干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

干旱胁迫对玉米光合和产量的影响

干旱或渗透胁迫下，３个测试的玉米杂交种幼苗叶片叶绿素含量均下降，其净光合速率、呼吸速率亦显著下降，下降幅度为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。叶片Ｃａ２＋－ＡＴＰ酶和Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性显著增加，增加幅度为；玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。田间试验结果表明：干旱处理后，各品种株高、穗长、穗粗和籽粒百粒重均有不同程度的下降，下降幅度均为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。干旱胁迫显著降低了玉米产量。减产程度为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。说明花粉植株杂交种玉单３５８的抗旱能力大于桂三２号和南校８号。     

干旱胁迫和复水对夏蜡梅幼苗光合生理特性的影响

以盆栽二年生夏蜡梅(Sinocalycanthus.chinensis)实生苗为材料,分对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4组,研究了不同程度干旱胁迫和复水对夏蜡梅光合特性的影响。结果表明,在干旱胁迫下,夏蜡梅的光合日变化曲线由典型的双峰型转变为峰值很小的单峰型。在较高强度的干旱胁迫下,夏蜡梅光补偿点、CO2补偿点和气孔阻力升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率、羧化效率、Fv/Fm和蒸腾速率下降;而暗呼吸速率先升后降、胞间CO2浓度先降后升。轻度和中度干旱胁迫下光合能力的下降主要由气孔限制引起,而在重度胁迫下则由非气孔限制起主要作用。重度胁迫复水3d后,夏蜡梅的光合能力恢复很弱。过分干旱胁迫对夏蜡梅造成一定伤害。     

干旱胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过4个不同梯度干旱胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数.研究干旱胁迫对类芦的光台特性的影响.结果表明:中度、轻度干旱胁迫类芦叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值下降,干旱胁迫下叶绿素荧光参数F0、Fm,Fv提高,Fv/Fm、Fv/F0下降.类芦叶片的胞问CO2浓度随千旱程度加重而逐渐增加,日变化表现为上午缓慢上升,下午快速上升,到16:00达到最高.净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化均表现为"单峰型",为先升后降,12:00达到高峰,日均值随着干旱程度加重而逐渐下降.中度、轻度干旱胁迫下WUE提高,重度干旱WUE稍有下降,类芦具有较强的耐干旱能力.     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响

以3个耐冷性不同的寒地粳稻品种东农428、龙稻7和松粳10为材料,设置7个施氮量水平,在分蘖期进行冷水处理,研究分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响。结果表明,冷水胁迫下寒地粳稻分蘖生长速度下降,最高分蘖数、有效分蘖率、有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率和产量均降低。随着氮肥用量的增加,分蘖生长速度加快,最高分蘖数增加,分蘖盛期推迟,有效分蘖率、千粒重、结实率下降。100 kg/hm2的氮肥用量下寒地粳稻的有效穗数、每穗粒数、产量及产量冷水反应指数最接近对照,最能够减轻低温冷害下寒地粳稻产量的损失。     

干旱胁迫对水稻生长、生理特性和产量的影响

以皖稻153、两优0293等9个品种为材料,利用土壤水势张力计控制土壤水分,在分蘖期和孕穗期进行自然干旱处理与常规水分管理,研究干旱对不同品种水稻生长、生理特性和产量的影响。结果表明:分蘖期和孕穗期水稻土壤水势控制在-75kPa左右10d时间,对水稻的株高、分蘖动态、绿叶面积、叶片水势和叶片含水量均产生明显影响;水稻植株生理指标对干旱胁迫响应明显,MDA浓度、POD活性、SOD活性、可溶性糖含量和脯氨酸含量均有不同程度增加,且差异均达极显著水平;从产量上看,新两优6号、新两优香4号和两优0293三个品种抗旱性较强,其中,新两优6号干旱处理分别比对照减产最小,仅是3.32%和4.27%;新两优香4号和两优0293两个品种虽然也减产,但减产幅度在10%以内。     

