干旱胁迫下冬小麦产量结构与生长、生理、光谱指标的关系

通过控制生育期水分条件形成不同程度的干旱胁迫,对冬小麦生长、产量及生理指标和冠层高光谱反射率对干旱胁迫的反应进行监测,建立冬小麦减产率与生长、生理及冠层光谱反射率的相关模型。研究结果表明:不同生育期冬小麦干物质积累速度随水分胁迫程度的增大而减小;叶绿素含量与水分条件的关系不同于其他参数,表现为中等水分条件下叶绿素含量最大,严重水分胁迫下叶绿素含量最低;不同水分条件下光合速率呈两种不同日变化特征,且正常供水处理的光合速率明显高于严重干旱处理。光合速率和增强植被指数(EVI)同冬小麦减产率相关性较强,能够建立较好的关系模型用于小麦产量预测。     

盐旱交叉胁迫对各施氮水平下小麦苗期的影响

为探究不同浓度盐胁迫和水分胁迫及两者互作对小麦幼苗生理特性的影响,于2017年3月至5月布置盆栽试验,分别设置两个NaCl胁迫(S1,NaCl 1.9 g/kg;S2,NaCl 2.9 g/kg)和两个水分处理水平(W1,78%田间持水量;W2,47%田间持水量),测定了冬小麦幼苗地上部和地下部干物质量、全氮、叶绿素和可溶性糖含量。结果表明:①在本试验盐胁迫范围内,单一盐胁迫下盐分含量的上升会显著抑制小麦的生长,冬小麦各部分干重、全氮、叶绿素含量明显下降,渗透物质可溶性糖含量会上升;②低盐干旱胁迫互作改善冬小麦幼苗生长状况,叶绿素含量、各部分干物质累积、氮积累量以及可溶性糖含量最大,呈现出对盐旱复合胁迫的适应性;③高盐干旱胁迫互作会加剧对小麦幼苗的生长限制。因此,低盐胁迫下对冬小麦进行适度的干旱刺激可以促进小麦幼苗适应复合胁迫,有利于小麦幼苗生长。     

6-BA对小麦幼苗抗旱性的影响

水分胁迫降低小麦幼苗的光合速率、叶绿素含量和叶水势,抑制ＲｕＢＰ羧化酶、超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性,增加气孔阻力和丙二醛含量,并促进过氧化物酶活性。叶面喷施１０-5ｍｏｌ／Ｌ的６-ＢＡ可以阻止水分胁迫条件下小麦幼苗光合速率、叶绿素含量和叶水势的下降,提高上述四种酶活性,降低气孔阻力和丙二醛含量,从而减轻了水分胁迫下活性氧对膜的伤害,利于小麦幼苗抵御干旱的危害。６-ＢＡ的作用可能通过调节内源激素水平而实现     

干旱胁迫与外源激素PDJ对不同基因型小麦化感潜力的诱导调控

盆载条件下对4个不同基因型小麦品种于播种前以外源激素PDJ(10 mg·L-1)浸种处理和返青期始干旱胁迫,测定其光合特性、水分利用和化感抗草差异.结果表明:水分胁迫(田间持水量的45%)和PDJ处理均能增强几种供试小麦的化感抗草诱导效应,两者均通过降低杂草生物量从而抑制杂草生长.水分胁迫和PDJ处理均能增强"兰考95-25"、"小偃6号"拔节期的叶片光合速率,降低气孔限制值和提高水分利用率;"豫麦66"PDJ处理下可增强光合作用而降低水分利用率,但干旱胁迫下则相反;"兰考217"经PDJ处理光合速率和水分利用率均降低.典范对应分析发现供试小麦受到干旱胁迫和外源激素PDJ处理后会引起植物形态和光合生理的变化,从而影响其化感抗草特性.小麦整体化感潜势与以杂草生物量(杂草鲜重/盆)表示的抗草指标显著相关,而小麦的整体抗草特性主要与其水分利用率、光合速率和蒸腾速率显著正相关,与植物地上生物量、株高、节间距离和气孔导度显著负相关.     

