紫花苜蓿苗期根系生长的水分胁迫损伤及氮磷的修复生长作用

土壤水分胁迫对牧草根系生长有重要影响。为明确土壤水分胁迫对紫花苜蓿根系生长的损伤以及胁迫解除后根系修复生长过程中土壤养分的作用和利用率,以赛迪-7(Sadie-7)和标杆(Icon)两个品种进行盆栽试验,分析了土壤渍水和低水分条件下生长的紫花苜蓿小苗的根系形态;并在解除土壤水分胁迫后施氮(尿素:0.336 g/盆)或磷(过磷酸钙:1.51 g/盆),分析了氮、磷对根系生长的影响。结果表明,土壤渍水显著抑制紫花苜蓿小苗主根的伸长生长,主根直径、根表面积以及根体积均小于对照;土壤低水分处理促进主根伸长生长,但显著抑制侧根生长。胁迫解除后,前期渍水处理的植株主根生长加快,但侧根生长则比前低水分处理的植株和对照缓慢;施氮、磷肥可显著促进根系的生长。土壤水分胁迫造成的根系生长伤害及胁迫去除后侧根生长缓慢导致氮、磷吸收利用率显著降低。试验结果说明,保持适宜的土壤水分或在土壤水分胁迫后适当施用氮、磷肥,将是促进紫花苜蓿根系生长,提高饲草产量的重要栽培措施。     

丛枝菌根真菌和磷对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生长与生理特征的影响

丛枝菌根真菌(AMF)是一种存在于生态系统中重要的土壤微生物,广泛应用于植物的防旱、抗旱。本研究选用紫花苜蓿(Medicago sativa)为试验材料,分别研究了接种丛枝菌根真菌、磷和水分对其生物量、株高、脯氨酸和丙二醛含量的影响。结果表明,磷浓度变化对紫花苜蓿生长发育状况影响不显著,而接种AMF后可大幅度改善紫花苜蓿的抗旱性能。其中,水分充足(即田间持水量75%~80%)条件下紫花苜蓿生长状况最好;随着水分降低,紫花苜蓿生物量与株高显著下降,脯氨酸、丙二醛含量增加,酶活性下降。接种AMF对紫花苜蓿的生长状况以及相关生理生化指标均有显著改善作用。综合接种AMF和磷处理结果显示,施加0.25 mmol·L-1KH2PO4Hogland营养液并接种AMF的试验组抗旱效果最好,说明在干旱胁迫下,一定施磷水平下接种AMF可有效地提高紫花苜蓿的抗旱性。     

干旱胁迫下AMF对葡萄扦插苗生长及养分吸收的影响

为研究干旱胁迫下丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza, AM）真菌对葡萄扦插苗生长及养分吸收的影响。本试验采用双因素试验设计,在正常水分（well-watered, WW）和干旱胁迫（drought stress, DS）下研究接种和不接种摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）对“夏黑”葡萄扦插苗地上部的生长、根系构型和养分吸收的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了葡萄扦插苗根系菌根侵染率,抑制了不定根的发生,阻碍了根系构型的建立,进而影响了葡萄扦插苗的生长。但无论是DS还是WW条件下,接种AMF都显著增加了葡萄扦插苗地上部的生物量,促进了不定根的发生,表现出更好的根系构型参数。此外,接种AMF后还显著提高了葡萄扦插苗叶片和根系矿质元素的含量。因此,AMF能够通过促进葡萄不定根的发生、改善根系构型、促进养分吸收,进而作用于地上部的生长与形态构建,使扦插的葡萄幼苗生长更佳。     

