干旱胁迫对西洋参叶片光合日变化的影响

采用盆栽试验研究了正常供水(土壤含水量为最大持水量的85%)和干旱胁迫(土壤含水量为最大持水量的45%)条件下3年生西洋参叶片的光合日变化。结果表明,(1)干旱胁迫导致净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)下降,分别比对照下降43.4%、17.4%、24.3%和25.7%。(2)开花期西洋参叶片Pn、Gs、Tr的日变化均表现为单峰型曲线。在干旱胁迫下,Pn、Gs和Tr均出现较大的日下降变化。(3)在干旱胁迫下胞间CO2浓度(Ci)升高,这说明在干旱胁迫下虽然Pn和Gs都呈下降趋势,但光合日下降以及胁迫导致的光合降低主要是由非气孔因素引起的。     

干旱胁迫对山杏光合特性的影响

为筛选干旱地区生态建设的优良品种,以盆栽山杏为试材,控水模拟不同土壤水分状况,探讨了不同程度干旱胁迫对山杏叶片光合特性的影响.结果表明,山杏叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随着干旱胁迫程度的加强而降低.随着温度的升高,叶片净光合速率和水分利用效率降低、蒸腾速率升高,加重了干旱对其光合作用的影响.对照、轻度和中度干旱胁迫下的净光合速率、气孔导度及水分利用效率日变化曲线呈双峰型,重度胁迫下净光合速率和气孔导度日变化为单峰型.说明在一定的干旱条件下,山杏光合作用对干旱胁迫具有一定的适应能力.     

干旱胁迫对白三叶光合参数日变化的影响

通过白三叶(Trifolium repens cv.Haifa)的盆栽试验,研究了连续干旱对白三叶叶片相对含水量、叶绿素含量和光合参数的影响。结果表明,当植株遭受较长时间干旱胁迫时,白三叶叶片相对含水量显著下降;净光合速率、蒸腾速率下降明显,日变化由双峰曲线转变为单峰曲线;水分利用效率仅在早晨有小幅升高,但仍以下降为主。气孔导度显著降低,而胞间CO2浓度显著升高,说明干旱胁迫下白三叶的光合作用降低的原因主要是非气孔限制的结果。     

干旱胁迫对大豆苗期光合生理特性的影响

为了探明大豆干旱胁迫的生理特性,以‘豫豆19’为实验材料,采用盆栽方式,设置对照(CK),轻度干旱胁迫(L),中度干旱胁迫(M)和重度干旱胁迫(N)4个水分处理水平,研究了不同水分条件下大豆幼苗的生理生化响应。结果显示：随着干旱胁迫的加强,叶片中叶绿素含量降低,游离脯氨酸含量逐渐增加,可溶性糖含量显著升高。随着干旱胁迫时间的延长,叶片中丙二醛含量呈升-降-升的变化趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先增加后降低的变化趋势。干旱胁迫下,大豆的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低(P<0.05);水分利用效率(WUE)在轻度水分胁迫条件下有所提高,在中度胁迫下又有一定的下降,在重度胁迫下则明显降低;胞间CO2含量(Ci)在轻度和中度干旱胁迫下降低而在重度干旱胁迫下又明显升高,说明在轻度和中度干旱胁迫下,光合速率的下降是由气孔因素造成的;在重度干旱胁迫下光合速率的下降是由非气孔因素造成的。     

干旱胁迫对土壤水分动态及玉米水分利用效率影响研究

为研究干旱胁迫效应下土壤的水分动态及玉米水分利用效率,设置干旱胁迫处理和正常灌水处理2种模式,比较不同处理下土壤的水分特征、耗水规律和水分利用效率。结果表明：作物进入拔节期以后,干旱胁迫效应明显,土壤水分开始显著低于正常灌水处理;灌溉后的作物耗水量显著高于干旱胁迫处理,灌溉是影响研究区域玉米生长水分条件的主要因素,玉米进入生殖生长阶段后灌水较不灌水处理的日耗水量增长幅度达到了1.4~7.0倍;干旱胁迫对玉米产量造成严重影响,产量下降54.6%,但是水分利用效率较正常灌水处理高27.3%。     

腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响

为了解腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响。以‘永良四号’为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期水分胁迫后,腐殖酸水溶肥料对小麦叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率及产量的影响。结果表明,在不同水分胁迫下,腐殖酸水溶肥料均有效地改善了小麦光合特性,与对照相比,叶绿素含量增加5.62%~84.32%,光合速率增加0.87%~75.38%,气孔导度降低7.96%~53.25%,蒸腾速率降低15.96%~58.32%。水分胁迫后,净光合速率和叶绿素含量下降。但在水分胁迫时喷施腐殖酸水溶肥料,叶绿素含量和净光合速率增加,蒸腾速率减弱,因而水分利用效率提高。小麦增产4.48%~7.75%,增产效果显著,增产幅度为：正常供水>适度控水>中度水分胁迫。综合分析表明,腐殖酸水溶肥料能改善小麦光合特性,增加其产量。     

干旱胁迫对3个苜蓿品种的生长及光合特性的影响

为给干旱区苜蓿产业的科学发展提供理论依据,以‘陇东’、‘大叶’和‘阿尔冈金’苜蓿作为材料,采用盆栽控水试验,研究了不同土壤干旱胁迫条件下3个苜蓿品种的总生物量、根冠比、干物质积累率、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度以及叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量等指标的变化。结果表明：随着土壤相对含水量的减少,3个苜蓿品种的净光合速率逐渐下降,其中‘阿尔冈金’苜蓿始终保持比其他2个苜蓿品种较高的净光合速率,表现出较好的潜在光合能力;3个品种植株总生物量有不同的减少趋势,其中‘大叶’苜蓿在土壤相对含水量为50%~55%条件下总生物量的减少幅度较小,仍保持较高的生物量;根冠比和干物质积累率逐渐上升,‘陇东’苜蓿和‘阿尔冈金’苜蓿的增大幅度极显著;‘大叶’苜蓿的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和Chla/Chlb比值随着干旱胁迫的加大而增高。就生物量而言,‘大叶’苜蓿的生物产量最多;就抗旱性而言,‘阿尔冈金’苜蓿的抗旱性最强。     

干旱对大豆生理及产量影响的研究

干旱对农业生产影响巨大,开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究,将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究,土壤水分为干旱(45%~55%的田间土壤最大持水量)和湿润(80%~100%的田间土壤最大持水量,CK)2个水平,进行了2年的试验研究。结果表明,干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降,使水分利用率增加;干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量无显著影响;干旱使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%,47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降,其中2013年下降39.4%,2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降,2013,2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下,大豆叶片气孔导度显著下降,使CO2供应受到严重影响,降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏,影响植物正常的光合作用,使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分,但干旱仍然抑制了植株的正常生长,使大豆生物量和产量下降。     

小麦水分胁迫影响因子的定量研究Ⅰ.干旱和渍水胁迫对光合、蒸腾及干物质积累与分配的影响

通过冬小麦盆栽水分控制,研究了干旱和渍水胁迫下冬小麦水分生理生态关系。结果表明,存在凌晨叶水势临界值,当凌晨叶水势低于临界值后,植株叶片净光合速率显著降低,凌晨叶水势临界值可运用模糊聚类方法确定。在水分亏缺条件下,相对蒸腾速率和净光合速率随土壤水分变化的关系不相同,相对蒸腾速率与土壤相对含水量为直线     

水分胁迫对设施马铃薯叶片脱落酸和水分利用效率的影响研究

采用盆栽方法,设置土壤相对含水量(RSM)为85%(对照)、65%、45%、25%,研究干旱胁迫对设施马铃薯全生育期叶片脱落酸(ABA)含量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:马铃薯发棵期土壤相对含水量在25%~85%范围内,随着土壤水分胁迫强度的增加,马铃薯叶片ABA含量和St NCEDs(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶)基因的转录水平呈逐渐增加趋势,重度土壤水分胁迫情况下叶片ABA含量增加33%,St NCED1基因转录提高4倍,而St NCED2基因转录提高9倍。在水分胁迫下马铃薯发棵期叶片水分状况发生不同变化。其中气孔导度呈下降趋势,在土壤相对含水量为45%时下降幅度最大,为81%,并且在同一时间内,土壤相对含水量为45%气孔开放最大;在不同的水分处理间,土壤相对含水量为25%的叶气温差最大,平均比对照高2℃;相反,随着土壤水分胁迫增加,叶水势和叶片相对含水量越来越小,日变化过程中在同一时刻,土壤相对含水量为45%时水分利用效率最高,在12∶00和18∶00达到了最高峰,分别为1.13μmol/mmol和1.15μmol/mmol。     

