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。     

土壤水分胁迫对马铃薯块茎淀粉合成关键酶基因表达及酶活性的影响

为探讨马铃薯块茎淀粉合成对土壤水分胁迫的响应机制,以马铃薯品种‘青薯9号’和‘闽薯1号’为材料,采用盆栽试验,设置3个水分胁迫处理：正常供水（保持土壤田间持水量的75%）、中度水分胁迫（保持土壤田间持水量的50%）、重度水分胁迫（保持土壤田间持水量的25%）,研究了土壤水分胁迫对马铃薯块茎淀粉合成关键酶基因表达及酶活性的影响。结果表明：在块茎形成过程中,土壤水分胁迫显著提高了马铃薯块茎AGPase、GBSSI、SBEI、SBEII、SSII、SSIII基因表达量,随土壤水分胁迫程度的提高,马铃薯块茎SBEI、SBEII、SSII基因表达量上调;土壤水分胁迫显著降低了马铃薯块茎AGPase、GBSS、SBE、SSS酶活性,其中GBSS、SBE酶活性下调;而AGPase、GBSSI、SSIII基因表达量及AGPase、SSS酶活性在马铃薯青薯9号、闽薯1号品种间表现出相反的上、下调趋势。     

水肥调控下土壤碳氮含量、酶活性和三七产量的响应特征研究

为揭示水肥对三七田土壤碳氮含量、酶活性和产量调控效应，明确三七不同生育时期最适水肥调控模式，于2018—2021年在云南省红河州泸西县三七种植基地开展田间试验，设3个灌水水平（5 mm，W1；10 mm，W2；15 mm，W3）和4个不同生育时期（根增期、苗期、花期、果期）施肥配比水平（25%∶25%∶25%∶25%，F1；20%∶25%∶30%∶25%，F2；15%∶30%∶30%∶25%，F3；10%∶40%∶20%∶30%，F4），以全生育期不灌溉施肥处理为对照（CK），研究不同水肥调控模式对土壤碳氮含量、酶活性、三七产量、总皂苷含量及各指标间相互关系的影响，同时采用CRITIC-VIKOR法对最适水肥调控模式综合评价。结果表明：灌水量和生育时期施肥配比对三七根增期、苗期、花期和果期土壤全氮、有机碳含量和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及产量、总皂苷含量有显著影响（P<0.05），与CK相比，花期W2F3处理土壤全氮含量较其他处理显著提高7.69%~92.50%，W1F1处理土壤有机碳含量较其他处理显著提高5.11%~7.11%；根增期各灌水施肥处理土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性分别平均较CK增加7.20%、19.82%和47.44%，过氧化氢酶活性降低19.16%。与CK相比，收获后水肥调控处理三七水分利用效率平均提高53.83%，肥料偏生产力平均提高66.30%，W2F4处理产量最高（2 797.25 kg·hm^-2），W2F3处理总皂苷含量最高（176.34 mg·g^-1）。综合评分法结果表明，三七根增期W3F1处理Q值为0.03，苗期W2F3处理Q值为0.02，花期W2F3处理的Q值为0.01，果期W3F2处理的Q值为0.02；根增期和果期最佳灌溉施肥方案为W3F1和W3F2，苗期和花期最佳灌溉施肥方案为W2F3。     

