干旱胁迫下春小麦需水关键期叶水势的变化及其影响因素研究

揭示春小麦叶水势对水分胁迫的响应规律,在甘肃省定西干旱气象与生态环境试验站对春小麦在拔节~抽穗期进行水分胁迫试验,研究不同水分胁迫下春小麦叶水势的变化特征及其与环境因子的关系。结果表明: 随着水分胁迫程度的增强,春小麦叶水势呈逐渐减小的趋势,且不同水分胁迫下叶水势均表现为拔节期>孕穗期>抽穗期。春小麦叶水势对土壤体积含水率存在阈值反应,当土壤体积含水率＞11.5%时,叶水势随土壤体积含水率发生正相关变化;当土壤体积含水率＜11.5%则发生负相关变化。在众多环境因子中,大气相对湿度、大气水势与春小麦叶水势呈现出良好的线性关系。通径分析表明,影响轻旱处理下叶水势最强的因子是大气相对湿度,且大气相对湿度为51.87±0.03%时可作为轻旱处理下叶水势发生变化的临界阈值;中旱和重旱处理下影响叶水势的最强因子是大气水势,大气水势为-99.22±8.63 MPa时可作为中旱和重旱处理下叶水势发生变化的临界阈值。该研究为减轻春小麦受旱程度、维持春小麦正常生长及时补充水分提供理论依据。     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶生理特性的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对不同小麦品种旗叶某些生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,膜脂过氧化产物MDA含量升高,产量也随之下降。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号和鲁麦21旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量相对较高且下降缓慢,SOD、CAT和POD活性降低的幅度比较缓和,随着干旱胁迫MDA含量继续积累的速度缓慢,产量及产量构成因素降低的幅度小。青麦6号与鲁麦21相比,旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和SOD、CAT、POD活性较高,MDA含量较低并且最终产量较高,说明青麦6号在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强。     

干旱胁迫对文冠果树苗某些生理特征的影响

盆栽条件下设置不同土壤水分含量(土壤绝对含水量为13%、18%和25%),分析了干旱胁迫对文冠果叶片水势、细胞膜透性、渗透调节物质及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性等的影响。结果表明:13%和18%土壤含水量条件下文冠果枝条分别达到中度水分胁迫和轻度胁迫程度,文冠果叶片细胞膜透性分别高出对照(土壤绝对含水量为25%)16%和4%;文冠果叶片积累的可溶性糖分别是对照的2.3和1.2倍,积累的脯氨酸分别比对照增加了21%和8%;叶片SOD活性分别下降了5%和3%,过氧化氢酶(CAT)活性下降幅度较大,分别比对照下降83%和68%;MDA积累量分别比对照增加了44%和1%;干旱胁迫主要影响了文冠果地上部干物质的累积,与对照相比,13%和18%水分条件下地上干重分别降低了31%和16%,但根系干重分别是对照的95%和109%。文冠果是一种较为耐旱的树种,但是文冠果栽培过程中要及时补水才能保证树体正常生长。     

干旱胁迫下外源硫化氢对芸豆苗期光合与生理特性的影响

为研究外源硫化氢（H₂S）对干旱胁迫下芸豆苗期光合与生理特性的影响,以奶花芸豆2242为试验材料,采用盆栽称重法控水进行干旱胁迫,以正常供水为对照,将硫氢化钠（NaHS）作为H₂S供体进行5种浓度喷施试验。结果表明：与对照相比,干旱胁迫降低了芸豆叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）,降幅为48.79%~63.72%;提升了植株体内超氧化物歧化酶（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,增幅为22.00%~78.28%;提高了超氧阴离子（O^-₂）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）含量和相对电导率（REC）,增幅为91.11%~185.47%;增加了游离脯氨酸（Pro）和可溶性糖（SS）等渗透调节物质的含量,增幅为30.98%~55.55%。随复水天数增加,各类指标值不同程度增加。施用外源NaHS后,与MD处理（干旱胁迫+喷施0 mmol·L^-1外源NaHS溶液）相比,芸豆叶片光合效率、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量均表现为先升后降,浓度为0.2 mmol·L^-1时增幅最大,分别为39.18%~89.69%、28.40%~94.63%和15.03%~86.12%;膜脂过氧化程度表现为先降后升,0.2 mmol·L^-1浓度时降幅最大,为19.91%~48.37%。相关分析表明,同类特性各指标间均呈极显著正相关关系,且相关系数表现为抗氧化酶活性>光合效率、膜脂过氧化指标>渗透调节物质含量;不同类特性间,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量之间正相关性最强。综上可知,外源H₂S可以缓解干旱胁迫对芸豆苗期光合与生理特性的不利影响,减轻植株受到的伤害,增强其抵御干旱的能力。NaHS溶液喷施浓度为0.2 mmol·L^-1时缓解芸豆苗期干旱胁迫的效果最佳。     