VA菌根真菌对柑桔果汁成分和果皮着色的影响

VA菌根真菌可促进植物对磷、锌等养分的吸收,改善养分状况,导致植物体内一系列生理生化变化,最终促进生长,增加产量,改善品质。1994－1996年在日本爱媛县松山市7年生伊于柑矮化密植园接种VA菌根真菌（Glomusmosseae）,设常规施磷区、减施磷区和减施磷＋施炭区。试验结果表明：和常规施肥量相比,减少施磷肥量可以显著提高柑桔的菌根感染率;由于菌根感染率提高,减施磷区和减施磷＋施炭区果实的可溶性固形物含量、固酸比,果皮油胞层的磷、糖、类胡萝卜素含量及果皮着色度都显著高于常规施磷区的果实;类胡萝卜素含量与磷含量之间的…     

丛枝菌根真菌在水分胁迫下可增强枇杷实生苗的养分吸收

据《园艺学报》2012年第4期《丛枝菌根真菌对水分胁迫下枇杷实生苗生长和养分吸收的影响》(作者张燕等)报道,以"早钟6号"枇杷实生苗为试材,研究了3种水分梯度(正常供水、轻度水分胁迫和重度水分胁迫)下,分别接种3种丛枝菌根真菌(光壁无梗囊霉、摩西球     

干旱胁迫下AMF对柑橘幼苗渗透调节及抗氧化能力研究

试验以1年生椪柑/枳橙为材料,研究长期水分胁迫下丛枝菌根真菌（AMF）对柑橘根叶生长、渗透调节物质及抗氧化酶活性等生理变化的影响。结果表明：干旱胁迫显著降低菌根侵染率,抑制幼苗生长。与未接种对照相比,接种AMF可以有效缓解干旱胁迫对柑橘幼苗生长的抑制,显著提高根冠比及根系活力。同时,接种AMF进一步促进干旱胁迫下植株根叶可溶性糖及蛋白积累,但在胁迫后期菌根效益削弱。接种AMF可提高干旱胁迫下植株体内SOD、CAT、POD活性,而显著降低幼苗根叶Pro和MDA含量,并随时间的延长MDA降低率越高。由此可见,干旱胁迫下接种AMF可通过促进植株生长,改善渗透调节,提高抗氧化酶活性,增强柑橘耐旱性,从而使柑橘在干旱环境下更宜存活。     

野生大麦对土壤磷吸收及其酸性磷酸酶活性的基因型差异

在土培盆栽条件下,以野生大麦磷高效基因型IS-22-30、IS-22-25和磷低效基因型IS-07-07为材料,研究施磷量为 0,30,60 和 90 mg/kg土条件下其磷素吸收能力及酸性磷酸酶活性变化的差异,为探明磷高效野生大麦高效吸收利用磷素机理提供依据。结果表明,1)随施磷量的增加,不同磷效率野生大麦生物量、磷积累量均有不同程度的增加,而根冠比呈显著降低的趋势,且不同施磷处理下,野生大麦生物量、磷积累量和根冠比均表现为磷高效基因型显著高于低效基因型。2)不同施磷处理下,野生大麦根际土壤有效磷和水溶性磷含量均显著低于非根际土壤。不施磷、施磷 30 和 60 mg/kg土条件下,磷高效基因型较低效基因型根际土壤有效磷和水溶性磷亏缺程度突出。3)与非根际土壤相比,在不施磷、施磷 30 mg/kg土条件下,磷高效基因型IS-22-30、IS-22-25根际土壤酸性磷酸酶活性的效应范围为4 mm,均明显大于低效基因型IS-07-07的活性效应范围2 mm。不同施磷处理下,磷高效基因型根际土壤酸性磷酸酶的活性明显高于低效基因型,且在不施磷、施磷 30 mg/kg土条件下差异显著,表明磷高效野生大麦具有较强的低磷土壤环境适应能力和土壤磷素活化能力。随施磷量的增加,不同磷效率野生大麦植株叶片和根系酸性磷酸酶的活性均显著降低,且高效基因型叶片和根系酸性磷酸酶的活性较低效基因型高,表明高效基因型植株体内磷素的重复再利用能力较强。低磷胁迫下,磷高效基因型较高的酸性磷酸酶活性是其磷素高效吸收利用的重要特征。     

VA菌根对坪草矿质养分吸收及草坪质量影响的研究

利用土培盆栽试验对多年生黑麦草接种菌根菌后坪草的生长、色泽以及养分吸收状况进行了探讨.结果表明:接种菌根真菌可使多年生黑麦草根系受到侵染,并可明显增加多年生黑麦草叶片中叶绿素含量.VA菌根可促进黑麦草对P、Fe、Cu、Mg、K、B、Si、S和N等矿质养分的吸收,但却使黑麦草组织中Mn的浓度降低.     

