苗期干旱胁迫对不同抗旱花生品种生理特性、产量和品质的影响

在人工控水条件下,研究了两个不同抗旱花生品种苗期干旱下的生理特性及其产量和品质。结果表明,随着干旱程度的增加,两品种叶片光合速率(P_n)逐渐下降,丙二醛(MDA)含量增加;解除干旱后,叶内MDA含量降低,Pn很快恢复到或超过对照水平,农大818的恢复能力强于鲁花11。适当干旱处理,可增加叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,提高叶片可溶性蛋白质(P_r)含量,鲁花11以中轻度干旱（灌水60~80 mm）,而农大818以中度干旱（灌水40~60 mm）时酶活性最强、Pr含量最高,同一干旱处理、特别重度干旱（灌水20 mm）处理的酶活性,农大818明显高于鲁花11;解除干旱后,两品种叶中SOD、POD、CAT活性和Pr含量显著降低,但农大818的酶活性仍高于鲁花11。随着苗期干旱程度的增加,花生荚果和籽仁产量降低,但农大818的降幅小于鲁花11;若苗期灌水量低于60~80 mm则影响产量。花生苗期中、轻度干旱胁迫可增加籽仁蛋白质含量,而对脂肪含量的影响不大;重度干旱明显降低籽仁脂肪含量、脂肪中油酸组分和O/L比值,增加亚油酸组分,但对蛋白质的影响较小。鲁花11以60~80 mm水分处理及农大818以40~60 mm水分处理时籽仁品质最佳。     

HgCl2短时处理对蚕豆叶片光合作用的效应

以不同浓度HgCl₂溶液涂抹蚕豆(Vicia faba L.)叶片30 min后, 测定进入叶片组织的汞含量、叶片的气体交换和叶绿素荧光。随着外施HgCl2溶液浓度的增大, 进入叶片组织的汞含量增加。当HgCl₂溶液浓度高于10 mg L^-1时, 处理显著抑制蚕豆叶片的净光合速率(P_n)和表观光合量子效率(AQY), 且随着浓度增加, 抑制程度也加强。同时, HgCl₂溶液处理能够显著降低PSⅡ光量子产量(DF/ F_m’)和表观光合电子传递速率(ETR), 增加叶片的叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)。 结果表明, 低浓度HgCl₂短时间处理导致蚕豆叶片P_n降低的主要原因是由于HgCl₂抑制了光合电子传递过程。     

壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

人参不同生育期叶片光合作用变化的研究

田间栽培和植物生长室培养试验结果表明,净光合速率（P_n）在尚未形成生殖器官的一年生人参叶片完全展开后即达最大值,此后缓慢下降;2~6年生人参叶片完全展开后达第1个高峰,开花期略有下降,绿果期出现第2高峰,此后持续下降。去掉花蕾的人参植株叶片在对照植株的绿果期没有出现第2高峰,但在红果期和黄叶期净光合速率下降缓慢。弱光（10%透光荫棚）和适宜光（30%透光荫棚）下人参叶片绿果期后P_n下降缓慢,强光（50%透光荫棚）下下降较快,过早出现变黄早衰。强光和高温可使植株生育期缩短、叶片早衰、Pn快速下降,而弱光和低温使植株生育期延长,P_n下降时间推迟。叶片表观量子效率(AQY)、气孔导度(G_s)和蒸腾作用(T_r)自展叶期至绿果期变化不大,红果期和黄叶期持续下降。胞间CO₂浓度(C_i)在展叶期至绿果期较低,红果期和黄叶期持续增加,说明生育后期P_n下降是由非气孔限制因子引起。叶片P_n与比叶重呈负相关,推测叶片光合产物的积累和消耗与P_n的生育期变化有关。绿果期C_i最低,同时水分利用效率(WUE)较高,是人参叶片光合作用对水分需求的关键时期。     

