玉米苗期叶片主要生理生化指标对土壤水分的响应

以玉米品种龙单57为试验材料,通过人为供水和自然耗水相结合的方法获得多级土壤水分梯度,探究其生理生化指标(叶绿素、脯氨酸、可溶性糖及丙二醛)对土壤水分的响应规律。结果表明,玉米叶绿素含量对土壤水分(SWC)的变化具有阈值响应,维持玉米叶片叶绿素含量较高水平的SWC范围在15.2%～25.6%,相对含水量(RWC)为51.6%～87.2%,SWC在20.4%左右是对玉米叶片叶绿素含量有效性最高的土壤水分。随着水分胁迫程度的增加,脯氨酸累积量和可溶性糖含量总体上均呈现上升趋势,表明脯氨酸和可溶性糖为玉米的主要渗透调节物质,但在不同的水分条件下,增加的幅度有所差异。丙二醛含量随着土壤含水量的减少呈现先减少后增多的趋势,SWC>17%时丙二醛的含量变化不明显,SWC<17%时丙二醛的含量随着水分胁迫程度的加重急剧上升,叶片质膜膜脂过氧化作用也随之加剧。     

玉米苞叶光合生理特性研究进展

在研究和了解国内外研究成果的基础上,对玉米苞叶的形态结构特性、生理功能特性及其营养价值确定等方面的研究进展做了简要概述,对玉米苞叶光合特性的研究进行了概括总结,展望了玉米苞叶的研究趋势,为今后深入开展玉米苞叶的研究和合理利用提供一定的科学依据。     

土壤水分亏缺对冬小麦根系的影响

为给小麦高产稳产栽培提供依据,利用桶栽试验方法,通过人工调节土壤含水率形成4个水分梯度,即土壤水分含量分别占田间最大持水量的75%～80%(CK)、65%～70%(T1)、55%～60%(T2)和45%～50%(T3),研究了土壤水分亏缺对冬小麦根系的影响.各生育时期冬小麦单株平均次生根数随含水率的减少而减少,但不同生育时期水分亏缺对发根数的影响差异很大.拔节～孕穗期土壤水分亏缺引起次生根数的差异最明显,T1、T2、T3的次生根数分别只有CK 的79%、70%、62%;抽穗～开花期的影响其次,T1、T2、T3的次生根分别为CK 的82%、70%、64%;灌浆～成熟期的影响最小,分别为CK的97%、93%和89%.冬小麦根系在生育前期比生育后期对水分适应能力强.分蘖期水分亏缺处理对根系干重的影响不显著,拔节～孕穗期和抽穗～开花期根系干重受水分的影响达到极显著水平.拔节～孕穗期的水分亏缺处理对根系伸长有益,其中以轻度水分亏缺处理(T1)的伸长作用最强;抽穗～开花期水分亏缺处理也有助于根系伸长,但轻度水分亏缺处理(T1)对根系的伸长作用最弱.     

CO2浓度升高对玉米叶片光合生理特性的影响

以沈糯3号为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)法研究了二氧化碳(CO2)浓度升高处理下,玉米叶片叶绿素含量、光合生理特性及其子粒产量的变化,揭示CO2浓度升高对玉米光合生理特性及子粒产量的影响机理.结果表明,在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2处理下,玉米叶片叶绿素a、叶绿素b及叶绿素(a+b)的含量增加,而叶绿素a/b的值则先升高后降低;在整个处理期间,净光合速率均高于对照(p＞0.05),升高幅度为12.6%～71.1%,气孔导度低于对照(p＞0.05),其降低幅度为2.9%～18.8%.处理至抽雄期和灌浆期,胞间CO2浓度分别增加152%和161%,均极显著高于对照(p＜0.01);蒸腾速率的变化较小.高浓度CO2处理下,玉米穗粒数和穗粒重均明显高于对照(p＜0.05).CO2浓度升高在一定程度上促进了玉米的光合作用,从而使玉米子粒产量增加.     