钾、钙、镁营养水平对白三叶养分吸收的影响

研究施用不同比例的钾肥和在低磷、高磷水平施用不同比例钾肥的田间小区试验,结果表明:土壤与植物中钾、钙、镁间存在相互效应。当土壤中K/（Ca+Mg）比值随施用钾肥改变时,白三叶植株中K/（Ca+Mg）比值也相应线性增加,而线性相关性和土壤中钾的初始浓度有关。低钾水平时,低量的钙、镁能促进白三叶钾的吸收,而高量的钙、镁则抑制钾的吸收。当土壤中K/（Ca+Mg）比值不变时,施磷促进植物生长时,植物中K/（Ca+Mg）比值在低磷水平,随施钾量的增加而增加。     

不同磷水平下丛枝菌根真菌(AMF)对狗牙根生长与再生的影响

采用盆栽试验研究了3个施磷水平(20,40,100 mg/kg)下,接种丛枝菌根真菌(AMF)菌种摩西球囊霉和聚丛球囊霉对刈割后狗牙根生长与再生的影响。结果表明,1)狗牙根根系能与摩西球囊霉和聚丛球囊霉形成良好的共生关系,其中单一接种聚丛球囊霉菌种处理的侵染率最高。2)狗牙根地上部氮、磷浓度呈极显著正相关,暗示着氮、磷积累可能存在协同效应。3)4次刈割条件下,与AMF共生的狗牙根具有较高的再生速度和较大的生物量,表明菌根化有利于增强刈割后狗牙根的再生能力。4)施磷水平对狗牙根的生长与再生产生显著影响,尤其是土壤施磷量40 mg/kg比20或100 mg/kg更能显著增加刈割后地上部生物量的积累,并加快再生生长的速度。因此,建议在日常养护管理中,可根据狗牙根再生特性和养分吸收情况来接种AMF菌剂并进行适当施肥,以保证狗牙根的生长和增强其刈割后的再生能力。     

水肥条件对达乌里胡枝子叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽控制试验,比较研究了3种水分(高水(HW-80%FC)、中水(MW-60%FC)和低水(LW-40%FC))以及4种养分(CK,N,P,NP)处理对生长旺期达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl)叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明:不同养分处理下,随着土壤含水量的降低,达乌里胡枝子叶片F_v/F_m值降低,表明水分胁迫降低了其PSⅡ反应中心的光化学效率。HW和MW水平下,N处理的叶片F₀显著高于其他养分处理(P<0.05),而F_v/F_m值则显著低于其他养分处理(P<0.05),表明氮肥对其叶片PSⅡ反应中心的活性和光能转化效率的提高作用较小;P处理的叶片Φ_PSⅡ,ETR和qP显著高于其他养分处理(P<0.05),说明施磷提高了叶片PSⅡ反应中心光化学反应效率、开放程度和电子传递速率。LW水平下,4种养分处理间F_v/F_m值无显著差异,表明在重度水分胁迫条件下,施肥对提高叶片光化学效率无明显效果。     

外源水杨酸对不同水分胁迫下分枝期紫花苜蓿生长和生理特性的影响

采用盆栽法研究外施不同浓度水杨酸(0,0.02,0.10,0.50,2.50 mmol·L^-1)对不同水分条件下(正常供水-80%田间持水量,轻度胁迫-60%田间持水量,中度胁迫-40%田间持水量,重度胁迫-20%田间持水量)紫花苜蓿(Medicago sativa)分枝期生长和生理特性的影响。结果显示:在轻度水分胁迫下,水杨酸处理的紫花苜蓿与正常供水各指标差异不显著。中度和重度水分胁迫下,0.10和0.50 mmol·L^-1水杨酸可显著(P < 0.05)提高紫花苜蓿株高、茎粗、分枝数及叶片相对含水量,同时,显著提高紫花苜蓿中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。可见,适宜浓度水杨酸可增强紫花苜蓿抗旱能力。     