不同滴灌水量对干旱荒漠区酿酒葡萄光合及产量的影响

在甘肃河西走廊干旱荒漠区研究了覆膜与不覆膜条件下不同滴灌水量对酿酒葡萄生长、光合特征及产量的影响。结果表明: 在不同滴灌水量下, 葡萄新梢长、二次新梢长和主蔓基部直径均随滴灌水量的增加而增大, 且覆膜处理下, 滴灌水量低于不覆膜处理时, 上述3项指标等于或略大于不覆膜处理, 说明覆膜有利于葡萄生长。不同滴灌水量下, 葡萄净光合速率和蒸腾速率、气孔导度的日变化规律相近, 均总体呈下降趋势, 而胞间CO₂浓度呈降低?升高趋势; 滴灌水量为240 mm和300 mm覆膜处理(T1和T2)的光合指标值低于灌水量为360 mm和420 mm的覆膜处理(T3和T4)和滴灌水量为360 mm的不覆膜CK处理。T1处理的水分利用效率高于T2、T3、T4和CK处理。回归分析表明, 不同滴灌水量下, 葡萄的胞间CO₂浓度与土壤水分相关性最高, 气孔导度次之, 净光合速率和蒸腾速率较低。对不同处理下葡萄产量和品质的研究结果表明, 覆膜各处理的葡萄产量高于不覆膜的CK处理, 且含糖量以不覆膜的CK处理最高, 灌水量最低(240 mm)的覆膜T1处理次之。T1处理是实现葡萄高品质、产量和水分利用效率的最优组合。     

镉胁迫对玉米光合特性的影响

在模拟光条件下,通过盆栽试验研究了外源镉胁迫对盆栽玉米光合特性的影响。结果表明,高浓度镉（100 mg·kg^-1）胁迫下玉米叶片叶绿素a、b及总叶绿素c含量明显减少,分别比对照CK下降了65.32%、54.95%、62.57%。镉浓度1、5、15、50 mg·kg^-1处理下叶片的叶绿素含量下降得少,Cha/Chb的比值降低较少。镉浓度15、50、100 mg·kg^-1胁迫下导致玉米叶片光合速率下降,光补偿点提高,光饱和点和表观量子效率降低,暗呼吸速率升高,较低浓度镉胁迫（1、5 mg·kg^-1）则提高光补偿点、光饱和点和表观量子效率,降低暗呼吸速率。     

耕作与植物生长调节剂对优质粳稻产量及光合特性的影响

为探明耕作方式与植物生长调节剂（Plant Growth Regulators,PGRs）对连续旋耕稻田优质粳稻光合特性和产量的影响,解决或缓解不合理耕作带来的产量形成不利问题,该研究于2018－2019年在大田条件下以绥粳18、垦稻12和三江6为试验材料,在连续旋耕稻田上设置深耕（Deep Tillage,DT）与旋耕（Rotary Tillage,RT）2种耕作处理,于剑叶展叶期分别喷施己酸二乙氨基乙醇酯（Diethylaminoethyl caproate,DA-6）,6-苄氨基腺嘌呤（6-benzylaminoadenine,6-BA）和亚精胺（Spermidine,Spd）3种PGRs,并设置清水对照,研究深耕与PGRs对优质粳稻生育中后期产量形成及光合物质生产特性的调控效应。结果表明：与RT相比,DT处理增加了生物量和茎鞘物质转运能力,提高了齐穗期和蜡熟期叶片叶绿素相对含量（Soil and Plant Analyzer Development,SPAD）和净光合速率,增加了齐穗后叶面积指数和群体生长速率,延长了齐穗后绿叶面积持续时间,增加了每平方米有效穗数、每穗粒质量、千粒质量、收获指数及籽粒产量,其中两年产量增幅5.15%～14.54%（P<0.05）。不同PGRs作用下,与CK相比,喷施6-BA能够提高齐穗后净光合速率和SPAD值,增加结实率、收获指数、每穗粒数及粒质量,实现两年产量增幅4.93%～13.88%（P<0.05）。在互作效应上,耕作与PGRs互作对收获指数和产量存在显著影响,其中DT+6-BA处理产量最高,该处理增产途径是在较高有效穗数前提下,增加了齐穗后绿叶面积持续时间,提高了齐穗后生物量、粒叶比、净光合速率和SPAD值,促进齐穗后高光效群体的形成,提高了穗粒数和收获指数,增加了籽粒产量,其次是DT+DA-6处理;而RT+6-BA处理较清水对照下的RT处理两年增产8.83%～13.88%（P<0.05）。综上所述,在连续旋耕稻田上采用1次深耕耕作方式和叶面喷施6-BA有利于提高优质粳稻光合物质生产能力和增加产量,可以作为提高本区域优质粳稻高产高效栽培的一种可持续耕作制度和有效栽培措施。     