干旱胁迫对藜麦幼苗生长和叶绿素 荧光特性的影响

以甘肃省农业科学院自育品种陇藜1号（L-1）、2号（L-2）、3号（L-3）和4号（L-4）及外引品种白藜（BL）幼苗为试验材料,采用盆栽人工控水法,共设置轻度干旱胁迫（LD,土壤含水量为田间持水量的50%~60%）、中度干旱胁迫（MD,土壤含水量为田间持水量的30%~40%）和重度干旱胁迫（SD,土壤含水量为田间持水量的10%~20%）3个水分梯度,以正常浇水为对照（CK,土壤含水量为田间持水量的70%~80%）,干旱胁迫15 d后,通过测定幼苗株高、根长、生物量及叶片叶绿素含量、初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）及非光化学猝灭系数（NPQ）,研究干旱胁迫对藜麦幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：（1）随干旱胁迫程度的加剧,参试藜麦品种幼苗株高、地上部分鲜重和地上部分干重呈逐渐降低的变化趋势,SD处理下,各供试品种株高分别降低了30.64%、28.36%、32.67%、37.88%和38.09%,地上部分鲜重分别下降了63.60%、6073%、59.74%、55.92%和61.74%,地上部分干重分别下降了62.96%、52.63%、29.41%、35.71%和60.00%;（2）5个藜麦品种幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及叶绿素a/b随着干旱胁迫程度的加剧而呈现先升高后降低的趋势,SD处理下,品种L-2、L-3和L-4叶绿素a分别比CK降低了28.48%、33.66%和17.99%,叶绿素b分别比CK降低了47.80%、45.08%和13.90%,总叶绿素含量分别比CK降低了33.22%、36.20%和15.99%;（3）随干旱胁迫程度的加剧,各供试藜麦品种Fo、Fm、Fv/Fm和Fv/Fo均呈下降趋势,SD处理下,各供试品种Fo分别较CK下降了30.61%、14.56%、31.28%、24.39%、24.16%,Fm下降了19.11%、16.56%、16.76%、17.67%、22.19%,Fv/Fm分别下降了5.73%、4.29%、7.81%、4.58%和3.85%,Fv/Fo分别下降了19.40%、14.93%、24.02%、11.34%和12.11%;（4）5个供试品种叶片NPQ随干旱胁迫程度的加剧呈升高趋势,SD处理下,各供试品种NPQ较CK升高了74.79%、161.54%、104.55%、200.00%和196.00%。综上所述说明中度和重度干旱胁迫下,植物细胞失水,叶绿体遭到破坏,光合作用降低,叶绿素合成受到抑制,光合产物减少,从而抑制幼苗生长,地上部分生物量下降。在幼苗生长和叶绿素荧光特性等方面,藜麦品种L-2表现优于其他品种,表明其在干旱胁迫下较其他供试品种具有更强的适应能力。     

转Bt基因抗虫棉对根际土壤Bt蛋白 残留和速效养分含量的影响

以4个品种转Bt基因抗虫棉及其对照常规棉为研究对象,采用ELISA试剂盒法检测其在不同生育期根际土壤Bt蛋白残留,同时比较速效养分含量的变化。结果表明：（1）棉花根际土壤中Bt蛋白的残留量在蕾期达到最大;在整个生育期4个品种转基因抗虫棉根际土壤中Bt蛋白的含量均显著高于对照常规棉（P＜0.05）,其中鲁棉研28号在蕾期显著高于对照常规棉1 029.66%,鲁棉研36号在蕾期显著高于对照常规棉2 573.45%,山农棉8号在苗期显著高于对照常规棉1 208.89%,鑫秋4号在花铃期显著高于对照常规棉793.18%。（2）棉花根际土壤中硝态氮含量在苗期最高,吐絮期最低,且在部分生育期转基因抗虫棉与对照常规棉差异显著;铵态氮含量在苗期最高,吐絮期最低,4个品种转基因抗虫棉在蕾期、花铃期均与对照常规棉差异显著;速效磷含量在苗期最低,吐絮期最高,其中鲁棉研28号在蕾期显著高于对照常规棉10.29%,鲁棉研36号在苗期显著高于对照常规棉6.77%。研究表明,转基因抗虫棉的种植和生育期是影响棉花根际Bt蛋白残留量、速效养分含量的主要因子。     

