干旱和复水条件下黄瓜幼苗生长和生理生化的响应

[目的]分析黄瓜幼苗在干旱胁迫和复水条件下的生长和生理生化响应,阐明在有限水分亏缺下复水产生补偿效应的可能性和补偿强度,为黄瓜的抗旱栽培及水分高效利用提供理论依据.[方法]以金瓜王F1黄瓜幼苗为试验材料,采用温室盆栽试验,测定干旱对照、干旱、极旱、极旱复水对照和极旱复水处理下黄瓜幼苗的生长指标及生理生化指标,分析不同处理间各指标的差异.[结果]不同程度干旱胁迫均降低了黄瓜幼苗的叶面积、株高、茎粗、主根长及地上部生物量,与极旱处理相比,极旱复水处理各生长指标增幅达8.3%~366.7%,但显著低于极旱复水对照(P<0.05,下同);随着干旱程度的加剧,黄瓜幼苗叶片的相对水含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素含量等生理指标逐渐降低,极旱复水处理使得光合速率、蒸腾速率和气孔导度恢复到极旱复水对照水平;干旱胁迫使黄瓜幼苗叶片的丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量均显著升高,极旱复水处理则将这些生化指标降至极旱复水对照水平,在一定程度上缓解干旱胁迫带来的伤害.[结论]干旱后及时复水能缓解前期干旱胁迫对黄瓜幼苗生长发育的负面影响,具有一定的补偿效应,但其补偿强度不足以弥补前期干旱胁迫对黄瓜幼苗生长发育的阻碍,对植物的补偿效应具有局限性.     

不同生长期旱后复水对侧柏幼苗生物量的影响

为探讨不同生长期旱后复水对侧柏(Platycladus orientalis)幼苗生长的补偿效应,采用盆栽控水方法研究了生长前期、生长中期和生长末期旱后复水对侧柏幼苗单株生物量、地下部分生物量和根冠比的影响。结果表明,在不同水分胁迫程度下,生长前期单株生物量、地下部分生物量和根冠比的变化在复水之后无明显规律。生长中期侧柏的单株生物量随胁迫程度增大呈下降趋势;地下部分生物量和根冠比随胁迫程度的增大呈上升趋势。在不同胁迫历时下,单株生物量在前期和中期出现了补偿效应,且在胁迫30d和胁迫45d之后,补偿效应最明显;地下部分生物量在生长前期复水之后出现了明显的补偿效应;根冠比在生长前期和中期复水之后随胁迫历时的增加呈下降趋势。生长末期未出现补偿效应。     

干旱胁迫对半干旱雨养区春小麦 生长发育及产量的影响

干旱胁迫是半干旱雨养区春小麦生产过程中最大的农业气象灾害。通过遮雨棚控水试验,研究不同程度干旱胁迫对春小麦生长发育、生物量积累及产量的定量影响。水分处理有以下几种:CK,供水充足;T_1,拔节期土壤含水量降至田间持水量的(55±5)%时复水;T_2,拔节期土壤含水量降至田间持水量的(35±5)%时复水;T_3,拔节期开始持续干旱。结果表明,在半干旱雨养区,随着干旱胁迫的加剧,春小麦株高、叶绿素含量、地上部干物质积累及产量受到的抑制作用逐渐增强;拔节期作为小麦生长的关键期,任何程度的干旱胁迫都影响小麦的生长发育及产量形成,但经历短暂的干旱胁迫后,在拔节中后期复水后可使春小麦恢复生长;成熟期地上部干物质积累受干旱胁迫的影响,在各处理间差异显著(P0.05),地上部生物量生长显著受到抑制,影响最终产量的形成,与CK相比,T_1、T_2及T_3处理产量分别降低了8.6%、16.9%及42.3%,持续干旱处理使得春小麦产量减少近一半,影响较为严重。研究结果可为定量评估干旱胁迫对春小麦的生长发育及产量的影响、制定半干旱雨养春麦区田间水分的科学管理措施、增强农业防灾减灾能力提供科学依据。     

侧柏水势对干旱胁迫与复水的响应特征

分析干旱和复水环境中植物水势特征,对探讨植物水分状况对土壤水分环境的响应机制具有重要意义.为探索侧柏水势对干旱与复水环境的响应特征,通过温室盆栽试验,研究干旱胁迫与复水环境对侧柏苗木不同生长阶段水势的影响.结果表明,土壤含水量、干旱持续时间、苗木生长时期以及各因素之间的相互作用对侧柏苗木水势均产生了极显著的影响(P<0.01).随着干旱程度加剧,侧柏苗木水势呈下降趋势,水分胁迫指数呈上升趋势.40.00％SWC处理的苗木水势下降幅度达到最大,其中干旱15 d的生长初期、生长中期和生长后期的苗木水势分别比对照下降了1.46、1.10、1.84 MPa.复水后,侧柏苗木3个生长时期水势逐渐恢复,恢复速率与干旱程度、干旱持续时间和生长时期相关.随着供水时间的延长,复水激发了侧柏苗木水势的补偿作用,苗木生长中期阶段水势恢复快于生长初期和生长后期阶段,在复水72 h后逐渐接近对照水平.     