新型复合保水剂对干旱胁迫下小麦幼苗生长和生理特性的影响

研究新型复合保水剂对于干旱胁迫下小麦幼苗的影响，为新型复合保水剂的施用提供一定的理论依据。在3种水分条件下施用不同剂量新型复合保水剂后，测定小麦幼苗的根茎长、叶片相对含水量、光合特性、光合色素含量、抗氧化酶活性、抗氧化物质含量。试验结果表明，在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量55%)，施用新型复合保水剂后，小麦幼苗根长50.63 cm、叶片相对含水量92.54%，与正常水分条件下(土壤相对含水量75%)无显著性差异。小麦幼苗的叶绿素含量达到最高(2.583 mg/g FW)，与其他处理存在显著性差异，显著提高了小麦幼苗的光合作用。在轻度干旱胁迫下，施用新型复合保水剂后，小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性分别为215.8、4235、1246 U/(g·min)FW，与其他处理存在显著性差异，显著减缓了小麦的衰老。在轻度干旱胁迫条件下，施用新型复合保水剂能够降低丙二醛含量，提高叶片游离脯氨酸、可溶性多糖及可溶性蛋白含量，减少干旱胁迫对细胞膜的破坏，提高小麦的抗氧化能力，有效减缓小麦的衰老。在重度水分胁迫下(土壤相对含水量35%)，小麦幼苗的生长则受到了抑制。     

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。     

控水处理对胡杨、灰胡杨生长特性及水分利用效率的影响

为提高塔里木盆地农田防护林灌溉水的利用效率,选择适宜的防护林树种,以塔里木荒漠优势树种胡杨和灰胡杨为试验材料,利用盆栽方法研究不同控水处理对2树种的生长特性、光合参数、叶绿素荧光动力学参数、蒸腾耗水特性和水分利用效率的影响。结果表明,2树种光合参数、叶绿素荧光动力学参数（除非光化学猝灭系数qN）、耗水量、耗水强度、生物量和水分利用效率均随供水量的减少而下降,重度胁迫下明显降低。与适宜水分相比,不同水分胁迫处理下胡杨的光合参数、叶绿素荧光参数、耗水量与生物量下降幅度均小于灰胡杨,重度胁迫下明显高于灰胡杨。胡     

施用保水剂对干旱胁迫下大麦幼苗生长及光合特性的影响

为了探讨施用保水剂对干旱胁迫下大麦幼苗生长及光合特性的影响,给保水剂在大麦抗旱栽培中的应用提供理论依据。采用盆栽法通过测定在不同干旱胁迫下大麦幼苗根长、茎长、叶片相对含水量、叶片光合参数、叶绿素含量等指标,结果表明,在同等水分条件下,施用保水剂可增加大麦幼苗根长、茎长及叶片相对含水量,显著增加大麦幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率,说明保水剂可以通过保持大麦叶片较高的光合特性来增强其碳同化能力,进而促进大麦幼苗的生长。且施用保水剂后大麦幼苗叶绿素含量得到显著提高,从而减小了干旱胁迫对植株带来的损害,延缓植株衰老。施用保水剂可以较好地促进干旱胁迫下大麦幼苗的生长发育。     

