生物质炭对烤烟旺长期根系发育及光合特性的影响

旨在通过改变生物质炭在植烟土壤中的施入量,明确优质烤烟在生产环节的根系发育、叶片光合特性及地上和地下部分协调生长的生理指标,以改善东北植烟区烤烟品质较差的现状,于2015—2016年采用大田试验方式,设置6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5),与当地常规施肥相比,各处理氮肥施入量均减少40%,分析不同生物质炭用量对烤烟旺长期根系生理指标与叶片光合生理指标的影响。结果表明:烤烟烟株在旺长期根系发育状况与光合生理指标、叶绿素含量、叶面积系数的状况是协调一致的;施用生物质炭2 400kg/hm~2的处理较对照提高根系活力177.8%、根系总面积91.35%、总根尖数100.9%、叶面积73.29%、叶绿素相对值(spad)57.68%、净光合速率77.32%、叶面积系数23.48%。生物质炭能够有效促进烤烟根系形态的生长发育,优化根系生理指标,并通过改善根系的发育,进而改善叶片光合生理特性及叶片发育指标,而生物质炭这种改良作用在T4(2 400kg/hm~2)达到顶峰。     

北方烟区水肥一体化对烤烟生长、根系形态、生理及光合特性的影响

干旱抑制北方烟区烤烟的生长发育,造成烟叶产量、质量下降。为探讨北方烟区水肥一体化对烤烟田间生长、根系形态生理和光合特性的影响,以‘云烟87’为试验材料,研究了烤烟农艺性状、干物质积累量、根系形态和生理活性、光合作用、叶绿素荧光特性以及烤后烟叶经济性状在水肥一体化和沟灌常规施肥2个不同处理下的差异。结果显示,与沟灌常规施肥处理相比,水肥一体化能够促进烤烟生长发育,使田间农艺性状表现良好。水肥一体化能够明显提高根系和地上部干物质积累量,降低根冠比,显著增加根系体积、总吸收面积、活跃吸收面和比表面积以及根系活力、ATPase等相关根系形态和生理活性(P0.05)。在水肥一体化下,烤烟叶片的光合作用指标净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)以及叶绿素荧光参数PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭系数(q_p)均显著高于沟灌常规施肥(P0.05),而蒸腾速率(T_r)、非光化学淬灭系数(NPQ)则明显较低(P0.05);同时,其烤后烟叶的经济性状显著高于沟灌常规施肥处理(P0.05)。研究表明,水肥一体化可以创造良好的根系形态,提高根系生理活性,增强光合作用和光能利用效率,从而促进烤烟生长发育,有助于提高烤后烟叶的经济性状。     

高氯土壤条件下烤烟对 Cl– 通道抑制剂的生理响应

【目的】在我国部分烟区,土壤氯离子含量高是造成烟叶氯离子含量高的一个主要因素,困扰着当地优质烟草的生产。研究氯离子通道抑制剂对烤烟成熟期叶片生理指标的影响,可为生产中合理降氯提供一定的参考。 【方法】2015 年在河南科技大学采用盆栽土培试验,设置四个处理,分别为 200 μmol/L NFA、200 μmol/L 9-AC、200 μmol/L Zn2+ 和蒸馏水,土壤含氯量为 50 mg/kg。于移栽后 30、45、60、75 d 灌根,每个处理每次每盆灌 1 L,连灌 3 天。测定了成熟期烤烟中部功能叶片中的CLC-Nt2 基因表达强度、光合色素含量、叶绿素荧光参数、相关元素积累量以及烟株生物量。 【结果】1) 与对照相比,施用抑制剂 Zn2+、NFA、9-AC 的烟株叶片中CLC-Nt2 的表达量显著降低,分别为对照的 82.22%、75.39%、72.19%,但 3 组抑制剂处理之间无显著差异。2) Zn2+、NFA、9-AC 处理的叶片叶绿素总含量较对照分别增加 20.15%、29.10%、45.52%,差异达到显著水平。同时,经不同抑制剂处理的叶片叶绿素荧光特性也表现出不同程度的增加,表明抑制剂可以减缓氯含量对烤烟 PSⅡ光合机构的伤害。3) 抑制剂对烤烟叶片中 Cl–、K+、NO₃– 的积累有明显影响。与对照相比,抑制剂处理的 3 组叶片中 Cl– 含量显著降低,降幅在 18.17%～33.48%;K+ 含量和 NO₃– 含量明显提高,增幅分别为 5.28%～10.20% 和 12.19%～25.24%,其中以 9-AC 处理的效果最佳。4) 抑制剂对烤烟生物量的合成有促进作用。与对照相比,施用抑制剂后烟株叶、茎、总干重显著提高,增幅分别为 17.02%～32.45%、10.54%～20.66% 和 13.21%～25.50%;而根干重增加幅度较小,仅为 5.94%～11.43%,根冠比显著降低。抑制剂的作用效果表现为 9-AC > NFA > Zn2+ > CK。 【结论】当植烟土壤中氯离子含量较高时,外施氯离子通道抑制剂能够对烤烟植株生长及体内一系列生理活动产生积极作用,在一定程度上缓解了氯害对烟草的不利影响。在本试验条件下,施用 200 μmol/L 9-AC 的烟株整体表现最优,而施用 200 μmol/L Zn2+ 的处理在基本满足降低叶片氯离子含量的同时降低了生产成本,这为生产中合理降氯提供了一定的参考。     

