作物对水分胁迫的反应

阐述了作物水分胁迫的生理生化机制及水分胁迫对作物营养、生育及产量的影响,讨论了水分胁迫反应机制在节水农业和可持续农业发展研究中应用的可能性。     

作物对水分胁迫的反应

阐述了作物水分胁迫的生理生化机制及水分胁迫对作物营养、生育及产量的影响,讨论了水分胁迫反应机制在节水农业和可持续农业发展研究中应用的可能性。     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述，指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。     

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。     

蓖麻WOX转录因子家族成员的全基因组分析及逆境胁迫响应

WOX是植物中特有的一类转录因子,参与植物发育和应激反应。为探究蓖麻基因组WOX转录因子信息,本研究通过生物信息学方法鉴定出11个蓖麻WOX转录因子家族成员,并对其系统发育、基因结构、保守基序及理化性质等基本信息进行鉴定与分析。结果显示,11个WOX成员被分为三个进化支,在古代进化支、中间进化支和现在进化支分别有2、2和7个成员,同一进化支成员的外显子、基因结构具有相似性,但理化性质差异较大。利用RT-qPCR检测根、茎、叶不同组织中5个蓖麻RcWOXs基因在干旱与盐胁迫下表达情况,结果表明,RcWOXs在不同组织中的表达具有特异性;除RcWOX10受干旱胁迫抑制外,RcWOX2、RcWOX4、RcWOX8和RcWOX9在干旱和盐胁迫下均被诱导表达,表明RcWOX转录因子在蓖麻逆境胁迫中起调控作用。本研究结果为进一步探究蓖麻WOX转录因子家族在逆境胁迫中的功能提供了一定的理论参考。     

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。     

黑土农田水肥条件对作物产量及水分利用效率的影响

长期定位试验研究黑土农田不同水肥作物产量和水分利用效率的变化结果表明,大豆对水分条件变化反映较敏感,而玉米对养分条件变化反映较敏感,适宜水分条件下3种作物随施肥水平的提高,其产量与水分利用效率相应增加;有机 无机肥配施处理3种作物随水分含量的增加,其产量与水分利用效率相应提高     

基于无人机遥感影像的玉米冠层温度提取及作物水分胁迫监测

针对当前无人机热红外遥感提取冠层温度不准确、监测作物水分胁迫状况精度不高的问题,该研究以不同水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,利用无人机获取试验区域热红外和可见光图像资料,分别采用Otsu算法、EXG-Kmeans算法和Otsu-EXG-Kmeans算法获取冠层区域图像,并对提取结果进行精度评价,而后采用最优算法求得对...     

鲁北地区地膜覆盖对棉花需水量、作物系数及水分利用效率的影响

作物系数和需水量是制定作物灌溉制度和计算区域水资源平衡的重要参数,不同气候和不同栽培条件下作物系数和需水量会发生变化。本文通过大田试验,以水量平衡法计算作物需水量、以Penman-Monteith公式计算参照作物蒸散量和作物系数。结果表明,鲁北地区棉花地膜覆盖栽培比露地栽培生育期内作物需水量减少101.5mm,作物系数降低17.6%,水分利用效率增加29.3%。     

关于亚热带地区夏覆盖作物对水分及养分保持效果的研究

不同的覆盖作物改良土壤的效果也不相同。美国弗罗里达州进行了夏季覆盖豆科作物对水土保持及营养影响的研究。结果是:大多数的覆盖作物都产生了大量的生物量,使休耕地在夏季水分和养分流失较少。不同的覆盖作物休耕地中水分及养分淋溶总量的多少与根生物量的大小有一定关系。根生物量越高,保持水分和养分的能力越强。有覆盖作物的休耕地上不但使N淋失量减少到最小,而且还聚积了大量养分。豆科覆盖作物在生长期生产大量的生物量,使土壤中大多数的N分离在作物中,仅有很少部分可利用的N(P)可能被淋溶。豇豆、黎豆、印度麻分离的P为12~25 kg/hm2、苏丹草为10.5 kg/hm2。可利用P淋溶较少。     

作物春季播种期土壤温湿因子的分析及预测研究——以内蒙古河套灌区为例

以改进本地作物播种期土壤含水量和耕层地温的预报服务及提升农业生产安排决策能力为目的。利用内蒙古河套灌区1980~2011年年春季和作物播种期间气温、降水、风速、地温、土壤相对湿度等资料,采用相关分析、回归分析、Mann-Kendall趋势检验等方法 ,在土壤温湿因子诊断分析基础上,建立不同层次逐日土壤温度和逐旬相对湿度预报模型。结果表明:1980年以来河套灌区大部地区春播期平均土壤相对湿度在0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层均呈下降趋势,影响的主要因子依次为前一旬土壤相对湿度、当旬的平均气温和降水量;河套灌区气温及0 cm、5 cm和10 cm地温变化趋势相同,均呈现上升的趋势,影响的主要因子为平均气温和平均风速;建立了各层土壤相对湿度预测模型84个和各层地温预测模型36个,均通过信度检验(P≤0.05);土壤相对湿度模型回代和预报检验准确率分别大于85%和80%,有的甚至超过90%;地温模型回代检验平均误差为1.9~2.3℃,2011、2012年预报检验平均误差为2.1~2.5℃。模型输出结果更能反映当地作物适宜播种期间土壤温湿匹配效果,预报精度达到了一定的水平,可用于干旱地区土壤相对湿度和地温的预报。     