干旱及复水对刺槐叶水势的影响

通过人工控水方式,对刺槐幼苗进行干旱胁迫处理,研究了不同土壤水分、不同干旱历时条件下刺槐幼苗的叶水势变化及旱后复水刺槐叶水势的补偿效应.结果表明:随着干旱程度加剧,刺槐叶水势逐渐降低,相同胁迫强度下随胁迫时间的延长,刺槐叶水势经历了对水分胁迫由原初反应到逐渐适应的过程.水分胁迫下,刺槐叶水势日变化与对照一致,为先降低后升高,呈单峰曲线,日平均叶水势降幅随干旱历时延长呈抛物线形,胁迫45 d时为最高.复水后水分胁迫解除,水势出现补偿效应,到24 h叶水势基本恢复到对照水平.     

干旱胁迫与复水对苦荞生长及叶片内源激素含量的影响

以耐旱型苦荞(迪庆苦荞)和旱敏感型苦荞(黑丰一号)为试验材料,采用盆栽人工控水试验,研究了干旱胁迫与复水对不同耐旱型苦荞品种的生理及形态指标的影响,为苦荞的抗旱稳产栽培提供理论依据。结果表明:干旱胁迫显著影响了苦荞生长,表现为株高、茎粗、叶面积、茎叶干重、根系体积、根系表面积、根系平均直径、根系干重、根系活力、根系可溶性蛋白含量均显著低于对照;花期复水后影响得到缓解,表现为各项指标均有所恢复。其中,茎叶干重恢复最佳,干旱胁迫下的迪庆苦荞与黑丰一号相比,茎叶干重增加了54.81%,复水处理与干旱处理相比,迪庆苦荞和黑丰一号分别显著增加了83.78%、47.28%。根系超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、丙二醛含量、迪庆苦荞的根系可溶性糖含量和游离脯氨酸含量均显著高于对照处理。干旱胁迫下苦荞叶片生长素(indole-3-acetic acid,IAA)含量显著降低,脱落酸(abscisic acid,ABA)含量显著升高,复水处理与干旱胁迫相比,迪庆苦荞和黑丰一号的IAA含量分别显著增加了25.50%、21.19%,ABA含量分别降低了20.15%、18.18%,表明复水有效地缓解了干旱对内源激素的影响。干旱抑制了苦荞的生长,但复水使两个品种的苦荞均产生了等量补偿效应和部分补偿效应,且耐旱品种(迪庆苦荞)的恢复程度比旱敏感品种(黑丰一号)更好。     

生物节水中的补偿效应与根系调控研究

本文分别介绍了作物对干旱、复水的响应,及水通道蛋白、信号传导在水分调控中的最近研究进展,并从根系方面分析了补偿效应与根系对水分的吸收和运输的关系。干旱对植物的影响一般存在临界期,而植物旱后复水有其自身的补偿有效期,选择在关键期供水往往会取得最好的灌水效果。因此,旱地作物生产中可以通过调节灌溉次数和灌溉量、利用作物自身潜力达到节水目的。     

苗期干旱胁迫及复水对玉米植株生长及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽控水试验,研究了对水分敏感性不同的2个玉米品种酒单2号和豫玉22号幼苗在水分胁迫及复水后株高、植株生物量、叶片MDA含量、SOD、POD及CAT等酶活性的变化,以探讨干旱胁迫及复水对玉米生长发育及抗氧化酶的影响机制。结果表明,干旱胁迫可抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致株高、地上部生物量显著下降,酒单2号对干旱的敏感性高于豫玉22号。复水后,2个品种的株高、生物量都产生了补偿效应,豫玉22号更明显。干旱胁迫增加了2个品种叶片的丙二醛含量,豫玉22号变化幅度小于酒单2号。复水后豫玉22号叶片中MDA含量更接近于对照水平。干旱胁迫下,豫玉22号通过保持较高的SOD活性来减弱活性氧伤害,而复水后通过较高的SOD、POD协同作用有效清除活性氧,避免对细胞膜造成伤害。     

