四个无花果品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为了研究不同品种无花果的抗旱特性,为无花果抗旱品种的选择提供理论依据,以国内常见的4个无花果栽培品种波姬红、玛斯义·陶芬、中国紫果、青皮一年生扦插苗为试验材料。通过盆栽控水,分别设置了正常供水CK(田间持水量的70%～75%)、轻度干旱LD(田间持水量的50%～55%)、中度干旱MD(田间持水量的40%～45%)、重度干旱SD(田间持水量的30%～35%)、极度干旱ED(田间持水量的20%～25%) 5个水分处理梯度对材料进行处理。通过各项生理及生化指标的测定,并用隶属函数法对4个无花果品种抗旱性进行评价。结果表明,随着干旱程度的增加,4个品种根系活力呈先上升后下降的趋势;叶片相对含水量(LRWC)、叶绿素含量、最大量子产量(Fv/Fm)和实际量子产量(Y(Ⅱ))都显著降低(P 0. 05);相对电导率和丙二醛(MDA)含量均显著上升(P 0. 05);渗透调节物质可溶性糖(SS)含量显著升高,可溶性蛋白(SP)含量波姬红和中国紫果显著下降(P 0. 05),其余2个品种变化不显著,游离脯氨酸(Pro)含量呈先上升后下降的趋势(P 0. 05),并且多在重度干旱时达到最大值;抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性都呈先上升后下降的趋势,但达到最大值时的干旱程度有所差别; 4种无花果的抗旱性为波姬红玛斯义·陶芬青皮中国紫果。     

贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组（CK）,在轻度（土壤田间持水量为70%,LD）、中度（60%,MD）、重度（40%,SD）和特重（20%,TD）胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率（P_n）表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率（A_max）、表观量子效率（Q）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大（除LD和TD处理外）。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫（田间持水量60%~     

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。     

水分胁迫及复水对绿洲膜下滴灌辣椒动态生长、产量及水分利用的影响

为了研究水分胁迫对露天膜下滴灌辣椒生长、产量形成和水分利用效率的影响,在辣椒苗期和开花坐果期均分别施加轻度水分胁迫(65%~75%田间持水量)、中度水分胁迫(55%~65%田间持水量)和重度水分胁迫(45%~55%田间持水量),全生育期充分供水处理(75%~85%田间持水量)为对照,分别测定各水分处理辣椒不同生育期末生长指标(株高、茎粗、叶面积指数和单株干物质积累量)以及青果总产量和水分利用效率,并用三次曲线模拟了辣椒各生长指标在全生育期内的动态变化过程。结果表明:三次曲线能够较好地反映不同水分处理下辣椒各生长指标随时间的动态变化。苗期和开花坐果期一定程度水分胁迫能导致辣椒在水分胁迫时段株高、茎粗和叶面积指数显著(P0.05)小于CK组,后期复水后,由于辣椒产生补偿性生长,苗期轻度和中度水分胁迫处理以及开花坐果期轻度水分胁迫处理辣椒,各生长指标增长速率在一定时间内超过CK组,最终辣椒产量和单株结果数均与CK组之间无显著差异(P0.05),且辣椒平均单果重分别比CK组显著高18.48%,22.49%,14.14%。苗期和开花坐果期水分胁迫,均能提高辣椒根冠比和果实干物质分配指数并减少辣椒全生育期灌水量和耗水量,特别是苗期中度水分胁迫处理,在不显著降低产量的情况下,灌水量和耗水量分别比CK组显著低12.36%和11.51%,且水分利用效率、灌溉水利用效率均最高,分别比CK显著高8.61%和9.66%,因此,在苗期施加中度水分胁迫,后期充分灌水是实现绿洲辣椒节水、高产和高效栽培的一种较优灌溉方式。     

