孕穗期高温与涝对水稻光合特性和产量的影响

【目的】探究孕穗期高温与涝胁迫对水稻光合特性和产量的影响。【方法】采用盆栽试验,设置3个胁迫处理,分别为涝胁迫(T1,15 cm),高温胁迫(T2),高温×涝胁迫(T3,15 cm),以浅水勤灌为对照(CK),分析了孕穗期高温与涝胁迫条件下水稻光合特性和产量变化。【结果】孕穗期胁迫结束后,T2处理相比CK降低了水稻的光合速率,较降低了30.77%,T3处理会增加水稻叶片的SPAD值和光合速率以及气孔导度,尤其是气孔导度较CK显著增加了51.90%;所有胁迫处理的地上部干物质量都低于CK,直至成熟期,T1、T2和T3处理的地上部干物质量分别较CK显著降低了6.65%、32.40%和12.98%;T2和T3处理均会降低水稻产量,且分别较CK显著减产80.09%和12.33%,千粒质量分别较CK下降了16.31%和11.86%;且T3处理千粒质量和产量分别较T2处理显著增加了5.32%和3.40倍。【结论】水稻孕穗期若遭遇极端高温天气时,可以将田间水层保持在15 cm左右,以缓解高温对水稻造成的热害。     

旱涝交替胁迫对拔节期水稻生长和土壤氧化还原电位的影响

【目的】系统研究不同胁迫组合对水稻生长和土壤氧化还原状况的影响。【方法】通过盆栽试验,设置了2个旱涝交替胁迫处理(T1:轻旱-轻涝-轻旱,T2:重旱-轻涝-重旱)和1个对照处理(CK:常规灌溉),测定了拔节期水稻株高、干物质量、叶片叶绿素和土壤氧化还原电位值(Eh)。【结果】拔节期旱涝交替胁迫处理抑制水稻株高的生长,直至成熟期,T1和T2处理株高仍较CK显著降低了8.54%和13.16%(p0.05);旱涝交替胁迫可以降低水稻叶片叶绿素量,但复水后旱涝交替胁迫处理的水稻叶片叶绿素量逐渐增加,到生育后期,T1和T2处理的水稻叶片中叶绿素量较CK显著增加了26.65%和34.41%(p0.05);收获时,T1和T2处理根质量显著高于CK,T2处理总干质量显著低于T1处理和CK,T1和T2处理的水稻根冠比分别达到了CK的1.40倍和1.67倍(p0.05);拔节期旱涝交替胁迫可以增加Eh,胁迫结束时,T1和T2处理的Eh分别达到了CK的3.31倍和3.23倍(p0.05)。【结论】拔节期旱涝交替胁迫可以降低水稻株高,复水后可以延缓水稻叶片衰老,增加水稻根冠比以及可以改善水稻土的氧化还原状况,但T1和T2处理降低了水稻产量。     

缓解超级早稻灌浆结实期高温热害的灌水深度研究

【目的】揭示不同灌水深度对超级早稻灌浆结实期高温热害的缓解效应,明确适宜灌水深度。【方法】以超级早稻"陵两优268"为材料,在自然高温热害条件下设置田间试验,设置常规灌溉(灌水深度2.5 cm,CK)、灌水深度5、7.5、10cm共计4个灌水深度,测定水稻群体温度、剑叶生理指标、水稻产量及其构成因子,分析不同灌水深度对超级早稻灌浆结实期高温热害的缓解情况。【结果】增加灌水深度超级早稲群体平均温度降低0.6～1.9℃。增加灌水深度22 d后,超级早稻剑叶的SPAD值衰减率比对照降低8.89%～25.87%,剑叶MDA量降低1.89～2.51 nmol/g(湿质量),剑叶过氧化氢酶(CAT)活性提高,渗透调节物质量增加。随着高温热害持续发展和生育期推进,CAT活性下降,而POD、SOD活性提高,但增加灌水深度对剑叶POD、SOD活性影响较小。水稻结实率提高2.88%～5.06%、千粒质量提高0.53～0.93 g,产量增加2.9%～7.9%。【结论】有效缓解"陵两优268"灌浆结实期高温热害的灌水深度为7.5～10 cm。     