不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究

【目的】土壤质地能概括反映土壤内在的肥力特征,对土壤养分供应具有调控作用,是影响农田中土壤氮素供应和氮肥利用的重要因素。本试验通过在皖南烟区3种质地(壤土、黏壤、砂壤)土壤上施用等量氮肥来研究其对烤烟不同生育期的氮素吸收、积累及利用特征的影响,旨在为烟田土壤改良及烤烟合理施肥提供理论依据。【方法】在皖南烟区现代农业科技园的典型壤土、黏壤和砂壤土上分别建立田间试验,采用15N田间微区试验和室内分析相结合的研究方法,在烤烟的团棵期(移栽后38 d)、现蕾期(移栽后53 d)、平顶期(移栽后64d)和成熟期(移栽后103 d),采集长势一致的烟株样品,测定烟株各部位的生物量,并采用凯氏定氮法检测其全氮含量,采用ZHTO2型同位素质谱仪测定其15N丰度。【结果】皖南烟区壤土和黏壤土上烤烟总氮和肥料氮积累均随生育期呈单峰变化,在烤烟平顶期达最大,总氮积累量分别为4.25 g/plant和3.96 g/plant,肥料氮积累量分别为2.34 g/plant和2.54 g/plant,而砂壤土上烤烟到成熟期其总氮和肥料氮的积累量达到最大,分别是5.64 g/plant和2.73 g/plant,均显著高于同时期的壤土和黏壤;壤土、黏壤和砂壤土上烤烟均以叶部肥料氮占总氮比例及氮素分配率较高,茎部次之,根部最低;不同质地土壤上烤烟氮肥利用率与肥料氮的积累动态具有一致的变化趋势,其中壤土和黏壤在平顶期最大,分别为34.5%和40.7%,之后壤土利用率缓慢下降,黏壤下降幅度较大,而砂壤土上烤烟氮肥利用率在生育期内呈上升趋势,至成熟期最大,为43.7%。【结论】不同质地土壤上烟株对氮素的吸收利用顺序为砂壤壤土黏壤,黏壤土在烤烟生育期内供氮能力较弱,应合理调控土壤氮的矿化及增加肥料氮的供应;砂壤土氮肥利用率较高,应严格控制氮肥的施用量。     

饼肥与尿素配施对烤烟生物性状及某些生理指标的影响

研究了饼肥配施尿素对烤烟生物学性状及生理指标的影响。结果表明,烤烟移栽１－５０天,尿素处理的株高,叶面积系数最大,饼肥配施尿素处理次之,单施饼肥处理最小。移栽７０天时,各处理对株高,茎围,叶面积系数,硝酸还原酶活性,根系体积,干重,根系总吸收面积,活跃吸收面积的影响为：饼肥配施尿〉尿素〉饼肥〉对照;而对叶绿素含量,还原糖含量的影响表现为;饼肥配施尿素〉饼肥〉尿素〉对照。几种饼肥对烤烟生长,生理指标     

铬胁迫对烤烟生长和生理生化指标的影响

本文采用盆栽试验,研究了不同的重金属铬浓度(0、2、40、60、80mg·kg-1)对烤烟K326生长发育和某些生理生化指标的影响,分别测定移栽后25、50、75d烟株主要农艺性状(包括株高、叶片数、节距、茎围、最大叶长叶宽)、生物量、烟叶叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果表明:随着铬浓度增加,烟株主要农艺性状和生物量呈明显下降的趋势,叶绿素a和叶绿素b含量也呈下降的趋势,POD和SOD活性显著下降,随着生育期延长,烟株主要农艺性状逐渐增大,烟叶叶绿素含量呈下降的趋势,SOD活性呈明显上升的趋势,POD活性在移栽50d时最高。     