滴灌甜菜对块根膨大期水分亏缺的补偿性响应

为探讨滴灌甜菜块根膨大期干旱胁迫及复水的生长补偿效应,设置70%(T1)、50%(T2)和30%(T3)田间持水量,调查块根膨大期缺水对滴灌甜菜产量、农艺性状以及理化指标的影响。结果表明,当土壤为30%田间持水量时,甜菜产量比70%和50%田间持水量分别提高51.7%和17.6%,产糖量分别提高48.7%和7.7%。与70%田间持水量相比,50%和30%田间持水量条件下,块根膨大期甜菜电导率、脯氨酸以及过氧化物酶活性均在复水1 d时显著增加。主成分分析表明,细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质以及农艺特性共同调控块根膨大期甜菜抵御干旱胁迫,其中块根可溶性糖含量不能作为甜菜抗旱性鉴定的指标。因此,滴灌甜菜块根膨大期,当土壤含水量下降至田间持水量的30%时及时补充灌溉,不但不影响甜菜生长,还有利于增加块根含糖量。     

土壤水分对长柄扁桃生长特性及蒸散发的影响

以1年生长柄扁桃幼苗为材料,通过盆栽控水试验的方法,设置土壤含水量分别为田间持水量的50%~75%（轻度干旱胁迫）、75%~100%（对照）和100%~125%（水涝胁迫）,研究不同土壤水分胁迫对长柄扁桃幼苗生长特性及蒸散耗水规律的影响。结果表明,水分胁迫对长柄扁桃幼苗生长及蒸散耗水具有明显影响,长柄扁桃蒸散耗水量随水分胁迫程度的加剧呈下降趋势。轻度水分胁迫有利于长柄扁桃株高、基径、叶面积及新枝数的生长,但叶片衰老较快。水涝胁迫在一定程度上有利于长柄扁桃叶面积及基径的生长并能减缓叶片衰老,但不利于株高及新枝数的增加。综合分析认为,轻度水分胁迫是长柄扁桃幼苗生长的适宜土壤水分含量。     

鸢尾种质资源抗旱性综合评价及生理机制研究

以8种鸢尾属植物为试验材料,采用盆栽自然持续控水,设置0 d(田间持水量的80%～85%)、7 d(田间持水量的70%～75%)、14 d(田间持水量的60%～65%)、21 d(田间持水量的40%～45%)和28 d(田间持水量的20%～25%)等5个干旱处理,基于主成分分析结合隶属函数值对参试鸢尾进行抗旱性综合评价。结果表明,与对照相比,处理28 d时多数鸢尾的叶长、叶鲜重和干重均有不同程度减少,且叶鲜重下降显著。土壤干旱对鸢尾生长指标影响表现为:叶鲜重、叶长、叶干重;干旱胁迫下,不同抗旱指标所反映鸢尾属植物的抗旱性结果不同,且部分指标之间呈显著相关;抗旱性综合评价结果表明,扁竹花、德国鸢尾、蝴蝶花抗旱能力较强。细胞膜透性(CMP)、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性可作为鸢尾属植物抗旱性的重要筛选指标。研究表明,当土壤含水量为田间持水量的60%～65%时,抗旱能力较强的扁竹花、德国鸢尾和蝴蝶花生理状况较好。因此,3种鸢尾在园林应用时可将灌水量控制在田间持水量的60%～65%,以达到节水栽培的目的。     

转AhCMO基因棉花苗期对干旱胁迫的生理反应

以转AhCMO基因的2个棉花品系L1和L2及其转化受体泗棉3号(SM3)为材料,研究了转AhCMO基因棉花对干旱胁迫的生理反应。试验采用盆栽方式在日光温室中进行,以维持土壤含水量为最大持水量的45%作为干旱处理,以正常供水维持土壤含水量为最大持水量的75%作为对照。结果表明,正常供水条件下转基因品系L1和L2与SM3生长表现一致。但是干旱胁迫下,转基因品系L1和L2的干物质积累量、平均净光合速率以及叶片叶绿素的含量都显著高于SM3;而且L1和L2叶片中甜菜碱含量显著高于SM3,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性也较SM3显著提高。说明2个转AhCMO基因品系的耐旱性得到明显提高,耐旱性的提高与甜菜碱积累量的增加、POD和SOD活性的增强有关。     