香根草光合特性对水淹-干旱交替胁迫的响应

三峡水库消落带因水位的周期性变化,使其土壤含水量呈干湿交替变化,而大多数原有植物难以适应新的生境,导致生态系统严重破坏。利用盆栽法模拟其水淹条件,以30,60,90和120d为周期进行水淹—干旱交替处理,研究了香根草当年实生幼苗在水淹与干旱交替胁迫下的光合特性及生理生态适应机制。结果表明,不同胁迫周期的水淹—干旱交替胁迫均显著影响香根草幼苗的生长及其光合生理特性。各组幼苗的株高、净光合速率、气孔导度及叶绿素含量等生理生态学指标均随时间变化呈不同幅度的升降变化。而不同组间的各项指标值均随交替周期的增大而减小。但无论何种变化,各处理组最终又都能逐渐恢复或趋于稳定状态,保持较高的存活率。因此,香根草对水淹和干旱均具有良好的耐受力和适应性,可作为三峡库区消落带植被恢复建设的重要植物种类。     

拔节抽穗期不同时长干旱胁迫对水稻冠层光谱特征的影响

基于水稻干旱胁迫试验,采用ASD（Field Spec Pro FR2500）光谱辐射仪测定水稻拔节期和抽穗期不同时间尺度（10d、20d）干旱处理与对照（正常处理）的冠层光谱反射率,对干旱胁迫下水稻冠层光谱变化规律、植被指数、水分指数、导数光谱特征进行分析.结果表明：水稻拔节期和抽穗期干旱胁迫后冠层光谱反射率与对照（CK）相比,可见光、近红外波段反射率均显著减小,短红外波段反射率显著增加,导数光谱红边位置均向短波方向推移,红边面积和红边斜率均显著减少,复合构建的6种植被指数或水分指数呈下降趋势,四波段水分指数（SRND）、归一化差异红外指数（NDVII）下降幅度最大;与CK相比,拔节期干旱胁迫20d和抽穗期10d的水稻冠层对可见光、近红外波段的反射率极显著降低,对短红外波段反射率极显著升高,在此阶段红边特征参数、植被水分指数减少幅度最低.研究结果可为利用高光谱遥感技术快速无损监测水稻干旱灾害提供技术支持.     

干旱和盐胁迫对花生干物质积累及光合特性的影响

为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及光合特性的影响,以花育25为试验材料,采用盆栽试验,设置正常供水(75%田间最大持水量,CK)、中度干旱胁迫(45%田间最大持水量,D)、盐胁迫(75%田间最大持水量,土壤含盐量0.3%,S)、旱盐胁迫(45%田间最大持水量,含盐量0.3%,DS)4个处理,研究开花期干旱和盐胁迫对花生光合特性和干物质积累的影响。结果表明,与CK相比,中度干旱胁迫降低了花生叶片的相对含水量、净光合速率(Pn),增加了叶片的SPAD值、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd);盐胁迫降低了花生叶片的相对含水量、Pn和SPAD值,增加了LCP和Rd;随着胁迫时间的延长,DS处理的叶片相对含水量、Pn、SPAD值、LCP和Rd的变化趋势与盐胁迫基本一致。干旱胁迫结束复水10 d后,D处理的各项指标与CK无显著差异;但旱盐胁迫与盐胁迫间差异显著,干旱胁迫结束复水10 d时,旱盐胁迫的叶片相对含水量和Pn分别较盐胁迫降低1.57%、16.67%,LCP和Rd较盐胁迫分别升高78.07%、45.78%。旱盐胁迫降低了花生主茎高、侧枝长和植株干重的V_max(最大生长速率)和T_m(V_max出现时间),单株荚果产量较CK降低41.10%。干旱和盐胁迫对花生单株产量和出米率存在显著的交互作用,旱盐互作加剧了盐胁迫对花生植株生长的危害,因此盐胁迫下种植花生应在开花期及时灌水、防止盐分和干旱双重胁迫。本试验结果为盐碱地花生种植的合理灌溉和高产稳产提供了理论指导。     

