逆境及生长调节剂对作物抗逆性的影响综述

在自然条件下,植物会受到各种不良环境的影响,这些对植物生长发育不利的环境称为逆境,也叫胁迫,分为非生物胁迫和生物胁迫。在农业生产上,胁迫环境严重影响作物的生长及产量和品质,而植物生长调节剂是对植物生长发育具有调节作用的微量有机物,在植物抗逆性中应用较广。本文综述了干旱、高盐、高低温、重金属及弱光等非生物胁迫发生的机制及植物的生理响应,同时介绍了植物生长调节剂在诱导植物抗逆性方面的应用,并对植物抗逆性研究进行了展望。     

基于有效积温的NFT栽培生菜生长模型

以3种生菜品种为试材,在福建省海峡现代农业示范园温室内开展了3次栽培试验,每隔1～3 d,采集生菜的生长指标.根据生菜对温度的响应,以有效积温为自变量,采用Logistic方程构建生菜NFT栽培生长模型.建立了生菜地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、株高、叶片数、总叶面积等模型,以期探明营养液膜栽培技术(NFT)栽培的生菜生长模型.结果 表明:模拟模型的曲线决定系数范围在0.869～0.984,模型的预测值与实际值之间基于1∶1直线的决定系数范围在0.965～0.992,地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、株高、叶片数、总叶面积的RMSE最大值分别为6.52 g、0.66 g、6.50g、0.16 g、2.13 cm、1.11叶、200.09 cm2,模型预测效果较好.最后,用最大叶叶长和叶宽的乘积为自变量,建立了最大叶叶面积及单株总叶面积非破坏性估测模型,模型精度也较高.     

基于有效积温的NFT栽培小白菜生长模型

为明确用营养液膜栽培技术(NFT)栽培的小白菜生长模型,以春油5号小白菜为试验材料,在中以示范农场2个薄膜温室内开展4次栽培试验,采用营养液膜栽培技术进行栽培,每隔1～3 d采集小白菜的生长指标。根据小白菜对温度的响应,以有效积温为自变量,用Logistic方程构建NFT栽培小白菜生长模型,包括地上部鲜质量和干质量、地下部鲜质量和干质量、株高、叶片数、叶面积等模型,所建立模型的决定系数在0.881～0.993之间。经重复试验数据检验,小白菜地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、株高、叶片数、叶面积等模型的预测值与实际值之间基于1∶1直线的决定系数(R~2)分别为0.990、0.990、0.985、0.986、0.963、0.935、0.985,回归估计标准误差(RMSE)分别为10.01 g、0.46 g、0.80 g、0.05 g、1.28 cm、1.25张、74.81 cm~2。因此,构建的小白菜生长模型精度较高,可为温室NFT栽培小白菜生长管理调控、产量预测和经济效益分析等提供理论依据和决策支持。     

镉胁迫对不同叶用莴苣品种生长及生理特性的影响

为了鉴选出对镉有较强耐受性的叶用莴苣品种,为镉毒害植物原理提供理论依据,以6种叶用莴苣品种四季、绿神、绿雅、小叶苦苣、紫雅、紫艳为供试材料,在盆栽基质试验条件下,用含有50 mg/L CdCl2·2.5H2O的营养液浇灌进行胁迫处理,探讨了在镉胁迫下不同品种叶用莴苣生理特性的变化情况.结果发现,在一定浓度Cd2+(50 mg/L)胁迫下,对镉耐受程度不同的叶用莴苣品种,在其生物量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量等生理特性方面产生明显差异.在生物量方面,绿神表现最优;在叶绿素和可溶性蛋白方面,紫艳表现最佳,紫雅、绿神次之;在脯氨酸含量、POD活性方面,绿雅表现最好;在SOD、CAT活性方面,紫雅表现最好;在MDA含量方面,绿神含量最少,紫雅次之,紫艳含量最多.得出结论,绿神、绿雅、紫雅叶用莴苣品种对重金属镉的抗性高于其他3种叶用莴苣品种.     

基于光温效应的温室小白菜生理指标动态模拟

[目的]研究温室环境下温度和光照与小白菜生理指标的动态关系,以期为小白菜生产的精准管理提供参考.[方法]以华冠小白菜品种为试材开展营养液膜技术(Nutrient film technique,NFT)栽培,于2019年6—9月分3个时段进行试验,试验期间自动采集温室内温度和光照等数据,每2d进行1次生理指标测定.以建模试验数据计算光温效应(LTF)、辐热积(TEP)和积温(GDD),将其与同时期测定的生理指标数据进行拟合,建立温室小白菜生理指标动态模拟模型,将模拟值与实测值进行比较,检验模型拟合效果.[结果]试验期间的日平均气温为33.26~34.51℃,日光合有效辐射为8.18~13.64 mol/(m2·d).小白菜叶片主要生理指标基本上随生长期间LTF的增加而增加,但可溶性蛋白含量在后期呈现略微下降趋势,硝酸盐含量则呈现升高、降低、再升高的变化.LTF模型的预测效果优于TEP和GDD模型;该模型对小白菜可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、纤维素、蔗糖、淀粉、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和硝酸盐含量及根系活力的预测结果回归估计标准误差(RMSE)比后两者低,其各指标的RMSE为TEP和GDD模型的9.88%~49.91%和5.86%~93.42%,表明模型的预测精度较高.LTF模型预测结果与实测值之间R2均大于0.950,表明模拟值与实测值的匹配程度较好.[建议]光温效应法适用于对小白菜主要生理指标的模拟,模型对特定小白菜品种、特定影响因子、特定时间段、特定温室环境下的小白菜模拟效果较好,后期需要加强对多品种、多因素和多时空适用模型的系统性研究.     

