温度与水分状况对作物叶片延伸生长的影响

在实验室条件下通过对春小麦和夏玉米生长中叶片延伸速率（LER）、渗透势（Ψs)、叶水势（ΨL）的测定，研究温度与水分胁迫对春小麦和夏玉米叶片延伸生长的影响结果表明，随温度升高，作物叶片延伸速率先上升，在27℃左右达最大值而后迅速下降；且在不同土壤水势条件下叶片延伸速率随温度变化的幅度不同，随土壤水势的降低其叶片延伸速率也降低，且叶片延伸速率与土壤水势的变化呈线性关系。土壤水势、温度的变化引起膨压（ΨP)的变化，而膨压的变化又引起叶片延伸速率的变化。总趋势是随膨压的增加其叶片延伸速率也增大，且温度与土壤水势共同胁迫对玉米叶片延伸速率影响最大。     

红壤旱地四种春夏作物水势比较研究

大豆、花生、红薯、玉米是低丘红壤区主要的夏季旱地作物,研究表明:四种不同作物在相同或相似的环境条件下,作物水势时空分布的趋势一致;大豆(初花期)、玉米(大喇叭口期)、花生(开花结荚期)、红薯(块根膨大期)永久萎蔫时叶水势依次为:-2.3MPa、-2.10MPa、-1.75MPa、-1.30MPa,土壤水势分别为-1.159MPa、-0.818MPa、-1.534MPa、-1.644MPa。正常情况下,作物叶片水势大小及作物耐旱性顺序为:红薯>花生>大豆、玉米。小麦茬口玉米(抽穗期)和大豆(初花期)因叶片水势连续一周分别低于-2.2MPa和-2.3MPa被旱死。     

温度与水分状况对作物叶片水分能态的影响

在实验室条件下试验研究不同温度与水分胁迫对小麦和玉米幼苗叶水势及渗透势的影响结果表明，在一定温度时随土壤水势的降低，叶水势呈下降趋势；相同土壤水势条件下随温度升高，叶水势呈下降趋势。温度和水分状况对叶片渗透势的影响与叶水势不同，随温度升高和水分胁迫的加剧，叶片渗透势则呈先降后升趋势。通过对作物叶水势和渗透势变化幅度的比较，说明小麦的渗透调节能力和抗旱性能均大于玉米。对植物叶片水分水偏摩尔自由能（ΔG）、焓（ΔS）、熵（ΔH）计算与分析，初步从能量的观点证实作物在27℃左右温度时生长最佳。     

三种土壤水势传感器在原状与扰动黏壤土上测定精度评价

分别在田间原状黏壤土和室内扰动黏壤土上安装MPS-1、MPS-6、pF水势传感器与TDR315L土壤水分传感器测定土壤水分特征曲线,通过比较测定结果的准确性,提出了三种土壤水势传感器的使用建议。结果表明:MPS-1传感器虽测量范围窄,但无论在原状黏壤土还是扰动黏壤土上均表现良好;MPS-6和pF传感器测量范围宽,但测量的水势值精度不高,且MPS-6传感器对温度敏感,pF传感器在使用期间内表现不稳定。MPS-1传感器应用于原状和扰动黏壤土由其数据拟合出的土壤水分特征曲线与对照曲线重合度较高,而MPS-6和pF传感器应用于原状和扰动黏壤土,当含水量高于0.30 cm~3cm~(-3)时测定结果拟合得到的水分特征曲线与对照曲线重合度较高。比较三个水势传感器的测量表现,可以认为MPS-1传感器用于含水量高于0.30 cm~3cm~(-3)的原状黏壤土和含水量高于0.17 cm~3cm~(-3)的扰动黏壤土,MPS-6传感器用于含水量高于0.30 cm~3cm~(-3)的原状和扰动黏壤土测定土壤水势的效果较好。本研究结果可为使用上述三种传感器测定土壤水分特征曲线提供参考。     

