种植方式对冬小麦光合特性及理化性质的影响

[目的]通过盆栽实验,探讨不同种植方式下冬小麦在水分胁迫期间光合特性和理化性质的变化及它们之间的相关性,以期为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践上的依据.[方法]在冬小麦花期水分胁迫自然加重条件下,选择5个时间点,每点按3次重复随机选取各处理小麦旗叶,测定其叶绿素荧光诱导动力学参数与叶片丙二醛和脯氨酸含量.[结果]水分胁迫下各处理冬小麦Fv/ Fm与Fv/F0值均降低,且两者呈显著正相关关系.单播时,耐旱性强的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均明显小于耐旱性弱的B品种;混播时,两品种间各指标变化幅度差异减小.同一品种不同种植方式相比较,单播时的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛增加幅度小于混播状态,脯氨酸增加幅度大于混播状态;单播时的B品种Fv/Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均大于混播状态.单播方式下叶片脯氨酸含量与Fv Fm之间的显著相关关系存在于耐旱性弱的B品种,而不存在于耐旱性强的A品种,混播方式下这种相关关系被打破.丙二醛含量与Fv/ Fm之间无论品种和种植方式的改变其相关均不显著.[结论]单一种植时耐旱性越强的品种对水分胁迫（干旱）的反应越不敏感,对干旱的防御机制也越健全,混合种植时耐旱性强的品种反而由于其个体水分竞争力较弱,使其受水分胁迫程度加剧,抑制了耐旱力的发挥.耐旱力较弱的品种则在这种竞争中由于其较强的水分竞争力而受益,减弱了水分胁迫对其生理的抑制,也使得品种间的耐旱性差别有所减小.另外,不能单独将脯氨酸含量作为植物抗旱性的评价指标.     

宁南半干旱黄土丘陵区羊草与紫花苜蓿混播效应研究

为了研究羊草新品种中科2号在宁南山区的生态适应性,引进中科院培育的中科2号羊草品种与当地传统适生牧草中苜1号紫花苜蓿进行同行混播,开展羊草单种、苜蓿单种和羊草与苜蓿混播种植模式试验,并调查羊草及苜蓿的生长状况、土壤养分变化、土壤水分变化,分析羊草混播的生态效应。结果表明:单播羊草生物量最高,其次为羊草与苜蓿混播的生物量,苜蓿单作的生物量最低;单播羊草土壤水分含量最高,羊草和苜蓿混播的土壤含水量处于单播羊草和单播苜蓿之间;在0~40 cm土层,土壤有机质、全氮、碱解氮含量以单播羊草最高,其次是羊草与紫花苜蓿混播,单播紫花苜蓿苜蓿最低。中科2号羊草品种适合宁南山区干旱和半干旱的气候环境,可在当地大面积示范推广。     

施肥对高寒荒漠草原区混播人工草地产量和水分利用的影响

【目的】研究燕麦/箭筈豌豆混播及燕麦单播草地产量和水分利用对施肥的响应,以探明混播及施肥影响人工草地水分利用的效应及机理,并提出青藏高原荒漠草原区水分高效利用的栽培草地播种和施肥模式。【方法】大田试验于2017年和2018年在青海省乌兰县金泰牧场开展,试验设置2个种植方式,分别为燕麦/箭筈豌豆混播和燕麦单播,设置2个施肥水平,分别为高肥（120 kg N·hm ^-2, 103 kg P₂O₅·hm ^-2）和低肥（60 kg N·hm ^-2, 51.5 kg P₂O₅·hm ^-2）,共4个试验处理,完全随机区组设计。所有处理在春季播种前进行灌溉,生育期无灌溉。试验测定指标包括主要生育时期人工草地地上生物量、植株氮含量、土壤体积含水量等,计算指标包括牧草生育期内耗水量、干物质水分利用效率和粗蛋白水分利用效率。 【结果】通过混播和施肥均可大幅提高草地产量,2017年和2018年高肥处理干物质产量比低肥处理分别提高34.7%和9.7%,粗蛋白产量分别提高41.3%和20.4%,混播处理干物质产量比单播处理分别提高14.4%和9.2%,粗蛋白产量分别提高74.7%和62.9%。混播高肥处理产量为所有处理中最高,2017年收获期干物质和粗蛋白产量分别为10 251.7和827.2 kg·hm ^-2,2018年分别为7 589.3和570.2 kg·hm ^-2。通过增施化肥增加了草地的水分消耗,同时大幅度提高了草地水分利用效率。2017和2018年两个生长季中高肥处理牧草耗水量分别比低肥处理增加6.2%和4.3%,干物质水分利用效率提高了21.0%和4.9%,粗蛋白水分利用效率提高了30.1%和17.4%。通过混播也增加了草地的耗水量,对草地的干物质水分利用效率影响不显著,但大幅提高了蛋白质水分利用效率。2017和2018年混播草地耗水量分别比单播处增加17.9%和9.2%,干物质水分利用效率比单播处理提高-5.9%和0.5%,粗蛋白水分利用效率比单播处理提高46.7%和51.3%。 【结论】通过混播和合理施肥能够减少土壤水分无效蒸发、促进土壤贮水有效利用,提高栽培草地产量、品质及水分利用效率,推荐在高寒荒漠草原区有春季灌溉条件的草地使用。研究可为我国高寒干旱、半干旱区栽培草地建设和优良饲草生产提供一定的借鉴。     