干旱胁迫及复水对宁夏枸杞幼苗生长和叶绿素含量的影响

本研究以"宁杞1号"为试材,通过盆栽控水法,设定正常灌水(CK)、轻度干旱(LD)、中度干早(MD)和重度干旱(SD)4个处理,分别于干旱处理后15 d(胁迫初期)、30 d(胁迫中期)和60 d(胁迫末期)进行复水,研究干旱胁迫及复水对枸杞幼苗生长和叶绿素含量的影响。结果显示:在胁迫初期,随着胁迫的加重,各干旱处理枸杞幼苗的株高、地径、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a+b含量缓慢降低,且干旱处理及复水后枸杞幼苗的5个指标均与对照无显著差异。在胁迫中期和后期,各干旱处理随着胁迫的加剧,枸杞幼苗的5个指标显著下降;其中,轻度和中度干旱处理及复水能恢复到对照水平,但是重度干旱后复水不能恢复到对照水平。初步认为,枸杞在干旱胁迫早期及时进行复水,植株能很快恢复到正常生长状态,且具有一定程度的补偿效应。该研究有助于挖掘枸杞的抗旱性,为制定枸杞节水栽培技术提供参考依据。     

不同干旱胁迫历时及复水对侧柏叶绿素荧光的影响

以盆栽1年生侧柏幼苗为试验材料,采用盆栽称质量法,通过人工控制干旱胁迫时间和土壤水分研究不同干旱胁迫历时及旱后复水对侧柏幼苗叶绿素荧光参数的影响,探讨侧柏幼苗对不同历时干旱胁迫作出的抗旱性响应及旱后复水的恢复情况.试验设置4个胁迫持续时间(60、45、30、15 d)和4个土壤水分梯度(87.84％、70.00％、52.16％、40.00％),以充分供水(土壤水分梯度100％)为对照,经过不同历时的干旱胁迫后复水,测定复水前及复水后1、3、5、7、9 d的叶绿素荧光参数.结果显示,不同历时干旱胁迫下,侧柏PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)和相对光合电子传递速率(ETR)都低于对照,其中干旱胁迫60 d的侧柏幼苗Fv/Fo、Fv/Fm和ETR分别比对照下降3.7％、0.9％和26.5％,而非光化学淬灭系数(NPQ)则高于对照,胁迫历时60 d的处理比对照高24.8％.复水后,侧柏幼苗叶绿素荧光参数得到了恢复,在复水3 d时Fv/Fo、ETR、NPQ基本恢复至对照水平,Fv/Fm在复水7 d时基本恢复至对照水平之后出现补偿效应.由此可知,不同历时的干旱胁迫虽然对侧柏幼苗PSⅡ有一定的破坏,对光合作用有一定程度的影响,但侧柏幼苗通过调节自身的光保护和光适应机制可逐渐适应这种干旱环境,并且在复水后各指标都得到了相应的恢复.     

干旱胁迫和复水对啤酒大麦产量品质及叶绿素含量的影响

采用盆栽称重控水法研究了水分胁迫对甘啤6号啤酒大麦生长、产量、关键品质和相关生理指标的影响。结果表明,干旱胁迫10 d和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理均未对啤酒大麦生长、产量、品质以及叶绿素含量产生显著影响。干旱胁迫30 d较干旱胁迫10 d啤酒大麦的平均株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量、淀粉含量和饱满度显著降低,生育期明显提前,籽粒蛋白质含量显著提高。与对照土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%相比,土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理的株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量及生育期均显著低于对照,而土壤含水量为田间土壤最大持水量55%～60%处理的株高、穗长、生育期、穗粒数和单株产量与其接近。通过测定啤酒大麦叶片叶绿素含量发现,在干旱胁迫10 d和20 d胁迫期下,复水后土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%处理和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理存在显著的补偿效应,而土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理以及干旱胁迫30 d的所有复水水平均未表现显著的补偿效应。说明指示品种甘啤6号干旱复水补偿效应的利用应注意干旱胁迫时期不超过20 d,旱后复水量以不低于田间土壤最大持水量的55%～60%为宜。     