苗期水分胁迫对芝麻生长和生理特性的影响

为明确水分胁迫对芝麻苗期生长发育和生理特性的影响,以郑太芝1号芝麻品种为供试材料,采用盆栽方式,设置正常供水(土壤含水量80%)、重度干旱胁迫(土壤含水量40%)、轻度干旱胁迫(土壤含水量60%)、渍害胁迫(土壤含水量100%)4个水分处理梯度,研究了水分胁迫对芝麻苗期生长和生理生化特性(光合特性、CAT、Pro、SOD)的影响。结果表明,随着土壤含水量的增加,株高增长速度表现为正常供水轻度干旱胁迫渍害胁迫重度干旱胁迫,水分胁迫时间越长,差异越大。干旱胁迫(包括轻度和重度)根冠比增加,渍害胁迫根冠比下降。干旱胁迫、渍害胁迫均造成芝麻叶片净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)下降,随着水分处理时间延长,差异增大,对蒸腾速率(Tr)的影响较小。干旱胁迫促进丙二醛(MDA)积累,渍害胁迫促进脯氨酸(Pro)积累。水分胁迫导致保护酶活性下降,其中干旱胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在下降到最低值后,随水分胁迫时间的延长,与正常供水下保护酶活性差异逐渐减小;而渍害胁迫下,随着水分胁迫时间的延长,保护酶活性则呈逐渐下降的趋势。本研究结果为芝麻高产和水分高效利用提供了一定的理论依据。     

不同水分胁迫下转W16小麦回交株系基因表达特性及其抗旱机制

干旱应答元件结合蛋白(DREB)转录因子调控植物抗逆相关功能基因的表达,对提高植物抗逆境胁迫具有重要作用.本研究采用盆栽法在小麦(Tritium aestivum)拔节至抽穗期进行不同水分胁迫条件下,分析了野生型和转基因小麦回交株系转录因子基因W16的表达特点,并对其抗旱性的生理生化指标进行了测定.半定量RT-PCR结果表明:野生型在无干旱胁迫时,W16有微弱表达,随胁迫增强,表达上调,当表达量达到峰值后(12 h),随胁迫的加剧,表达量迅速下降,呈现“上升-峰值-下降”特点,而整个干旱胁迫过程中转基因植株W16在Ubiquitin启动子作用下表达恒定且表达水平较高;抗旱性生理生化机制分析表明:不同水分胁迫条件下,转基因株系的叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、水分利用效率的变化均高于受体对照,尤其在重度干旱(SD)胁迫下的差异更显著.产量结果显示,在各水分条件下转基因株系产量都高于受体对照,其抗旱指数属于较强抗旱等级.研究结果说明了转基因小麦回交株系中W16的超表达,改良了转基因小麦抗旱性的生理生化特性,提高了转基因小麦的抗旱性能.为抗旱转基因小麦品种选育提供理论和方法参考.     

冬小麦光合特性对CO2浓度与土壤含水量的响应机制

光合作用是衡量植物对环境响应的重要指标,通过光响应曲线拟合量化光合特征,可从生理机制方面揭示出植物在不同生长环境下自身的调节与适应机制。本文利用Li-6400便携式光合仪测定了冬小麦在4种不同处理条件下灌浆期旗叶的光响应曲线,采用直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(RHMM)、指数模型(EM)和指数改进模型(MEM)对光响应数据进行拟合,分析了不同CO_2浓度和土壤含水量对冬小麦光合特征的影响。结果表明,直角双曲线修正模型对各处理下冬小麦光响应曲线和光响应曲线参数的拟合值都与实测值较为接近,拟合效果最好;随着CO_2浓度升高,各水分处理下冬小麦表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(P_(nmax))增大,光补偿点(LCP)和暗呼吸(R_d)降低,即CO_2浓度升高能有效增加冬小麦的光能转化率和光能利用范围,提高冬小麦的光合能力;随着土壤含水量的降低,冬小麦光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)升高,但表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)降低,即冬小麦虽然能通过提高初始光合效率抵消一部分干旱胁迫的影响,但干旱胁迫仍会降低冬小麦光合能力;此外,CO_2浓度的增加能抵消部分冬小麦因干旱胁迫引起的光合能力降低。     

干旱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4个不同梯度干旱胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数.研究干旱胁迫对类芦的光台特性的影响.结果表明:中度、轻度干旱胁迫类芦叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值下降,干旱胁迫下叶绿素荧光参数F0、Fm,Fv提高,Fv/Fm、Fv/F0下降.类芦叶片的胞问CO2浓度随千旱程度加重而逐渐增加,日变化表现为上午缓慢上升,下午快速上升,到16:00达到最高.净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化均表现为"单峰型",为先升后降,12:00达到高峰,日均值随着干旱程度加重而逐渐下降.中度、轻度干旱胁迫下WUE提高,重度干旱WUE稍有下降,类芦具有较强的耐干旱能力.     