苜蓿轮作玉米后不同种植年限玉米生育后期叶片衰老特性

为探讨苜蓿轮作玉米后不同种植年限玉米生育后期叶片衰老特性,以金山27为试材,紫花苜蓿地为前茬,连续4年采用同一高产栽培方案种植玉米,吐丝期开始,每10 d 1次,测定不同层位叶片叶绿素、丙二醛（ MDA）含量和超氧化物歧化酶（ SOD）、过氧化物酶（ POD）活性。结果表明：苜蓿轮作玉米后,玉米产量随玉米种植年限的增加而降低,与种植玉米第一年相比,第二、三、四年产量分别下降了9．7％,13．6％和19．1％。苜蓿轮作玉米后,不同种植年限玉米吐丝后叶片衰老速率随玉米种植年限的增加而增加,且随生育进程差异增加。不同生育时期和层位春玉米叶片叶绿素含量随玉米种植年限增加而下降,吐丝后20 d到叶丝后40 d差异达显著水平,尤以穗位叶为甚。不同生育时期和层位叶片SOD和POD活性随玉米种植年限的递增均呈下降趋势,不同年限间SOD、POD活性随生育进程差异逐渐增加。不同生育时期和层位玉米叶片MDA含量随玉米种植年限增加而增加,且随生育进程差异增大,穗位叶最为明显。苜蓿轮作玉米后,随玉米种植年限的增加,玉米产量下降,生育后期叶片SOD、POD活性降低,MDA含量升高,叶片衰老速率增大,尤以穗位叶为甚。     

高温胁迫对观赏凤梨叶片抗氧化系统和渗透调节物质积累的影响

采用盆栽试验,研究了40℃高温胁迫处理对观赏凤梨叶片抗氧化系统及渗透调节物质积累的影响。结果表明,与25℃对照相比,高温胁迫8 h内,观赏凤梨叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著升高,脯氨酸（Pro）和热激蛋白（HSP）含量显著增加,同时叶片超氧阴离子（O2-?）产生速率、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量、电解质外渗率、叶绿素含量与对照相比均无显著变化,植株生长也无明显伤害,表明SOD、POD、CAT活性的提高以及HSP、Pro含量的增加有利于缓解短期高温胁迫对观赏凤梨的氧化伤害。之后随胁迫时间的延长,叶片SOD、POD、CAT活性逐渐下降至对照以下,HSP和Pro含量降低,同时叶片O2-?产生速率加快,H2O2和MDA含量升高,电解质外渗率增加,可溶性蛋白含量降低,游离氨基酸含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量下降,气孔逐渐关闭,观赏凤梨植株幼叶、成熟叶受伤害症状逐渐加重。     

氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片保护酶活性和内源激素含量的影响

于2005—2006年在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置正常灌水(土壤含水量为田间持水量的75%左右)和棉花花铃期土壤短期干旱处理(将正常灌水的棉花自然干旱持续8 d, 以棉株出现萎蔫症状为标准, 之后复水至正常灌水水平), 每个处理再设置3个氮素水平(0、3.73、7.46 g N pot^-1, 分别相当于0、240、480 kg N hm^-2), 研究氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片内源保护酶活性和内源激素含量的影响。结果表明, 花铃期短期干旱显著降低棉花叶片凌晨叶水势。在干旱结束时, 干旱处理棉花叶片可溶性蛋白含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著降低、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高、丙二醛(MDA)含量增加, 内源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)含量升高、细胞分裂素(ZR)和赤霉素(GA)的含量降低, ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA均降低, 其叶片净光合速率(P_n)亦显著低于正常灌水处理。花铃期土壤干旱下施氮可提高可溶性蛋白含量、SOD与POD活性, 以240 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n, 该处理CAT活性最高, MDA含量最低; ABA含量最低, 而ZR、IAA、GA的含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA最高。施氮不足(0 kg N hm^-2)或过量(480 kg N hm^-2)均表现出相反的趋势。到复水后第10天, 干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性可迅速恢复到正常灌水水平, 其MDA含量与正常灌水处理的差异较小; 但其ABA含量明显低于正常灌水处理, ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA却显著高于正常灌水处理。并且施氮有利于提高复水后干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性, 降低细胞膜脂过氧化程度, 降低ABA含量, 增大ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA, 相比而言, 复水后以480 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n。     