LED红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响

以意大利生菜为试材,在植物工厂光照培养架上,以红蓝光R∶B=1∶1作为对照,红蓝光配比分别设为R∶B=6∶3、R∶B=5∶4、R∶B=4∶5、R∶B=3∶6、R∶B=2∶7等5个水平,设置光强为150μmol/(m~2·s),每天照光12 h,研究不同红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响。结果表明,在相同红蓝光配比条件下,随着处理天数的延长,生菜的生物量、光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C、硝态氮含量都显著提高,而类胡萝卜素含量呈现下降趋势。在同一光强条件下,红光比例最大的处理生物量积累显著优于其他处理,还有利于促进叶绿素a及可溶性糖的积累,而增加蓝光则有利于叶绿素b、可溶性蛋白及维生素C含量的累积。R∶B=6∶3时最有利于生菜生长。     

绣球菌渣复合基质对黄瓜幼苗素质及产量的影响

为减少绣球菌渣废弃物带来的潜在农业面源污染的风险,探讨其资源化利用的可行性,本试验将绣球菌渣与草炭、珍珠岩进行复配,研究不同绣球菌渣复合基质理化性质的差异,黄瓜幼苗生长、生理生化特性及成苗栽培后产量差异,探讨不同基质配方对黄瓜幼苗素质的影响。结果表明,绣球菌渣复合基质的理化性质均在适合黄瓜生长的范围内;配方(绣球菌渣∶草炭∶珍珠岩=1∶1∶1)与对照(CK,草炭∶珍珠岩=2∶1)相比,出苗后20 d,幼苗根冠比、可溶性糖、叶绿素含量分别提高9.84%、25.89%、56.67%,且根系活力是CK的1.79倍;单株果数和产量分别提高17.82%和10.80%,绣球菌渣最佳使用比例为33%。本研究结果为绣球菌渣资源化利用提供了理论依据。     

高温胁迫下外源壳聚糖对黄瓜幼苗生长的影响

以夏之光黄瓜品种为试验材料,研究用不同浓度壳聚糖(0、25、50、100、200 mg/L)在高温(昼—夜温度周期为36℃—28℃)条件下处理1、3 d及恢复常温2 d后,黄瓜幼苗形态指标和生理指标的变化。结果表明,在高温胁迫环境下,外源壳聚糖能够增加黄瓜幼苗的茎粗、叶面积和根体积,提高壮苗指数和根冠比,降低丙二醛含量,提高叶绿素、脯氨酸和可溶性蛋白含量,增强抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性,缓解高温胁迫对黄瓜幼苗的伤害,以100 mg/L壳聚糖处理的效果最优。     

D-最优混料设计优化草菇菇渣复合基质的黄瓜栽培配方

应用D-最优混料设计方法，以黄瓜植株的农艺性状、果实品质和产量为评价指标，探索了草菇菇渣、草炭和珍珠岩不同配比复合基质对黄瓜栽培的影响，建立了各配比基质与黄瓜植株响应值之间的回归模型，考察了配方中各基质的相互作用对黄瓜植株各响应值的影响。试验结果表明：菇渣营养丰富，但电导率和酸碱度偏高；草炭呈酸性，持水性、透气性强，可降低pH；珍珠岩吸水能力强，透气性好。草炭、珍珠岩复配的基质EC、pH较低，而含草菇菇渣的复配基质EC和pH随菇渣添加量的增加而升高，最终优化得到的最优基质配比为草菇菇渣32.02%、草炭60.00%、珍珠岩7.98%，该配方的理化性质良好，适宜黄瓜生长；经验证该配方生长的植株株高、茎粗、维生素C含量、可溶性糖含量、单株产量和硝酸盐含量分别为350.00 cm、11.74 mm、101.01 mg/kg、1.31%、2 123.33 g和351.04 mg/kg，与草炭相比，株高、茎粗、维生素C含量、可溶性糖含量和单株产量分别提高20.69%、1.73%、12.79%、14.79% 和41.56%，硝酸盐含量降低14.66%，且生产成本可节省约33%。可见，通过混料设计将草菇菇渣复合基质进行优化，可解决单一基质存在的电导率、酸碱度偏高等问题，栽培效果更佳，将草菇菇渣应用于黄瓜无土栽培是完全可行的。