根际通气对盆栽玉米生长与根系活力的影响

针对盆栽作物生长空间有限且通气不良的生长环境问题,为改善根际气体环境,试验设每隔2d通气1次(T1)、每隔4d通气1次(T2)两个通气处理,以不通气(CK)为对照,研究根际通气对盆栽玉米生长及根系活力的影响。结果表明,T1和T2处理均能提高玉米株高、叶面积、叶绿素含量,促进地上部分和地下部分干物质的积累。T1、T2处理有利于提高玉米根冠比和根系活力,拔节期T1和T2处理的根冠比分别是CK的1.27倍、1.18倍,根系活力分别为CK的1.26倍和1.54倍;抽穗期根冠比分别为CK的1.18倍、1.09倍,根系活力分别为CK的1.22倍和1.40倍。同时,通气处理能够促进作物吸收土壤内的养分。研究结果表明,根际通气能够增强盆栽玉米的根系活力,促进植株的生长发育。     

磷肥处理对烤烟生长生理及根系构型的影响

采用根箱栽培,研究了高 P、低P对烤烟生长生理及根系构型的影响,结果发现,烟株生长指标（株高、茎围、叶重、根重）、生理指标（烟叶净光合速率、硝酸还原酶活性、烟株根系活力）、根际土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌）均为高P处理大于低P处理。高P和低P处理烟株根系构型具有各自鲜明的发根特征和侧重点,高P处理根系构型优势在烟株发育后期的第三轮根以及一级侧根,而低P处理根系构型主要优势在第一轮根、第二轮根及总不定根。低P处理烟株不定根的生成量超过高P处理。     

干湿交替灌溉与施氮量对水稻叶片光合性状的耦合效应

【目的】探讨干湿交替灌溉与施氮量耦合对水稻光合性状及其效应的影响,从光合源及光合质方面阐明不同水氮组合处理在光合性状上的差异。【方法】以新稻20为材料进行土培试验,设置浅水层灌溉 (0 kPa)、轻度干湿交替灌溉 (–20 kPa) 和重度干湿交替灌溉 (–40 kPa) 3种灌溉方式及不施氮 (N0)、中氮 (MN, 240 kg/hm2) 和高氮 (HN, 360 kg/hm2) 3种氮水平,研究不同水氮耦合处理对水稻产量、叶片叶绿素含量、叶面积指数、叶片氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的影响。【结果】灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,轻度干湿交替灌溉增加了主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,提高抽穗后群体叶面积指数,且与MN耦合后产量最高,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;重度干湿交替灌溉则显著降低主要生育期叶片叶绿素含量、叶片氮含量、叶面积指数、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率;在同一灌溉方式下,中氮处理提高叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数提高,重施氮肥反而降低叶片光合及荧光效率。水稻叶片叶面积指数、光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ潜在活力及最大光化学效率与产量均呈显著或极显著的正相关关系。水稻主要生育期光合性状指标的供氮效应均为正效应,轻度干湿交替灌溉下主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的供水效应及耦合效应均为正效应,而重度干湿交替灌溉的控水及耦合效应则为负效应。【结论】轻度干湿交替灌溉耦合中氮处理水稻叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率提高,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数形成,表明通过适宜的肥水调控发挥水氮耦合效应,可以创造良好的光合性状,提高水稻光合生产能力,从而促进水稻高产。     