玉米单交种光合生产能力杂种优势对氮肥的响应

以先玉335和郑单958及其亲本为材料,设不追氮和追氮150 kg/hm~2两个氮处理,研究玉米单交种光合生产能力杂种优势与产量杂种优势的关系及其对氮肥的响应。不追氮条件下,玉米单交种产量杂种优势主要来源于干物质积累量和LAI的杂种优势,叶片光合特性Pn、Gs、Ci和Tr均未表现出杂种优势。追氮150 kg/hm~2条件下,产量杂种优势显著提高,较不追氮高36.6%;除干物质积累量和LAI等群体数量性状仍具有杂种优势外,叶片光合特性Pn、Gs、Tr和SPAD值等个体功能性状也表现出明显的杂种优势。施氮条件下,干物质积累量和LAI的杂种优势没有提高,Pn、Gs、Tr和SPAD值的杂种优势分别较不追氮提高35.8%、55.3%、50.9%和19.6%。施氮条件下玉米单交种产量杂种优势的提高主要来源于叶片光合特性杂种优势的提高,与干物质积累量和LAI的杂种优势无关。     

低钾胁迫对玉米自交系苗期叶绿体结构及光合响应影响

研究低钾胁迫对玉米苗期叶绿体结构及光合响应的影响。玉米自交系种子A(不耐低钾)和B(耐低钾)以3个不同钾离子浓度(5μmol/L,100μmol/L,1000μmol/L)进行液体培养,连续培养50天。测定其叶绿体形态结构,光强、CO2、温度对光合响应曲线。低钾处理初期,B叶绿体基粒数多于A,并且片层密度加厚;低钾处理后期,B与A叶绿体结构与形态趋向一致。B的CO2饱和点上升、光饱和点上升,CO2同化能力增加及光能利用率、温度效应增加。低钾胁迫时,耐低钾自交系B通过叶绿体基粒数增多,净光合速率升高,CO2饱和点、光饱和点上升,CO2同化能力及光能利用率、温度效应增加,提高其光合作用,从而适应低钾胁迫。     

不同基因型油菜对苗期水分胁迫的生理响应

通过盆栽试验分析了17个不同基因型甘蓝型油菜对苗期水分胁迫的生理响应及抗旱性差异。结果表明,水分胁迫下不同油菜材料9个生理生化指标的抗旱系数（Dc）存在显著差异,其中叶片萎蔫指数（WI）的变异系数和改良潜力最大。17份材料的平均隶属函数值（AS）变幅在0.12～0.94之间。相关分析表明AS与9个生理生化指标达显著或极显著相关,其中相关性最高的是WI和叶绿素含量,而且WI还与其余的8个生理生化指标具有很高的相关性。利用隶属函数法和系统聚类法对供试材料的抗旱性进行了评价分级,发现两种分类方法的评价结果一致,均可将供试油菜材料划分为不抗、低抗、中抗和高抗4种类型。鉴定获得了华杂10号、B108、Q2和中双7号等4份高度抗旱材料（AS > 0.75）。由于WI与苗期综合抗旱性高度相关,且测定简便,因此叶片萎蔫指数可作为油菜苗期抗旱性鉴定的关键指标。     

高产玉米苗期对磷素营养的需要

在加拿大安大略省 Elora 研究站进行的玉米高产试验中,玉米幼苗的磷素营养似乎对最终产量有较大的影响(Miller 等,1987)。当N 和 K 充足时,由于磷肥超过常量会使玉米产量有较大的增加。在5至6叶期由于施磷量较大而使幼苗磷的浓度和干重增加,看来是玉米幼苗磷素营养的改善导致了产量对磷的反应。     

