干旱——复水对鸭茅生长及补偿效益影响研究

以"01998"鸭茅为供试材料,通过设置正常浇水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4种处理,利用光照培养箱模拟干旱胁迫-复水法测定鸭茅的株高、产量、根冠比、叶片相对含水量、脯氨酸含量、根系活力等生理指标,研究了鸭茅响应干旱胁迫-复水的补偿效应影响。结果表明,轻度干旱对鸭茅生长无显著影响。恢复供水后轻度干旱的产量均显著高于对照、中度干旱和重度干旱处理,表现出明显的超补效益,说明轻度干旱-复水响应方式不影响甚至提高其产量水平;在不同程度干旱胁迫下叶片相对含水量、根系活力显著下降,根冠比值持续增加,脯氨酸含量倍增。复水后,叶片相对含水量、脯氨酸含量迅速恢复正常,根系活力在复水9天时显著高于正常供水处理,使鸭茅植株迅速恢复正常的新陈代谢和生长发育。因此,在人工栽培条件下,利用鸭茅轻度干旱-复水响应的方式产生"补偿和超补偿效应"能够实现集约高产栽培。     

扁穗牛鞭草的水肥耦台效应研究

在牛鞭草人工栽培过程中,水肥管理是重要的农艺措施。试验设置不同的水分(正常供水、轻度干旱、中度干旱)和施肥(无肥、低肥、中肥、高肥)组合,盆栽研究了水肥耦合对牛鞭草生长、产量、品质及有关生理指标等的影响。结果表明,供水减少,牛鞭草叶片脯氨酸含量倍增,施肥对叶片脯氨酸含量无显著影响。在中旱无肥处理中,脯氨酸含量最高,牛鞭草生长最差,说明干旱危害严重,不支持“脯氨酸积累有益于提高植物抗旱性”的观点。施肥提高叶片相对含水量,增强硝酸还原酶活性和根系活力,增加植株氮、磷、钾含量和吸收量以及在土壤中的生物有效性,有益于减轻干旱危害,提高产量品质。在轻度干旱条件下,牛鞭草根冠比增加,氮、钾含量提高,叶绿素、硝酸还原酶活性、植株含磷量和土壤有效氮、磷、钾无显著降低。因此,在轻旱高肥组合的处理中,牛鞭草生长最好,产量最高,品质最佳;在不同水分与无(低)肥组合的处理中,牛鞭草生长不佳,产量低,品质差。在三峡库区牛鞭草的人工栽培过程中,频繁的短时干旱可能对产量品质无显著影响,施足肥料有益于高产优质。     

干旱对细叶结缕草和入侵杂草丝茅的竞争、生长及抗旱性的影响

针对亚热带地区伏旱频发条件下,丝茅入侵细叶结缕草草坪引起功能退化的问题,通过设置4个干旱梯度(水分充足、轻度、中度和重度干旱),采用取代试验设计了5个不同比例的丝茅入侵细叶结缕草草坪试验,进行60 d干旱处理后,测定丝茅和结缕草地下和地上相对产量、相对产量总和、攻击力、竞争平衡指数等竞争指标,分析两种植物的株高、分蘖数、叶片数、生物量和根冠比等生长指标,比较超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)等生理指标,研究干旱对两种植物之间的竞争、生长及抗性系统的影响。结果表明:1)干旱程度和丝茅入侵比例对两种植物的地上和地下竞争指标产生显著影响(P<0.05),轻度干旱且丝茅入侵比例≤30%时,结缕草地下攻击力指数和地下竞争平衡指数为正值,中度和重度干旱使结缕草种间竞争力丧失,当丝茅入侵比例≥20%时,拮抗作用使结缕草易被排挤出群落。2)干旱主要影响结缕草地下竞争力,丝茅入侵主要影响结缕草地上竞争力,干旱和丝茅入侵协同作用对结缕草地下攻击力和地下平衡指数影响大于地上部分,随干旱程度和丝茅入侵比例增加结缕草地上和地下竞争力降为负值。3)轻度干旱利于两种植物生长,中度和重度干旱降低了结缕草的株高、分蘖数、叶片数和单株生物量,对丝茅影响较少;>10%丝茅入侵比例限制了结缕草分蘖数和叶片数,>20%则降低了结缕草单株生物量和根冠比,干旱和丝茅入侵协同作用抑制了结缕草生长与再生能力。4)结缕草SOD、POD和CAT含量随干旱程度增加而显著增加(P<0.05),轻度干旱对丝茅SOD无影响而降低了CAT活性(P<0.05);>10%丝茅入侵比例增加了结缕草SOD活性,>20%增加了CAT活性,>30%增加了POD活性(P<0.05)。干旱对结缕草影响为CAT>SOD>POD,对丝茅为SOD>POD>CAT,丝茅入侵比例对两种植物影响均为SOD>CAT>POD,干旱对结缕草抗氧化酶系统影响大于丝茅入侵。5)轻度干旱增加了结缕草SS和SP的含量(P<0.05),增加了丝茅SP的含量,中、重度干旱使两种植物的SS、SP、Pro和MDA含量增加(P<0.05);>10%丝茅入侵比例增加了结缕草SS、SP和MDA的含量(P<0.05),>20%时增加了Pro的含量(P<0.05),干旱程度和丝茅入侵比例协同作用加剧了两种植物的受伤程度,对生境胁迫时结缕草反映为SS>Pro>SP>MDA,丝茅反映为MDA>Pro>SS>SP。故夏季避免重度干旱和控制丝茅侵入比例≤10%是维持结缕草草坪健康的基本养护要求。     