不同烤烟品种在干旱胁迫下对体内生化指标的影响

为了解贵州当前主栽烤烟品种抗旱性水平,通过盆栽控水处理在烤烟对水分最敏感的旺长期,模拟自然状态下的干旱胁迫环境对不同烤烟品种生化指标的影响。结果表明:在干旱胁迫下不同烤烟品种体内POD、SOD、CAT等保护酶的活性发生了相应变化,一定程度上反映了烤烟的抗旱性能;干旱胁迫影响烤烟体内一些抗氧化酶活性,表现在叶片POD活性大幅度上升,较正常植株上升1.5~11个活力单位,增加幅度为10%~207%,SOD活性的变化与POD活性变化趋势相同,增加率为13.7%~80%,CAT活性也增加了2%~168%;干旱胁迫下不同烤烟品种叶片的脯氨酸含量都不同程度的增加,增幅为98%到383%;干旱胁迫下不同烤烟品种叶片MDA生成量较对照高,增加幅度20%~478%。干旱胁迫导致烤烟叶片电解质外渗值的增加,因而相对电导度增加,说明干旱胁迫破坏了生物膜的稳定性和完整性,各品种伤害度在35%~68%之间。不同烤烟品种在干旱干旱胁迫下烟株生化指标抗旱能力表现有差异,各指标之间表现不尽一致。     

外源水杨酸对干旱胁迫下花椰菜叶片抗氧化作用的影响

以花椰菜为试材,采用大田人工控水设置田间持水量的35%、50%和65% 3个灌水下限,通过叶面喷施0.1 mmol/L水杨酸(SA),研究外源SA对花椰菜叶片抗氧化能力的影响。结果表明：SA可提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性,同时减缓花椰菜叶片中丙二醛(MDA)积累和细胞膜透性的持续增大,增加游离脯氨酸(Pro)和还原型谷胱甘肽(GSH)在叶片中的积累。因此,SA能够提高干旱胁迫下花椰菜的抗旱能力,提高花椰菜叶片中抗氧化物质的活性,增加渗透调节物质的含量,减少膜脂过氧化作用,在一定程度上可缓解干旱对植物造成的伤害。     

旺长期干旱胁迫对红麻生长发育、产量及效益的影响

为探讨干旱胁迫对红麻生长及产量的影响,寻找最佳节水灌溉临界值,以红麻品种杂红992为试验材料,通过盆栽控水法研究不同干旱胁迫强度和时长对红麻生长发育指标（叶片数、株高、茎粗和地上干物质量）、产量和经济效益的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了红麻生长量,减缓了生长速度,且降低幅度与胁迫强度和时间呈正相关。干旱胁迫后的红麻在复水后将会进行补偿性生长。与正常灌溉相比,短时（5d）的轻度（土壤含水量控制在60%～65%）或中度（土壤含水量控制在40%～45%）干旱胁迫不仅可以节水45%～73%,而且提高产量8%～14%,综合经济效益提高2445～3729元/hm2。但重度（土壤含水量控制在20%～25%）或长时间（>15d）干旱胁迫降低了补偿效应甚至产生伤害。因此,从红麻生产的高产、高效出发,确定土壤含水量占田间最大持水量的40%～45%作为红麻旺长期增产、增效的水分临界指标。     

烤烟成熟期控水对烟叶碳氮代谢关键酶活的影响?

成熟期是烤烟需水次临界期。为明确烤烟成熟期土壤水分对烟叶碳氮代谢的影响,试验在烤烟成熟期进行土壤控水,研究烟叶碳氮代谢主要关键酶活性的变化。结果表明：土壤水分亏缺（50%~60%田间持水量）致烟叶叶绿素含量降低,土壤水分充足（80%~85%田间持水量）烟叶绿素含量高,烟叶成熟缓慢,且复水能缓解干旱胁迫导致的烟叶早衰;烟叶成熟期,湿润土壤（70%~85%田间持水量）烟叶硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶活性较高,土壤干旱使烟叶碳氮代谢关键酶活性减弱,但复水在一定程度上能恢复淀粉酶活性。     

土壤水分胁迫下小麦叶片的渗透调节与膨压维持

两年的试验结果表明,在土壤缓慢脱水和长期水分胁迫下,四个小麦品种叶片均产生渗透调节,孕穗期和灌浆期渗透调节能力较强,渗透调节的幅度为0.40～0.64MPa,抗旱性强的品种大于抗旱性弱的品种.由于渗透调节在土壤含水量60%左右或轻度胁迫下,叶片膨压基本不变.五个生育期四个处理水平叶水势与膨压回归分析,从水势每下降一个单位,膨压降低的单位数看,昌乐5号(0.146)<山农587(0.151)<烟农15(0.162)<济南13(0.240),抗旱性强的品种由于渗透调节能力强,膨压降低的单位数小,维持膨压的程度高.     