水分胁迫后复水对糜子根冠功能的补偿效应

【目的】研究水分胁迫后复水对糜子根、冠生长和光合作用的补偿规律及补偿条件的影响,为糜子抗旱节水栽培和补偿效应研究提供理论依据。【方法】采用盆栽控水方式,以全生育期正常供水为对照,分别在糜子不同生育时期水分胁迫后复水,对复水后糜子根、冠功能的恢复以及复水前后新老叶片净光合速率等指标进行分析。【结果】(1)水分胁迫后复水,根冠功能和光合作用的补偿效应与胁迫持续时间、胁迫程度及复水时期有关。(2)三叶一心期水分胁迫复水后,重度胁迫拔节期复水处理的根冠比、根系伤流量和叶面积的恢复最快,分别高于对照和中度胁迫拔节期复水处理;同时,拔节期复水处理各指标的补偿效应高于抽穗期复水的2个处理。拔节期水分胁迫复水后,中度胁迫抽穗期复水处理的根冠比、根系伤流量和叶面积高于对照和重度胁迫复水处理。(3)与对照相比,无论是三叶一心期还是拔节期开始水分胁迫,胁迫前生长出的叶片复水后其净光合速率低,胁迫程度越重净光合速率越小;而复水后长出的新叶,三叶一心期重度水分胁迫拔节期复水处理新叶净光合速率最高,复水20d时比对照高出14.5%,中度水分胁迫拔节期复水后新叶净光合速率与对照无显著差异。【结论】三叶一心期重度水分胁迫拔节期复水有利于新生器官生理活性的提高,对糜子根冠功能和净光合速率的补偿效应最佳。     

不同生育时期的干旱胁迫对豌豆干物质积累及产量的影响

豌豆是旱区主要的轮作倒茬作物,研究干旱胁迫后豌豆的复水效应可为充分发挥补偿作用而降低减产损失奠定理论基础.试验采用土培方法,单因素4水平试验,研究了全生育期正常供水的对照(W1),花荚期+成熟期50%相对含水量胁迫(W2)、孕蕾期+成熟期50%相对含水量胁迫(W3)和孕蕾期+花荚期50%相对含水量胁迫(W4)4种处理对豌豆干物质累积和产量的影响.结果表明:相对于全生育期正常供水的对照(W1),干旱胁迫显著降低了豌豆的干物质积累量;花荚期及成熟期的干物质量均呈现W1W3W2W4的趋势,孕蕾期+花荚期(W4)缺水对豌豆干物质积累的降低作用最大.与对照相比,3种干旱胁迫方式下单株豆荚数和单株籽粒产量均显著降低,但W3的籽粒产量比W2及W4高18%~26%.3种胁迫处理中,孕蕾期+成熟期50%相对含水量胁迫(W3)具有显著的复水补偿效应.     

苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响

 【目的】揭示苗期不同程度水分胁迫后复水对花生光合特性和水分利用效率的影响,以期为花生节水高产栽培提供理论依据。【方法】采用防雨棚池栽法,对比分析花生苗期不同程度的干旱及复水处理下花生光合速率、耗水量、产量和水分利用效率等相关指标的变化。【结果】花生苗期干旱,光合速率与蒸腾速率降低,干旱持续时间越长降低越明显,复水后光合速率和蒸腾速率均能较快恢复,产生一定的补偿效应;同时苗期干旱导致花生耗水量减少,且干旱程度越重耗水量越小;但水分利用效率并不随耗水量的减少而降低,干旱5 d处理产量水平的水分利用效率最高,对照次之,干旱15 d处理的最低。【结论】苗期适度干旱可减少花生的耗水量,提高产量水平的水分利用效率。     

抽雄期干旱胁迫与复水对不同玉米品种生长及产量的影响

[目的]探讨广西不同玉米品种在抽雄期对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱机理研究、抗旱品种选育及广西玉米秋播用种选择提供理论依据.[方法]在大棚内采用桶栽法对桂单0810、迪卡008、正大619、琛玉969和桂单901等5个玉米品种在抽雄期进行4、8、12、16和20d的干旱胁迫处理及相应胁迫时间后的复水处理试验,每个品种均以正常浇水为对照.[结果]干旱胁迫下各玉米品种的冠干重、根干重、次生根数、最长根长和绿叶数均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降.复水后,各指标的恢复生长量随胁迫时问的增加而减少;除最长根长在干旱胁迫4 d后复水出现超补偿生长外,其他指标均未产生超补偿效应.桂单0810、迪卡008和正大619在干旱胁迫下各指标的降幅均小于琛玉969和桂单901;复水后,前者的恢复能力又高于后者桂单0810、迪卡008和正大619的抗旱系数和抗旱指数均高于琛玉969和桂单901,通过抗旱系数的聚类分析,可将5个玉米品种分为两大类,桂单0810、迪卡008和正大619归为抗旱性较强的品种,桂单901和琛玉969归为抗旱性较弱的品种.[结论]桂单0810、迪卡008和正大619在抽雄期受干旱胁迫时根、冠生长所受影响较小,且在复水后能够有效地恢复生长,从而保证较高的生物量及产量,可作为广两秋播玉米抗旱品种推广应用.     