Old and New Cultivars of Soya Bean (Glycine max L.) Subjected to Soil Drying Differ in Abscisic Acid Accumulation,Water Relations Characteristics and Yield

Two old (Huangsedadou and Longxixiaohuangpi (LX)) and two new (Jindou 19 (JD) and Zhonghuang 30 (ZH)) soya bean (Glycine max (L.) Merr.) cultivars were used to investigate the influence of soil drying on the abscisic acid (ABA) accumulation in leaves, stomatal conductance (g_s), leaf water relations, osmotic adjustment (OA), leaf desiccation tolerance, yield and yield components. The greater ABA accumulation was induced by soil drying, which also inducing g_s decreased at higher soil water contents (SWC) and leaf relative water content (RWC) significantly decreased at lower SWC in the new soya bean cultivars than in the old soya bean cultivars. The soil water threshold between the value at which stomata began to close and the RWC began to decrease was significantly broader in the new cultivars than in the old cultivars. The new cultivars had significantly higher OA and lower lethal leaf water potential than old cultivars when the soil dried. The old cultivars had greater biomass, but lower grain yield than the new cultivars in well‐watered, moderate stress and severe stress conditions. Thus with soil drying, the new soya bean cultivars demonstrated greater adaptation to drought by inducing greater ABA accumulation, stomatal closure at higher SWC, enhanced OA and better water relations, associated with increased leaf desiccation tolerance, greater water use efficiency and higher yield.     

土壤水分胁迫对不同肥水类型冬小麦品种花后光合特性及产量的影响

为给小麦抗旱育种和节水高产栽培提供理论和技术支持,以山东省6个不同肥水类型的冬小麦品种（‘青麦6号’、‘鲁麦21’、‘烟农21’、‘烟农24’、‘济麦22’、‘良星99’）为材料,研究了水分胁迫对冬小麦花后光合特性与产量的影响及品种间差异。结果表明,在水分胁迫条件下,各冬小麦品种花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均有所降低,产量显著下降。品种间对水分胁迫反应差异显著,其中旱地品种‘青麦6号’在水分胁迫条件下,旗叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度均高于其他品种,产量构成因素和产量降低幅度最小,产量最高,仅比同期水分处理下降了14%。     

城市绿地植物萱草和结缕草的抗旱性研究

盆栽条件下对萱草（Hemerocallis fulva）和结缕草（Zoysia japonica）2种城市绿地植物采取控水方式进行水分胁迫处理,测定了土壤自然干旱胁迫过程中影响其抗旱性的主要生理生化指标,采用隶属函数法对这2种草本植物进行综合评定。结果表明：随土壤水分胁迫的加重,土壤水势和叶片水势、叶绿素含量、叶片光合及蒸腾强度均呈下降趋势,细胞膜透性增大。萱草SOD活性先升高后下降再升高,结缕草则一直呈上升趋势;两种植物的可溶性蛋白含量先下降后升高;脯氨酸含量萱草呈先升高后下降,结缕草则是先下降再升高的过程。综合评价结果表明,萱草的抗旱性大于结缕草。     

Leaf Carbon Isotope Discrimination as an Accurate Indicator of Water‐Use Efficiency in Sunflower Genotypes Subjected to Five Stable Soil Water Contents

Leaf carbon isotope discrimination (CID) has been suggested as an indirect tool for breeding for water‐use efficiency (WUE) in various crops. This work focused on assessing phenotypic correlations between WUE and leaf CID and analysing genotypic variability in four sunflower genotypes grown in a greenhouse in pots with five different stable levels of soil water content (SWC). We measured WUE at whole plant and leaf (intrinsic) level. At whole plant level, WUE was derived from the ratio of total dry aerial biomass (BM) to cumulative water transpired (CWT). At leaf level, intrinsic WUE was calculated as the ratio of light‐saturated CO₂ assimilation to stomatal conductance (A/g_s) in younger expanded leaves. Significant differences among the four genotypes and the five SWCs were observed for whole plant and leaf WUE and CID. Strong negative correlations were observed between whole plant WUE and CID as well as between intrinsic WUE and CID with decreasing water availability. No relationships appeared between BM production and WUE or CID. Our results can help agronomists and breeders to evaluate sunflower lines with high WUE for adaptation to drought conditions and for reducing water consumption and crop water needs. Leaf CID appears to be a pertinent and valuable trait to select sunflower genotypes with high WUE.     