花后干旱和渍水对冬小麦光合特性和物质运转的影响

在温室盆栽条件下，以黑小麦76、皖麦38、扬麦10号、扬麦9号4个蛋白质含量不同的冬小麦(Triticum aestivum L.) 基因型为材料，研究了花后土壤干旱（Soil relative water content, SRWC=45%～50%）、渍水和适宜水分条件（SRWC=75%～80%）下，小麦旗叶净光合速率和叶绿素含量的动态变化，营养器官花前贮藏同化物再运转，花后同     

干旱胁迫对蒲公英渗透调节物质、酶保护系统及质膜水孔蛋白PIP2-3基因表达的影响

为了揭示蒲公英在干旱胁迫下渗透调节和酶保护系统的作用机理以及质膜水孔蛋白PIP2-3基因的表达特征,采用盆栽控水试验,研究了不同干旱胁迫RWC=(90±5)%、RWC=(75±5)%、RWC=(50±5)%下蒲公英渗透调节物质、酶保护系统以及质膜水孔蛋白基因的相关表达。结果表明:随着干旱胁迫的加重,蒲公英叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸的含量显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性显著提高,在轻度胁迫(MS)中呈持续上升的趋势,重度胁迫(SS)中则呈现先升高后下降的趋势(可溶性糖除外);质膜水孔蛋白PIP2-3基因的相对表达量上调,轻度胁迫(MS)显著高于重度胁迫(SS)。复水7 d后,渗透调节物质的积累以及SOD的含量下降,但仍显著高于CK,POD、CAT的含量以及质膜水孔蛋白PIP2-3基因的相对表达量恢复正常,说明在干旱胁迫条件下蒲公英通过增加渗透调节物质的积累,提高酶保护系统的活性来增强植株的抗逆性,上调质膜水孔蛋白基因的相对表达量来加强水分运输能力。     

Osmoregulative capacity in birdseed millet under conditions of water stress. I. Variation in Setaria italica and Panicum miliaceum

Experiments involving 14 accessions of Panicum miliaceum L. (Proso millet) and 11 accessions of Setaria italicaL. (Foxtail millet) have demonstrated variability in the degree of osmoregulative capacity among these accessions. Birdseed millet is generally claimed to be sensitive to drought stress, apparently because of a shallow root system. Accessions with high osmoregulative capacity demonstrate at least some drought tolerance. Osmoregulative capacity was measured on flag leaves of headed millet plants in pots undergoing water stress in a controlled environment chamber. Osmoregulative capacity was determined from the relationship between osmotic potential and leaf water potential; and the logarithmic relationship between osmotic potential and relative water content. The group of accessions of S. italica showed an overall level of osmoregulative capacity which was greater than that observed for the group of P. miliaceum accessions. Four accessions of S. italica(108042, 108463, 108541 and 108564) and one accession of P. miliaceum (108104)demonstrated high osmoregulative capacity. Differences of 1.05 MPa or more between observed and estimated osmotic potential were found at relative water contents of80 % among these accessions. The extent of osmoregulative capacity was associated with osmotic potential at full turgor and the rate of decline in osmotic potential as leaf water potential declined. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Effect of Water Stress on Physiological Attributes and their Relationship with Growth and Yield of Wheat Cultivars at Different Stages