不同水氮条件下水稻冠层反射光谱与叶片水势关系的研究

研究了不同水氮处理对水稻叶片水势及冠层光谱的影响，确立了叶片水势与冠层反射光谱的相关关系。结果表明，水稻叶水势随土壤含水量的升高而升高；在相同干旱胁迫下，低氮处理的叶水势高于高氮处理的叶水势。研究发现，比值指数与归一化指数的比值与水稻叶片水势、相对含水率呈良好的线性相关，从而获得了一种地面遥感监浏水稻全生育期叶片水势的定量方法。     

水分胁迫对金露梅叶片水势、光合特性和水分利用效率的影响

为解决青海高寒区绿化植物的栽培驯化问题,并为金露梅栽植的科学管理及高寒区水资源有效利用提供理论基础,以2年生金露梅幼苗为研究对象,通过盆栽方法人为控制土壤水分条件,测定不同土壤水分条件下金露梅苗木的光合生理特征,研究金露梅光合生理特性及其与土壤水分的相互关系.结果显示:1)金露梅凋萎系数为4.02％左右;2)土壤水分对金露梅叶水势及光合作用的影响具有阈值现象,净光合速率最大时土壤含水量为20.83％,水合补偿点为4.38％,水分利用效率最大时土壤含水量为13.82％;3)在砂壤土条件下,金露梅生长最适宜的土壤水分环境为8.33％ ～12.71％,此范围内既可以维持植物基本的生长所需,又可以最大程度提高水分利用效率;4)青海地区在金露梅盛花期(7月),在无降雨的情况下,每2～3周补充一次水分能维持金露梅较好生长.2～3周的持续干旱所造成的伤害在灌水后可逐渐恢复,但连续1个月无任何供水会使金露梅死亡.     

利用叶片光谱的作物铜铅污染判别

重金属污染种类的判别是作物生长环境监测的重要组成部分.该研究旨在提出一种由叶片光谱构建的铜铅污染判别特征(Copper and Lead Contamination Discriminating Features,CLCDF),以实现作物铜、铅污染判别.以典型作物玉米为试验对象,运用包络线去除与导数处理叶片光谱,基于该...     

植物耐旱机制研究进展

干旱环境下植物通过不同耐旱途径抵御干旱胁迫。简介了植物耐旱机制中的渗透调节、质膜保护和抗氧化防御系统,水孔蛋白及其在水分平衡和抗脱水中的作用,胚胎发育晚期丰富表达蛋白(Lea蛋白)等研究进展。     

外源基因导入改良小麦抗旱性的研究进展

华北是我国水资源匮乏地区之一,干旱直接威胁着本区域粮食安全。小麦(Triticum aestivum L.)作为世界主要粮食作物,在我国北方占有重要地位,选育抗旱小麦品种是降低干旱危害的有效手段。由于小麦属内的遗传变异相当有限,小麦抗旱性遗传改良急需开发和导入新的基因资源。远缘杂交是转育小麦近缘属种优良基因、创造特异育种新材料的有效途径;全基因组DNA导入技术打破了物种界限,可以将小麦族外的基因导入小麦基因组中;转基因技术不仅可以导入其他物种的基因,更使得分子聚合不同来源的抗旱相关基因成为可能,为小麦抗旱性综合改良开辟了新途径。本文以上述3种技术为切入点,对外源基因(或染色质)导入、改良小麦抗旱性的相关研究进展进行了回顾和展望。     

总水势概念的定义、计算及应用条件

SPAC系统理论中引入能量观点认为水分运移取决于其驱动力-水势差(即能量差)的大小和水流的阻力.但目前水势定义的本质是等温条件下摩尔吉布斯函数之差,并不能涵盖总能量.该文首先提出"总水势"的概念来表达水分的总能量,按照总能量观点对其进行定义;然后对构成总能量的每个分势进行了分析计算;最后,探讨了总水势的物理意义和限制条件,以了解实际应用中出现的一些误区.     