干旱胁迫对苏北沙质海岸3个树种水分光合生理特性的影响

[目的]为了了解苏北沙质海岸3个造林树种的耐旱能力,为沿海防护林体系建设提供理论依据和技术支持。[方法]通过盆栽苗木水分胁迫试验,着重分析了在水分胁迫条件下榉树、弗吉尼亚栎、女贞2a实生苗的水分生理和光合作用日变化特征。[结果](1)随时间推移和胁迫程度加强,3个树种的叶片相对含水量均呈递减趋势,榉树的下降幅度高于女贞和弗吉尼亚栎;胁迫58d的重度水分胁迫处理下,3个树种相对含水量分别比对照下降了78.8%,61.9%和65.5%,弗吉尼亚栎和女贞的相对含水量变化较小;(2)3个树种叶片净光合速率日变化曲线在CK,60%和45%含水量条件下均呈双峰型;在正常和轻度水分胁迫下,弗吉尼亚栎蒸腾速率和气孔导度表现出双峰特征,而榉树和女贞则为:典型的单峰曲线;随着胁迫程度加强,3个树种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的日均值均为:CK60%含水量45%含水量30%含水量;同一水分条件下,4个指标的日均值呈现出:榉树女贞弗吉尼亚栎的规律。[结论]3个树种的抗旱能力由强至弱依次为:弗吉尼亚栎女贞榉。沿海防护林的建设中应优先选择弗吉尼亚栎。     

水分胁迫对冬小麦光合及生物学特性的影响

利用阜康绿洲农田的田间灌水试验，研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦光合，茎秆生长、地上和地下干物质累积以及籽粒产量的影响。结果表明；随着水分胁迫程度的加剧。冬小麦光合作用、株高、干物质累积、根系生长以及籽粒产量受到的抑制作用逐渐增强；灌水量为田间持水量40％的处理在成熟期时根干重要大于其它处理。是由于干旱胁迫促进了新生根的生长．从而可使根系充分吸收中下层土壤贮水。这是减少灌水次数和提高水分利用效率的一个有效途径，冬小麦灌浆期受到重度的水分胁迫，籽粒产量明显下降．而拔节期遭受轻度的水分胁迫在恢复灌水后产量反而要高于其它处理。     

玉米-大豆带状间作对大豆生长、光合荧光特性及产量的影响

为了探究玉米-大豆间作对大豆生长策略、光合荧光特性及产量的影响,以大豆品种中黄39为试材,采用玉米-大豆带状间作和大豆净作2种不同的种植模式,研究间作下大豆的形态、物质分配及光合荧光参数的变化规律。结果表明,间作大豆植株的株高在四节期(V4期)、始荚期(R3期)和鼓粒期(R6期)分别比净作增加22.47%、47.33%和32.72%。在V4期,间作大豆除株高显著高于净作外,大豆茎粗、主茎节数、茎叶柄生物量和叶绿素含量在净作和间作下均差异不显著。在R3和R6期,间作大豆植株的茎、柄生物量显著增加,但叶生物量、叶绿素a含量、叶绿素总含量及净光合速率(Pn)显著低于净作大豆。对于叶绿素荧光参数,间作大豆叶片非光化学淬灭系数(NPQ)在V4、R3和R6期分别显著高出净作大豆12.2%、5.04%和7.2%,而间作大豆叶片的PSII实际的光化学量子效率(F'q/F'm)、光化学淬灭系数(q P)和PSII反应中心潜在的激发能捕获效率(F_v/F_m)与净作大豆相比差异不显著。在产量构成因素中,间作大豆的单株荚数、单株粒数、百粒重及单株产量均显著低于净作,分别降低27.78%、12.33%、20.72%。间作下玉米对大豆生育后期的生长、光合特性的影响直接导致大豆产量及构成因素的下降。因此,在玉米-大豆带状间作种植模式下,要提高间作大豆产量,需降低大豆生育后期玉米荫蔽程度。本研究结果为间作大豆栽培及高产提供了一定的依据。     