The effects of water stress on physiological attributes of drought‐sensitive (Kalyansona) and drought‐tolerant (C‐306) wheat cultivars were studied in a pot experiment. Water stress was imposed by withholding irrigation at boot and anthesis stages. Leaf water potential, leaf osmotic potential and leaf turgor potential (measured with pressure chamber and osmometer), as well as leaf diffusive resistance, leaf transpiration rate and leaf‐to‐air transpiration gradient (measured with a steady‐state porometer) were measured diurnally. Growth and yield parameters were recorded after harvesting of the crop. Triplicate data were analysed using a completely randomized design and correlations amongst these parameters were computed. Water stress was found to reduce diurnal leaf water potential and leaf osmotic potential in both the genotypes but leaf osmotic potential was significantly higher in the drought‐tolerant cultivar C‐306 than in the drought‐sensitive cultivar Kalyansona. Positive turgor was recorded in both the genotypes under water stress and non‐stress conditions. Water‐stressed plants showed significantly lower turgor potential than control plants. In diurnal observations, water‐stressed plants exhibited significantly higher leaf diffusive resistance in both genotypes at both stages. The diffusive resistance of C‐306 was predominantly higher than that of Kalyansona. Water stress decreased leaf transpiration rate at both stages but the reduction was higher at the anthesis stage. The leaf‐to‐air temperature gradient was much higher in C‐306 than in Kalyansona at the boot stage but at the anthesis stage genotypic variation was non‐significant. The capacity to maintain cooler foliage was lower at the anthesis stage than at the boot stage in both the cultivars. Shoot dry weight, number of grains, test weight, grain yield, biological yield and harvest index decreased to a greater extent when water stress was imposed at the anthesis stage, while imposition of water stress at the boot stage caused a greater reduction in plant height and number of tillers. Similarly, water stress caused a smaller reduction in growth, yield and yield attributes in C‐306 than in Kalyansona. In general, the correlation coefficient of grain and biological yield with water potential and its components was positive and highly significant. Similarly, turgor potential was also correlated positively and significantly with grain yield at both the stages, but with biological yield it was significant only at the anthesis stage. A negative and significant correlation was obtained for diffusive resistance and leaf‐to‐air temperature gradient with grain yield at the boot and anthesis stages. The rate of transpiration was also positively and significantly correlated to grain and biological yields at both the stages. Amongst the yield attributes, number of leaves and number of tillers were positively correlated at the anthesis stage, whereas leaf area and shoot dry weight were significantly correlated with grain and biological yields at both the stages.     

紫斑牡丹(Paeonia rockii)的光合特性及对土壤干旱胁迫的响应

为研究持续干旱处理对紫斑牡丹(Paeonia rockii)光合生理特性的影响,本研究。以实生苗为材料进行盆栽控水试验,设置对照(compared,CK)、轻度胁迫(light stress,LD)、中度胁迫(moderate stress,MD)、重度胁迫(Severe stress,SD)4个水分处理,研究随着干旱胁迫的加剧,叶片水分生理以及光合生理参数的变化。结果表明:在CK、LD、MD水分梯度下,紫斑牡丹生长正常,但在SD胁迫下受影响明显,植株叶片变黄且萎蔫;各胁迫阶段叶厚、叶水势下降明显,相对含水量(relative water content,RWC)降低幅度小,差异不明显,饱和水分亏(water saturation deficit,WSD)有在MD胁迫下有所升高;干旱胁迫抑制了光合色素合成,叶绿素a(Chlorophyll a,Chla)、叶绿素b(Chlorophyll b,Chlb)、叶绿素总含量(total chlorophyll content,Chla+b)、类胡萝卜素(Carotenoids,Car)显著依次下降,叶绿素比值(Chlorophyll ratio,Chla/b)则相反;干旱胁迫导致叶片净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(Stomatal conductance,Gs)以及蒸腾速率(transpiration rate,Tr)呈现下降趋势,但胞间二氧化碳浓度(intercellular carbon dioxide concentration,Ci)则表现为上升后下降,其中水分利用效率(water use efficiency,WUE)在逐渐上升。在轻度和中度干旱的紫斑牡丹表现出一定的适应性和耐旱能力,而长期重度干旱则对紫斑牡丹影响较为严重,在重度干旱地区栽植需考虑水分供给。本研究为干旱地区和城市的园林绿化植物的选择提供理论支持。