干旱胁迫及复水对燕麦根系生长及生理特性的影响

为研究燕麦（Avena sativa L.）生长早期根系生长和生理特性对干旱胁迫及复水的响应规律和适应机制,本试验采用盆栽控水,测定了干旱胁迫及复水下燕麦生长早期根系生长、生理特性指标及籽粒产量变化。结果表明：短期（14 d）中度干旱胁迫对根系生长指标及活力有促进作用,重度干旱胁迫持续抑制此类根系指标;根系丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和脯氨酸含量及抗氧化酶活性随干旱胁迫程度加重而提高;复水使受干旱胁迫抑制的根系总长、根系总表面积、根系平均直径、根系干重和根系活力提高,使受干旱胁迫提高的根系MDA和脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性降低。本研究表明燕麦生长早期通过调控根系生长和生理特性适应干旱胁迫,复水使受干旱胁迫影响的燕麦生长早期部分根系生长和生理特性指标得到补偿或恢复,减轻持续干旱胁迫对燕麦籽粒产量的影响。     

三种牧草对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为了解不同牧草对干旱胁迫的响应,筛选抗旱性强的牧草种类,试验选用扁穗牛鞭草、高丹草和拉巴豆为材料,盆栽研究了水分胁迫对牧草生长的影响及其生理反应。结果表明,牧草对干旱的响应因牧草种类和生理指标不同而异。随着旱情加剧,3种牧草的生物量持续降低,最大降幅可比对照降低18．29％（牛鞭草）、31．21％（高丹草）和33．55％（拉巴豆）。但是,轻、中度干旱对牛鞭草和高丹草的根系生长影响较小,根冠比增加。牧草地上部生物量减少有益于降低水分消耗,根冠比增加使相对更多的根系参与水分和养分吸收。干旱导致细胞膜破坏,丙二醛含量提高,胞内物质外渗,电导率增加,叶绿素和根系活力降低,进而抑制牧草生长。在干旱条件下,牧草体内的脯氨酸是对照的1．3～8．1倍,可溶性糖和蛋白质含量显著提高,产生渗透调节。干旱还能诱导激活牧草体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶,促进消除游离氧自由基,减轻干旱危害。采用隶属函数法综合评价牧草的抗旱性表明,扁穗牛鞭草的抗旱性最强,拉巴豆次之,高丹草最差。     

苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水的响应

为了研究苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水后的响应,对肇东苜蓿进行盆栽控水试验.设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理,在干旱处理4周后进行复水,研究各处理间根系构型及生理指标的差异.结果表明:干旱处理对根干重和根尖数有极显著影响(P<0.01),对比根长、根表面积、根体积和根...     

干旱风沙区煤炭基地12种草本植物对干旱胁迫的生理生态响应及抗旱性评价

为筛选适宜于西北干旱风沙区煤炭基地植被恢复建设需要的草本植物,以二色补血草、蒙古冰草、沙生冰草、沙打旺、草木樨、白三叶、苜蓿、甘草、沙蒿、碱蓬、蜀葵、沙米为试验材料,采用盆栽控制土壤水分的方法,研究了土壤自然渐进干旱胁迫下12种草本植物功能性状、光合特性及抗氧化保护酶的变化,并基于主成分分析与隶属函数值相结合的方法,对其抗旱性进行综合评价。结果表明:在土壤渐进干旱胁迫过程中,12种草本植物的株高(H)、比叶面积(SLA)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片相对含水量(LRWC)与根冠比(R/S)均受到不同程度的影响,并在胁迫14 d后影响更显著(P<0.05)。渐进干旱胁迫至21 d(土壤含水量为1.35%),12种草本植物的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r)均降低;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量均升高;复水后,各草本植物SOD、CAT活性均降低,而MDA含量存在较大差异,其中蒙古冰草、沙生冰草、沙打旺与苜蓿的MDA含量均升高。主成分分析表明,功能性状与抗氧化保护酶等指标贡献率较大,可作为评价各草种适应干旱胁迫的重要指标。基于主成分分析与隶属函数值相结合的方法,综合评价12种草本植物的抗旱能力排序为:沙蒿>沙打旺>草木樨>蜀葵>蒙古冰草>碱蓬>白三叶>苜蓿=甘草>沙生冰草>二色补血草>沙米。     