Improving drought tolerance in maize by foliar application of boron: water status,antioxidative defense and photosynthetic capacity

Boron (B) plays a vital role in cell division and elongation in apical meristem. Drought stress (DS) severely reduced the B-uptake and thus growth and crop-productivity of plants. The aims of this study were to evaluate whether foliar application of B corrects physiological-disorders under DS in two contrasting maize genotypes i.e. Dekalb-6525 (drought-tolerant) and Yousafwala-hybrid (drought-sensitive). Initially, foliar rate of B (0, 2, 4 and 6 mg L^?1) was optimized in terms of improved plant growth under drought-stress. Then, optimized rate of B (4 mg L^?1) was applied to assess the physiological and biochemical basis of B-induced improved growth of maize under deficit-moisture supply. Drought-stress reduced the growth of plants by lowering in water-status (leaf water-relations), photosynthetic capacity (gas-exchange aspects, photosynthetic-pigments), membrane permeability, imbalance in redox potential (oxidative-stress, antioxidant-defense system) and tissue-B concentration. Application of B considerably improved maize growth by improving water-status, photosynthetic capacity, tissue-B concentration as well as up-regulation of antioxidative defense-system. Moreover, ameliorative effects of B on maize was also evident from stress relieving indicators such as slight decrease in accumulation of proline, total free amino-acids, total soluble-sugars and MDA content under water-deficit conditions. In addition, cultivar Dekalb-6525 showed considerable improving response to B application over Yousafwala-hybrid.     

Penconazole and calcium improves drought stress tolerance and oil quality in canola

In this study, the effects of penconazole (PEN) and calcium (Ca) on growth amelioration and quality of seed oil in canola (Brassica napus L.) under drought stress were investigated. Drought stress reduced the growth parameters (fresh weight and dry weight) in canola; however the application of PEN and Ca improved these parameters under drought condition. Inducing effect of Ca on protein content was more prominent than PEN. Proline content increased under drought stress and PEN and Ca treatment caused more induction it under drought. PEN and Ca alleviated the negative effects of drought stress in canola by inducing antioxidant defense. The application of PEN and Ca caused a significant reduction in lipid peroxidation and hydrogen peroxide and mitigation of the drought induced oxidative stress. Drought stress induced protein content, total phenol, flavonol content, soluble sugar, palmitic acid and palmitoloic acid, and reduced flavonoid content, oleic acid, linolenic acid, and linolonoic acid in canola seed. PEN and Ca increased palmitic acid, linoleic acid (Omega-6), linolenic acid (Omega-3), oleic acid, protein, and soluble sugar. Our results indicated that application of PEN and Ca enables canola plants to withstand the deleterious impact of drought stress and caused improvement of antioxidant capacity, essential fatty acids (linolenic acid and linolonoic acid) and oil quality in canola seed.     

