外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗生长和渗透调节能力的影响

采用水培法,研究了50、100、200μmol·L~(-1)外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对盐胁迫下玉米幼苗生长和渗透调节能力的影响。结果表明,外施NO可明显缓解Na Cl胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,与不施SNP的处理相比,100μmol·L~(-1)SNP处理全株干重的增加幅度达到19%。外施NO降低盐胁迫下玉米幼苗叶片及根系中可溶性糖和可溶性蛋白的含量,其中叶片中可溶性糖和可溶性蛋白分别降低19.9%和7.9%,根系中可溶性糖和可溶性蛋白含量分别降低9.6%和9%。外源一氧化氮(NO)使盐胁迫下玉米幼苗根系、生长叶和成熟叶叶鞘的Na~+含量分别降低38.4%、5.1%和17.2%;同时,增加根系和成熟叶叶鞘中K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,降低玉米幼苗各器官内的Na~+/K~+、Na~+/Ca~(2+)比值,维持盐胁迫下玉米幼苗中的离子平衡,但对成熟叶片中离子含量的影响不大。研究认为,外源NO可维持盐胁迫下玉米幼苗的碳氮代谢平衡,改善玉米幼苗离子的吸收与分配,缓解Na Cl胁迫对玉米幼苗带来的伤害,其中以100μmol·L~(-1)的SNP处理效果最明显。     

盐胁迫下宁夏枸杞根系Na~+、K~+平衡及抑制剂对其影响的研究

以宁夏枸杞为试验材料,利用非损伤微测技术及原子吸收分光光度法,研究NaCl胁迫下枸杞根系中Na~+、K~+吸收转运及质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白抑制剂阿米洛利和质膜H~+-ATPase抑制剂矾酸钠对宁夏枸杞根系离子平衡的影响。结果表明:随着NaCl胁迫浓度的增加,枸杞根系中Na~+含量总体升高,与对照差异不显著;K~+含量呈先升后降趋势;Na~+/K~+呈先降后升趋势,且低于对照;Na~+外排先增加后减少,K~+外排降低,且显著高于对照。随着胁迫时间的延长,枸杞根系中Na~+、K~+含量增加,Na~+外排逐渐减慢,K~+外排增加;阿米洛利与矾酸钠均显著降低了盐诱导下的Na~+和H~+内流。NaCl胁迫下宁夏枸杞根系借助于其质膜上的Na~+/H~+逆向运输系统,将胞内过量的Na~+排出胞外,同时抑制K~+外排,保持细胞内较低的Na~+/K~+,维持胞内Na~+、K~+平衡,从而表现出较强的耐盐性。     

艾比湖盐尘对植物生理性状的影响

为确定盐尘暴对荒漠植物和农作物生长的影响,采集不同强度盐尘影响区的盐爪爪(Kalidium foliatum)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、新疆枸杞(Lycium dasystemum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和花花柴(Karelinia caspica)叶片,提取叶片表面和内部可溶性盐分阳离子,研究大气盐尘、叶片表面和叶片内部盐分阳离子含量之间的相关性。同时在室内模拟盐分离子对农作物带来的影响,以杂交油葵G101和玉米新玉78-16为研究对象,观察幼苗期的叶片上干式和湿式飘洒含盐粉尘及其水溶液的生理特征。用原子吸收分光光度法、火焰光度法测定叶片中可溶性阳离子含量。结果表明:荒漠植物叶片上盐分变化和植物的生长没有明显的相关性。模拟实验结果显示:叶片对Na~+具有很强的吸收性,叶片对Na~+的吸收和必要元素K~+的吸收有很强的抑制作用;叶片对Mg~(2+)的吸收没有明显的规律性,但处理区和对照区玉米叶片Mg~(2+)含量有明显差异;玉米对Ca~(2+)的吸收随时间逐渐减弱、油葵对Ca~(2+)的吸收略有增强,但变化幅度很小,玉米和油葵出现叶片枯萎变黄等现象,干式飘...     