不同南瓜砧木对嫁接薄皮甜瓜生理的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法,研究了不同南瓜砧木对嫁接薄皮甜瓜叶片生理指标的影响。结果表明：各嫁接组合叶片光合速率、可溶性糖、叶绿素、蛋白质、丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）和超氧化物岐化酶（SOD）活性差异显著。与其他嫁接组合相比,生产上适宜的嫁接组合叶片光合速率、叶绿素、可溶性糖含量均有提高,随着生育期推进,SOD活性逐渐降低,POD活性逐渐升高。因此,叶片生理指标可以作为薄皮甜瓜砧木品种筛选的重要依据之一。     

不同熟性棉花品种叶片衰老特性研究

研究了大田条件下15个不同熟性棉花品种叶片衰老生理指标的变化趋势.结果表明:扩展期叶片的SOD活性和MDA含量较高,以后又下降,而POD活性较平稳;中期叶片的SOD、POD活性和MDA含量均不断提高,叶绿素含量高,光合速率强;后期叶片的POD活性和MDA含量继续提高,SOD活性出现两种变化趋势:一种是继续升高或保持平稳,叶绿素含量和光合速率衰减慢;一种是显著下降,叶绿素含量和光合速率下降快.品种间生理指标相关分析表明,后期叶片SOD活性与叶绿素含量、光合效率呈显著或极显著正相关(r=0.5408*,0.7189**),与MDA呈极显著负相关(r=-0.8896**);而后期叶片MDA与叶绿素含量、光合效率呈显著或极显著负相关(r=-0.5533*,-0.8481**).     

花生叶片抗衰老酶活性的日变化研究

在人工控水条件下,研究了两个不同抗旱花生品种苗期水分胁迫处理对其抗衰老酶活性日变化的影响。结果表明：鲁花11超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性日变化为双峰曲线,11:30达到第一个活性高峰,15:30达到第二个活性高峰。农大818 SOD活性13:30达到活高峰,P0D、CAT活性日变化为双峰曲线,11:30达到第一个高峰,15:30达到第二个高峰。农大818 SOD、POD活性显著高于鲁花11,中度水分胁迫处理活性显著高于轻度水分胁迫处理。苗期水分胁迫处理明显提高了两品种的抗衰老酶活性,农大818抗水分胁迫能力强于鲁花11。     

Long-term Low Radiation Decreases Leaf Photosynthesis, Photochemical Efficiency and Grain Yield in Winter Wheat

Low radiation reduces wheat grain yield in tree-crop intercropping systems in the major wheat planting area of China. Here, two winter wheat ( Triticum aestivum L) cultivars, Yangmai 158 (shading tolerant) and Yangmai 11 (shading sensitive), were shaded from jointing to maturity to evaluate the impact of low radiation on crop growth, photosynthesis and yield. Grain yield losses and leaf area index (LAI) reduction were less than the reduction in solar radiation under both shading treatment in both cultivars. Compared with the control (S0), grain yield only reduced 6.4 % and 9.9 % under 22 % shading treatment (S1), while 16.2 % and 25.8 % under 33 % shading (S2) in Yangmai 158 and Yangmai 11 respectively. The reduction in LAI was 6.0 % and 9.2 % (S1), and 18.2 % and 22.2 % (S2) in Yangmai 158 and Yangmai 11 respectively. However, decline in canopy apparent photosynthetic rate (CAP) was 15.0–22.9 % (S1) and 29.5–49.6 % (S2), which was consistent with the reduction in radiation. The reduction in LAI was partially compensated by increases in the fraction of the top and bottom leaf area to the total leaf area, which facilitated to intercept more solar radiation by the canopy. The decrease in photosynthetic rate ( Pn ) of flag leaf was partially compensated by the increase in Pn of the third leaf from the top. In addition, an inconsistency between the low Pn and the high Chl content in flag leaf was observed at 30 DAA. This could be explained that more excitation energy was dispersed via the non-photochemical approaches in the photosystem II (PSII) of flag leaf after long-term shading.     