耐盐小麦品种在干旱条件下的农艺性状分析

干旱、盐碱等逆境胁迫是影响小麦产量的主要自然灾害, 培育抗旱抗盐高产小麦品种是我国北方小麦育种的主要任务之一。本文对来自新疆的"新冬26"和来自河北沧州的"沧麦6001"、"沧麦6002"、"沧麦6003" 共4个小麦品种, 进行了苗期耐盐性初步鉴定, 了解4个耐盐小麦品种的耐盐能力差异, 并对2010-2011年2年中大田干旱条件下4个小麦品种的相关农艺性状进行了分析, 为小麦耐盐、耐旱品种改良与遗传育种提供参考信息。研究结果表明, 在100 mmol·L^-1 NaCl处理下, "新冬26"的根与苗的相对生长量高于3个沧麦品种; 在200 mmol·L^-1 NaCl处理下, "沧麦6003"根与苗的相对生长量较高; 同时经过100 mmol·L^-1 NaCl处理后, 4个品种的根苗长度比均有所降低, 但"新冬26"在200 mmol·L^-1 NaCl处理下, 较100 mmol·L^-1 NaCl处理下根苗长度比增大, 说明这个品种对高盐胁迫具有一定的耐受能力。在大田干旱条件下, 耐盐品种"新冬26"与沧麦"6001"表现耐旱高产。进一步分析干旱条件对耐盐小麦品种农艺性状的影响, 对农艺性状相关性分析表明: 单株籽粒产量与分蘖、穗粒数、小穗数、单株生物学产量呈极显著正相关, 与经济系数呈显著正相关。多元回归分析表明: 分蘖、小穗数、穗粒数、单株生物学产量4个农艺性状决定了单株产量75.9%的变异。以上试验结果说明, 在筛选耐盐耐旱小麦品种时, 应考虑选择分蘖、小穗数、穗粒数、单株生物学产量等指标比较高的品种。     

基于RS数据和GIS方法估算区域作物节水潜力

利用遥感ET数据开展用水定额管理及节水潜力分析等方面的研究,是对传统农业节水研究的有益补充。该文利用分类均值法构建了基于遥感ET数据的作物水分生产函数,考虑耗水较低兼顾水分生产率较高的原则,提出基于水资源脆弱区作物ET定额估算模型,利用该模型计算获得冬小麦及夏玉米的ET定额分别为346.00、313.00 mm;保持现有土地利用结构不变,以作物ET定额为评价标准,通过对超过该作物ET定额的像元进行调整,获得大兴区夏玉米及冬小麦的节水潜力分别为1 176.75、369.27万m3。该研究为利用遥感ET数据开展区域耗水节水潜力的定量化评价进行了有益的探索。     

咸水畦灌棉花耐盐性鉴定指标与耐盐特征值研究

为了充分利用浅层地下咸水,通过5 a的咸水畦灌播前造墒大田试验,分析了不同程度盐分胁迫(1(对照)、2、4、6、8、10 g/L)与棉花生长指标和籽棉产量的响应关系,得出不同矿化度咸水播前造墒条件下棉花的耐盐性鉴定指标及耐盐特征值。结果显示,相对出苗率、相对株高、相对叶面积、相对地上部干物质质量、相对果枝数、相对成铃数和相对蕾花铃最大值均可以作为棉花的耐盐性鉴定指标,其中相对株高易于观测,盐害指示效果好,因此作为推荐使用耐盐性鉴定指标。同时,灌溉水矿化度控制在5.48 g/L以下时,咸水造墒连续灌溉5 a后,在产量与对照相比不减产。     

干旱胁迫与外源激素PDJ对不同基因型小麦化感潜力的诱导调控

盆载条件下对4个不同基因型小麦品种于播种前以外源激素PDJ(10 mg·L-1)浸种处理和返青期始干旱胁迫,测定其光合特性、水分利用和化感抗草差异.结果表明:水分胁迫(田间持水量的45%)和PDJ处理均能增强几种供试小麦的化感抗草诱导效应,两者均通过降低杂草生物量从而抑制杂草生长.水分胁迫和PDJ处理均能增强"兰考95-25"、"小偃6号"拔节期的叶片光合速率,降低气孔限制值和提高水分利用率;"豫麦66"PDJ处理下可增强光合作用而降低水分利用率,但干旱胁迫下则相反;"兰考217"经PDJ处理光合速率和水分利用率均降低.典范对应分析发现供试小麦受到干旱胁迫和外源激素PDJ处理后会引起植物形态和光合生理的变化,从而影响其化感抗草特性.小麦整体化感潜势与以杂草生物量(杂草鲜重/盆)表示的抗草指标显著相关,而小麦的整体抗草特性主要与其水分利用率、光合速率和蒸腾速率显著正相关,与植物地上生物量、株高、节间距离和气孔导度显著负相关.