合欢幼苗对干旱胁迫的生理生化响应

以1a合欢实生幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,研究了土壤相对含水量80%(CK)、60%、40%、20%4种不同强度干旱胁迫对其叶片生理生化特性的影响。结果表明:随着干旱胁迫强度的加大,合欢幼苗叶绿素含量呈现出下降趋势,其中LS胁迫下与CK差异不显著,MS、HS胁迫下与CK差异显著;可溶性糖与游离脯氨酸含量、相对电导率与丙二醛含量均呈现出增加趋势,其中LS胁迫下除游离脯氨酸含量与CK差异显著外,其余均与CK差异不显著,而MS、HS胁迫下四种指标均与CK差异显著;超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈现出先增强后减弱的变化趋势,其中SOD活性在LS、MS胁迫下均显著强于CK,但POD活性只在LS胁迫下显著强于CK而MS胁迫下虽强于CK但两者差异不显著,在HS胁迫下SOD、POD活性均稍弱于CK但均差异不显著。结果认为合欢幼苗对干旱胁迫表现出一定的抗旱耐旱潜力。     

干旱胁迫和磷肥用量对马铃薯根系形态及生理特征的影响

以马铃薯品种大西洋为材料,探究干旱胁迫条件下马铃薯根系生理及根系形态对磷肥不同增施量的响应,旨在确定干旱胁迫下提高马铃薯产量及抗旱性的最佳磷肥施用量。试验设2个干旱胁迫处理、1个充分灌溉处理,土壤含水量分别保持在9.5%、14.0%、32.0%左右;以及5个磷肥用量(以P₂O₅计),分别为:T1(27.3 kg·hm^-2)、T2(54.5 kg·hm^-2)、T3(81.8 kg·hm^-2)、T4(109.1 kg·hm^-2)、T5(136.3 kg·hm^-2),另设不施肥处理为对照(T0)。结果显示:与充分灌溉相比干旱对马铃薯造成了一系列不利影响,以轻度干旱为例,轻度干旱导致马铃薯根系含水量较充分灌溉处理组降低了5.54%,超氧阴离子■产生速率、丙二醛(MDA)含量分别升高了63.33%和180.47%,株高和匍匐茎数分别降低了11.74%、7.66%,马铃薯根重和块茎产量分别下降了9.85%和6.75%;比较5种磷肥增施量,以每公顷...     

干旱胁迫对春小麦与小黑麦光合特性影响的比较

通过测定旗叶的叶绿素荧光诱导动力学参数，对小黑麦与春小麦在不同干旱胁迫下的光合特性进行研究。结果表明：小黑麦、春小麦随干旱胁迫的加剧，PSⅡ活性均下降，但小黑麦的变化幅度较小；初始荧光(F0)、非化学猝灭(qN)则有所上升，而小黑麦的变幅较小。反映出小黑麦具有较好的抗旱能力。     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...     