践踏胁迫对沟叶结缕草坪用性状的影响及其自然恢复能力

采用人工践踏法对人工建植4年后的沟叶结缕草草坪进行不践踏(对照)、轻度、中度和重度4种践踏胁迫处理,研究了不同践踏胁迫下的部分坪用性状及其自然恢复能力,为沟叶结缕草草坪的建植、管理和养护提供理论依据与实践参考。结果表明,不同践踏胁迫将显著降低沟叶结缕草草坪的坪用性状,不同性状间的效应为草层高度>盖度>密度>地上部生物量>倒3叶长。不同践踏胁迫对各坪用性状的影响存在显著差异,适度践踏可控制草层高度,降低生物量,增加草坪密度。经过53 d的自然恢复,被践踏草坪能获得一定程度的恢复,但恢复的优劣与坪用性状和践踏强度相关。恢复后的草坪密度高于践踏前的水平,恢复效果为中度>轻度>重度,但均极显著小于对照;草层高度和盖度能恢复到践踏前的水平,以中度践踏后恢复最好;倒3叶长可恢复到践踏前的86.8%~93.5%,且极显著高于对照。中度践踏的地上部生物量能恢复至践踏前的90.2%,轻度和重度践踏后可恢复至践踏前的115.0%以上,但均极显著低于对照。因此,轻度践踏对草坪的伤害较小并可较快自然恢复至原状,中度践踏对草坪产生短时的较重伤害但能较慢地恢复至原状,而重度践踏对草坪的伤害较大和影响较长则难以自然恢复至原状。     

阿坝牧区草地不同利用方式与程度对植被碳含量的影响

为探讨不同利用方式与程度对草地植被碳含量的影响,对阿坝牧区不同利用方式草地(封育天然割草地、人工栽培、放牧草地)和植物生长季不同利用程度草地植被的地上部分、地下根系和枯落物的碳含量进行调研。结果表明,1)草地地上植被碳含量在不同利用方式上表现为封育天然割草地、冬春放牧草地和人工栽培草地显著高于夏秋放牧草地(P<0.05);生长季不同利用程度上冬春和夏秋轻度放牧草地显著高于重度和中度放牧草地(P<0.05)。2)草地枯落物碳含量在不同利用方式与程度上差异均不显著。3)从根系总碳含量来看,不同利用方式上夏秋放牧草地和封育天然割草地显著高于冬春放牧草地和人工栽培草地 (P<0.05);生长季不同利用程度上夏秋中度和轻度放牧草地显著高于夏秋重度和冬春放牧草地(P<0.05),且各种利用方式与程度草地地下根系总碳含量均从表层向下依次显著的递减(P<0.05),0~10 cm 的根系碳含量占总量的65%以上,10~30 cm各草地根系碳含量差异不显著(P<0.05)。通过数量关系得出,草地植被碳含量在利用方式上表现为封育天然割草地(356.509 g/m²)>冬春放牧草地(297.780 g/m²)>人工栽培草地(164.953 g/m²)>夏秋放牧草地(137.577 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的15.334,17.130,9.167和5.146倍;在生长季不同利用程度上表现为冬春放牧草地(297.780 g/m²)>夏秋轻度放牧草地(217.002 g/m²)>夏秋重度放牧草地(113.849 g/m²)>夏秋中度放牧草地(81.882 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的17.130,8.636,4.412和2.430倍。利用方式和放牧强度是影响草地植被碳含量的重要因素。     