旱地燕麦间作对土壤酶活性、微生物含量及产量的影响

本文通过研究内蒙古旱作区禾本科、豆科及茄科间作对土壤生物性状的影响,旨在揭示燕麦（Avena sativa Linn）与不同作物间作及其单作在土壤酶活性、微生物量及土地当量比（LER）等方面的优势机理。本试验设置燕麦、黑豆（Glycinemax（L.）merr）、苜蓿（Medicago sativa）、马铃薯（Solanum tuberosum L）单作和黑豆间作燕麦、苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦共7个处理,探讨各处理对上述各指标的影响。结果表明：燕麦间作黑豆土地当量比最高,2015年和2016年分别为1.62和1.65。燕麦间作黑豆土壤脲酶活性和蔗糖酶活性较苜蓿间作燕麦、马铃薯间作燕麦显著提高了5.00%~51.61%和5.73%~52.29%。2015年和2016年播种后75 d苜蓿间作燕麦土壤过氧化氢酶活性显著高于黑豆间作燕麦,分别提高了29.47%和40.56%。黑豆间作燕麦对比其他两间作处理土壤微生物的生物量碳、氮含量分别显著提高了2.70%~17.89%和11.36%~26.47%,土壤脲酶活性提高了1.51%~55.22%,蔗糖酶活性提高了5.73%~52.29%,是该地区最优的间作模式。     

水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤有机氮及土壤酶活性的影响

为探讨不同水分胁迫条件下设施栽培葡萄根际土壤基本理化性质与有机氮组分及土壤酶活性的变化规律,并分析三者之间的相关关系,为甘肃河西地区设施延迟栽培葡萄制定合理的胁迫灌溉模式提供一定的参考依据。采用水分胁迫单因素完全随机试验设计,运用Bremner法测定着色成熟期葡萄根际土层中有机氮组分含量及土壤基本理化性质、全生育期土壤酶活性在不同水分胁迫(中度W1、轻度W2、充分供水W3)下的变化特征。结果表明:(1)全生育期中度和轻度水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤全氮、铵态氮、全磷、有机质以及有机碳无显著影响,却降低了葡萄根际土壤微生物生物量碳、氮含量;新梢生长期和果实膨大期土壤硝态氮和速效磷含量分别为12.06 mg·kg-1和28.88 mg·kg-1,显著低于充分供水处理。(2)中度和轻度水分胁迫对葡萄全生育期根际土壤过氧化氢酶活性无显著性影响,而对果实膨大期和着色成熟期的脲酶、蔗糖酶含量均呈现不同程度的抑制效果。(3)各处理有机氮组分的含量大小顺序为非酸解态氮酸解氨基酸态氮酸解铵态氮酸解未知态氮酸解氨基糖态氮;轻度和中度水分胁迫均有助于葡萄根际土壤酸解总氮的积累,比对照分别提高21.16%和10.34%。(4)相关分析表明,蔗糖酶与生物量碳呈显著正相关;RDA分析显示硝态氮、铵态氮为影响土壤有机氮组分变化的最主要环境因子,全氮次之。     