Effect of silicon on photosynthetic gas exchange,photosynthetic pigments,cell membrane stability and relative water content of different wheat cultivars under drought stress conditions

This study aims to explain the effects of silicon (Si) foliar application on gas exchange characteristics, photosynthetic pigments, membrane stability and leaf relative water content of different wheat cultivars in the field under drought stress conditions. The experiment was arranged as a split-split plot based on randomized complete block design with three replications. Irrigation regime (100%, 60%, and 40% F.C.), silicon (control and Si application) and wheat cultivars (Shiraz, Marvdasht, Chamran, and Sirvan) were considered as main, sub and sub-sub plots, respectively. This study was carried out at the Research Farm of the Collage of Agriculture, Shiraz University, Iran, during 2012–2013 growing season. The results showed that foliar application of silicon increased the leaf relative water content, photosynthesis pigments (chlorophyll a, b and total chl and carotenoids), chlorophyll stability index (CSI) and membrane stability index (MSI) in all wheat cultivars, especially in Sirvan and Chamran (drought tolerant cultivars), under both stress and non-stress conditions. However, more improvement was observed under drought stress as compared to the non-stress condition. In contrast, these parameters decreased under drought stress. Si significantly decreased electrolyte leakage in all four cultivars under drought stress conditions. Furthermore, the intercellular carbon dioxide (CO₂) concentration (C_i) increased under drought stress. Si application decreased C_i especially under drought stress conditions. Net photosynthesis rate (A), transpiration rate (E) and stomatal conductance (g_s) were significantly decreased under drought conditions. Under drought, Si applied plants showed significantly higher leaf photosynthesis rate, transpiration rate, and stomatal conductance. Intrinsic water use efficiency (WUEi) and carboxylation efficiency (C_E) decreased in all cultivars under drought stress. However, the silicon-applied plants had greater WUEi and C_E under drought stress. The stomatal limitation was found to be higher in stressed plants compared to the control. Exogenously applied silicon also decreased stomatal limitation. Overall, application of Si was found beneficial for improving drought tolerance of wheat plants.     

长期水分胁迫下氮、钾对夏玉米叶片光合特性的影响

采用2 种不同夏玉米基因型（陕单9号,抗旱品种;陕单911,不抗旱品种）的盆栽试验,研究了长期水分胁迫下氮、钾对各生育期叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和叶绿素含量的影响,旨在从光合生理特性揭示这些因子的抗旱机理。结果表明,长期水分胁迫下叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度（除成熟期）和叶绿素含量显著降低,不抗旱品种降幅更甚。抗旱品种的净光合速率和叶绿素含量大于不抗旱品种,而蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度则相反。两品种苗期光合作用较弱,净光合速率和叶绿素含量均较低,抽雄期达到高峰。施氮能不同程度降低水分胁迫下玉米叶片的蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高净光合速率,从而减缓水分胁迫对光合作用的伤害。随氮肥用量增加,不抗旱品种净光合速率和叶绿素含量显著升高,蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度明显降低,两种氮肥用量间有显著差异;抗旱品种在低氮用量时效果显著,但高低氮用量间无显著区别。钾对受水分胁迫的玉米表现出比氮肥更突出的效果。相反,在适量供水条件下,氮钾肥的作用明显下降。以上结果表明,适当用量的氮、钾肥,可以有效地改善水分胁迫下作物叶片的光合特性,从而增强作物的抗旱性。     