油菜苗期叶片光合特性研究

通过测定油菜苗期叶片的光合强度,分析光强、温度、施肥等因素与光合强度的关系,结果表明：（1）油菜苗期不同叶位的我合强度、呼吸强度有较大差异,两者均以植株上最大叶最高;不同品种间光合强度也有明显的差异。（2）油菜叶片的光合强度与光照强度有密切关系,0-20klx范围内,光俣强度随着光照强度的增加而提高,其光饱和点约为20-30klx,光补偿点为2.8-4.5klx。（3）由菜叶片光合作用的最适温度为20-25℃,而呼吸作用在30℃时最旺盛。（4）施肥对油菜叶片的光合强度有一定影响,但远小于对叶面积的影响。     

玉米萌芽期抗旱性研究

对10个玉米杂交种进行了萌芽期的抗旱性研究。结果表明:水分胁迫降低了各杂交种发芽率,阻碍了胚根和胚芽的生长,阻碍了种子的吸水速率,降低了种子中贮藏物质的利用效率。试验表明,不同杂交种在抗旱性上存在明显差异,抗旱性强的杂交种在水分胁迫下仍然保持较高的发芽率和贮藏物质的利用效率。     

水分胁迫对玉米光合特性的影响

以玉米叶片光合测量数据为基础,利用直角双曲线对农大108和京科25两个玉米品种光合作用的光响应曲线进行了拟合。结果表明:水分胁迫使玉米的表观量子效率(α)、最大净光合速率(Pn)、表观暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)及光饱和点(LSP)均降低,农大108的降低幅度较小,京科25的降低幅度较大。水分胁迫后玉米叶片的光合速率降低是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果,京科25在水分胁迫后光能利用率和水分利用率均降低,影响光合速率下降的主要原因是气孔因素;农大108在水分胁迫后仍保持较高的光能利用率和水分利用率,影响光合速率下降的主要原因是非气孔因素。     

DEHP对玉米苗期光合特性及抗氧化能力的影响

以玉米品种郑单958为试验材料，设置空白对照组(CK)及C1(50 mg/kg)、C2(100 mg/kg)、C3(150 mg/kg)3种不同浓度的DEHP(邻苯二甲酸二乙基己酯)处理玉米幼苗，对幼苗的生长情况、叶绿素含量、光合特性以及抗氧化酶活性等多个指标进行测定。结果表明，随着DEHP浓度的升高，玉米幼苗生长发育的抑制作用越明显，叶片中叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)显著降低，胞间二氧化碳浓度(C_i)显著升高，PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)与光合性能指数(PI_ABS)均呈下降趋势，1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ru BP羧化酶)活性与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)活性均显著降低，超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升，抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著下降，过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势，在DEHP浓度为50 mg/kg时达最大值。     

铝胁迫对耐性不同的玉米基因型幼苗光合特性的影响

试验对两个耐铝酸毒害不同的玉米基因型进行了一些与光合特性有关的指标测定,其中包括叶绿素含量、可溶性糖含量、光合速率、叶片温度、蒸腾速率、细胞间CO2浓度、气孔导度等,研究这些性状与玉米耐酸铝性的关系。结果表明,在铝胁迫下,玉米叶片中的叶绿素含量下降,并且Chla/Chlb的比值也下降,从而造成光合速率明显降低,但敏感品种(C)下降的幅度较大,耐性品种(T)下降的幅度较小;耐性品种的叶片温度低,蒸腾速率也低于敏感品种。     

玉米苗期不同供水条件下水分利用效率鉴定指标研究

试验在防雨棚中盆栽条件下进行。供试玉米杂交种5个,苗期设置正常供水、轻度干旱胁迫和中度干旱胁迫3种处理,拔节期均复水到正常水平。分别在拔节期、吐丝期和成熟期对相关形态及生理指标进行测定,并与水分利用效率(water use efficiency,WUE)进行多元逐步回归分析。结果表明:在吐丝期,正常供水和中度干旱时散粉至抽丝间隔(anthesis-silking interval,ASI)短的品种WUE高;在成熟期,正常供水时粒叶比高、茎较粗和轻度干旱时粒深的品种WUE高;在正常供水时,拔节期植株矮小、叶片失水率小、成熟期收获指数(harvest index,HI)较高和穗位比较大的品种在轻度干旱胁迫下具有较高WUE;在正常供水时,出籽率较高、行粒数较少的品种在中度干旱胁迫下具有较高WUE。     

