上部根区水分胁迫对玉米幼苗根系及地上部生长的影响

以郑单958为材料,采用营养液培养的方法,研究了玉米幼苗上部根系(以玉米幼苗节根发生部位为上端,0～3.5cm为上部根系,3.5cm以下为下部根系)在不同的水分胁迫下[(露置在空气中,模拟水分胁迫(W1);露置在空气中与浸没于营养液中循环进行,模拟干湿交替(W2);浸没于营养液中,模拟正常水分供应(CK)]对玉米不同根区的根系及其地上部生长发育的影响。结果表明:玉米幼苗上部根区持续性的水分胁迫或周期性的水分胁迫可以明显促进其根系生长及功能的提高。在根系干质量、初生根长度、次生根长度和根系活力上,各处理均表现为W1>W2>CK,其中W1处理分别比CK增加了120.6%、76.1%、35.8%、13.6%,W2处理分别比CK增加了47.4%、32.9%、14.2%、8.1%。而地上部干质量和整株干质量各处理之间则表现为W1相似文献   

胁迫萌发与不同水分胁迫强度下水稻对供氮形态的响应

采用营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫的方法,比较了3种供氮形态(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合)、3种水分条件(非水分胁迫、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG胁迫)和3种种子萌发方式(正常萌发、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG萌发)对水稻由苗期至分蘖期生长的响应。结果表明:在2种强度的水分胁迫条件下,3种供氮形态处理中始终以NH4+-N营养条件下水稻的生物量最高;在水分胁迫条件下,除NH4+-N外,其余2种供氮形态中水稻(包括正常萌发和胁迫萌发)光合同化物均被相对优先分配至根系;此外,胁迫萌发较正常萌发相比,不仅提高3种供氮形态下苗期至分蘖期水稻的生物量,而且还提高了水分胁迫条件下NH4+-N营养条件下水稻对氮、磷的利用率。     

水杨酸浸种对水分胁迫下玉米幼苗某些生理过程的影响

采用砂基培养的方法 ,研究了水杨酸浸种对水分胁迫下玉米幼苗叶片膜保护酶、光合速率和水分代谢等指标的影响。结果表明 ,与对照相比 ,水杨酸浸种预处理使水分胁迫下的玉米幼苗叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶 (APX)活性极显著升高 ,超氧阴离子自由基 (O-·2 )产生速率极显著下降 ,脂质过氧化作用减弱。水杨酸浸种提高了水分胁迫下玉米幼苗叶片蛋白质和叶缘素含量及叶绿素a/b值 ,增强了光合速率 ,同时也增强了叶片保水力和干重含水量 ,改善了植株体内的水分代谢。因此 ,水杨酸浸种可减轻水分胁迫对玉米幼苗的伤害。     

水分胁迫对玉米幼苗氮素代谢的影响

以 3种抗旱性不同的品种为材料研究了水分胁迫对玉米幼苗氮代谢的影响 ,结果表明 :在水分胁迫下 ,玉米叶片可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性逐渐下降 ,正在生长中的新叶比已停止生长的老叶下降幅度更大 ;在短期水分胁迫下 ,根系中可溶性蛋白及硝酸还原酶活性略有升高 ,随着胁迫时间的进一步延长而急剧下降。抗旱性弱的品种可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性在水分胁迫下下降的幅度较抗旱性强的品种大     

NaCl胁迫下氮形态对水稻幼苗营养的影响

在NaCl浓度为0、43、86mmol/L条件下,研究了水培水稻幼苗对不同质量比例（9/1、5/5和1/9）铵态氮/硝态氮处理的响应特征。结果表明：在3种盐浓度条件下,水稻幼苗均在NH4^＋-N/NO3^--N为1/9时生长量最少,吸收氮素最少,培养后营养液pH最高;NaCl浓度为0和86 mmol/L时,NH4^＋-N/NO3^--N为1/9处理的植株吸磷量最少。     

水分胁迫对不同抗旱性玉米幼苗叶片蛋白质的影响

在水分胁迫及复水条件下，选用抗旱性较弱的丹玉13号和抗旱性较强的掖单13号玉米品种幼苗为试村，研究了玉米叶片蛋白质的变化规律和抗旱性的关系。结果表明，可溶性蛋白含量随水分胁迫加强而下降。水分胁迫可引起蛋白质合成的变化并产生干早诱导蛋白，抗旱性弱的品种诱导蛋白产生早于抗旱性强的品种。     