偃麦草属植物种质材料不同耐盐群体生理指标分析

采用温室苗期模拟NaCl盐分胁迫方法,对来自于21个国家的偃麦草属8个植物种34份种质材料苗期的叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸(Pro)、K+/Na +、相对生长速度变化率、耐盐系数、存活率和出现盐害到死亡时间等指标进行测定, 且将0.9%NaCl浓度下的各项生理指标变化率和生长指标测定值,利用欧氏最大距离聚类分析 ,将34份偃麦草属植物种质划分为3个耐盐群体(级别):即耐盐种质、中度耐盐种质、敏盐种质.在此基础上,对NaCl胁迫下的RWC、REC、Pro和K+/Na+等生理指标进行比较分析,结果显示:随着NaCl胁迫浓度的增加,不同耐盐群体的偃麦草属植物种质材料叶片的各项生理指标表现出不同的变化趋势,其中REC、Pro、Na+均呈逐渐增加趋势, 而K+、K+/Na+和RWC则呈逐渐下降趋势,但当NaCl浓度上升至1.2%时,与对照(CK)相比,耐盐种质的REC、Pro和Na+分别增加了121.83%、29.25倍和145.45%,K +、K+/Na+和RWC分别下降了26.89%、74.26%和16.40%;而敏盐种质的REC 、Pro和Na+分别增加了199.20%、75.45倍和617.86%,K+、K+/Na+和RW C分别下降了43.16%、93.55%和27.69%,中度耐盐种质的增加和下降幅度居于二者之间.     

大麦发芽期耐盐性种质鉴定及其生理响应特征分析

为了解大麦发芽期耐盐性差异和生理响应特征,对126份大麦材料进行200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫下的种子发芽及生长实验,并对极端耐盐性材料和盐敏感性材料进行盐胁迫处理水培实验。结果表明:盐胁迫下大麦发芽期各指标测量值较对照相比均下降,且处理与对照相比变异系数增大,发芽势、发芽率、株高、根长和根数的变异系数值分别为73.81%、58.00%、47.22%、39.39%和31.79%,说明不同材料盐胁迫处理具有较大差异;并且除株高和发芽率、根长之间无相关性之外,其它各指标之间均存在显著或极显著正相关。采用聚类分析将材料分为4个耐盐等级,其中ZDM655等33个品种为高度耐盐性,MAVRIIP等28个品种为中度耐盐性,GN241等16个品种为中度盐敏感性,莆田17号等49个品种为盐敏感性。在盐胁迫水培条件下,大麦主要通过调节根表面积和根体积表型特征来适应盐胁迫,高度耐盐性材料ZDM655地上部和根系中Na~+含量分别为对照的3.63倍和2.55倍,而盐敏感性材料ZDM222地上部和根系中Na~+含量分别为对照的8.95倍和2.92倍;同时,ZDM655较对照相比地上部K~+含量显著提高,地下部K~+含量显著下降,而ZDM222地上部K~+含量显著下降,地下部较对照无显著差异,表明高度耐盐性材料具有更好适应盐胁迫的表型特征和生理响应功能。种子发芽期耐盐性强弱是在盐渍地生长的关键,发芽势、发芽率、株高、根长、根数可以作为大麦发芽期耐盐性评价的合理指标。     

NaCl对囊果碱蓬、梭梭和白梭梭种子及初期幼苗的影响

种子萌发和幼苗阶段是干旱区植物群落建成的关键。试验表明,在700 mmoL/L NaCl处理时,与盐生植物梭梭和囊果碱蓬相比,旱生植物白梭梭种子胚中的K~+含量比对照显著降低。700 mmol/LNaCl处理5 d后,白梭梭、梭梭和囊果碱蓬胚中K~+/Na~+分别是对照的33%,27%和74%。高盐处理显著降低3种植物尤其是白梭梭初期幼苗体内K~+含量以及K~+/Na~+。低盐处理下,囊果碱蓬初期幼苗的生长速率明显高于白梭梭和梭梭;高盐处理对3种植物初期幼苗的生长都具有明显的抑制作用。     

干旱胁迫对玉米苗期植株生长和保护酶活性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种云瑞47(抗旱性强)和云瑞88(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)、重度干旱胁迫(SS)3个干旱处理和正常灌水(CK),研究了干旱胁迫对2个玉米品种苗期株高、叶面积、生物量、根冠比和保护酶活性的影响,以探讨干旱胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制。结果表明:(1)干旱胁迫抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致植株株高降低、叶面积减少、整株生物量显著下降,根冠比增加,且抗旱性弱的品种云瑞88对干旱胁迫的敏感性高于抗旱性强的品种云瑞47。(2)干旱胁迫下2个玉米品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升高后降低趋势,在MS处理下达到最高。与CK相比,云瑞47叶片SOD、POD和CAT分别增加了27.04%、16.95%和19.13%;云瑞88叶片SOD、POD和CAT分别增加了22.55%、11.20%和12.64%;(3)干旱胁迫增加了2个品种叶片丙二醛(MDA)含量,随着干旱胁迫程度的加剧,云瑞47(耐旱性强)叶片MDA变化幅度小于云瑞88(耐旱性弱),尤其SS处理下云瑞88的MDA积累量是云瑞47的1.31倍。云瑞47的各生理参数比云瑞88受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较强的保护酶活性和较低的MDA含量,是云瑞47适应干旱环境的主要生理原因。     