短花针茅荒漠草原不同放牧强度土壤线虫群落研究

为探明短花针茅荒漠草原土壤线虫群落分布特征及不同放牧强度对土壤线虫群落的影响,该研究对短花针茅荒漠草原4个不同放牧强度草地的线虫群落进行了系统调查。结果表明：试验区共捕获18属7 200条/100 g干土线虫。拟丽突属、丽突属2个属分别占个体总数的22.78%、41.90%,为该地区的优势类群。多样性分析表明：线虫群落个体数、物种丰富度均为轻度放牧草地大于其余放牧强度草地;群落多样性指数为对照样地>轻度放牧草地>重度放牧草地>中度放牧草地;群落均匀度指数为重度放牧草地>对照样地>（轻度放牧草地=中度放牧草地）。生态指数分析表明：成熟度指数为轻度放牧草地>对照样地>中度放牧草地>重度放牧草地,可见轻度放牧草地和对照样地土壤较稳定,而重度放牧草地土壤受外界活动扰动程度最大;通道指数为中度放牧草地>重度放牧草地>轻度放牧草地>对照样地。此外,通过对不同放牧强度草地植物群落多样性、生物量、盖度、平均高度、枯落物干重、土壤含水量、酸碱度、土壤有机质等环境因子与土壤线虫群落特征指数进行多元逐步回归分析,阐明了放牧条件下影响土壤线虫群落的关键生态变量。研究结果可为确定有益于荒漠草原线虫群落生物多样性维护的放牧强度提供参考。     

干旱胁迫及复水对入侵植物节节麦幼苗生长及生理特性的影响

以节节麦幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,进行了28 d干旱及7 d复水处理,研究干旱胁迫及复水对节节麦幼苗叶、根生物量比等形态参数、保护酶活性等生理参数的影响。旨在探讨节节麦形态和生理特征可塑性对土壤水分变化的响应特性,为其耐旱机制研究提供参考依据。结果表明:1)干旱胁迫过程中,叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量均呈持续增加的变化趋势;叶绿素含量呈先升后降变化趋势;轻度及中度干旱胁迫下超氧化物岐化酶(SOD)活性持续增加,而重度干旱胁迫中则呈先升后降的变化趋势;2)干旱胁迫致使节节麦幼苗叶生物量比、比叶面积下降,根生物量比及根冠比增加;3)复水后,叶片相对含水量、脯氨酸等多数指标均能迅速恢复至正常水平,表明节节麦对干旱胁迫造成的损伤具有较高的修复能力。节节麦通过一系列形态及生理特征的可塑性变化适应土壤干旱生境,从而表现出较强的耐旱性。此外,生理参数可塑性指数的均值明显大于形态参数,说明节节麦主要通过调整生理代谢以适应短期干旱胁迫。     

干旱胁迫及复水对狼尾草幼苗生理特性的影响

本研究以狼尾草(Pennisetum alopecuroides)新品系LS-1为试验材料,研究在土壤干旱胁迫及复水条件下叶片相对含水量(RWC)、根冠比(R/S)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量的变化情况,探讨干旱胁迫对狼尾草生物学特性、叶片保护酶活性和渗透调节物质的影响,为优良抗旱品种选育提供理论依据。结果表明,随着土壤干旱胁迫时间的延长,狼尾草幼苗叶片相对含水量减小,根冠比增大,SOD和POD活性在土壤含水量降到5%时显著增强(P0.05),脯氨酸和可溶性糖含量显著增加。复水后,狼尾草叶片各项生理指标均表现出不同程度的恢复。本研究表明,干旱胁迫可以促进狼尾草根系保护酶活性和渗透调节物质含量提高,对其应用于干旱地区园林绿化、生态修复具有重要价值。     

干旱胁迫和复水对锡金微孔草抗氧化酶系统的影响(简报)

用盆栽法研究了干旱胁迫和复水对锡金微孔草抗氧化酶系统的影响。结果显示,锡金微孔草暂时萎焉期和永久萎焉期土壤含水量分别为7.06%和6.20%;处于暂时萎焉期的锡金微孔草复水后吸水迅速,萎焉状态逐渐消除,复水6 h后处理组外貌与对照基本一致;SOD活性在胁迫处理期间与对照相比无显著变化,复水后有一定幅度的上升;CAT和POD活性在胁迫期间先上升后下降,均显著高于对照水平,且复水后仍然保持较高的活性;MDA含量随着干旱胁迫处理时间的延长而迅速增加,到胁迫第8天时达到最大值,复水后叶片中MDA含量迅速下降,到复水后第5天,胁迫组叶片中MDA含量已接近对照水平。综合各生理生化指标的变化情况来看,锡金微孔草具有较强的抗旱能力。     