不同品种藜麦幼苗对干旱胁迫的生理响应及耐旱性评价

为研究干旱胁迫对不同品种藜麦幼苗生长和生理特性的影响并评价不同品种耐旱性,本试验以4个陇藜系列藜麦品种（即‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’和‘陇藜4号’）为材料,设置正常灌水（CK）、轻度水分胁迫（LD,土壤含水量为田间持水量的60%~50%）、中度水分胁迫（MD,土壤含水量为田间持水量的40%~30%）和重度水分胁迫（SD,土壤含水量为田间持水量的20%~10%）4个处理,通过测定幼苗生物量指标和生理生化指标,运用数学分析方法明确测定指标与干旱胁迫的关系,并进行耐旱性评价。结果表明：SD处理各品种幼苗株高分别较CK降低了30.64%、28.36%、32.76%和37.88%,根长分别较CK增加了37.54%、81.46%、43.33%和74.85%,根冠比较CK分别升高了42.86%、33.33%、40.00%和40.00%;‘陇藜1号’ 幼苗叶片叶绿素含量分别较CK处理升高了29.40%,其余3个品种分别较CK 处理降低了33.22%、36.20%和15.99%;各供试品种幼苗叶片可溶性糖含量较CK处理分别升高了0.51%、1.67%、1.19%和2.07%;脯氨酸含量较CK处理分别升高了116.84%、268.07%、798.01%和208.70%;‘陇藜3号’幼苗叶片SOD活性较CK处理升高了6.67%;各供试品种幼苗叶片POD活性较正常处理分别升高了163.96%、62.83%、73.27%和169.50%;幼苗叶片CAT活性较CK处理分别升高了16.87%、11.44%、10.79%和4.30%。说明干旱胁迫下,藜麦幼苗通过增加渗透调节物质含量、增强抗氧化酶活性、清除体内活性氧物质,从而使幼苗适应干旱环境;但当干旱胁迫严重到一定程度时,抗氧化酶活性减弱,植株体内ROS积累,叶片叶绿素合成和干物质积累受到抑制,表现为植株生长受到影响。通过隶属函数法分析可知,供试材料抗旱性表现为‘陇藜1号’=‘陇藜3号’>‘陇藜2号’>‘陇藜4号’。     

水分胁迫下不同耐旱性糜子叶片保护酶活性及膜脂过氧化特性

选取耐旱品种陇糜4号和旱敏感品种晋黍7号,利用防雨旱棚与人工控水相结合的方法,研究了水分胁迫对糜子产量、叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响。结果表明,与CK处理相比,水分胁迫降低了糜子的穗数、穗粒数和千粒重,重度水分胁迫下差异达显著（P<0.05）水平,且旱敏感品种晋黍7号的降低幅度大于耐旱品种陇糜4号。整个生育时期,糜子叶片的SOD、POD和CAT活性表现为先升高后降低的趋势,在抽穗期达到最大值; 水分胁迫降低了糜子叶片的SOD、POD和CAT活性,与对照相比,重度水分胁迫下达到显著性差异（P＜0.05）,重度水分胁迫下,耐旱品种陇糜4号SOD活性2年内平均降低22.58%,而旱敏感品种晋黍7号2年内平均降低44.94%。水分胁迫处理增加了糜子叶片的膜脂过氧化产物MDA含量和可溶性糖的含量,随着生育期的推进,糜子叶片可溶性糖含量表现为先升后降的趋势,在灌浆期表现为最大值。相关性分析结果表明,糜子产量与叶绿素含量、SOD活性、POD活性和CAT活性呈正相关关系。     

干旱胁迫下旱砂地籽瓜生理响应及其抗旱性评北大核心CSCD

以靖远旱砂地主栽籽瓜品种＂靖远大板＂和选育新品种＂黑丰1号＂为试材,运用大气干旱法以乙烯利作为干燥剂设置7个浓度梯度模拟干旱胁迫,测定2种籽瓜6项生理指标,为丰富旱砂地籽瓜生理生态方面的研究以及当地引进新品种＂黑丰1号＂提供科学依据。结果表明：（1）随着胁迫的加剧,2种籽瓜细胞相对透性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量随之升高,叶绿素（CHL）含量随之下降,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性呈先升后降趋势;（2）2种籽瓜各梯度下叶绿素a/b均大于1,可判定2种籽瓜均为阳性植物,具备在光照充足的靖远县的生长优势;（3）300～500 mg·L^-1浓度胁迫下各指标出现明显的变化,该浓度下2种籽瓜对于胁迫反应最明显,而起催熟籽瓜作用的乙烯利浓度为100～300 mg·L^-1,催熟时喷施于果实上;胁迫时喷施于叶片上,在生产过程中应格外注意;（4）由主成分分析、隶属函数分析发现＂黑丰1号＂较＂靖远大板＂具有更好的耐旱性。同等胁迫条件下＂黑丰1号＂渗透调节能力更强,保水性更好,在靖远县引种、推广种植是可行的。