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片性状的影响

采用盆栽试验,设置2个旱涝交替胁迫处理(旱-涝-旱连续胁迫,其中涝为保持水深10 cm;轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片含水率、叶面积、叶倾角和不同叶位叶片形状的影响。结果表明,水稻分蘖期受旱后叶片含水率降低,且胁迫程度越大叶片含水率越低;分蘖期旱涝交替胁迫抑制水稻叶片的叶面积增加,在后期复水后叶面积仍处于较低水平(T-LD、T-HD处理仅为CK的42.43%、53.90%),但黄熟期T-HD处理叶片比叶质量比CK低1.01%。旱涝交替胁迫下水稻上层叶倾角表现出大于CK的趋势,在抽穗开花期,水稻剑叶和倒二叶生长迅速。     

氮水平对不同时期盐胁迫下水稻生长及生理特性的影响

【目的】探究供氮水平对不同时期盐胁迫下水稻生长及某些生理特性的影响。【方法】以2个北方常规粳稻品种为材料,采用盆栽试验方法,开展了5个氮水平对3个时期盐胁迫下水稻植株地上部与根系的生物量、渗透调节物质量、水稻叶片丙二醛量和膜透性影响的研究。【结果】(1)盐胁迫下水稻地上部与根系的生物量积累均显著降低,与CK相比,在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别以营养液正常含氮量的2倍、1倍和0.5倍水平下降低的幅度最小。(2)盐胁迫下,2个水稻品种叶片与根系的可溶性糖和脯氨酸量均显著增加,与CK相比,在分蘖期、孕穗期和抽穗期时分别以营养液正常含氮量的2倍、1倍和0.5倍水平下增加的幅度最大。(3)盐胁迫下水稻叶片的丙二醛质量摩尔浓度和膜透性均显著增加,与CK相比,分别以营养液正常含氮量的2倍、1倍和0.5倍水平下增加的幅度最小。【结论】综上可知,盐胁迫条件下,分蘖期、孕穗期和抽穗期最佳的施氮水平应为营养液正常含氮量的2倍(1.43 mmol/L)、1倍(0.715 mmol/L)和0.5倍(0.357 5 mmol/L)水平。     

花后高温胁迫下外施多胺对小麦干物质转运及籽粒生理特性影响

【目的】探明外施多胺与减缓小麦花后高温伤害的关系并阐明其生理机制。【方法】于2018年3—7月春小麦生长期间,选用新春6号和新春31号为试验材料,在田间增温棚中进行花后8～12 d的高温胁迫处理,比较了常温对照(CK)、高温处理(HT)、高温处理下外施精胺(HT+Spm)和高温处理下外施亚精胺(HT+Spd)4种处理下干物质的积累与转运、抗氧化酶活性及渗透调节物质的差异。【结果】HT处理2个品种穗下1节花前贮藏同化物对籽粒贡献率显著升高,花后同化物对籽粒贡献率显著降低,外源喷施Spm和Spd能显著提高花后同化物对籽粒的贡献率;HT处理导致籽粒超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)和可溶性糖量升高,过氧化物酶(POD)活性和脯氨酸量降低,外源Spm和Spd使HT处理下MDA和可溶性糖量降低、SOD、POD和CAT活性和脯氨酸量升高。【结论】新春6号和新春31号结果基本一致。外源Spm缓解小麦花后高温伤害的效果优于Spd。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄主要抗旱生理指标及品质的影响