干旱及复水对山西野生草地早熟禾幼苗生长与生理特性的影响

以15份山西野生草地早熟禾种质为材料,待其长至4~5片真叶时,采用盆栽控水法进行21 d干旱及7 d复水处理,取样测定植株存活率、相对生长率(RGR)、叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量,并根据隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下,不同居群野生草地早熟禾幼苗的存活率、RGR、RWC和SOD活性下降,Pro、MDA含量则上升。复水后,各指标均有所恢复,但未能恢复至胁迫前水平。抗旱性综合分析将参试草地早熟禾分为3个类群,其中沁水Ⅱ、浑源Ⅰ、沁水Ⅰ、五台、浑源Ⅱ、应县、广灵和灵丘8个居群为Ⅱ级中等抗旱,垣曲、宁武、霍州、忻州、五寨和灵石6个居群为Ⅲ级弱抗旱,屯留居群为Ⅳ级不抗旱居群。沁水Ⅱ居群的隶属值最大,可作为重点对象进行选育研究。     

干旱胁迫下BR与N、P、K配合对羊草生长及抗旱性的影响

受气候变化如干旱胁迫作为危害羊草主要的环境因子之一,对其生产力的提高产生了严重的影响。通过盆栽人工控水法,研究在正常(土壤相对含水量为80%)和干旱(土壤相对含水量为50%)条件下油菜素内酯(BR)与氮、磷、钾(N、P、K)配合处理对羊草幼苗生长及其抗旱性的影响。结果表明:适当浓度的BR可以减轻干旱胁迫对植株的伤害,而BR与N、P、K配合(1%尿素+1%磷酸二氢钾+0.10 mg·L^-1 BR)则可进一步促进植株生长和营养物质的积累,提高羊草的抗旱性,效果更好。这种效应与其调控植株生长,提升渗透调节能力,降低膜脂的过氧化作用,增强抗氧化酶活性等生理特性密切相关。配合处理下羊草的株高、鲜重、干重和根系活力比干旱对照(CK₂)分别增加28.96%、62.46%、45.21%和19.08%,N、P、K含量分别增加20.74%、236.84%和42.31%,营养代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、酸性磷酸酶(ACP)和苹果酸脱氢酶(MD)活性发生改变,脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖分别增加57.20%、22.82%和5.94%,而丙二醛和叶片电导率分别降低37.42%和55.79%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)分别增加158.40%、38.15%、32.97%、30.00%和28.74%。     

偃麦草属植物种间苗期抗旱性评价

采用温室模拟干旱胁迫-复水法,对收集自6个国家的10种偃麦草属植物的种间苗期抗旱性进行综合评价,分别于干旱胁迫开始前(CK),连续干旱胁迫7,14,21,28,35 d,以及复水7 d后,对其叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸含量(Pro)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量(SSC)5个抗旱生理指标,以及干旱胁迫到35 d时复水7 d后的植株平均存活率(ASR)进行测定分析,并采用欧氏距离法进行5个生理指标的综合聚类分析,可将10个植物种划分为3个抗旱等级,即相对抗旱的包括:ET001、EPU02、EJ003和EH001;中等抗旱的包括ES001、EE013和EC002;相对旱敏感的包括:ER037、EL001和EI022。     

干旱胁迫及复水对黄连花幼苗生长和生理特性的影响

以盆栽黄连花(Lysimachia davurica)幼苗为材料,研究了20d的干旱胁迫和复水对植株部分形态特征及叶片抗旱相关生理指标的影响。结果表明,随着胁迫时间的增加,其生长发育逐渐受到抑制。当胁迫时间低于10d以及土壤含水量不低于14.52%时,其地上部生长受到一定的抑制,叶片失水,单叶面积减小,叶绿素含量、MDA含量、可溶性糖、脯氨酸以及抗氧化酶(POD、CAT)活性升高,此时复水,除了茎尖,植株可以迅速恢复生长。当胁迫时间持续增加到15d,叶片严重失水,地上部干枯,此时复水,66.66%的植株可以重新长出幼苗。但当胁迫时间达到20d时,植株因缺水干旱死亡。因此,黄连花在管理养护时,在持续干旱时间超过10d,土壤含水量低于14.52%时,应及时复水救苗。     

干旱胁迫对伊犁绢蒿生理生化指标的影响

以伊犁绢蒿为材料,采用盆栽育苗,齐苗后每盆保留幼苗4株,待幼苗长至6叶期时,进行干旱胁迫处理,连续干旱18d,分别于第0、6、12和18d及复水后第6d对其抗旱性部分生理生化指标进行研究,结果表明：随着胁迫强度的增加,叶片相对电导率,脯氨酸含量和丙二醛含量显著升高,光合作用显著下降,在第18d,叶绿素含量最小,其余各指标均达最大。伊犁绢蒿抗旱能力较强,适宜在干旱半干旱地区种植。