水稻分蘖期水分胁迫及复水对根系生长的影响

以水稻为试验材料,利用盆栽试验研究了水分胁迫及复水对根系形态、活力和干物质累积的影响.结果表明:水分胁迫减少根系干物质累积,根冠比、根系活力降低,单株根系条数下降,但平均根长大大增加;复水后根重、根系条数增加,根长在原有基础上进一步生长延伸,且根系活力大大增加、超过对照水平.表明分蘖期胁迫后复水对水稻根系形态和吸收功能均具有超越补偿效应.     

玉米苗期调亏灌溉的复水补偿效应

利用盆栽人工控水的方法,在玉米苗期造成不同强度的干旱胁迫,并在拔节期复水至充分供水和轻度胁迫,研究不同程度的水分亏缺对苗期玉米生长发育、水分利用效率和根系活力的影响以及复水后的补偿效应。结果表明,干旱胁迫对玉米苗期的植株生长、干物质累积和分配、气孔导度、光合速率、蒸腾速率以及根系活力产生了不同程度的影响;拔节期复水后,各种指标表现出不同程度的补偿生长效应。     

水分亏缺对玉米植株干物质累积、水分利用效率及生理指标的影响

在玻璃日光温室条件下,利用盆栽人工控水的方法,研究不同程度的水分亏缺对玉米干物质累积、根系活力、水分利用效率(WUE)、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及复水后的变化.结果表明:水分亏缺显著抑制玉米植株的生长、叶面积的扩展及干物质的累积,抑制程度与亏缺程度有关,复水后的株高和叶面积得到了较大幅度的补偿,随着亏缺程度的加重,根冠比、根系活力除了重度亏缺外均有所提高,WUE依次下降,Pro的累积量显著增加,而SOD活性先增大后减小.复水后各处理的WUE均高于对照,SOD活性除中度略高于对照外,其余均低于对照.     

不同生育期水分亏缺灌溉和氮营养对玉米生长的影响

通过玉米盆栽试验,设置了全生育期土壤充分灌水、苗期亏水、拔节期亏水、灌浆期亏水、成熟期亏水5个水分处理和施氮量分别为0、0.1、0.30、.5 g/kg的4个施氮水平,依次以N0、N1、N2、N3表示。研究了不同生育期水分亏缺和氮营养对夏玉米生长的影响。结果表明:在不同施氮条件下,不同生育期亏水均对玉米的生长产生不同程度的抑制作用,其中对茎叶的抑制作用大于根系,根冠比增加。苗期亏水抑制了株高、叶面积和地上部物质的生长,复水后补偿效应明显;拔节期是缺水敏感期,拔节期亏水对株高、叶面积及干物质累积的影响差异极显著,复水后补偿效应不明显;灌浆期亏水对株高影响不明显,但对叶面积及干物质影响明显;成熟期亏水对玉米生长的各个指标没有显著的影响。施氮对玉米的生长及地下干物质的累积有一定的影响,在试验的土壤肥力水平下,表现为施纯N 0.1 g/kg的施氮水平对盆栽玉米的生长和发育最好,是适宜的施氮水平。水氮交互作用在拔节期和灌浆期对玉米地上部干重、根干重影响极显著,对根冠比分别达到极显著和显著水平,苗期和成熟期对各指标均无显著性影响。     

干旱胁迫及复水对豌豆叶片内源激素含量的影响

采用盆栽试验方法, 研究了干旱胁迫及复水对豌豆叶片脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素(ZT)等4种内源激素含量的影响.结果表明: 苗期轻度和重度干旱胁迫分别导致叶片ABA含量增加1.03%和1.10%,IAA含量增加16.44%和61.99%,GA含量降低1.44%和4.79%,ZT含量降低2.10%和3.16%;始花期轻度和重度干旱胁迫分别导致叶片ABA含量增加1.60%和1.90%,IAA含量增加14.42%和27.75%,GA含量降低1.17%和1.79%,ZT含量降低16.65%和19.83%;灌浆期轻度和重度干旱胁迫分别导致叶片ABA含量增加0.83%和1.63%,IAA含量增加12.25%和29.02%,GA含量降低0.87%和1.76%,ZT含量降低7.89%和13.23%.同时对各种内源激素比例产生影响.复水可对豌豆叶片内源激素含量产生补偿效应, 其补偿量决定于豌豆生育时期、干旱胁迫强度和历时、复水历时.复水可促进豌豆叶片内源激素比例发生变化.     