水分胁迫下水稻拔节孕穗期冠气温度差与产量及品质的关系

为明确不同土壤水分条件下冠气温度差与不同抗旱性水稻品种产量及品质的相互关系,本试验在大田环境下,以辽粳294、开粳1号为材料,在拔节孕穗期设置5个水分梯度处理。结果表明,水分胁迫显著影响水稻的冠气温度差,胁迫越重,冠气温度差绝对值越小;不同水分胁迫下,水稻冠气温度差日变化与气温、空气湿度密切相关;相同环境条件下,抗旱性弱的品种辽粳294的冠气温度差绝对值低于抗旱性强的品种开粳1号;水分胁迫下水稻冠气温度差绝对值与每穗实粒数、千粒重、结实率、产量、糙米率、精米率、整精米率、碎米率、食味值均呈显著正相关,与秕粒数呈显著负相关;辽粳294和开粳1号的土壤水势分别在-0.008~-0.015 MP和-0.02~-0.03 MP范围内达到水分临界水平,且此时平均冠气温度差分别维持在0.2℃和0.7℃,对产量影响不显著,说明这2个冠气温度差值可分别作为辽粳294和开粳1号在拔节孕穗期的节水灌溉指标。本研究为建立稻作节水灌溉指标,实现水稻灌溉精确定量奠定了一定的理论基础。     

水分胁迫对6种苗木光合生理特性的影响

土壤控水条件下,测定了2 a生小叶杨、沙地白榆、旱榆、河南白榆、旱柳和紫穗槐等6个树种苗期叶片的气体交换参数、叶绿素相对含量和叶片水势的变化值,并对其进行了比较分析.结果表明,供测的6种苗木随水分胁迫程度的加剧叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(gs)和瞬时水分利用效率(WUE)降低的幅度并不相同.6种苗木上述5个指标的降幅排序依次为:河南白榆>小叶杨>旱柳>紫穗槐>旱榆>沙地白榆,说明了不同树种在水分胁迫条件下的光合能力及水分利用能力差别较大.6种苗木的叶绿素相对含量随水分胁迫程度的加剧变幅也不相同,河南白榆在严重的水分胁迫下叶绿素相对含量降低显著,而沙地白榆即使在极端严重的干旱胁迫下叶绿素相对含量的降幅也较小.干旱胁迫对不同树种光合机构的损伤程度有显著差异.6种苗木叶片水势的测定结果表明,河南白榆和小叶杨对干旱胁迫较敏感,最先受到干旱胁迫的伤害,而沙地白榆和旱榆具有很强的忍耐脱水的性能,对水分胁迫反应迟缓,叶片遭受干旱伤害的程度较轻.     

磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过5个不同浓度磷胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数,研究磷胁迫对类芦的光合特性的影响。结果表明:随着磷胁迫程度的加剧,类芦叶绿素含量逐渐下降。低磷胁迫与正常供磷条件下,类芦叶片气孔导度、光合速率和蒸腾速率日变化规律一致,均为单峰型,峰值在12:00;日均值表现为正常供磷>极度磷胁迫>轻度磷胁迫>中度磷胁迫>重度磷胁迫,光合速率、蒸腾速率与气孔导度呈正相关。在不同磷浓度胁迫下类芦叶片叶绿素荧光参数差异不大,极度磷胁迫与有磷条件下的光合作用机理可能不同,但PSⅡ光合反应中心没有受到破坏,类芦具有极强的耐低磷能力。