不同水肥条件下达乌里胡枝子的光合-光响应曲线特征

为揭示黄土丘陵区达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在不同土壤水分与养分供应条件下的光合生理特征,采用盆栽控制试验,比较研究了在3种水分水平(高水HW,80±5%田间持水量FC;中水MW,60±5%FC和低水LW,40±5%FC)与4种养分处理(CK, N, P和NP)下达乌里胡枝子生长旺期的叶片光合-光响应曲线特征。结果表明:直角双曲线修正模型比非直角双曲线模型更准确地拟合了不同水肥条件下达乌里胡枝子的光合-光响应曲线。HW水平下,P处理显著提高达乌里胡枝子的最大净光合速率(P_nmax),表观量子效率(AQY)与光饱和点(LSP);施磷肥有利于提高充分供水条件下达乌里胡枝子的光合能力,单施磷肥可以改善其在水分胁迫条件下叶片光合作用,以及提高达乌里胡枝子对光能的广幅利用能力。     

微孔草对水分胁迫反应的研究

微孔草对水分胁对水分胁迫反应的研究结果表明,微孔草生存和生长所需土壤水量分别为１１．２２％和４０．４１％,土壤有效水为７％和３６％,叶片含水量为８３．４０％和８８．７０％,水分饱和污缺为５９．６４％和４８．９２％。     

不同水肥条件下白羊草光合生理生态特征研究Ⅱ.光响应曲线

为揭示黄土丘陵区乡土草种白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng.)在不同水肥供应条件下的光合生理特征,本研究采用盆栽控制实验,比较研究了白羊草在2种水分水平(HW-80%FC和LW-40FC%)和3种养分(CK,P和NP)处理下的光合光响应曲线特征。结果表明:非直角双曲线模型能很好的拟合白羊草光响应曲线。充分供水条件下(HW),土壤NP营养提高了白羊草最大净光合速率(P′_max),降低了暗呼吸消耗(R_d)并且保持较低的光合补偿点(LCP)和较高的光饱和点(LSP),表明NP营养有利于提高白羊草对光照的广幅适应能力和光合潜力。水分胁迫条件下(LW),P处理显著提高了白羊草P′_max,其表观量子效率(a)和LCP也相对较高,表明施磷将有利于提高干旱条件下白羊草的光合能力。     

水分胁迫对6种禾草叶绿体、线粒体超微结构及光合作用的影响

利用透射电镜技术,研究了水分胁迫下柳枝稷(Panicum virgatum L.)、巴哈雀稗(Paspalum notatum Flugge)、毛花雀稗(Paspalum dilatatum Poir)、羊茅黑麦草(×Festulolium Asch.et Graebn.)、草芦(Phalaris arundinnacea L.)及多年生黑麦草(Lolium perenne L.)6种禾本科牧草叶肉细胞叶绿体和线粒体超微结构的变化,并结合对叶绿素含量和光合速率的测定,分析了其生理功能对水分胁迫的响应,旨在为耐旱草种的选择、引种和选育提供形态学和生理学依据。结果表明,经过8 d水分胁迫后,6种牧草的叶绿体均膨大变圆并向细胞中央移动;叶绿体内分布有一定数量的嗜锇颗粒和少量淀粉粒,受伤害严重的叶绿体中的基粒和被膜破损;线粒体数目均增加,且对水分胁迫的耐受性强于叶绿体;光合速率的高低与叶绿体的结构变化相关。可将6种牧草分为3个不同的抗旱等级:柳枝稷和巴哈雀稗抗旱性较强,羊茅黑麦草和草芦抗旱性中等,多年生黑麦草和毛花雀稗抗旱性较弱。     