安徽单季稻田绿肥优化配置与稻季氮肥减施效果研究

为了研究豆科和禾本科绿肥适宜的种植模式,提高绿肥的养分资源高效利用。在绿肥季设置了6个处理：（1）冬闲、（2）紫云英单播、（3）毛叶苕子单播、（4）黑麦草单播、（5）紫云英和黑麦草混播、（6）毛叶苕子和黑麦草混播;并在水稻季对5个绿肥处理进行减氮30%,冬闲处理设置常规施肥和减氮30%处理。结果表明,与单播相比,混播增加了鲜草产量,毛叶苕子和黑麦草混播处理鲜草产量最高（31 582 kg·hm^-2）,同时其氮素积累量显著高于紫云英和黑麦草处理;种植绿肥有利于提高土壤的养分含量,其中黑麦草有机质含量提升最大,较冬闲处理增幅11.25%,豆科和禾本科绿肥混播后,土壤全氮和速效钾的含量显著高于单播黑麦草处理;同时利用冬闲田种植利用绿肥有利于提高水稻产量,其中毛叶苕子、毛叶苕子+黑麦草、紫云英、紫云英+黑麦草处理的水稻产量与100%N处理无显著差异。综上,毛叶苕子和黑麦草混播种植不仅增加绿肥鲜草产量和养分积累量,且提高土壤肥力,同时在减施氮肥下仍获得稳产,是本试验区域内最优的混播种植模式。     

苜蓿与无芒雀麦混播对苜蓿根系性状影响及抗寒效应研究

为探讨苜蓿与无芒雀麦混播草地苜蓿越冬率及抗寒效应,选用龙牧806、公农1号、WL319HQ和敖汉4个苜蓿品种与草地羊茅同行3∶7混播,分析整个越冬期间单、混播根系形态学指标及生理生化指标动态变化情况,并通过隶属函数评价各混播组合的抗寒性能。结果表明,苜蓿与无芒雀麦混播处理越冬率均高于其单播处理;随着外界环境低温的胁迫,同一苜蓿品种混播处理根颈直径、主根直径及侧根数均高于单播处理,但根颈入土深度、主根长度,单播处理高于混播处理;越冬前随自然温度的下降,苜蓿根颈直径呈现先增加后降低趋势,11月15日—4月30日整个越冬期根颈直径变化不明显;抗寒性高的品种根颈分枝较多。4个苜蓿品种单播及与无芒雀麦混播苜蓿根系可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸均随着气温下降其含量增加,翌年春随着气温回升而降低,其中可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸含量在11月中旬达到最大值;过氧化物酶(POD)则是随着温度变化在整个越冬期呈现先升后降再上升的变化趋势。通过越冬率调查和运用隶属函数法进行抗寒性综合评判,得出供试材料抗寒性大小依次为公农1号+无芒雀麦公农1号WL319HQ+无芒雀麦WL319HQ龙牧806+无芒雀麦龙牧806敖汉+无芒雀麦敖汉。     