连作马铃薯光合特性与土壤速效氮含量的关系研究

马铃薯作为乌兰察布市主要农作物,连作障碍问题日益突出,已然影响产业可持续发展,减轻或消除连作障碍对马铃薯生产意义重大。以当地主栽品种“后期红”为试验材料,设置轮作、一年连作、二年连作等处理,从出苗后33天开始,每隔15d,测定叶片光合性能相关指标、土壤速效氮含量。结果表明,随着生育进程的推进,三种种植模式下的马铃薯叶面积指数LAI、相对叶绿素含量SPAD、光合速率Pn、蒸腾速率Tr等指标变化趋势相同;与对照轮作相比,二年连作会使马铃薯LAI、SPAD、Pn、Tr在某些生育期明显降低,而一年连作马铃薯的大部分指标无显著变化;二年连作土壤中的速效氮含量明显低于对照,一年连作与对照无明显差异;相关分析表明土壤速效氮含量与光合特性指标呈显著正相关。因此,适当增加马铃薯连作土壤中氮肥投入,尤其是中后期合理施肥,有助于提高光合特性。     

连作对西洋参根系生长及酶活性的影响

在新地及种植过一年、二年、三年参地里播种西洋参,三个月后进行西洋参根重、根系活力、根系酶活性的试验,研究连作对西洋参生理机能的影响。结果表明,随种植年限增加西洋参根重逐年下降;根系活力逐年升高;抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性先升后降。超氧化物歧化酶（SOD）始终表现为下降趋势。谷胱甘肽还原酶（GR）则呈现上升趋势。丙二醛（MDA）含量在2年生地连作、3年生地连作与对照间没有显著差异,在4年生地连作有明显的升高。     

高产高油花生品种的光合与物质生产特征

以冀花2号、冀花4号和鲁花12号为材料,连续测定干物质、荚果产量、含油量及叶片光合指标,定量分析高产高油花生品种冀花4号物质生产指标的动态特征和叶片光合性能,为解析花生高产高油形成机制和优质高效栽培提供依据。结果表明,荚果产量和籽仁含油量均以冀花4号最高。干物质平均积累速率和最大积累速率均以冀花4号冀花2号鲁花12号,且冀花4号干物质积累潜力适中;籽仁油分最大积累速率和平均积累速率均以冀花4号鲁花12号冀花2号,籽仁油分积累活跃期以冀花4号最短。冀花4号全生育期的光合势显著高于冀花2号和鲁花12号,分别高20%以上,产量形成期的光合势占全生育期的80%,冀花4号结荚期光合速率比冀花2号和鲁花12号均高24%以上;光饱和点和CO_2饱和点均为冀花4号最高。荚果产量与干物质平均积累速率、叶片光合速率和总光合势呈极显著正相关;籽仁含油量与单株干物质积累速率、籽仁油分平均积累速率、光饱和点、CO_2饱和点、经济系数、出仁率等显著或极显著相关;荚果产量与含油量极显著正相关。冀花4号具有较高的经济系数、总光合势及结荚期后分配比例、光合速率、光饱和点和CO_2饱和点,以及相对较高的干物质和油分积累平均速率,是其较冀花2号和鲁花12号高产高油的重要原因。     

杂种小麦及其亲本光合碳同化特性的研究

供试化杀型(CHA), T型三系杂种小麦及各自亲本在旗叶一生中的净光合速率(PO、叶绿素含量(Ch1)和可溶蛋白含量(Sp)均在全展时达到最大值,以后逐渐下降。在春季生育期中群体光合速率(CAP)的变化趋势呈单峰曲线,于开花期达到最大值。与亲本和对照相比,杂种小麦在生育期间于上述性状上多表现正向优势,且优势随生育进程不断增     