试验以3a生赤霞珠为材料,根据黎明前叶片的基础水势(Ψb),设置重度水分胁迫(T1)、中度水分胁迫(T2)、轻度水分胁迫(T3)3个处理,以无水分胁迫(CK)为对照,研究了不同程度水分胁迫对赤霞珠葡萄主要抗旱生理指标及品质的影响。结果表明,与CK相比,水分胁迫能提高赤霞珠葡萄叶片中丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖的量,增加CAT活性,导致可溶性蛋白呈先下降后上升趋势,POD活性呈"抛物线"变化,SOD活性则呈"双峰"变化趋势,且随着胁迫程度加深,上述变化趋势越显著。轻度水分胁迫条件下(T3),累计胁迫灌水量148.44L/株,全生育期共计灌水量447.46L,与CK(624.68L)相比较,不仅节水28.37%,而且促使赤霞珠葡萄可溶性固形物增加3.23%,总酸降低2.97%,花色苷增加22.58%,单宁增加29.70%,总酚增加15.13%,新梢生长量降低15.20%,单株增产7.2%。     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应研究

【目的】探究不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应,确定草莓节水灌溉适宜模式。【方法】采用3种灌溉模式:充分灌溉(FI,CK)、分根灌溉(PRI)和亏缺灌溉(DI),PRI和DI模式下设置3个水分胁迫水平:轻度(LS)、中度(MS)和重度(SS),研究了不同灌溉模式下水分胁迫对草莓叶片叶绿素量、光合与蒸腾速率、渗透调节物质和丙二醛(MDA)量的影响。【结果】DI与PRI灌溉模式下,草莓叶片叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)量都显著低于CK,且随着基质水分胁迫程度的加剧而呈下降趋势;与DI模式相比,PRI模式下草莓叶片叶绿素量相对较高;随着水分胁迫程度的增强,DI和PRI草莓叶片蒸腾速率下降幅度明显,分别为35.2%～44.7%和21.0%～47.0%,而净光合速率变化不明显;MS和SS水平下DI和PRI的水分利用效率(WUE)分别较CK高101.8%～117.9%和68.8%～149.8%;不同水分胁迫水平下,PRI草莓叶片脯氨酸(PRO)累积量显著高于CK(19.0%～26.0%),且在LS和MS水平下显著高于DI;PRI草莓叶片MDA累积量仅在SS水平下显著高于CK(30.2%),而DI草莓叶片MDA累积量在MS和SS水平下显著高于CK,分别为34.4%和56.4%。【结论】PRI模式草莓比DI模式具有更强的渗透调节能力和耐旱性,PRI-MS组合为草莓节水灌溉适宜模式。     

水分管理对镉轻度污染农田水稻镉积累的影响

【目的】研究镉轻度污染农田水稻适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽试验,分别设置水稻全生育期湿润灌溉(CK)、全生育期淹水(T1)、拔节期(T2)、孕穗期(T3)、抽穗扬花期(T4)、灌浆乳熟期(T5)、蜡熟期(T6)开始淹水7个处理,对水稻不同器官镉积累差异以及土壤氧化还原电位、根际土壤溶液水溶性镉质量分数变化进行研究。【结果】土壤氧化还原电位与水溶性Cd呈极显著正相关(p<0.01),淹水后土壤的氧化还原电位(Eh)显著降低,土壤还原性增强,淹水时间越长氧化还原电位越低,其中T1处理最低可降至-159.78mV,淹水后根际土壤溶液中水溶性Cd也迅速下降,T3处理下降最多,为75.0%。不同水分管理模式下水稻糙米含镉量均未超过食品安全国家标准规定的限量值(GB2762—2017)。与CK相比,T1处理降低稻米含镉量达76.9%,而水稻产量明显下降,减产19.2%;T6处理明显抑制镉从水稻根系向地上部分转移,增加根系镉质量占比15.2%;T6处理降低水稻茎秆的镉积累,降低茎秆镉质量占比13.0%;淹水通过抑制镉从水稻叶片向谷物的转移来降低稻米镉积累,与CK相比,T5处理叶片镉质量占比增加5.0%,T3处理谷物镉质量占比降低4.3%。【结论】综合考虑水稻产量、稻米含镉量和田间农事操作习惯,镉轻度污染稻田推荐的水分调控方式为抽穗扬花期淹水至收获前1周。     