盐基离子对土壤持水及收缩特性的影响

不同盐离子对土壤持水能力具有不同程度影响,且在土壤水分特征曲线测定过程中,土体随失水发生收缩和开裂。在已获取研究成果基础上进行扩展,进一步探索8种低浓度盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-))对土壤持水能力和收缩特征的影响。选取陕西粉黏壤土并分别采用含有此8种离子的盐溶液(浓度均约为1 g·L~(-1))对土样进行饱和处理,以无盐离子处理作为对照(CK);采用离心机法获取土壤水分特征曲线,使用游标卡尺测定离心过程中的土体轴向沉降高度,编写MATLAB程序对裂缝图像提取裂隙度量指标,据此对各处理土壤持水能力和收缩特征进行对比分析及评价。结果发现,在此浓度条件下:(1)K~+、Na~+及4种阴性盐离子在一定程度上均可提高土壤持水能力,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和K~+效果最显著,分别较CK提高35.81%和3.68%;(2)Mg~(2+)、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)有利于减小土体轴向收缩度,且阴阳盐离子的作用效果分别表现为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)CO_3~(2-)和Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+);(3)Na~+、Mg~(2+)及4种阴性盐离子在一定程度上均有利于减轻土壤开裂程度,可同时减小土壤裂隙总长度、总面积以及长度密度和面积密度,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和Na~+效果最显著。研究可为不同类型盐碱土壤持水能力评价及其干缩开裂机理认知提供理论指导。     

生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响

为明确生物质炭输入对盐胁迫下玉米生物学性状的影响,以轻、中、重度盐渍化土壤为基础模拟不同程度的盐胁迫环境,设置0(CK),1%、2%、4%、8%生物质炭输入水平,进行室内玉米盆栽试验。检测播前及苗后盆栽土壤的理化指标,观测玉米种子萌发及其苗后的生物学性状。结果显示:1%、2%、4%生物质炭输入轻、中度盐渍化土壤可显著降低土壤总盐,但对pH影响不显著;8%生物质炭输入水平导致轻、中、重度盐渍化土壤pH和总盐含量显著升高,pH较CK增加2.93%、5.49%、8.16%,总盐含量较CK增加31.76%、9.17%、11.13%。生物质炭输入可以显著提高盐胁迫下玉米种子的活力,提高幅度与生物质炭输入量呈正相关。轻、中、重度盐胁迫下:8%生物质炭输入处理中玉米种子发芽率提高145.43%、174.57%、73.72%。2%、2%、4%生物质炭输入处理中玉米茎粗和株高较CK处理分别增加32.73%、15.19%、44.76%和61.78%、36.50%、63.96%;8%、2%、8%生物质炭输入水平对玉米干物质累积量的促进效应最强,地上干物质累积量较CK分别增加115.9%、151.2%、648%,地下干物质累积量较CK分别增加117.5%、91.7%、241%;生物质炭输入与玉米叶片MDA含量降低,CAT、SOD酶活性增强相关。轻、中、重度盐胁迫下酶活性表现:MDA含量均在8%生物质炭输入水平降至最低;SOD酶活性均在2%水平达最高;CAT活性分别在2%、1%、8%输入水平达到最高。因此生物质炭可作为盐渍化土壤改良剂。     

长期水分胁迫对夏玉米根叶保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响

利用防雨旱棚研究了水分胁迫对夏玉米根系及叶片保护酶活性及脂膜过氧化作用的影响。结果表明在水分胁迫下,玉米根系与叶片保护酶SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显著升高而后期下降。即保护酶系统对水分胁迫响应的策略不同,前中期如大口期和抽雄前期主要表现为积极应对,后期如灌浆期和乳熟期主要表现为被动忍耐;根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。SOD、CAT、POD活性对水分胁迫的敏感程度不同,SOD对水分胁迫不敏感,水分胁迫后期,SOD仍有较高活性,POD活性则明显降低。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加,且根系MDA含量小于叶片MDA含量。在水分胁迫下,叶片与根系的可溶性蛋白质含量降低。研究还表明,在水分胁迫下,玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应与叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系,且绝大多数的相关系数达显著或极显著水平。     