不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响

为明确不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响,为大豆抗旱育种提供理论依据,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和水分胁迫(50%田间持水量,持续20 d)处理,成熟期测定主要农艺性状。试验结果表明,大豆地上部农艺性状和产量主要由地上部基因型决定,但水分胁迫下也会受到根系基因型的影响。正常供水与水分胁迫下,与辽豆21相比,辽豆14接穗的株高平均提高24.3%和14.8%,主茎节数分别平均提高19.6%和15.3%,分枝数分别平均提高60.2%和90.6%,单株生物量平均提高57.1%和87.1%,单株荚数平均提高70.0%和92.3%,分枝荚数平均提高159.9%和197.9%,分枝瘪荚率平均降低57.8%和60.4%,最终单株粒重平均提高19.9%和54.9%。与辽豆21自身嫁接植株相比,水分胁迫下,嫁接辽豆14砧木使单株荚重、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别显著提高了45.8%、27.4%、21.7%、5.2%和20.4%,产量性状的提高与主茎第9～15节位间有效荚数的提高有关。因此,通过地上部与根系的协同改良是提高大豆抗旱性的重要途径。     

水分胁迫后复水对豌豆叶片叶绿素含量的影响

采用盆栽人工控水法,研究了水分胁迫及复水对豌豆叶片叶绿素含量的影响。结果表明:苗期水分胁迫,豌豆叶片中叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量上升,均显著或极显著高于对照水平;叶绿素a与b的比值(a/b)则呈现先增大而后又减小的趋势;初花期短历时水分胁迫,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均显著高于对照水平,长历时胁迫后,叶绿素各组分含量均低于对照水平;a/b值也是呈现先增大而后又减小的趋势;荚果充实期短历时胁迫后,豌豆叶片中叶绿素a、叶绿素总量高于对照水平,叶绿素b则是轻度胁迫高于对照水平,重度胁迫低于对照水平,a/b值轻度胁迫接近对照水平,重度胁迫高于对照水平;水分胁迫10 d后,叶绿素各组分含量均下降;复水后,叶绿素各组分均表现出了一定程度的补偿效应,且苗期与初花期水分胁迫后复水的补偿效应高于荚果充实期。     

拔节孕穗期水分胁迫对水稻生理特性的影响

采用盆栽试验研究了水稻拔节孕穗期水分胁迫复水后的光合特性和生理活性。结果表明,胁迫后复水叶片净光合速率日变化为双峰曲线,有明显的光合午休,对照则为单峰曲线。轻度5 d胁迫处理的叶片在复水后其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)均高于对照;轻度10 d和重度5 d处理在午前较低而在午后高于对照,但重度10 d处理则低于对照。轻度胁迫处理复水后叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素(CAR)含量和叶绿素(a b)总量均可超过对照,表现出超补偿效应,而重度水分胁迫处理则低于对照。复水短期内胁迫处理丙二醛(M DA)浓度均低于对照,后期则高于对照。长历时水分胁迫降低了水稻的产量和干物质累积量,而短历时胁迫处理与对照接近。     

干旱胁迫及复水对豌豆苗期保护酶活性及膜脂过氧化的影响

采用盆栽控水试验法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆苗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性(RC)的影响,对豌豆苗期抗氧化能力进行了综合评价。结果表明:干旱胁迫降低了SOD活性,随胁迫程度加重和历时延长降幅增大。轻度干旱胁迫10 d或重度干旱胁迫提高了POD和CAT活性,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d对CAT、SOD活性产生部分补偿效应,对POD活性产生等量补偿效应。复水10 d对SOD活性产生等量补偿效应,对CAT、POD活性产生等量或超补偿效应;干旱胁迫增加了MDA含量,随胁迫程度加重增幅加大、胁迫历时延长增幅减少。复水5 d、10 d对干旱胁迫5 d豌豆叶片MDA含量分别产生部分和等量补偿效应。干旱胁迫导致膜脂透性增大,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d、10 d可分别产生部分和等量补偿效应。     