ABA对水分胁迫下玉米幼苗细胞氧化损伤的保护作用

以玉米种子苗为材料,通过添加ABA及其生物合成抑制剂fluridon(FLU)的方法,测试与分析玉米幼苗在水分胁迫下细胞内源ABA的动态变化及其与抗氧化损伤的关系.研究显示,水分胁迫引起玉米叶片膜脂过氧化和蛋白质氧化程度加重,质膜相对透性增加.利用外源ABA生物合成抑制剂fluridon抑制ABA合成后,水分胁迫引发的玉米叶片细胞氧化损伤加重,而添加外源ABA处理能减轻玉米叶片细胞的氧化损伤程度,表明水分胁迫下诱导和积累的ABA对玉米细胞氧化损伤起到了一定的保护作用.     

局部根区灌溉下氮形态对番茄光合作用的动态调节

为探讨局部根区灌溉下氮形态对番茄光合作用的动态调节,设置番茄分根培养试验,研究不同灌水方式(正常灌溉、交替根区灌溉、固定根区灌溉)下不同氮形态(铵态氮、硝态氮)对苗期番茄光合指标、叶绿素含量、生物量和水分利用效率的影响。结果表明:局部根区灌溉下,相较于硝态氮,铵态氮可显著增强苗期番茄的光合速率,提高植株的水分利用效率。一个交替周期内,与正常灌溉相比,交替灌溉仍可维持较高的光合速率和生物量,而蒸腾速率显著降低,从而提高了水分利用效率;番茄的净光合速率和叶绿素含量不断降低。因此,综合考虑生物量、光合速率、蒸腾速率和水分利用效率,则灌溉方式为交替灌溉,供应铵态氮处理更有益于番茄的苗期生长,提高苗期番茄的水分利用效率。     

缺水胁迫对玉米幼苗生长和生理指标的影响

在水分胁迫下玉米幼苗的生长速率缓慢，生长量严重降低，其实质是由于水分胁迫而影响玉米幼苗的各项生理指标，尤其是影响有机物的积累，除体内硝态氮差异不显著外，其余各项生理指标差异极显著和显著，并与土壤含水量呈极显著正相关。     

氮、钾、甜菜碱对减缓夏玉米水分胁迫的效果

 采用盆栽试验研究了水分胁迫和正常供水条件下，氮、钾和甜菜碱对2种不同基因型夏玉米（陕单9号和陕单911）各生育期干物质、籽粒产量及水分利用效率的影响，确定这些因子在增强作物抗旱性方面的功能。结果表明，水分胁迫条件下玉米干物质和籽粒产量明显降低，但各品种反应不同：陕单9号干物质和籽粒产量高，抗旱性强；陕单911相反。施用氮、钾和甜菜碱能不同程度提高玉米干物质和籽粒产量以及水分利用效率，减缓水分胁迫，提高程度与品种关系密切。施用氮肥后，在水分胁迫条件下陕单911干物质和籽粒产量显著增加，水分利用效率明显提高，2种氮肥用量有显著差异；陕单9号在低氮用量时增产，增加氮量并未进一步提高产量，低、高氮肥用量间无显著差异。正常供水时，氮肥作用明显下降，表明氮肥不仅能供应养分，还有增强抗旱的功能。施用钾肥和喷施甜菜碱对受水分胁迫的玉米有同样功能，且效果更突出。在供水条件下这些效果下降更明显，甚至消失，表明它们对增强作物抗旱性的贡献更大。     

分根区灌溉和氮肥处理对星油藤幼苗的影响

探讨分根区灌溉和氮肥对盆栽星油藤幼苗生长的影响.试验设置3个因素,灌水量、灌溉方式和氮肥,共7个处理,测量了幼苗生长、光合和水分利用效率等指标.结果表明:与充分灌溉相比,分根区灌溉的处理,生物量降低5％,节水75％,水分利用率高出60％,表现出极大的节水效益.重度干旱条件下,施氮肥的处理,根冠比增加达30％,但分根区灌溉处理叶面积指数下降38％,光合速率下降9％,生物量下降18％,分根区灌溉在严重干旱条件不适宜施氮肥.总之,在适度干旱条件下,分根区灌溉降低蒸腾,提高水分利用率,是一种有效的节水灌溉技术.     