不同灌水处理对滨海盐碱地土壤阳离子组成及玉米干物质累积的影响

采用田间试验对不同灌水处理灌水后玉米地（天津滨海盐碱地）0~60 cm土层土壤K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺及玉米干物质累积量进行研究，共设计4个处理，分别为LI₁₀（常规滴灌，灌水10 mm）、LI₂₀（常规滴灌，灌水20 mm）、FI₁₀（膜下滴灌，灌水10 mm）和FI₂₀（膜下滴灌，灌水20 mm）。结果表明：灌水后不同灌水方式下灌水量较大的处理0~60 cm各土层K⁺/Na⁺均大于灌水量较小的处理，且均表现出0~20 cm土层K⁺/Na⁺较大，40~60 cm土层K⁺/Na⁺较小；相同灌水量下膜下滴灌处理0~60 cm各土层Ca²⁺/Na⁺均较大，灌水后不同灌水处理0~60 cm各土层Ca²⁺/Na⁺差异较小，变化范围为0.10~0.22；FI₂₀处理0~20 cm土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺大于其他处理，分别达到0.78和0.22；随着灌水次数的增多，LI₂₀和FI₁₀处理0~20 cm土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺均逐渐增大，LI₁₀处理则均逐渐减小；灌水后各处理之间0~60 cm各土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺差异均达显著水平；全生育期干物质累积量与其对应的0~20 cm土层（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺二次拟合相关系数均达0.90以上，相同（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺下，FI₂₀处理干物质累积量始终最大，LI₁₀处理始终最小；（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺>1.72时，各处理干物质累积量均随（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺的增大而增大。     

钾肥对河西绿洲小麦/玉米带田产量和作物吸钾量的影响

进行了钾肥不同用量的田间试验,以验证河西绿洲富钾的灌漠土壤施用钾肥对小麦/玉米带田是否有增产效果。试验采用随机区组设计,设5个K处理,施K2O分别为:0、751、50、2253、00 kg/hm2。结果表明,钾肥能提高小麦/玉米带田栽培条件下两种作物产量,和不施钾肥相比,小麦带增产5.1%~8.9%,玉米带增产2.8%~8.1%,小麦/玉米带田总产提高3.3%~7.8%;当施钾量为75 kg/hm2,小麦/玉米带田总产量为最高,达12 994kg/hm2,与不施钾肥相比,总产量增加936 kg/hm2,增产7.8%。钾肥能提高小麦秸秆钾含量和吸钾量,与不施钾肥相比,小麦秸秆含钾量提高4.31%~7.84%,吸钾量提高6.2%~9.6%;但玉米秸秆钾含量和吸钾量有所降低,与不施钾肥相比,玉米秸秆含钾量减少20%~24.86%,吸钾量减少25.7%~28.7%。这是否是小麦和玉米在带田种植条件下存在着对钾素吸收的竞争作用,值得进一步研究。     

塔里木河流域水化学组成分布特征

于2010年6月对塔里木河干流及主要支流地表水进行水化学采样,共设25个点采集50个样品。分析表明：塔里木河干流水体中阳离子Na⁺+K⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺,与南北侧支流Na⁺+K⁺＞Mg²⁺＞Ca²⁺存在显著差异,但均以Na⁺+K⁺为主,阳离子浓度分别占干流、南北侧支流的68.6%、62.6%和62.5%。与1965年对应采样点同月份水化学成分相比,塔里木河流域主要可溶性离子浓度增幅较大,整体平均增加8.0倍,尤其是Cl^-达21.7倍,这可能是近年来塔里木河流域气温上升降水增加等自然因素,间接促进降水过程中水化学侵蚀地表可溶性物质所致。同时,流域内工农业快速发展,生活污水、工农业废水大量排放到塔里木河,这可能是影响塔里木河水质变化的重要因素之一。     

种植年限对新疆盐碱土苹果园土壤质量及果实品质的影响

通过对不同种植年限盐碱地苹果园土壤理化指标及果实品质的测定,研究苹果种植年限和土壤理化性质特征间的关系及苹果品质的变化趋势。结果表明,研究区盐离子类型及含量组成是HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Na~+Mg~(2+)K~+,土壤为高盐高碱类型。随着苹果种植年限的增加,土壤有机质、全氮、碱解氮含量显著升高,有效钾和有效磷含量在连续种植9 a后,相对于第1 a种植,含量分别增加了2.9和2.3倍。土壤中Ca、Fe含量总体呈降低趋势,种植1 a条件下土壤Ca、Fe含量较种植9 a条件下分别降低了8%和45.6%。土壤中SO_4~(2-)和Cl~-含量逐渐减小,其中SO_4~(2-)在种植1 a时含量最高,值为515.5 mg·kg~(-1),Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)含量分别下降了62%、78%、79%。种植12 a的苹果可溶性固形物和单果重较种植4 a苹果分别增加了10.0%和28.8%。因此,苹果种植有利于降低新疆盐碱土的盐离子含量,提高其有机质、全氮、碱解氮含量,果实品质随种植年限延长进一步改善。     