野生地被植物蛇莓和甘野菊的抗旱性研究

研究了野生地被蛇莓和甘野菊在土壤干旱胁迫下土壤含水量、叶片细胞膜透性、叶片相对含水量、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质、游离脯胺酸、过氧化物酶(POD)随胁迫强度的变化。结果表明:随着胁迫的加深,甘野菊出现胁迫症状要早于蛇莓,但最后受到的胁迫程度较轻,表明甘野菊的抗旱性要强于蛇莓。     

太行山低山区主要植被下土壤贮水量和土壤水分利用效率研究

采用大型非称重式蒸渗仪法,通过对太行山低山区主要植被黄背草、荆条及其混合植被下的土壤水分及以上3种植被水分利用状况的初步研究,结果表明:不同植被下土壤贮水量的季节变化随着降雨量及季节变化而变化,植被生长期降雨量多的年份,土壤贮水量大,降雨量小的年份,土壤贮水量小;3种植被不同坡度下水分利用效率,平坡大于斜坡,丰水年,混合植被水分利用效率最高,枯水年,黄背草水分利用效率最高。     

转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究

通过C₄转基因技术改善C₃作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T₄代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。     

Reproductive response of two morphologically different pea cultivars to drought

Water use by semi-leafless peas (Pisum sativum L.) is usually less than that of conventional peas because of their reduced surface leaf area, suggesting that semi-leafless peas would be less sensitive to drought because drought develops later. This work aimed to study the reproductive response of peas cv. Solara (semi-leafless) and cv. Frilene (conventional) subjected to similar controlled soil drought during the critical period occurring between flowering and initial seed filling. Plants were subjected to drought by watering with a fraction of water used in the evapotranspiration of control plants. Soil, pod and seed water contents, leaf water status parameters, dry matter (DM) partitioning, seed yield, yield components and water use efficiency (WUE) were measured. Although soil water content decreased in a similar way in both cultivars, leaf Ψ_w and RWC only decreased significantly in Solara. Well-watered Frilene plants produced higher shoot and pod DM, but lower seed DM. Well-watered Solara plants produced lower pod DM and higher seed DM than Frilene. Under drought, Frilene increased partitioning of total plant DM to vegetative organs, particularly roots, and decreased DM allocation to pods and seeds increasing flower abortion. By contrast, droughted Solara interrupted vegetative growth and increased leaf senescence but maintained similar partitioning of total plant DM to pods and seeds as in well-watered conditions. For both cultivars there was a close relationship between the percentage of total DM partitioned into seeds and WUE_y (water use efficiency on seed yield basis). Results demonstrate that when plants suffered the same level of drought in the soil, the reproductive response of the two cultivars was linked to differences in their WUE.     

水分胁迫对干热河谷乡土树种清香木的光合影响

为了研究水分胁迫对清香木光合特性的影响,根据土壤田间持水量设置不同的土壤水分含量梯度（W1~W6,土壤田间持水量分别为100%、80%、50%、30%、10%、5%）。以清香木为材料,利用Li-6400测量6个不同土壤水分含量梯度下清香木叶片的净光速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)。了解清香木对水分过多或过少胁迫的响应,旨在为云南干热河谷地区的植被恢复、清香木的培育种植提供一定的理论指导和技术参考。结果表明：（1）不同土壤水分含量梯度下清香木净光合速率Pn值显著差异,总体Pn呈现“降—升—降”的态势,日变化曲线呈“双峰”型,具明显的午休现象。Pn下降主要受到气孔限制和非气孔限制因素的影响。W1、W2受到气孔的限制,W3~W6受非气孔限制的因素影响,随着土壤含水量的下降,气孔限制向非气孔限制转变。（2）18:00以后,除了W3以外,其他Pn出现负值,呼吸作用大于光合作用,植物的光合生产力下降,植物死亡;W3则为水分适度的最佳选择,其田间持水量和土壤含水量分别在50%和33.6%左右。（3）气孔导度随着土壤含水量的减小而下降,土壤含水量在W3~W6时,气孔导度Gs日变化曲线无明显,基本呈现平缓状态。W1~W6的Gs值在8:00时最大,主要是空气湿度引起。（4）水分利用率WUE随着土壤含水量的下降而增加,适当的干旱胁迫有利于提高清香木光合生产力和水分利用率。