淹水胁迫对樱桃番茄苗期形态特征及叶绿素荧光特性的影响

【目的】探讨樱桃番茄苗期对淹水胁迫的响应机制,为热带地区反季节露地樱桃番茄的抗涝渍栽培提供参考。【方法】试验以5个不同的樱桃番茄品种作为材料,采用盆栽方式,以正常水分管理作为对照(CK),测定不同淹水天数后樱桃番茄苗期地上部和地下部的形态特征指标,以及叶片叶绿素荧光参数等指标,分析淹水胁迫对樱桃番茄苗期形态特征及叶绿素荧光参数的影响。【结果】淹水胁迫显著降低了樱桃番茄的株高、茎粗、叶面积、叶片数和叶片SPAD值,但对叶片厚度没有显著影响。淹水处理对樱桃番茄根系直径没有显著影响,但显著增加了红妃6号和台湾赞美的根系体积;淹水处理显著增加了红妃6号的根长与根系表面积,但显著降低了千禧的根长和根表面积。淹水后,樱桃番茄叶片初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)增加;最大光化学效率(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)淹水处理后则显著降低,但红妃6号淹水处理后Fo、Fv/Fm、ETR和qP与CK相比没有显著差异。【结论】淹水胁迫严重影响了樱桃番茄的生长发育以及叶片叶绿素荧光,但不同品种间存在差异;红妃6号对淹水最不敏感,而千禧受淹水影响最大。     

冬小麦不同生育期受涝对其生长和产量的影响

以当地小麦品种新原958为对象,在孕穗期和灌浆期分别进行1、3、5和7 d的淹水处理,并以当地常规灌溉处理为对照(CK)在测坑中进行受涝试验,观察和分析了涝害对冬小麦生长和产量的影响。结果表明,孕穗期和灌浆期淹水处理对小麦叶绿素、灌浆速率和产量有一定的抑制作用,且随着淹水历时的增加,抑制作用越明显。与CK相比,孕穗期淹水7 d(wb7)处理的叶绿素显著降低了16.64%,籽粒灌浆速率降低了95.02%,产量降低29.6%,千粒质量降低了6.15%;灌浆期淹水7 d(wg7)处理的产量较CK减产25.9%。孕穗期和灌浆期淹水处理都会造成小麦减产,尤其是孕穗期淹水处理。因此,在小麦生产的日常管理中,应及时采取排水措施,以免造成小麦减产。     

不同亏缺灌溉方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】优选适宜的小麦节水灌溉模式。【方法】采用田间小区试验,以生育期内灌越冬水、拔节水和开花水为对照(CK),设置了3种不同的亏缺灌溉模式:浇拔节水和开花水(T1)、拔节水+开花水隔畦交替灌溉(T2)、返青水+孕穗水+开花水隔畦交替灌溉(T3)。在拔节期和开花期,测定了小麦光合速率、蒸腾速率、棵间蒸发量、干物质量,并测定了小麦的产量和水分利用效率。【结果】T1处理小麦的光合速率与CK无显著差异,但蒸腾速率显著低于CK。在T2、T3处理中,干区、湿区的光合速率与CK也无显著差异,但干区小麦的蒸腾速率显著低于CK和湿区。各处理棵间蒸发量均显著低于CK。T2、T3处理中干区小麦的棵间蒸发量均显著低于湿区。T1处理提高了小麦花后干物质积累量,但花前干物质转移量减少。T2、T3处理湿区小麦花后干物质积累量高于CK,但花前干物质转移量显著低于CK。T2、T3处理干区小麦花后干物质积累量均显著低于湿区,但花前干物质转移均高于湿区小麦。T1、T2和T3处理对小麦产量没有显著影响,但均显著减少灌溉水量和作物的耗水量。【结论】3种时空亏缺灌溉模式均显著提高了小麦灌溉水利用效率和水分利用效率。     