不同发育阶段干旱胁迫对玉米株高、果穗性状及产量的影响

摘要：为研究同一品种不同发育阶段干旱胁迫对玉米植株高度、果穗性状以及产量的影响程度，设置全生育期供水充足、大田自然干旱、拔节期控水、抽雄期控水、拔节期控水-复水、抽雄期控水-复水6种处理的对比试验，用对比分析的方法比较不同处理下玉米的株高、果穗性状以及产量之间的差异。结果表明：干旱胁迫使玉米植株矮小，果穗长减小7.88%~54.55%，果穗粗减小14.58%~52.08%，秃尖长度增大66.67%~258.33%，百粒重减小0.99%~41.36%，单株产量减少15.03%~94.41%，最终导致减产23.57%~90.03%。不同发育阶段干旱胁迫对产量的影响差异显著，全生育期干旱最为严重，几乎无产量，拔节期次之，抽雄期干旱胁迫影响最小，复水后由于部分补偿了前期干旱胁迫所减少的生物量，果穗性状、百粒重均有好转，减产幅度减轻。     

干旱对苹果树叶水势变化的影响

水分是影响果树生产的重要的生态因子之一。水分胁迫对植物的生长发育、生理生化过程和作物的产量都有很大的影响。土壤干旱和水分胁迫时果树叶水势下降,并且随着土壤干旱程度的加剧和干旱时间的延长而加剧变化。苹果树叶水势日变化的总趋势和正常供水树基本一致。持续干旱下,不同干旱处理的叶水势均持续下降,不同处理间的差异显著,在复水后,不同处理叶水势恢复能力不同。     

干旱胁迫对芸豆籽粒干物质积累的影响及动态模型的建立

为研究干旱胁迫对芸豆籽粒干物质积累的影响,并建立动态方程,以奶花芸豆2242为材料,设计了一个三因素盆栽实验,进行不同生育时期、不同程度、不同时间的干旱胁迫。结果表明：不同干旱胁迫处理,籽粒干物质积累均受到一定程度的影响。不同时期,苗期最终表现为等量补偿效应,始花期和结荚期表现为部分补偿效应,说明在苗期可适当进行干旱胁迫,而在始花期和结荚期进行干旱胁迫则会影响干物质积累量。不同强度,籽粒干物质积累规律为正常供水＞中度干旱＞重度干旱。不同时间,胁迫5 d＞胁迫10 d。籽粒干物质动态变化均为“S”型曲线,可用Logistic模型描述,并用特征参数描述积累过程特征,且拟合效果较好,决定系数均达0.98以上。     

小麦幼苗叶片活性氧清除能力对干旱胁迫的响应

研究了不同干旱胁迫方式,即间断干旱胁迫和持续干旱胁迫对小麦幼苗叶片活性氧清除能力的影响,测定了3种活性氧[羟自由基(.OH),过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O2.-)]清除能力的变化。结果表明,正常生长小麦的叶片具有一定的清除活性氧(.OH,H2O2,O2.-)的能力;2种干旱方式均导致小麦.OH和O2.-清除能力上升,复水后仍维持在较高水平,2种干旱方式均导致小麦H2O2清除能力下降,复水后仍低于正常水平;根和叶对相同处理表现出不同的反应;与间断干旱比较,持续干旱处理使小麦表现出更强的活性氧清除能力,对小麦活性氧清除能力的影响较大且延续时间长,具有胁迫后效应。     

抽穗期土壤干旱对水稻根系和叶片生理特性的影响

 【研究目的】干旱是限制水稻作物产量的主要生态因子之一,抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,因此研究根系和叶片对抽穗期不同程度水分胁迫的生理响应具有重要的意义;【方法】以水稻品种丰华占为实验材料,研究了抽穗期控水时间长短对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性等生理特性的影响;【结果】抽穗期干旱胁迫后叶片水势显著下降,复水后均可回复到对照水平。干旱3,6,9d根系活力分别上升28.83%,123.30% 和50.16%,而干旱12d则下降82.25%。除长期干旱处理造成保护酶活性下降外,其他不同程度土壤干旱胁迫均造成叶片和根系的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶和过氧化氢酶（CAT）酶活性活性显著提高,而且干旱胁迫时间越长,保护酶活性上升越高,复水后可恢复到对照水平。研究还表明,无论干旱与否,叶片的SOD、POD和CAT活性均远远高于根部。【结论】水稻在抽穗期经受短期干旱能有效地进行生理调节,根系与叶片在适应干旱逆境方面具有协调统一性。