增加烟草一级和二级侧根是抵御干旱的生理机制

【目的】 挖掘植物自身的抗旱能力是提高农业水分利用效率的有效措施。本研究通过比较水分胁迫处理下 5 个烤烟品种苗期根系发生和伸长以及叶片光合特性的变化,探讨烤烟抗旱能力差异的生理机制,为烟草生产的可持续发展提供理论依据。 【方法】 采用水培试验,设置对照和水分胁迫处理 (添加 2.5% PEG 处理来模拟中度干旱),研究 5 个烤烟品种苗期的地上部和根系的生物量、一级和二级侧根的发生和伸长,利用 Li-Cor 6400 光合测定系统测定叶片的光合速率和气孔导度等参数,利用 FLIR 手持式红外热成像仪测定新展开叶的叶片温度,分析烟草抗旱能力差异明显的生理机制。 【结果】 水分胁迫条件下 5 个烤烟品种的生长差异明显。与对照处理相比,水分胁迫对大平板和农大 202 的生长影响不明显,但柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的地上部和根系生物量显著被抑制,降幅范围在 66%～83%,达到差异极显著水平。水分胁迫抑制 5 个烤烟品种一级和二级侧根的伸长,但大平板和农大 202 的一级侧根数目和二级侧根密度显著增加,最终导致根系生物量没有下降;另外 3 个烟草品种柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的侧根发生增加趋势不明显。水分胁迫处理下抗旱能力强的大平板和农大 202 地上部生物量和叶片温度变化不明显,而叶片的净光合速率显著下降,但其降幅显著低于 3 个抗旱能力弱的烤烟品种。与对照处理相比,抗旱能力弱的柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 叶片的气孔导度和蒸腾速率显著下降,叶片温度上升 5～7℃。进一步的研究表明,PEG处理下耐旱能力强烤烟品种侧根数目的显著增加是地上部维持较强光合能力的主要原因。 【结论】 抗旱能力强的烟草品种苗期受到水分胁迫时其一级和二级侧根显著增加,进而能保持较高的光合特性。      

烤烟缓释肥料对烟株根系和光合特性的影响

试验研究了烟草缓释肥料对烟株根系活力、叶片光合特性、烟株干物质积累以及产量和产值的影响.结果表明,施用烟草缓释肥料可显著提高烟株根系活力、叶片叶绿素含量和净光合速率以及烟株干物质的积累,降低胞间CO2浓度,其中以每株施用45.45 g 烟草缓释肥料的效果最好,其次为每株施用38.63 g烟草缓释肥料.施用烟草缓释肥料能提高烟叶的产量和产值,减少烟草缓释肥料用量的处理虽然降低了烟叶产量,但因改善烟叶品质而提高其产值,缓释肥料对烟叶产值的影响以每株施用38.63 g烟草缓释肥料处理效果最好.     

不同抗性稗草对水稻产量及其生理特性的影响

为探讨对除草剂敏感的稗草和产生多抗性的稗草对水稻生长发育的影响,以南粳9108为试验材料,自水稻移栽至成熟分别与对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均敏感的稗草(敏感稗草,T1)和对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均产生抗性的稗草(多抗性稗草,T2)共生,以无稗草水稻处理为对照(CK)。结果表明,与T1相比,T2的分蘖数、干物质积累量和每穗粒数显著降低、生育期缩短,但千粒重显著增加。与稗草共生后,与CK相比,T1和T2的水稻产量分别显著减产32.5%~33.4%和24.8%~26.7%,T2的减产率略低于T1,但二者差异不显著。与CK相比,T1和T2还显著降低了水稻抽穗期水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量,T1与T2间差异不显著。水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量的显著降低是T1和T2致使水稻产量降低的重要原因。本研究结果为杂草综合治理和水稻高产栽培提供了理论依据。     

微生物有机肥对烤烟育苗、产量和品质的影响

针对甘肃陇东烤烟生产中存在的品质较差以及病毒病严重等问题, 于2008年通过田间试验研究微生物有机肥对烤烟育苗、产量和品质的影响。试验结果表明: (1)苗床期施用微生物有机肥有助于培育壮苗, 成苗速度快, 叶片数提前达到移栽标准, 最大叶干重和地上部干重分别比对照增加41.9%和90.1%; 总根长、比根长和根尖数分别比对照增加151.5%、25.8%和286.0%, 根系干重增加1倍; 苗床土中可培养微生物活菌数增加, 放线菌数比对照多194.7%。(2)大田移栽时再次穴施微生物有机肥极大地提高了烤烟的产量和经济效益, 改善了烟叶的品质。微生物有机肥处理的产量和产值分别比对照增加23.2%和46.5%, 中上等烟比例增加16%, 纯收入增加12 363 元·hm^-2; 烟叶的钾、总氮、烟碱、蛋白质和糖含量以及施木克值等主要品质指标接近优质烤烟的适宜值, 中下部叶的钾含量达到3%以上。     