间(套)作牧草对广东紫珠产量、质量及效益的影响

为筛选出适宜与广东紫珠间(套)作的牧草品种,达到"确保广东紫珠稳产的同时,获得优质牧草,发展草地畜牧业"的目的。以广东紫珠单作为对照,将7个牧草品种设置成7个处理(含单播和混播),分别与广东紫珠进行间(套)作,通过小区试验,观测各处理下广东紫珠的产量、叶片有效成分含量、牧草产量及总(纯)收益。结果表明:与单作相比,间(套)作牧草会明显降低广东紫珠的产量,而对其有效成分含量的影响因牧草品种而异。牧草品种及播种方式的选择均为决定广东紫珠间(套)作纯收入高低的关键,其中白三叶单播和混播、三得利紫花苜蓿×鸭茅等间(套)处理的纯收益高于对照,因此可以与广东紫珠间(套)作,而其种间的化感作用及机理需要深入研究。     

间(套)作牧草对广东紫珠产量、质量及效益的影响

为筛选出适宜与广东紫珠间(套)作的牧草品种,达到"确保广东紫珠稳产的同时,获得优质牧草,发展草地畜牧业"的目的。以广东紫珠单作为对照,将7个牧草品种设置成7个处理(含单播和混播),分别与广东紫珠进行间(套)作,通过小区试验,观测各处理下广东紫珠的产量、叶片有效成分含量、牧草产量及总(纯)收益。结果表明:与单作相比,间(套)作牧草会明显降低广东紫珠的产量,而对其有效成分含量的影响因牧草品种而异。牧草品种及播种方式的选择均为决定广东紫珠间(套)作纯收入高低的关键,其中白三叶单播和混播、三得利紫花苜蓿×鸭茅等间(套)处理的纯收益高于对照,因此可以与广东紫珠间(套)作,而其种间的化感作用及机理需要深入研究。     

2005年白朗县青稞油菜混播与单播的效益分析

青稞和油菜混播在西藏具有相当长的种植历史,也是白朗县主要的种植方式之一,但随着农业生产水平的不断提高,混播面积逐渐减少,为了更直观的分析两种播种方式在大田中的生产效益,对青油混播与单播两种种植方式进行了比较并指出：青稞、油菜单播可以充分发挥作物的增产优势,提高单位面积的作物产量,并且亩收益平均也高于混播46．9元,因此,在农田管理条件较好的区域,实行作物单播种植方式要优于混播的种植方式。     

不同水分处理对禾、豆牧草单、混播水分利用特征的影响

为了解禾、豆牧草混播在不同水分处理条件下的水分利用特征,采用盆栽控制试验,研究豆科牧草紫花苜蓿、沙打旺分别与禾本科牧草披碱草混播后在重度水分胁迫处理[T1,45%田间持水量(FC)]、中度水分胁迫处理[T2,55%FC]、正常灌水处理[T3,75%FC]条件下的产量、水分利用效率(WUE)、碳同位素分辨率(Δ~(13)C)及其之间的相关关系。结果表明:T1、T2处理下,单、混播禾、豆牧草的WUE高于T3处理;3种水分处理条件下,沙打旺的WUE均高于紫花苜蓿;T1、T3处理下,紫花苜蓿与披碱草混播组合的WUE均高于紫花苜蓿单播时的WUE,但低于披碱草单播时的WUE;而T3处理下,沙打旺与披碱草混播组合的WUE均高于沙打旺单播时的WUE,低于披碱草单播时的WUE。不同单、混播组合牧草的Δ~(13)C值随土壤含水量的增加而增大;当紫花苜蓿与披碱草混播组合中的豆、禾比为3∶7和7∶3时,各水分处理下紫花苜蓿的Δ~(13)C低于披碱草;而当豆、禾比为5∶5时,T1、T3处理下紫花苜蓿的Δ~(13)C高于披碱草,T2处理下紫花苜蓿的Δ~(13)C与披碱草相同。在重度(T1)和中度(T2)水分胁迫条件下,Δ~(13)C与WUE呈负相关;而在土壤水分量充足的条件(T3)下,Δ~(13)C与WUE为正相关。综上,适度干旱及牧草混播有助于提高牧草的水分利用效率。     

黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播草地生产力与土壤水分利用研究

为合理利用黄土丘陵区优良乡土草种,并寻求利用其进行人工草地建设的最佳混播比例组合,选取白羊草(Bothriochloa isaemum)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究材料,采用生态替代法,按照二者行比设置7种混播比例组合(即0∶10,2∶8,4∶6,5∶5,6∶4,8∶2和10∶0),比较研究混播比例对草地植株株高、地上生物量和水分利用效率等的影响。结果表明:混播草地中白羊草与达乌里胡枝子的株高均明显高于各自单播草地;混播草地的地上生物量和水分利用效率均显著高于二者各自单播草地;草地地上生物量和水分利用效率以白羊草和达乌里胡枝子混播比例为6∶4的显著最高,单播达乌里胡枝子草地(即0∶10比例组合)显著最低。表明,白羊草与达乌里胡枝子存在混播互补效应,其中比例组合为6∶4的草地在生物量和水分利用效率方面具有比较优势。     

不同灌溉方式对寒地粳稻抗旱生理性状的影响

本试验以东农425和东农427为试验材料,在水稻全生育期内以土壤水势为灌水衡量指标,研究了五种不同灌溉方式对寒地粳稻抗旱生理性状的影响,结果表明:在整个生育期内,处理的叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)积累量、变化幅度基本趋势为:旱作>重干湿交替灌溉>轻干湿交替灌溉>中干湿交替灌溉>常规灌溉,重干湿交替灌溉和旱作处理显著增加了叶片脯氨酸、丙二醛含量。叶片脯氨酸、丙二醛含量与植株抗旱性及产量均呈负相关关系,其中脯氨酸含量相关性显著;重干湿交替灌溉和旱作处理的叶绿素(Chl)含量明显低于常规灌溉及轻干湿交替灌溉、中干湿交替灌溉处理,随着生育进程的推进,轻干湿交替灌溉、中干湿交替灌溉处理的叶片叶绿素含量反而高于其他处理。中干湿交替灌溉处理能够显著增加水稻叶片叶绿素含量,叶片叶绿素含量与植株抗旱性及产量呈显著正相关。中干湿交替灌溉处理是较为合理的灌溉方式,即田间土壤水势灌溉下限不应低于-20kPa。通过对植物抗旱性及抗旱相关生理指标的分析得出东农425的抗旱性较东农427强。     

干旱胁迫对柳树的生长和生理影响

以垂柳幼苗为试验材料,研究模拟干旱胁迫对其叶片电解质渗透率、丙二醛(MDA)、相对含水量(RWC)、脯氨酸含量的影响。结果表明:在模拟干旱胁迫条件下,叶片电解质渗透率均有上升的趋势,叶片相对含水量较之对照组均出现了不同程度的下降;叶片丙二醛和脯氨酸的含量变化相似,均较之对照组出现了不同程度的上升,并且模拟干旱胁迫越严重,丙二醛和脯氨酸的含量上升的越显著。     

干旱胁迫及复水对豌豆叶片脯氨酸和丙二醛含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆叶片中游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明:随着胁迫强度加剧和胁迫时间的延长,叶片中游离脯氨酸和丙二醛含量均逐步增加,Pro和MDA含量最高可达对照的2.26倍和1.81倍;胁迫后复水,Pro和MDA含量均显著降低,最低分别只是对照的64.39%和80.15%,其中Pro含量呈现先大幅下降而后又小幅上升的趋势,而MDA含量则是先大幅下降,而后短历时胁迫(胁迫5 d)继续小幅下降,长历时胁迫(胁迫10 d)却小幅上升;各生育期豌豆叶片中游离Pro和MDA含量随土壤水分的变化也有一定的差异性.     

外源壳聚糖对苹果幼苗生长及抗旱性的影响

采用盆栽控水的方法研究了干旱条件下壳聚糖（chitosan）对苹果幼苗生长及抗旱性的影响。结果表明在中度干旱条件下,叶面喷施壳聚糖能提高叶绿素含量和光合速率,增强碳素同化能力,促进游离氨基酸、可溶性糖和脯氨酸等有机渗透调节物质的积累,增强渗透调节能力。壳聚糖能维持或提高保护酶（SOD、CAT）活性,防止或降低细胞膜脂过氧化作用,由此维持正常代谢水平,促进植物的生长,提高抗旱性。壳聚糖对苹果幼苗生长及抗旱性的效应与浓度有关,一定浓度范围内,随壳聚糖浓度增加其效应增强,适宜浓度为 100 mg·L-1,再增加浓度其作用效果不再增大。     