灌浆期复水对冬小麦根、冠生长及其相互关系的影响研究

以冬小麦品种北农6号为材料，研究了灌浆期复水对冬小麦生长的影响。结果表明，前期受旱程度不同的植株灌浆期恢复供水后，其株高、单株叶面积、生物量及产量等都超过相应的干旱对照，表现出明显的补偿生长效应。同时，各复水处理与对照相比，分配到冠部的干物质比例均增加，R／S下降。中度水分亏缺后充分供水的处理，可以在少减产的情况下节约大量用水，从而达到节水的目的。     

分蘖期干旱胁迫下养分管理对双季晚稻生长及产量的调控效应

针对丘陵双季稻区易发生季节性干旱导致养分供应受阻、水稻生长发育受影响、产量下降等问题,研究了干旱条件下5种养分管理措施(即T1:增施钾肥+喷清水;T2:叶面喷施0.2%Zn SO4;T3:增施钾肥+叶面喷施肥0.2%Zn SO4;T4:提高后期施N比例+喷清水;CK:常规施肥+喷清水)对双季晚稻生长发育、产量形成以及产量的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫下,不同养分管理对双季晚稻生长发育和产量的影响具有明显的差异,其影响程度由强到弱依次为:T3T1T2T4CK。T3在分蘖期干旱胁迫下能有效促进水稻分蘖能力,提升苗峰值和有效分蘖数,最高分蘖数比CK高7.26%,并显著提高拔节期和齐穗期的叶片SPAD值、叶片光合速率和叶片蒸腾速率以及根系活力,同时还显著增加拔节期、齐穗期和成熟期地上部单株干物重,改善植株干物质的积累,其增幅分别在2.19%~25.22%,从而显著提高双季晚稻每公顷有效穗数、每穗实粒数、每穗总粒和结实率等产量构成因素,最终使双季晚稻在干旱胁迫条件下获得较高产量。T3的产量在所有处理中最高,达10.07 t·hm~(-2),分别比T1、T2、T4及CK高6.34%、7.70%、14.17%和25.56%。     

旧膜二次利用方式对旱地胡麻生长特性及产量的影响

在大田环境下,研究了5种旧膜处理方式对旱地胡麻生育进程中叶面积、干物质累积、净同化率（NAR）、相对增长率（RGR）及产量和产量构成因子的影响。结果表明：在花前营养生长期,播种前收除旧膜并覆盖新膜免耕播种（T4）与当年收除旧膜并整地覆盖新膜、翌年播种（T5）处理较当年全膜覆盖作物收获后收除旧膜、翌年整地播种（T6）（无覆膜对照）对提高胡麻叶面积影响最为显著,但花期及花后各处理与对照相比无显著差异。胡麻总干物质在花前T4、T5处理较T6积累量最多,其中分器官茎、叶干物质呈现相同趋势,花后T5处理跃居首位。NAR因处理和生育时期不同而有所差异,表现为生育前期T4高于其它处理,生育后期T5处理最优的结果;RGR在枞形期-现蕾期T4、T5处理较对照分别上升20.45%和16.12%,而花期T5处理表现最高,二者均呈现出与其干物质积累动态相一致的趋势。5种处理方式均提高了有效分枝数和千粒重,对蒴果数和每果籽粒数影响不大,其中T4、T5处理下胡麻籽粒产量分别达到了1 024.95 kg·hm^-2和996.15 kg·hm^-2,比对照显著增产120.91%、114.71%,旧膜留至翌年免耕播种（T1）、在旧膜上覆土免耕播种（T2）、当年作物收获后在旧膜上覆盖玉米秸秆、翌年去除秸秆免耕播种（T3）与对照T6产量差异不显著。可见,收获后留旧膜、翌年收旧膜覆新膜免耕播种的处理方式有利于提高生长速率和干物质累积,进而获得高产,而结合生产效益,收获后留旧膜翌年直接播种（T1）方式为干旱半干旱胡麻种植区旧膜再利用的最优选择。     