外源花青素对干旱胁迫下烤烟幼苗生长及其生理特性的影响

以烤烟品种‘秦烟96’和‘云烟116’等2个烤烟品种为试验材料,通过开展盆栽试验,设置正常供水和中度干旱等2个水分梯度,外源花青素设置6个浓度,研究外源花青素对干旱胁迫下烤烟幼苗农艺性状、单株干重、光合气体参数、叶绿素荧光参数及活性氧代谢系统的影响。结果表明：干旱胁迫下,两个烤烟品种生长受到抑制且生理性能下降;干旱胁迫下喷施外源花青素可显著增加烤烟幼苗的株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、单株干重、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率和光化学猝灭系数,降低叶片中胞间CO₂浓度和非光化学猝灭系数,降低超氧阴离子自由基产生速率和丙二醛含量,提高叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,增强烤烟幼苗对干旱胁迫的耐受性,有效缓解干旱胁迫对烤烟幼苗生长及其生理功能的损害;其中‘秦烟96’以叶面喷施3 mg·L^-1花青素对考烟幼苗生长的促进效果最佳,‘云烟116’以叶面喷施4 mg·L^-1花青素效果最佳。     

水分胁迫对不同基因型苦荞苗期根系生理特性及产量的影响

采用盆栽人工控水试验,研究了不同水分处理(正常供水、中度干旱和重度干旱)对不同抗旱基因型苦荞(迪庆苦荞、云荞1号、多元苦荞)生理、形态指标以及产量构成的影响。结果表明:(1)随水分胁迫加剧,参试品种苗期株高、茎粗、叶面积、地上部干重、总根体积、总根面积、叶绿素含量、叶片相对含水量、PSII潜在活性Fv/Fo、最大光化学效率Fv/Fm、根系活力及可溶性蛋白含量均明显降低,且表现为多元苦荞云荞1号迪庆苦荞。(2)苗期根冠比、根系SOD、POD活性、根系MDA、游离脯氨酸和可溶性糖含量随干旱胁迫加深均增大,增幅表现为:迪庆苦荞云荞1号多元苦荞。中度胁迫刺激了各基因型苦荞主根长生长,但在重度胁迫下三个品种均受到抑制,迪庆苦荞受影响最小。(3)成熟期各品种主茎分枝数、单株粒数、百粒重等指标也表现为随干旱胁迫加剧呈下降的趋势,其中单株粒数降幅最为明显。分析表明:在干旱逆境下,不论是形态指标和生理指标,还是产量构成,均为迪庆苦荞表现最佳,优势突出,表明其在干旱逆境下具有更强的适应能力;多元苦荞抗旱性最差,云荞1号属中间型。     

根外施氮对热胁迫下小麦叶片光合特性的影响

研究了38℃热胁迫下用外源氮素处理的小麦叶片中光合作用部分指标的变化,结果表明:在适度的热胁迫过程中,低浓度氮素营养处理的小麦叶片中叶绿素及可溶性蛋白含量、Fv/Fm及ФPSⅡ、表观量子效率稍微下降,而NPQ及光饱和速率有上升的趋势;较高浓度氮素营养的小麦叶片中叶绿素及可溶性蛋白含量、表观量子效率及光饱和速率明显增加,NPQ降低,Fv/Fm及ФPSⅡ有升高的趋势。说明热胁迫条件下,外施氮素营养可以提高小麦叶片的光合能力,缓解热胁迫造成的光合损伤。     

干旱对不同抗旱性小麦旗叶光响应特征和产量的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性小麦品种的光响应差异及其对产量的影响,于2013—2014年和2014—2015年,在防雨棚池栽条件下以强抗旱性小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱(W1,50%±5%最大田间持水量(MFC))、开花后干旱(W2,拔节至孕穗期70%±5%MFC、开花后50%±5%MFC)和拔节后适墒(W3,75%±5%MFC)3个水分处理,研究不同处理对小麦旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用效率(IWUE)光响应曲线和产量性状的影响。结果表明,灌浆前期和灌浆中期小麦旗叶Pn、Gs、Tr和IWUE的光响应曲线均呈减幅增加甚至出现拐点后略有降低的趋势,Ci呈相反趋势。不同处理间Pn、Gs和IWUE的差异表现为灌浆前期大于灌浆中期,Gs的差异大于Ci。与W3相比,两品种W1和YZ4110品种W2的Pn、Gs、Tr和IWUE光响应曲线降低,Ci光响应曲线提高;JM47品种W2的Pn、Gs和IWUE光响应曲线灌浆前期提高,灌浆中期降低;W1和...     

