系分布有显著影响。在相同滴灌水质条件下,Ms处理有利于降低棉花根区土壤含盐量。所有处理根系主要分布于0～40?cm土层内,矿质水滴灌时Md中根系受抑制程度明显高于Ms,但其主要影响根系密度δR＞0.5?kg/m3区域的分布范围,对δR＞0.2?kg/m3区域范围分布无明显影响。生育期内棉花总耗水量随滴灌水矿化度的上升而降低,与滴管布置无关。相对淡水滴灌而言,矿质水滴灌时Ms处理产量有所降低,但其水分利用效率随灌水矿化度上升而升高;而Md处理产量和水分利用效率均随灌水矿化度上升而下降。     

负压控水下不同株型玉米水分利用效率和产量的盆栽试验

干旱胁迫研究中的难点之一在于减少土壤水分波动对试验结果的影响。该研究采用负压供水盆栽装置,通过调节供水负压值精确控制土壤含水率,模拟土壤干旱胁迫,研究比较3种胁迫程度(无胁迫CK、轻度和重度胁迫)、2个胁迫时期(苗期、吐丝期)对不同株型玉米(小株型CF1002和大株型CF3330)的水分利用效率、生物量和产量的影响,旨在分析2种株型夏玉米对不同时期、程度干旱胁迫的响应差异。结果表明:随着苗期胁迫程度加重,CF1002的水分利用效率(water use efficiency,WUE)从3.24增至3.43,而CF3330的WUE从3.70降至3.25。吐丝期轻度干旱胁迫后CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低2.7%和24.4%,吐丝期重度胁迫后,CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低17.4%和57.1%。与CK相比,吐丝期轻度和重度干旱胁迫使小株型和大株型玉米胁迫期耗水量下降61.3%和62.5%,灌浆中期光合速率下降22.9%和54.3%,成熟期地上部干物质质量减少24.8%和38.0%,最终减产47.9%和71.5%,以上指标大株型玉米的降幅大于小株型玉米。在生育中后期,大株型玉米光合生产和蒸腾作用更易受干旱胁迫抑制,使物质生产和积累减少,水分消耗大幅下降。针对不同株型玉米在生育后期采用不同的水分管理策略有助于降低干旱造成的损失。     

民勤绿洲区天然胡杨林生长季土壤水分动态

利用地统计学方法对民勤绿洲区天然胡杨林下土壤水分的空间结构特征及生长季期间的变化规律进行了研究。结果表明,研究区天然胡杨林下土壤水分含量范围为0.85%～4.80%。民勤县双茨科乡和苏武乡天然胡杨林下土壤含水量随土层深度的增加呈增大趋势,而夹河乡样区土壤水分含量随土层深度的增加呈现出先增大后减小的趋势。8月份各采样点表层土壤含水量均为最小值。土壤水分含量在胡杨的生长季期间总体表现为:春季>秋季>夏季。采样点土壤水分变异系数总体属于中强度变异性,表层土壤水分的变异系数略大。胸径大的胡杨树土壤含水量反而少,这主要与树龄及胡杨林根系发达程度有关。土壤水分异质性为中等程度的空间相关性,且苏武乡变异函数模型拟合效果最为理想。     

灌溉水盐度和施氮量对棉花产量和水氮利用的影响

淡水资源不足和盐渍化是干旱半干旱地区农业生产的重要限制因素,因此提高水、 肥利用效率和作物产量,减少根区盐分积累和地下水污染风险是这些地区水分养分优化管理的重要目标。通过田间试验研究了滴灌条件下灌溉水盐度和施氮量对棉花产量和水、 氮利用率的影响。试验设置灌溉水盐度和施氮量两个因素,灌溉水盐度（电导率,EC）设3个水平,为0.35（淡水）、 4.61（微咸水）和 8.04（咸水）dS/m,分别用SF、 SM和SH表示;施氮（N）量设4个水平,为0、 240、 360和480 kg/hm2,分别以N0、 N1、 N2和N3表示。研究结果表明,棉花干物质重、 氮素吸收量和氮肥利用率受灌溉水盐度、 施氮量及二者交互作用的影响显著。咸水灌溉处理（SH）棉花干物质重、 氮素吸收量、 产量和氮肥表观利用率均显著降低,而微咸水灌溉（SM）对棉花氮素吸收量和氮肥表观利用率影响不大,但干物质重和产量有所降低。施氮肥可显著促进棉花生长,增加干物质重、 氮素吸收量和产量,但随着灌溉水盐度的增加,其促进效应明显受到抑制。微咸水和咸水灌溉会导致水分渗漏增加、 蒸散量降低,增施氮肥则可显著降低水分渗漏、 增加蒸散量。微咸水灌溉水分利用率最高,其次是淡水灌溉,咸水灌溉最低;增施氮肥则可显著提高水分利用率。因此滴灌条件下,高盐度的咸水不宜用于灌溉。而短期的微咸水灌溉不会对棉花产量和水、 氮利用率产生严重的负面影响;同时,合理的配施氮肥也有助于促进棉花生长,提高棉花产量和水分利用率。     

不同水肥条件对宁南旱地谷子产量、WUE及光合特性的影响

在宁南(海原)旱农试验区,通过谷子生育期补充灌水模拟当地不同降水年型,研究了不同水肥配合对谷子产量、水分利用效率(WUE)及旗叶光合特性的影响。结果表明:在欠水年型(不补灌)和平水年型(中补灌和高补灌)水分条件下,谷子产量和WUE的最高值均在中肥水平(N 120 kg/hm2,P2O5108 kg/hm2)时获得。然而,在欠水年型,从施肥增加当季作物产量和提高有限水分利用效率方面考虑,中肥水平的施肥量并不经济,而应适当减少施肥量,以节约农业生产成本,但从培肥地力的角度看,这种施肥水平是可取的。在丰水年型(高补灌)水分供应条件下,高肥水平(N 180 kg/hm2,P2O5162 kg/hm2)可使谷子产量达到最高,而中肥水平WUE却最高,因此,从提高旱作农田作物WUE和肥料利用效率角度看,施中等肥量更为合理。不同水肥条件通过改善土壤水分状况而改善作物净光合速率(P n)和蒸腾速率(T r),在水分亏缺的年份,作物受土壤水分胁迫严重,施肥对P n和T r的效应不明显;但当土壤水分供应状况较好时,P n和T r随施肥量的增加有增加趋势。