分蘖期干旱胁迫对水稻光合特性及产量的影响

采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖期采用轻中度控水措施,有利于滴灌水稻光合作用和产量的提高。     

不同复水措施对油菜生长、产量及品质性状的影响

以2个油莱品种为材料,在播后30~100 d的苗期干旱胁迫后采取"水"、"水+钾肥"、"水+钾肥+赤霉素"、"水+尿素"、"水+尿素+赤霉素"等5种复水处理,研究干旱胁迫后各复水措施对油菜生长、产量及品质的影响,分析不同复水措施增产的成因。结果表明:苗期干旱胁迫后,与未复水对照相比,除在皖油19中"水"处理未显著提高地上部干重和"水+尿素"处理未显著提高总根干重外,5种干旱恢复措施都显著提高了天禾油11和皖油19的地上部干重、总根干重、小区产量和产油量;5种复水处理对2个油菜品种的地上部干重、总根干重、小区产量和产油量,平均增幅分别达到11.6%、22%、19%和23.7%。5种复水措施中,地上部干重、总根干重、籽粒产量、产油量增幅最大的都是"水+尿素+赤霉素",分别增加24.7%、27.7%、34.2%和36.8%。与未复水对照相比,5种复水措施产量增幅由高到低依次为:"水+尿素+赤霉素"、"水+尿素"、"水+钾肥+赤霉素"、"水+钾肥"和"水"。关联及相关分析表明,5种复水措施促进增产的主要原因是复水显著增加了单株总角果数。     

缺氮胁迫阶段及施氮时期对油用亚麻干物质及氮素积累的影响

通过砂培及土培试验,分别以6个氮素供缺阶段处理和6个氮肥基追比例处理,探讨了缺氮阶段及施氮时期对亚麻干物质及氮素积累、籽粒产量的影响。结果表明,和全生育期正常供氮(CK)相比,播种～枞形期缺氮(T_1)造成的干物质积累抑制随枞形期后的持续复氮而渐次降低,且茎、叶干物质积累量随复氮而终末产生了等量补偿,而枞形期～现蕾期(T_2)、现蕾期～盛花期(T_3)、盛花期～成熟期(T_4)、现蕾期～成熟期(T_5)4个时段的氮胁迫造成的器官干物质积累量降低,终末仍为不足补偿;胁迫阶段(T_1～T_5)的籽粒产量分别较对照降低了18.02%、26.54%、35.06%、38.83%、48.00%。保证生殖生长阶段的氮素营养供给可避免35%～50%左右的减产损失。0.2 g·kg~(-1)施用的氮肥,基肥比重占2/3以上时不利于氮素营养状况的改善及植株的生长,基肥施用量≤1/2、剩余肥料于枞形期或现蕾期一次或分两次施入,可使植株的氮素及干物质积累总量分别增加10.71%～37.50%和9.34%～22.02%;1/6基肥+1/3枞形期追肥+1/2现蕾期追肥的方式,较其他施肥方式(100%基肥、2/3基肥+1/3现蕾期追肥、1/2基肥+1/2现蕾期追肥、1/6基肥+5/6枞形期追肥)的氮素积累量、植株干物质量、籽粒产量分别提高7.17%～37.50%、7.89%～22.02%、9.59%～26.71%。综上,盛花期～成熟期缺氮对植株的干物质积累及产量抑制敏感程度最高,现蕾期前后追肥具有显著的补偿效应;基肥施用量≤1/3、剩余肥料于枞形期(或分茎期)、现蕾期分两次施入,并使现蕾期追肥占1/2左右,是符合油用亚麻需求特性的氮肥运筹方式。     