滨海盐碱地覆膜和灌溉对玉米盐分离子分布及生物量的影响

以玉米为试材，于2017—2018年在天津市滨海盐碱土进行了膜下滴灌试验, 分析了覆膜和灌溉对玉米盐分离子质量分布特征、玉米干物质的变化规律和产量的影响。结果表明：（1）覆膜和灌溉对玉米离子分布的影响显著，显著减小了根部Na⁺吸收质量，成熟期FI20处理比LI10小56%，从而减少了盐分对叶片的伤害；显著增大了茎部K⁺的积累质量，成熟期FI20处理比LI10高24%，提高了植物的耐盐性；显著增加了叶部Ca²⁺质量，苗期FI20处理比LI10高96%，促进作物幼根的生长和根毛的形成，改善了玉米体内的离子平衡，减轻了盐胁迫作用；显著增加了叶部Mg²⁺质量，拔节期FI20处理比LI10高136%，增强了植株叶片的光合作用，提高了植株的耐盐性。（2）玉米地上部和根系干物质重均随着生育期进程而增加，覆膜和灌溉改变了植物体内盐分离子质量，对玉米生物量的积累影响较大，成熟期FI20处理比LI10高1%~46%；对玉米根冠比（R/S）有显著影响，使生物量分配比例显著改变，成熟期根冠比（R/S）FI20处理比LI10小48%~52%。（3）利用2017年玉米试验数据采用Logistic曲线建立了干物质生长模拟方程，引入了盐分离子修正系数，拟合方程显著。利用2018年玉米试验数据对建立的玉米干物质盐离子模型进行了验证，各个处理的拟合曲线与其实测值都较接近；建立的干物质生长模型能够较好地模拟盐碱地玉米干物质的累积过程。综上，覆膜和灌水定额为20 mm的FI20处理对植株的盐离子调节作用最显著，提高了玉米的耐盐性，改变了生物量的分配比例，获得了适当的干物质累积量，产量最高。     

Effect of salinity on tissue nutrient contents of the four dryland tree species of Indus flood plains

Salinity is a common issue of semi-arid and arid lands rendering them unfit for agriculture. Saline wastelands can be converted into productive ecosystems by rehabilitating them with salt tolerant native tree species. The objective of this work was to study the effect of NaCl salinity on tissue nutrient contents of the four dryland tree species. Saplings were grown in pots under nonsaline and high salinity conditions. After eighteen weeks the plants were harvested and their tissue nutrient contents were analyzed. Results revealed that all species accumulated high amounts of Na⁺ under saline conditions, while concentrations of N, P and Mg²⁺ decreased in their tissues. Concentrations of K⁺ and Ca²⁺ showed more variable trend in various tissues in response to increase in soil salinity. Na⁺: K⁺ ratios of roots (1.57), stems (1.27), and leaves (1.66) of salinized Salvadora oleoides plants were lowest among all the four species. Root Na⁺: K⁺ ratio of salinized plants was significantly higher for Prosopis cineraria (7.10), while these ratios for stem (1.85) and leaf (3.42) were highest for Tamarix aphylla. Plants of P. cineraria showed lowest Stem-Na⁺/root-Na⁺ ratio (0.30) when subjected to salinity. Results showed that salinity induces nutrient deficiency in all species. Salinity tolerance of these species can be attributed to their ability to (i) restrict translocation of Na⁺ from roots to stem; (ii) keeping low tissue Na⁺: K⁺ ratios; and (iii) selectivity of K⁺ and Ca²⁺ over Na⁺, and can be used for the screening of salt-tolerant ecotypes for the rehabilitation of saline wastelands.     

Effect of salt stress on the structure and carbon flow mechanism in a noxious weed Parthenium hysterophorus L.

Effect of salt stress on structural changes, ion uptake, rate of photosynthesis and path of carbon in the exotic weed Parthenium hysterophorus have been investigated. Photosynthetic leaf area, chlorophyll and carbon assimilation rates were adversely affected by salt stress. Increased Na⁺ uptake caused decrease in K⁺ and Ca²⁺ absorption. Originally a C₃ plant, P. hysterophorus appears to form aspartate as a primary product of photosynthesis when exposed to NaCl. The stimulation of PEP carboxylase activity also occurred due to salt stress. Excessive accumulation of malate during steady state of photosynthesis was possibly due to inhibition of malic enzyme. It appears that although the plant switches over to an ‘aspartate producer’ when exposed to salt, further utilization of photosynthetically assimilated carbon is through malate. Being a weed, the plant appears to be highly adaptive to stress conditions.