高密度种植条件下去叶对不同株型夏玉米群体及单叶光合性能的调控

当前玉米产量的提高部分归因于种植密度的增加,但过高的种植密度使冠层中下部叶片光照条件变差,致使单株生长速率降低。因此,如何缓解该条件下群体光合与单株光合性能的矛盾成为当前玉米高产栽培中急需解决的问题。为此,在种植密度为105 000株hm–2的大田试验条件下,研究了紧凑型玉米品种郑单958及半紧凑型玉米品种金海5号的群体光合速率(CAP)、叶面积指数(LAI)、穗位叶净光合速率(Pn)及抗氧化酶活性等对不同程度去叶的响应,以期为高密度栽培条件下稳定或提高单株生产力探讨新的技术途径,同时也为耐密高产品种选育提供借鉴。开花后3 d分别2个品种做不同程度去叶处理,包括去除植株顶部2片叶(S1)、4片叶(S2)、6片叶(S3),以不去叶植株为对照(S0)。结果表明,去叶可显著改善玉米生育后期群体透光率(LT),然而S2和S3处理显著降低了LAI,增加了生育后期的漏光损失,不利于光能利用率的提高,致使其实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm)较低;去除植株顶部两片叶(S1)可显著提高籽粒灌浆期间CAP并延长LAI高值持续期,形成较高的籽粒产量,而过度去叶(S2和S3)则显著降低产量;花后52 d,郑单958 S1处理CAP较对照升高12.49%,而金海5号则升高23.08%;随去叶程度的增强,花后0~26 d内各去叶处理穗位叶Pn、气孔导度(gs)和叶绿素含量明显升高,均显著高于S0,但之后S1处理表现出较优的单叶光合特性。S1处理穗位叶自花后13 d起保持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及较低的丙二醛(MDA)含量。可见,高密度种植条件下,去除植株顶部2片叶可有效调控两株型玉米生育后期群体光合速率、穗位叶光合特性及活性氧清除能力,能较好地协调高密度群体与个体的关系,获得较高的籽粒产量,且对半紧凑型品种金海5号调控效果更明显。     

低温胁迫下聚糖萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验, 以郑单958和丰单3号为材料, 研究了低温胁迫对玉米幼苗光合作用、叶绿素、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响, 以及聚糠萘合剂(PKN)的调控效果。结果表明, 低温胁迫下, 玉米幼苗的光合作用和光系统II光化学最大效率受到抑制; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及丙二醛(MDA)含量显著升高。PKN处理提高了低温胁迫下玉米幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、光系统II光化学的最大效率(F_v/F_m)、叶绿素含量(Chl a+Chl b)。低温处理7 d, ZDTR和FDTR的P_n、G_s、F_v/F_m、Chl a+Chl b分别比各自的对照提高了88.95%和61.11%、593.33%和1 741.67%、111.50%和145.16%、36.61%和54.03%; PKN处理延缓了SOD、POD、CAT活性的降低, 低温胁迫7 d, PKN处理使郑单958和丰单3的SOD、POD、CAT活性分别比对照高了292.59%和632.98%、295.07%和360.54%、254.55%和265.45%; 同时降低了过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及MDA的含量。表明PKN处理有利于提高玉米幼苗的抗冷性。     

栽培条件对半夏叶片POD、SOD、CAT活性的影响

为了筛选能提高半夏叶片POD、SOD、CAT活性的栽培条件,用愈创木酚法、NBT光化还原抑制法和紫外分光光度法分别测定了不同基质不同施肥条件下半夏叶片中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性。结果表明：半夏叶片POD酶活性受基质影响不明显,但不同施肥处理对其活性影响极显著,其中施用1/2MS+K+P（KH2PO4 100 mg/L）的处理半夏叶片POD酶的活性最强;半夏叶片中SOD和CAT酶的活性受不同基质的影响比较明显,其中以珍珠岩为基质栽培的半夏叶片中两种酶的活性均显著高于以土壤为基质栽培的半夏;不同施肥处理对这两种酶的活性也有影响,其中施用1/2MS+K+P（KH2PO4 100 mg/L）的处理半夏叶片SOD酶的活性最强。栽培半夏以珍珠岩为基质、施用1/2MS+K+P（KH2PO4 100 mg/L）的处理对于提高半夏叶片中POD、SOD、CAT 3种同工酶的活性为佳。