聚丙烯酰胺对干旱半干旱区不同作物水分利用及产值的影响

为了在半干旱区和干旱区农业生产中推广应用聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM),在半干旱区选择了西瓜、马铃薯、玉米和谷子,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄,以不施PAM为对照,测定PAM对不同作物产量、产值、水分利用效率和水分生产率的影响。结果表明半干旱区西瓜、马铃薯、玉米和谷子的产量分别提高了36.76%、24.83%、20.20%和13.16%,产值提高了36.32%,23.04%,9.37%,10.18%,水分利用效率提高了30.15%,18.83%,13.42%和6.24%,水分生产率提高了30.57%,22.97%,16.79%和11.66%。干旱区春小麦、向日葵、玉米、番茄的产量分别提高了18.56%,12.82%,13.65%和16.54%,产值提高了12.78%,10.70%,9.53%和14.71%,水分利用效率提高了13.49%,17.03%,12.96%和25.12%,水分生产率提高了16.14%,11.62%,11.79%和14.85%。干旱区春小麦的增产率和增值率虽然高于向日葵,但增产值却极显著低于向日葵。建议半干旱区应用PAM应优先选择西瓜和马铃薯,干旱区应优先选择番茄和向日葵。     

连续耕作和轮作对作物产量,残茬复盖及土壤水分的影响

不同耕作和轮耕制对作物产量反应的信息对决定一个区域或地区特定生产系统的适应性是必要的。本试验旨在确定玉米单作和玉米－大豆轮作情况下，连续耕作和轮耕顺序对残茬复盖，土壤水分和籽粒产量的影响。在５年试验期间，对传统的连续耕作（简称ＣＴ），连续免耕（ＮＴ），或每隔一年的ＣＴ和ＮＴ轮耕效果进行了评估。试验地的土壤为：在Ｐｉｅｄｍｏｎｔ地区的为砂粘壤复区，其中的Ｒｉｏｎ的为细砂壤质，热带典型弱发育湿润老成土     

CO2浓度和温度对玉米光合性能及水分利用效率的影响

利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨提高CO2浓度和温度对玉米生长、气体交换参数、荧光参数及水分利用效率的影响。结果表明,温度显著影响玉米的生长过程,但CO2浓度对玉米的生物量、叶面积和株高的变化均未产生显著影响。另外,在25/19℃和31/25℃温度条件下,净光合速率(Pn)对温度的响应并没有受到CO2浓度的影响,但在37/31℃高温环境下,CO2浓度升高导致玉米的Pn显著提高16.4%(P<0.05),表明在高温条件下,升高CO2浓度能增加玉米的净光合速率。此外,玉米叶片的水分利用效率(water use efficiency,WUE)随温度升高而显著下降,但CO2浓度升高条件下的玉米叶片WUE明显高于自然CO2浓度,表明CO2浓度升高可以降低升温对玉米叶片WUE的影响。但在不同环境温度条件下,CO2浓度升高缓解高温对叶片WUE产生影响的机理存在差异,较低温度时CO2浓度升高通过降低叶片的蒸腾速率提高WUE,而在高温条件下主要是由于CO2浓度升高能有效缓解高温对Pn的伤害,进而促进叶片WUE的提升。研究结果可为深入理解未来气候变化对玉米生长及水分利用效率产生的影响提供参考,为应对气候变化的农田管理策略制定提供数据支撑和理论依据。     

大气CO2浓度增加对作物光合性能及叶片水分利用效率的影响

利用可精准控制CO_2浓度的大型气候箱设置2个CO_2浓度400和800μmol/mol,研究CO_2浓度升高对大豆(Glycine max (L.) Merr.)、冬小麦(Triticum aestivum L.)、草地早熟禾(Poa pratensis L.)、黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)生理特性及叶片水分利用效率的影响。结果表明,大气CO_2浓度升高对大豆、冬小麦、草地早熟禾和高羊茅叶片的净光合速率没有产生显著影响,但却使黑麦草叶片的净光合速率显著增加43%(P0.05)。升高CO_2浓度增加冬小麦、黑麦草和高羊茅的最大羧化速率,而对大豆和草地早熟禾的最大羧化速率和最大电子传递速率没有产生显著的影响。另外,提高大气CO_2浓度导致黑麦草蒸腾速率的降低;同时,草地早熟禾、黑麦草和高羊茅的水分利用效率分别提高161%、175%和74%。不同作物水分利用效率对升高CO_2浓度的响应存在明显差异,3种草坪草的适应能力均高于大豆和冬小麦2种作物。研究结果有助于深入理解CO_2浓度倍增下不同农作物发生光合下调现象的潜在机理,为未来大气CO_2浓度升高情形下生态系统适应性管理提供理论支持。     

小嵩草高寒草甸的土壤养分因子及水分含量对牦牛放牧率的响应 Ⅱ冬季草场土壤营养因子及水分含量的变化

牦牛放牧试验结果表明:随着放牧率的增加,冬季草场不同土层有机质、有机碳、全氮的含量和C/N值下降,它们的含量与放牧率呈显著的线性回归关系,全磷和速效氮的含量与放牧率呈显著的二次回归关系,各土壤营养因子平均含量与放牧率也有类似的关系;当放牧率分别达到0.81头hm-2和1.00头hm-2,1.03头hm-2和1.03头hm-2,1.36头hm-2和1.30头hm-2时,0~5cm,5~10cm,10~20cm土层全磷和速效氮的含量分别依此达到最大,若放牧率继续增强,它们的含量依此开始减小;而且0~20cm土层全磷和速效氮平均含量达到最大的放牧率分别是1.03头hm-2和1.06头hm-2。放牧率和土壤深度的交互作用对土壤各养分因子含量的影响极显著(P<0.01);放牧率对各土壤层含水量有极显著的影响(P<0.01),不同年度间同一土壤层含水量的差异极显著(P<0.01)。