双季早稻氮素亏缺补偿效应的形成及其生理机制初探

为探明双季早稻氮素亏缺补偿效应的形成及其生理机制,采用桶栽方式,以超级杂交早稻品种淦鑫203为试验材料,于氮素亏缺敏感期分蘖期,设置5个氮肥处理:T0(各生育阶段均不施用氮肥,即空白对照)、T1(各生育阶段氮肥按常量分配)、T2(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期不恢复供氮)、T3(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期常量恢复供氮)和T4(分蘖期氮肥亏缺后幼穗分化期倍量补偿供氮),比较各氮肥处理稻株产量及其构成因素、单株分蘖数、成穗率和净光合速率、SPAD值、氮代谢酶(硝酸还原酶NR和谷氨酰胺合成酶GS)活性、内源激素含量、根系伤流量等有关生理指标的差异性。结果表明,T4单株产量与T1十分接近,补偿指数CI=0.99,无显著差异,呈现出等量补偿效应。与T1相比,T4叶片净光合速率、SPAD值、NR和GS活性均能维持在较高水平,而且随着生育推进,至补偿后期,T4该4项生理指标仍维持在较高水平,表现出较为明显的氮素亏缺补偿效应。至补偿后期,氮素补偿处理的T4和T3稻株叶片脱落酸(ABA)含量显著低于T0、T1和T2,以T4最低,生长促进类激素之和(GA3+IAA+ZR)与生长抑制类激素(ABA)比值则显著高于T0、T1和T2。氮素亏缺补偿后第10天根系伤流量以T0最低,T4、T3均高于T1,且T4与T1间差异达显著水平。至补偿后期,T4单株分蘖数及成穗率高于T1、T3。本研究结果进一步明确了双季超级杂交早稻分蘖期氮素亏缺补偿效应的形成,有助于诠释水稻氮素亏缺补偿效应形成的生理机制,为水稻氮肥施用不当时进行追补及双季早稻高产稳产栽培提供了科学依据。     

优化施氮对旺长期和成熟期烤烟地上部氮素挥发的影响

通过盆栽试验,采用地上部氮挥发研究装置研究施氮量和基追比[对照处理:不施氮;传统施氮处理:施氮量为0.30 g(N).kg 1(土),基追肥比为7︰3;优化施氮处理:施氮量为0.15 g(N).kg 1(土),基追肥比为3︰7]对烤烟"粤烟97"在旺长期和成熟期地上部氮素挥发的影响。结果表明,与不施氮处理和传统施氮处理相比,优化施氮处理显著提高了成熟期烤烟地上部NO的挥发速率;但是3种施氮处理下成熟期烤烟对NO2表现为净吸收,且平均吸收速率差异不显著。3种施氮处理中,传统施氮处理无论是旺长期还是成熟期烤烟地上部平均N2O挥发损失量最高,其次是优化施氮处理,对照处理最小;传统施氮处理和优化施氮处理成熟期烤烟地上部平均N2O挥发损失量分别是旺长期的3.06倍和6.12倍。旺长期3种施氮处理之间烤烟地上部NH3挥发没有显著差异;但成熟期时,与传统施氮处理相比,优化施氮处理显著提高了烤烟地上部NH3挥发速率。减少施氮量和优化基追比例可减少旺长期和成熟期烤烟地上部N2O挥发,但增加成熟期NH3挥发。上述结果表明,优化施氮(氮肥后移)尽管促进烤烟中后期氮素吸收,但也促进了烤烟内源N2O形成、排放。因此,优化施氮(氮肥后移)对抑制烤烟氮素挥发的调控作用不明显。     

调亏灌溉对菘蓝光合特性及品质的影响

于2016年在张掖市民乐县益民灌溉试验站开展了菘蓝不同生育期水分亏缺试验研究。在保持苗期和肉质根成熟期充分灌溉的情况下,对菘蓝的营养生长期和肉质根生长期分别进行轻度、中度和重度的水分亏缺处理,并测定菘蓝光合生理指标和品质。结果表明:营养生长期和肉质根生长期的中度和重度水分亏缺对菘蓝叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低程度最为显著,且随着水分亏缺程度越高,降幅越大。WD5处理的菘蓝综合品质最优,其靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春含量比对照组CK处理分别高出9.1%,5.3%,7.0%,其他处理随着连续生育期的中轻度水分亏缺程度的增加,菘蓝品质有所提高,但是重度水分亏缺(WD3、WD8和WD9)不利于有效成分的积累。因此,膜下滴灌水分调节降低菘蓝光合速率、蒸腾速率和气孔导度,提高了水分利用效率,并且在营养生长期和肉质根生长期的轻中度水分亏缺有助于改善菘蓝品质。