Effects of silicon application on drought resistance of cucumber plants

A study on the effects of silicon supply on the resistance to drought in cucumber plants was conducted in pot experiments. The results suggested that in the absence of stress, silicon slightly enhanced the net photosynthetic rate, but significantly decreased the transpiration rate and stomatal conductance in cucumber plants. Silicon enhanced the net photosynthetic rate of cucumber plants under drought stress. Since silicon decreased the stomatal conductance, enhanced the capacity of holding water, and kept the transpiration rate at a relatively steady rate during drought stress, the photosynthesis of the cucumber plants was sustained. And under drought stress, silicon increased the biomass and water content of leaves in cucumber plants. Silicon decreased the decomposition of chlorophyll in cucumber plants under drought stress, limited the increase of the plasma membrane permeability and malondialdehyde (MDA) content in leaves, alleviated the physiological response of peroxidase (POD) to drought stress, maintained the superoxide dismutase (SOD) normal adaptation, and increased the activity of catalase (CAT). Under severe stress, these physiological biochemical reactions showed positive correlations with the amount of silicon supply. These findings demonstrated that silicon enhanced the resistance of the cucumber plants to drought. Statistical analysis indicated that under drought stress the cumulative value of biomass showed a highly significant correlation with the cumulative value of diurnal photosynthesis (r = 0.9812, p < 0.01), and was significantly correlated with the water content of leaves (r = 0.8650, p < 0.05). These results demonstrated that under drought stress the first factor responsible for the effects of silicon application on the cumulative value of biomass was the increase of photosynthesis, and the second factor was the enhancement of the water holding capacity. Based on these facts, it was concluded that silicon enhanced the resistance to drought mainly by taking part in the metabolism of plants.     

灌浆期涝害对小麦旗叶光合特性影响及降渍恢复效应

2015-2016年以小麦品种烟农19为材料,采用盆栽实验研究灌浆期持续6d和9d涝害处理对旗叶光合特性的影响及水分胁迫解除后旗叶光合特性的变化。结果表明：灌浆期涝害会显著降低小麦旗叶的净光合速率（P＜0.05）,但不同处理下降的幅度存在差异;涝害6d处理（WL6）和涝害9d处理（WL9）净光合速率分别降至正常水分处理（对照,CK）的82.0%和71.5%;水分胁迫解除后3d,WL6处理的净光合速率得到恢复,与CK表现一致,而WL9处理的旗叶净光合速率与CK差异显著,仅恢复至CK的86.3%。涝害阶段及水分胁迫解除后3d,小麦旗叶SPAD值的变化趋势与净光合速率基本保持一致。与涝害9d处理相比,涝害6d处理进行降渍以后,小麦叶片的光合特性能得到较好恢复。涝害期间,WL6处理的旗叶胞间CO₂浓度较对照显著升高,表明涝害6d后旗叶净光合速率下降的主要原因是由于非气孔因素所致;WL9处理气孔导度显著下降的同时,胞间CO₂浓度却无显著变化,说明涝害9d后小麦叶片的低光合作用主要也是受到了非气孔因素的影响,与叶片气孔的张开程度无关。     

水分胁迫对冬小麦光合及生物学特性的影响

利用阜康绿洲农田的田间灌水试验，研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦光合，茎秆生长、地上和地下干物质累积以及籽粒产量的影响。结果表明；随着水分胁迫程度的加剧。冬小麦光合作用、株高、干物质累积、根系生长以及籽粒产量受到的抑制作用逐渐增强；灌水量为田间持水量40％的处理在成熟期时根干重要大于其它处理。是由于干旱胁迫促进了新生根的生长．从而可使根系充分吸收中下层土壤贮水。这是减少灌水次数和提高水分利用效率的一个有效途径，冬小麦灌浆期受到重度的水分胁迫，籽粒产量明显下降．而拔节期遭受轻度的水分胁迫在恢复灌水后产量反而要高于其它处理。