AM真菌提高植物抗逆性的机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌是自然界中最广泛的植物共生真菌,可以提高宿主对生物和非生物逆境的抗性。AM真菌能通过改善养分吸收、增加渗透调节物质的积累,提高抗氧化酶类活性、强化渗透调节作用并维持植物内源激素平衡,增加生长素的合成,调节碳氮代谢,刺激胁迫诱导基因表达,增强植物根系及菌丝本身对重金属元素的固持作用等提高植物对非生物逆境(如干旱、高低温、重金属、盐碱)的抗性;并能通过构建菌丝网络,形成对根部入侵病原真菌的机械屏障,增强抗病性相关酶活性,合成与抗病性相关的次生代谢产物,增强抗病、虫相关基因的表达,菌丝传递抗虫防御信号,能提高邻近植株的抗虫性,增强植物的抗病虫能力。本文归纳了近几年来国内外有关AM真菌影响植物抗逆性及其作用机理的研究进展,并对AM真菌在促进植物抗逆性方面的研究作了展望。     

不同水肥条件下白羊草光合生理生态特征研究 Ⅲ.叶绿素荧光参数

本研究揭示了不同土壤养分条件下,黄土丘陵区乡土草种白羊草(Bothriochloa ischaemum L.Keng.)对土壤水分短期变化的光合生理响应及其适应性,旨在为充分发挥其光合潜力以及黄土丘陵区白羊草人工草地的建设与管理提供科学依据。采用盆栽控制试验,比较研究3种养分(CK,P和NP)处理下白羊草叶绿素荧光动力学参数对土壤短期水分胁迫和旱后复水的响应特征。结果表明:充分供水条件下,P与NP处理显著提高了白羊草叶片最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ),使表观光合电子传递速率(ETR)升高,且降低了非辐射性能量耗散(NPQ)。短期干旱胁迫下,P与NP处理的F_v/F_m降幅显著低于CK处理,复水1 d后的F_v/F_m恢复水平均显著高于CK处理(P<0.05),表明P和NP营养有助于增强白羊草对短期干旱胁迫的耐旱性及复水后叶片光合功能的恢复能力。     

水肥耦合对巨能草生长和光合色素的影响

采用盆栽控制实验的方式,利用控水、控肥的实验方法,设计了干旱(25% FC)、对照(75% FC)和水淹(100% FC)3个水分梯度以及低、中、高3个养分水平的完全随机组合实验,研究了不同水肥耦合条件对巨能草生长与光合色素的影响。结果表明,巨能草的地上生物量、地下生物量、生物总量和根冠比都受到了水肥交互作用的显著影响。在正常水分条件下,高肥处理下的分蘖数、株高、地下生物量、地上生物量和生物总量都是最大的,是9种水肥配比中巨能草生物量积累最佳的水肥配比。可见,良好的水肥条件是巨能草获得高产的前提。水淹和干旱都不利于植株的分蘖和高生长,但干旱条件下可通过施肥提高植株的分蘖能力。水淹环境下,不宜施用过多肥料,中等施肥量最有利于巨能草地下生物量的积累,其根冠比显著增大,有利于植物根系适应水淹条件下的缺氧环境。与水淹条件相比,干旱条件更不利于巨能草地上生物量的积累,为了适应干旱环境,巨能草会把更多的同化物质分配给地下部分,进而增大根冠比,从而表现出较高的生理可塑性以适应极端的干旱环境。有趣的是,水分胁迫下的光合色素含量显著高于正常水分,且随着施肥量的增加,光合色素的含量都有所增加,干旱处理下的增加尤为显著。由此可见,在水分胁迫环境下,巨能草会通过其各种形态和生理适应机制来适应环境,表现出一定的耐涝性和抗旱性,且施肥能够在一定程度上降低水分胁迫对植物生长的影响。