外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15％PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响.结果表明:与对照相比,干旱胁迫下玉米幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显...     

土壤干旱对冬小麦幼苗生长和叶片生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱下冬小麦幼苗生长和生理特性进行了初步研究。结果表明,幼苗株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量、叶水势、叶片相对含水率均随土壤水分的减少而呈降低趋势;根冠比、叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明,在干旱胁迫下,冬小麦幼苗一方面通过改变生物量分配策略,较多地提高根比重,以利于根系吸水增加抗旱性;另一方面,通过改变叶片的生理特性以提高抗旱性。     

旱作条件下氮肥处理对春小麦产量及生理特性的影响

以辽宁省春小麦主栽品种辽春10号为试材,研究了氮肥不同生育时期施用比例对产量的影响。研究结果表明,旱地春小麦适当施用种肥具有重要的增产作用,种肥氮素施用过少、不施或施用过多,都不能发挥品种的增产潜力。在合理施用种肥的基础上,于拔节期和开花期追施氮肥,有利于维持生育后期较大叶面积指数和旗叶较高叶绿素含量,进而提高光合性能,促进干物质积累以及光合产物更多向籽粒运转。     

干旱复水对春玉米幼苗生长和生理特性的影响及其根源ABA调控效应

为了探明根源ABA对春玉米干旱后复水补偿生长的调控效应,采用盆栽试验以春玉米酒单2号为材料,设CK（正常供水,保持最大持水量的75%~80%）、MS（中度干旱,保持最大持水量的50%~55%）、SS（重度干旱,保持最大持水量的35%~40%）、MS-CK（中度干旱再复水）、SS-CK（重度干旱再复水）等5个处理,研究苗期干旱及复水条件下春玉米生物量积累、光合特性、抗氧化酶活性、根源ABA含量的变化。结果表明：重度干旱胁迫具有较高的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性显著提高,增幅分别为85.48%、72.67%、22.58%,并导致其叶片气孔导度(Gs)和光合速率(Pn)降低51.56%、12.16%,同时最大电子传递速率（J_max）、最大羧化速率(V_Cmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)及RuBP羧化酶的羧化效率(CE)降低,使其单株生物量较正常供水降低46.56%;复水后,较高的根源ABA含量影响其细胞膜修复和光合功能恢复的速度,使单株生物量较未复水重度干旱胁迫增加90.36%,较正常供水增加1.73%,表现出补偿效应。中度干旱胁迫具有相对较低的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性提高幅度较小,增幅分别为64.72%、41.72%、11.62%,并使Gs和Pn分别降低15.01%和6.42%,同时J_max、V_Cmax、TPU及CE稍有降低,其单株生物量较正常供水仅降低13.64%;复水后,相对较低的根源ABA含量最终使单株生物量较未复水的中度干旱胁迫增加30.71%,较正常供水增加12.88%,表现出超补偿效应。综上,干旱胁迫产生的根源ABA主要对旱后复水春玉米光能吸收、光合碳同化及抗氧化保护功能起积极调节作用。     

叶片光合生理参数变化特征与小麦受旱状态的关系

以小麦为供试作物布设干旱过程试验,研究干旱过程中小麦叶片光合生理参数(包括净光合速率(Pn)、气孔导度(g_ssat)、胞间CO₂与空气CO₂浓度比(Ci/Ca)、最大羧化速率(Vc_max)以及最大电子传递速率(J_max))的变化特征,并探讨干旱不同阶段Pn与g_ssat的关系及其对气孔导度模型斜率的影响。结果表明:土壤有效含水量(ASWC)较大时(>0.5),即水分供给充足条件下,小麦叶片光合生理参数随着ASWC的减少保持相对稳定;而当ASWC降至<0.5时,g_ssat、Ci/Ca以及Pn减小,在ASWC>0.3时,Pn与g_ssat及Ci/Ca的关系保持相对稳定;当ASWC<0.3时,g_ssat随ASWC减小呈显著降低趋势,Vc_max和J_max也在此阶段随ASWC减小而线性降低,而Pn随g_ssat的减小降...