玉米芽苗期抗旱性研究进展综述

玉米从播种到出苗这一阶段对水分十分敏感.这一时期土壤水分不足,影响到萌发出苗,给玉米的播种、全苗、壮苗造成了很多困难.近些年来国内外对芽苗期抗旱性与抗旱机理的研究主要有以下几个方面:水分胁迫对玉米种子萌发生理生化反应的伤害;玉米芽苗期抗旱性的评价;玉米芽苗期抗旱性的遗传及育种等.本文对以上研究报道做一综述。     

玉米拔节期水分胁迫对植株性状、光合生理及产量的影响

利用盆栽试验研究了拔节期水分胁迫对玉米植株性状、光合生理及产量的影响。结果表明,玉米拔节期轻度、中度、重度水分胁迫处理的株高、茎粗、单株叶面积、地上部风干重、根风干重和根长均低于对照,根冠比高于对照。在子粒灌浆期测量,轻度、中度、重度水分胁迫处理的光合速率低于对照,叶片水分利用效率均高于对照。拔节期轻度、中度、重度水分胁迫处理分别比对照减产7.50%、21.04%和26.19%。     

苗期干旱对玉米产量和水分利用效率的影响

通过在防雨棚中进行的盆栽试验,以5个玉米杂交种(郑单958、郑单19、四单19、龙单13、鲁单981)为试材,研究了苗期轻度干旱和中度干旱对玉米产量和水分利用效率(wateruseefficiency,WUE)的影响。结果表明:5个品种的产量和耗水量均随干旱程度的加大而递减,四单19和龙单13的产量对干旱胁迫的敏感度小,耗水量对干旱胁迫的敏感度大(除四单19中度干旱)。轻度干旱提高了四单19和龙单13的WUE,中度干旱只提高了四单19的WUE,其它品种的WUE均随干旱程度的加大而递减。相关分析表明,WUE与抗旱指数呈显著正相关,WUE与产量呈显著正相关(除轻度干旱),但WUE与耗水量相关性不显著。四单19综合表现最好,在两种干旱胁迫处理下均同步实现了抗旱、节水、稳产的目标。     

玉米萌芽期抗旱性研究

对4个自交系丹340、丹9046、丹598和Mo17组成的6个杂交组合进行了萌芽期抗旱性研究.结果表明水分胁迫降低了杂交种的发芽势和发芽率,阻碍了胚芽和胚根的生长,降低了种子中贮藏物质的利用效率,也降低了胚乳中的淀粉酶活性.试验表明,不同杂交种在抗旱性上存在明显差异,抗旱性强的杂交种在水分胁迫下仍然保持较高的发芽势和发芽率,贮藏物质的利用效率和淀粉酶活性下降的幅度较小.因此认为通过对上述这些指标的测定可以较好地反映出玉米杂交种萌芽期的抗旱性。     

玉米对水分亏缺的响应

对玉米不同生育时期的水分亏缺指标进行分析,从玉米对水分亏缺的生态响应、激素响应、抗氧化系统的响应、渗透调节物质的响应、蛋白质的响应、呼吸作用的响应、氮代谢的响应、光合作用的响应、核酸的响应等方面研究结果进行综述。玉米吐丝期遭受水分亏缺时,对产量影响最大;在玉米受到水分亏缺时,首先细胞膨压进行改变,然后诱导信号物质（ABA）大量产生来调节气孔的开闭,达到减少水分散失的目的,进一步影响光合作用,抑制物质生产,最终产物分配受到约束,收获指数降低,产量下降。对玉米进行适度水分亏缺可以提高玉米抗旱性和水分利用效率。