摩素淳对苹果幼苗生长及抗旱性的影响

采用盆栽控水的方法研究了干旱条件下叶面喷施摩素淳对苹果幼苗生长和抗旱性的影响。结果表明,在正常和干旱条件下,摩素淳均能促进苹果幼苗的生长,且干旱条件下的促进效果较为显著。正常和干旱条件下摩素淳能明显提高光合速率和水分利用效率,促进有机物质的积累。在干旱条件下摩素淳能增加游离氨基酸、可溶性糖和脯氨酸3种有机渗透调节物质的含量,维持或提高SOD和CAT活性,降低膜相对透性和MDA含量,防止或降低了膜脂过氧化作用对膜的伤害。这说明,干旱条件下摩素淳能提高苹果树苗的渗透调节能力,恢复或维持正常代谢水平,提高植物的抗旱性。     

长期水分胁迫下甘草叶片的抗旱生理响应

为给甘草药材的高效生产提供理论依据,通过人工控制水分模拟干旱来研究甘草对水分胁迫的生理反应,采用完全随机区组设计,设5个水分处理(20%~30%4、0%~50%、60%~70%、80%~90%、100%),研究水分胁迫对甘草的生长状况、叶片水分状况、渗透调节物质以及保护系统的影响。结果表明:随水分含量的降低,相对含水量(RWC)降低R28,20%~30%和40%~50%处理丙二醛(MDA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物岐化酶(POD)活性、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量均显著或极显著高于其他处理。说明甘草自身通过抗氧化酶系及渗透调节物质之间的协调维持代谢平衡,但20%~30%处理的生物量显著低于其他处理,说明过度干旱不利于甘草的生长。     

干旱胁迫下罗浮槭苗期的生理和形态变化

以罗浮槭1年生幼苗为材料,测定其在不同干旱处理下的生理和形态变化,以及利用扫描电镜观察不同处理下的叶片生理指标和气孔变化,结果表明:随着处理时间的延长,株高降低;幼苗的MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性和POD活性均高于对照,前三者均在干旱处理10 d时达到最高值,POD活性在干旱处理20 d时最高,而Pro含量低于对照。MDA含量和POD活性呈先增加后减少的趋势,处理组的Pro含量和可溶性蛋白含量变化不大。此外,在干旱处理下罗浮槭的叶片蜡质增多,总气孔密度减少,气孔器的长、宽和开张度变化不明显。     

边坡先锋植物多花木兰的抗旱性

[目的]揭示多花木兰对土壤干旱胁迫的响应。[方法]采用盆栽控水法模拟干旱条件,测定多花木兰光合、生理指标。[结果]多花木兰的净光合速率在轻度干旱胁迫下变化不明显,而在中度和重度干旱胁迫下显著降低;干旱胁迫使气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度整体呈现下降趋势,在重度干旱胁迫下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度分别较对照组下降了61.04%、86.27%、87.77%和42.63%;多花木兰叶片丙二醛含量在轻度干旱胁迫下增加不显著,在中度和重度干旱胁迫下显著增加,重度干旱胁迫下丙二醛含量是对照组的1.63倍;多花木兰脯氨酸和可溶性糖含量随干旱胁迫的加剧均呈显著增加趋势,在重度干旱胁迫下其脯氨酸和可溶性糖含量分别是对照组的8.06和3.16倍。[结论]多花木兰耐旱性较强,适宜于偏干旱环境生长,可作为水电边坡植被修复物种。     

节水灌溉对水稻抗逆生理性状的影响

[研究目的]研究节水灌溉对水稻抗逆生理形状的影响,为水稻生产找到适宜的节水灌水指标.[方法]通过防雨篷池栽试验,以土水势为灌水下限控制指标,重点研究了不同节水灌溉条件下水稻结实期时丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、渗透调节物质等生理形状指标相对值变化规律.[结果]研究结果表明,在适宜土壤水分胁迫下,即土水势高于-30 kPa,丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值有所升高,当土壤水分低于灌溉下限复水至土壤饱和时,有所恢复,随着生育时期延长,变化趋势平稳,这说明叶片本身存在一定对干旱胁迫适应与调节能力.当水势低于-30kPa时,丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值显著升高,抗旱性强品种的丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性增加或升高幅度小,抗旱性强品种可溶性糖含量和游离氨基酸含量升高幅度大.花后16天,细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值降低.[结论]上述结果表明,当田间土壤水势低于-30 kPa时,上述物质含量将显著增加,将影响水稻的生长,表明在水稻生长后期,灌溉下限应不低于-30kPa.