局部恢复水氮供应对玉米根系氮素吸收与分配的影响

【目的】水分或养分胁迫后恢复供应能显著提高根系吸收能力,且局部水分或氮素供应可以有效刺激供应区根系吸收的补偿效应,进一步揭示水氮双重胁迫后局部恢复供应条件下影响根系氮素吸收能力的因素以及玉米各器官氮素分配状况有重要意义。【方法】采用分根技术,水培模拟局部根区水氮同时恢复供应,其中以聚乙二醇6000（PEG 6000）模拟营养液的渗透势,并用相应的供氮水平模拟氮素胁迫。试验设置4个水氮双重胁迫（也即4个局部恢复供应）处理：正常供应水氮、轻度水氮胁迫、中度水氮胁迫和重度水氮胁迫。双重胁迫6 d后一半根区恢复正常供应,于处理后0、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系氮素吸收速率、含氮量以及氮素累积量。【结果】水氮双重胁迫后局部恢复供应,持续胁迫区根系吸收速率、含氮量以及氮素累积量均显著小于恢复供应区（P＜0.05）。1-3 d时,轻度和中度胁迫处理持续胁迫区根系氮素吸收速率比恢复供应区分别减小38.2%和48.7%;7-9 d时分别减小84.9%和86.4%。对于恢复供应区,局部水氮同时恢复供应1 d内,根系氮素吸收速率较前期胁迫明显增大,且在0-1 d和7-9 d时,经中度及其以下胁迫程度时,根系氮素吸收速率显著大于对照（P＜0.05）,产生根系氮素吸收能力的补偿效应,但3-7 d 时消失。而且,恢复供应区根系含氮量和氮素累积量分别于1 d和5 d后恢复到对照水平,导致植株氮素生产效率最终与对照无显著差异。另外,各处理地上部氮素来自¹⁵N肥料的分配比例显著小于对照（P＜0.05）,且随胁迫程度而逐渐减小,恢复供应区根系则有相反的规律,持续胁迫区根系表现为,轻度胁迫与对照无明显差异（P＞0.05）,中度和重度胁迫显著大于对照和轻度胁迫（P＜0.05）,且3-9 d时,中度和重度胁迫间无明显差异（P＞0.05）。【结论】前期中度以下程度（水分−0.4 MPa+氮素1 mmol·L^-1）的水氮双重胁迫后局部恢复供应,恢复供应区根系氮素吸收速率在时间和空间上均可得到恢复,产生根系氮素吸收的部分补偿效应,但这种补偿效应与恢复供应的时间有关（轻度胁迫为1 d,中度胁迫为7 d）;玉米各器官氮素分配比例与胁迫程度和局部恢复供应时间有关。该研究可为调节植物与土壤环境的相互作用,充分挖掘植物自身对环境变化的适应潜力提供理论依据。     

分根交替灌溉对烤烟抗旱性的影响

以烤烟K326为试验材料,采用盆栽试验研究了分根交替灌溉、亏缺灌溉和充分灌溉对烤烟的产量、相关化学成分以及水分利用效率的影响,探讨分根交替灌溉提高烤烟产量和品质的生理基础。结果表明:分根交替灌溉的烤烟水分利用率及其抗旱相关生理指标比充分灌溉的均有显著改善,其叶片数量、根长、叶绿素含量和烟碱含量均高于亏缺灌溉和充分灌溉;烤烟的根系活力和电导率明显高于亏缺灌溉和充分灌溉,表明分根交替灌溉在提高烤烟烟叶的品质的同时也提高了烤烟耐旱能力。     