不同土壤含水率对太行红豆杉幼苗生长及品质的影响

【目的】探寻不同土壤含水率对盆栽太行红豆杉生长和相关品质的影响。【方法】以5a生太行红豆杉为试验材料,研究不同土壤含水率处理对太行红豆杉幼苗期的生长量、可溶性蛋白、丙二醛、叶绿素及黄酮、多糖量的影响。不同土壤含水率处理设为田间最大持水率的90%~100%(W1)、80%~90%(W2)、70%~80%(W3)、60%~70%(W4)、50%~60%(W5)。【结果】在W2处理下植株苗高、地径、冠幅以及叶面积指数和叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素量均达到最大,比W1处理分别提高了11.4%、26.7%、11.7%、15.6%、14.4%、8.9%和13.0%,且该处理丙二醛量最低,比W1处理降低了14.1%;W4处理多糖和可溶性蛋白量最大,比W1处理分别提高了107.5%和42.0%;70%~80%处理黄酮量达到最高比W1处理提高了93.6%。【结论】W2处理有利于太行红豆杉的生理生长,W3处理有利于太行红豆杉中黄酮量的积累,W4处理有利于太行红豆杉多糖量的积累。     

不同产量水平下夏玉米光合及耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟夏玉米不同产量水平,了解不同产量下夏玉米光合及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】设置4个产量水平分别为9 000 kg/hm~2(C0),9 750 kg/hm~2(C5),10 500 kg/hm~2(C10),11 250 kg/hm~2(C15),以不施肥为对照(CK),研究不同产量下夏玉米穗位叶光合性能、叶绿素荧光及耗水量和水分利用效率变化。【结果】夏玉米拔节期、花前和花后的株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随目标产量的提高而增加,花前胞间CO2摩尔分数随产量的提高而增加,C15处理株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2摩尔分数分别较CK平均增加25.5%、39.1%、42.1%、97.9%、79.8%、32.0%;夏玉米拔节期、花前和花后SPAD随目标产量提高,C15处理SPAD较CK平均增加17.9%,qP、ETR、Y(Ⅱ)在不同光照强度下为CKC0处理>C5处理>C10处理>C15处理;耗水量和水分利用效率随产量的提高而增加,土壤体积含水率降低,C15处理耗水量和水分利用效率较CK分别提高15.2%、14.1%,土壤体积含水率较C0处理降低11.0%。【结论】夏玉米较高的叶面积指数、生物量和耗水量是形成高产的重要原因,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,因此应加强夏玉米生育后期田间用水管理。     

盐土条件下不同品系藜麦生理特性和 产量指标对花期渍水胁迫的响应

【目的】探索盐土条件下不同藜麦品系花期遭受渍水胁迫的响应机制,促进沿海地区藜麦的引进、选育和推广种植。【方法】选取4个藜麦品系(SL 21、SL 44、SL 24和SL 45),采用盆栽实验,以不渍水为对照(CK),研究了盐土环境下藜麦花期对不同渍水持续时间(4、8和12 d)的生理特性和产量构成响应,并明确了排水指标。【结果】盐土条件下,随着渍水时间的增加,4个品系藜麦叶片的丙二醛(MDA)物质的量浓度呈增加趋势,叶绿素Chl(a+b)量、可溶性蛋白(SP)量、可溶性糖(SS)量、光合指标参数(Pn、Tr、Gs、Ci)和叶绿素荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm)均呈降低趋势。渍水4 d后,4个品系藜麦叶片MDA物质的量浓度显著均高于CK,SL 21和SL 24的Chl(a+b)量和SS量显著低于CK,但4个品系的Pn、Fv/Fo和Fv/Fm未受到显著影响,渍水胁迫对SL 24和SL 45光合特性参数的影响大于SL 21和SL 44。渍水持续12 d后,4个品系的各项生理指标均显著低于CK,藜麦生理代谢遭到严重破坏。在产量构成上,每株主穗产量占总产量的65%以上,4个品系在渍水4 d后单株总产量均显著降低,产量高低表现为SL 44>SL 21>SL 24>SL 45,在渍水8 d后主穗产量和千粒质量显著低于CK,渍水持续12 d后,分枝产量绝收。【结论】4个品系中SL 44的耐渍性相对较好,若在花期遭遇涝渍灾害,以藜麦减产15%~20%作为排水控制标准,允许的渍水时间为3.2~4.1 d。