调亏灌溉对夏玉米根冠生长关系的调控效应

以夏玉米(zea may L. cv.)为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,进行调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对根、冠生长的影响研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段和调节亏水度,为建立节水高产、优质高效作物RDI模式提供技术参数。试验采用二因素随机区组设计,设置4个水分调亏阶段:三叶～拔节(Ⅰ),拔节～抽穗(Ⅱ),抽穗～灌浆(Ⅲ),灌浆～成熟(Ⅳ);每个调亏阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率分别为60%～65%FC(Field capacity)、50%～55%FC和40%～45%FC;设全生育期保持适宜土壤水分(75%～80%FC)作为对照(CK)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。结果表明,玉米生长中、后期水分调亏具有促进根系发育和减缓根系衰亡的"双重效应",反映出玉米根系在生育后期比生育前期对水分适应能力强的特性。玉米根冠比(R/S)受水分影响最大的阶段是三叶-拔节期,受水分影响最小的阶段是灌浆期;拔节-抽穗期水分调亏期间能显著增大R/S,复水后分配到冠层与根系的物质比较平衡,维持较为适宜的R/S,表明此阶段为通过RDI调控玉米R/S的适宜阶段。玉米三叶-拔节期水分调亏改善了穗部性状,表明在作物营养生长阶段的适度水分调亏有利于作物生殖生长。RDI可以有效调控根/冠生长关系,提高经济产量。     

冬小麦分蘖期复水对根、冠生长及其相互关系的影响

以冬小麦品种北农6号为材料,通过温室管栽试验,研究了苗期中度和童度缺水条件下分蘖期复水对冬小麦株高、叶面积、根、冠干物质积累、叶面积比、根冠比、产量、耗水量和水分利用效率等指标的影响.结果表明,苗期受旱程度不同的冬小麦分蘖期恢复供水后,其株高、单株叶面积、生物量及产量等都超过中度和重度缺水对照,表现出明显的激发生长效应.同时,各复水处理与对照相比,分配到冠部的干物质比饲均增加,R/S下降.在不同土壤水分条件下,冬小麦的水分利用效率随耗水量的增加而降低,中度水分亏块后分蘖期充分供水的处理,可以在少减产的情况下节约大量用水,从而达到提高水分利用效率的目的.     

种间相互作用对牧草间作体系生产力的影响

为了揭示种间相互作用对柱花草/黑籽雀稗间作体系生产力的影响,试验设计三个处理,分别是单作柱花草、单作黑籽雀稗、柱花草/黑籽雀稗间作,观测了三个不同种植模式作物整个生育的物候期、整个植株生长量、生物量、生物量的当量比及不同种植体系土壤有机质、全氮和全磷的差异。结果表明:1种植牧草270天后,间作体系地上部和地下部生物量的当量比分别是3.05和3.52,土地当量比大于1,表明柱花草/黑籽雀稗间种具有间作优势。2与单作相比,间作体系黑籽雀稗物候期推迟5天;其生长量、生物量均高于单作,株高、根长、干草产量和根系产量分别高于单作9.67 cm、7.33 cm、345.50 g·株~(-1)、131.67 g·株~(-1)。与柱花草单作对比,间作的分枝期、现蕾期、花期比单作分别推迟5天、15天、5~15天;其生长量和生物量低于单作,柱花草株高、根系深、根冠比、根瘤量、干草产量和根系产量分别低于单作10.64 cm、0.54 cm、0.08、0.84粒·株~(-1)、14.29 g·株~(-1)和1.48 g·株~(-1);3间作体系土壤养分有机质、全氮、全磷比种植前增加的量分别为0.039%、0.003%、0.001%。单作柱花草样地有机质、全氮比种植前增加的量分别为0.063%、0.006%,磷比种植前减少0.001%;单作黑籽雀稗样地有机质、全氮比种植前减少0.017%、0.002%。表明,柱花草的间作提高了样地土壤有机质、全氮和全磷含量;柱花草在生物固氮过程中,以磷固氮,消耗磷素致使单作柱花草样地全磷量减少,全氮量增加。