水氮耦合对棉花幼苗根冠生长和水分利用效率的影响

为明确节水灌溉条件下配施氮肥提高水分利用效率(WUE)的可行性,采用分根交替灌溉(APRI)和常规供水(NI)的方式分别培养棉花幼苗,同时配施不同水平氮素(高氮200 kg/hm~2、中氮120 kg/hm~2、低氮80 kg/hm~2),研究了干旱胁迫后棉花幼苗生长、光合作用、根系形态、根冠生物量、瞬时和生物量水分利用效率(WUEi和WUEb)等的变化。结果表明:干旱胁迫显著降低了棉花幼苗的株高、叶面积、光合作用参数[净光合作用速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)]、蒸腾耗水量和根冠生物量,但显著增加了棉花幼苗的根冠比、根系长度(总根长和直径2 mm的细根长度)和根系表面积;同时干旱处理也显著增大了WUEi和WUEb。与正常施氮(中氮处理)相比,增施氮肥促进了棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、蒸腾耗水量以及根冠生物量、总根长、根系表面积等的增大,显著降低了WUEi但未改变NI处理的WUEb;减施氮肥则加大了干旱对棉花幼苗生长、光合作用能力和根冠生物量积累的抑制程度,但在干旱条件下提高了WUEi和WUEb。与NI处理相比,APRI处理的棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、根冠生物量、总根长和根系表面积增加,蒸腾耗水量减少,WUEi和WUEb增加。综上,APRI配施氮肥处理可以减轻干旱对棉花幼苗生长和根系形态的抑制程度,并提高WUE;虽然在干旱条件下APRI配施低氮处理具有最大的WUE,但APRI配施高氮处理棉花幼苗的根冠生长最好。     

水氮对冬小麦-夏玉米产量及氮利用效应研究

【目的】水肥是作物产量的两大限制因子。当前在作物生产中对水氮资源利用不够合理,不仅浪费水资源,而且严重威胁环境。为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的水氮配合措施,在5年水氮定位试验基础上对周年轮作体系产量、氮吸收与利用状况进行了分析。【方法】试验为冬小麦夏玉米周年轮作种植,设置水、氮两因子,裂区试验设计,水分为主区,施氮量为副区。水分设置限水和适水两个处理,根据华北山前平原冬小麦夏玉米灌溉制度,冬小麦限水和适水下灌水次数分别为1水（拔节期）和2水（拔节+开花水）,夏玉米限水和适水下灌水次数根据不同年型降水量而定（1水为播前水,2水为播前水+12展叶水,3水为播前水+12展叶水+开花水）。周年设置6个施氮水平,小麦+玉米氮肥用量分别为（0+0）、（60+60）、（120+120）、（180+180）、（240+240）、（300+300）kg·hm^-2。【结果】在供水量较高和较适宜的条件下（年供水量大于609.5 mm）,水分不是氮肥肥效发挥的限制因素,氮肥对产量的贡献较大;而供水量较低的条件下,肥效受较大抑制,供水对产量贡献较大。供水量和施氮量有明显的耦合效应,限水和适水下得到最高产量的施氮量冬小麦分别为134.8和126.4 kg·hm^-2、夏玉米分别为176.8和127.2 kg·hm^-2。限水和适水下单季施氮量分别为300和240 kg·hm^-2时,地上部总氮量达较高值,但限水和适水下夏玉米和限水下冬小麦氮量超过60 kg·hm^-2、适水下冬小麦施氮量超过120 kg·hm^-2时,秸秆残留氮素明显增加,对籽粒氮的贡献变小。氮肥偏生产力随施氮量增加而降低,且随年度推移氮肥偏生产力明显降低,尤其是小麦季施氮量60 kg·hm^-2处理随年份增加降低尤为迅速。在本试验条件下周年施氮量限水240 kg·hm^-2、适水120 kg·hm^-2就能保持土壤有机质和全氮含量不降低。【结论】限水条件下水是限制氮肥肥效发挥的主要因素,通过改善水分条件可更有效的提高氮肥肥效,因此在干旱年型应降低施氮量。中高产田冬小麦-夏玉米轮作体系限水和适水下得到最高产量的施氮量分别为311.6和253.6 kg·hm^-2,此时最佳产量可分别达16 127.5和17 272.9 kg·hm^-2。     

水分胁迫下磷对玉米叶片光合色素的影响

采用水培实验，以ＰＥＧ进行水分胁迫（－０．５ＭＰａ），测定了有磷和缺磷情况下玉米苗期叶片中叶绿素、类胡萝卜素及原叶绿素酸酯随不同胁迫周期的变化。结果表明，水分胁迫时磷能使叶绿素ａ和类胡萝卜素降解减慢，表现为Ｃｈｌａ／ｂ值增大及Ｃｈｌｔ／Ｃａｒｏ值随胁迫周期延长而呈Ｖ．型曲线变化。干旱缺磷能造成原叶绿素酸酯相对积累，是导致Ｃｈｌａ下降的重要因素。水分胁迫下叶绿素ａ，ｂ和Ｃａｒｏ及Ｐｃｈｌ含量均呈下降趋势，而交替变换水处理能减缓光合色素的分解     

苹果幼树根域局部灌溉的水分运转特性

【目的】研究部分根域灌水条件下,水分在根系和地上部的运输及根系间的横向运输。【方法】以三年生分根盆栽的‘皇家嘎拉’苹果幼树为试材,采用氘水（HDO）示踪法,研究部分根域灌水后不同时间段水分在苹果树根系、主干、一年生枝、当年生新梢与叶片的运输和分配特点及灌水、干旱根域间根系的水分运输差异。【结果】1/4根域灌溉处理HDO最高丰度首先出现在根系中,然后是地上部各个器官;而2/4根域灌溉的HDO最高丰度在地下根系和地上部器官同时出现,但时间较1/4根域灌溉处理推迟;288 h的根系HDO丰度始终高于地上部各器官。1/4、2/4根域氘水处理后2 h,根系中HDO丰度百分比均呈现出吸收根＜2-5 mm＜2 mm＜大于5 mm根的顺序,地上部以叶片和主干HDO丰度较高。【结论】部分根域水分供应不足时,根系首先吸收水分满足自身需求,然后再向地上部运输;部分根域水分供应充足时,根系吸收的水分同时向地上部和其它根域根系运输。灌水根域向干旱根域的水分运输主要通过直径>5 mm根、2-5 mm根、<2 mm根和吸收根逐级完成。     

品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响

【目的】研究玉米根系特性与氮素吸收利用及其与地上部生物量和产量形成的关系,探明根系形态特征与氮素吸收能力对玉米高产性能的影响,为玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心(36°18′N,117°12′E)和作物生物学国家重点实验室进行,以京科968(JK968)、郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,采用土柱栽培,设置两个氮素水平,施氮量分别为1.5 g/plant(LN)和4.5 g/plant(HN),在抽雄期(VT)和完熟期(R6)进行根系及植株取样,测定根系相关指标(根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积),干物质及氮素积累与分配规律,探究品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响。【结果】两个氮素水平下JK968单株籽粒产量、生物量、根系各指标和植株氮素积累量、氮转运率、氮素收获指数、氮素利用效率均显著高于XY335和ZD958(P0.05)。JK968单株生物量、籽粒产量、植株氮素积累量较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加15.2%、17.7%、9.0%和31.6%、44.1%、31.4%,在高氮水平下分别增加5.4%、12.9%、8.9%和13.5%、26.8%、23.5%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的单株生物量、单株籽粒产量和植株氮素积累量较低氮水平下分别增加15.7%、10.2%、33.9%,26.5%、14.8%、34.0%和34.3%、25.1%、42.5%。抽雄期JK968根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加41.8%、9.0%、47.1%、24.0%和63.2%、41.6%、60.4%、105.1%,在高氮水平下分别增加24.3%、6.0%、35.2%、19.7%和40.3%、30.0%、49.3%、78.7%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较低氮水平下分别增加48.3%、37.3%、36.4%、12.7%,69.1%、41.3%、48.4%、16.7%和72.5%、49.7%、46.5%、29.3%。相关分析表明,吸氮量与根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积呈显著线性正相关,但品种的响应程度不同。在抽雄前,JK968植株吸氮量对根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积增长的响应度要高于XY335和ZD958;而抽雄后的响应度则低于XY335和ZD958。【结论】JK968整个生育期的根系各项指标均显著高于XY335和ZD958,且氮素吸收能力强,生物量大,低氮条件下优势更加明显。JK968较发达的根系,保证了植株对氮素的吸收,具有较高的氮素转运效率、贡献率和氮素利用效率,有利于进行物质生产,因而获得更高的籽粒产量。