4种非生物胁迫下小麦幼苗表型及可溶性蛋白含量的变化

对小麦幼苗分别进行低温(4℃)、高温(42℃)、高盐(800 mM NaCl)及干旱(20%PEG)4种非生物胁迫,从麦苗生长表型及其根、茎、叶片总可溶性蛋白含量的变化方面分析不同胁迫对小麦幼苗生长及生理变化的影响。结果表明:经过4种胁迫处理后,小麦幼苗生长均处于不同程度的抑制状态,高温、高盐和干旱胁迫下植株干枯明显,低温下植株明显较对照矮小;高温胁迫后幼苗根长仅5 cm左右,比正常植株短8~9 cm,高盐、干旱及低温条件下植株根长比正常植株短4.83 cm;4种胁迫下叶片长度也明显小于正常植株。胁迫直接导致了小麦根、茎和叶中可溶性蛋白含量不同程度的增加,根中总蛋白含量较茎和叶中低,根对胁迫也最为敏感,高温胁迫12 h后,根中总蛋白含量达到最大3.92μg·mg~(-1),高温胁迫24 h后,茎中总蛋白含量接近15μg·mg-1,而叶片中总蛋白的含量却保持72 h持续增长的状态。     

滴灌施肥灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性的影响

为探索有利于提高番茄生长和产量的温室滴灌施肥有效模式,试验设置了3个灌水下限[W1(65％θF)、W2(75％θF)和W3(85％θF)]和3个施肥水平[F1(低肥)、F2(中肥)和F3(高肥)],在设施栽培条件下研究了滴灌施肥不同灌水下限和施肥量对番茄植株生长、生理特性和产量的影响.结果表明:滴灌施肥条件下不同的灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性都有一定的影响.在同一灌水下限条件下,增加施肥量可以显著提高番茄株高、叶面积、光合和蒸腾速率、干物质量和产量,但过高的施肥量反而不利于其生长、干物质累积和产量的提高;在同一施肥水平下,适当上调灌水下限可以显著增加番茄株高、叶面积和干物质量,过高的灌水下限不利于番茄的生长、光合速率和产量的提高.在试验的砂壤土中,W2F2处理最有利于番茄的生长、干物质的形成、产量和水分利用效率的提高.研究还表明,不同水肥处理条件下,番茄的产量与干物质量和叶片的净光合速率均呈显著的线性相关,番茄叶片的水分利用效率与净光合速率的变化关系均呈二次抛物线相关.     

滴灌春小麦高效施肥技术试验研究

在干旱区灰漠土中等肥力条件下,分析了滴施不同肥料在土壤和小麦植株体内的运行方式及不同施肥量和施肥方式对小麦的增产效应.结果表明:①小麦滴灌的最佳施肥量为,氮肥234kg/hm2,磷肥108kg/hm2,钾肥61.7 k岁hMh2;最佳施肥方式为,氮肥以75%滴施25%基施,磷肥75%基施25%滴施,钾肥50%基施配合50%滴施.②滴灌小麦全肥区增产效应为26.5%～41.5%,其中,氮肥35.9%,磷肥13.8%,钾肥平均增产效应8.1%0③小麦植株体内各部位氮、磷、钾的含量均随氮、磷、钾肥用量的增加有增高趋势,氮、磷、钾肥用量每增加1kg/hm2,小麦植株体内氮、磷、钾的含量分别提高9.95%,3.09%和11.26%.④壤质土壤滴施的氮肥可以随水移动,被分配到耕层湿润峰的各个部位,磷肥主要集中在0～10cm表层,钾肥移动性好于磷肥,但弱于氮肥.     

花后干旱条件下冬小麦顺序和非顺序衰老同化物积累及转运特性

以小麦顺序衰老(正置茎)和非顺序衰老(倒置茎)茎为材料,比较研究了自然天气和干旱条件下小麦正置茎和倒置茎叶片绿叶面积、光合速率、蔗糖磷酸转运酶活性以及地上器官同化物积累和转运特性,旨为进一步研究小麦叶片非顺序衰老的生理生化机制提供思路和理论指导。试验表明:无论是自然天气条件还是干旱条件,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的绿叶面积、光合速率和叶片干重均明显高于旗叶,表现出旗叶早于倒二叶衰老的特征;倒置茎花后同化物转运量、转运率和对籽粒的贡献率、穗重以及叶片蔗糖磷酸合成酶活性均明显高于正置茎。表明小麦叶片的非顺序衰老与花后同化物的快速转运有关,这种衰老方式对小麦籽粒的后期充实是有利的,并且对干旱条件有较强的适应能力。     

滴灌施肥量对棉花生长、养分吸收及产量的影响

2012年以新陆早33号棉花为供试作物,利用田间小区试验研究了大田膜下滴灌施肥条件下,不同滴灌施肥量对棉花植株氮、磷、钾养分的吸收、干物质积累及籽棉产量的影响。设置了5个N-P2O5-K2O施肥水平150-60-30、200-80-40、250-100-50、300-120-60 kg·hm-2和350-140-70 kg·hm-2(分别记为F1、F2、F3、F4和F5),灌水量为100%ETc(作物蒸发蒸腾量)。结果表明:在新疆膜下滴灌条件下,棉花干物质积累与氮、磷、钾养分吸收和吸收速率均随着滴灌施肥量的增加呈增大的趋势,施肥量达到F4时,棉花的干物质累积和氮、磷、钾的吸收和吸收速率最大;随着施肥量的增加,棉花产量有增加的趋势,但当施肥量大于F3,棉花产量随施肥量的增加(F3,F4,F5)无显著性差异;F3施肥水平下的氮肥农学效率、磷肥农学效率、钾肥农学效率和肥料偏生产力显著大于F4与F5施肥水平。从节肥和生态可持续发展角度来看,F3施肥水平,即250-100-50 kg·hm-2(NP2O5-K2O)为最佳滴灌施肥量。     

极端干旱区滴灌条件下葡萄茎流变化规律研究

为探究极端干旱区滴灌葡萄植株茎流变化规律及其影响因素,本文采用Flow4-DL包裹式茎流计监测滴灌和沟灌条件下葡萄植株的茎流变化规律,研究了茎流速率的变化规律与气象因子的相互关系,以及日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量之间的关系.研究结果表明:在晴天,葡萄植株茎流速率的日变化呈现双峰曲线;在阴天,葡萄植株茎流变化曲线呈现多峰型;通过对各环境因子与葡萄植株茎流进行偏相关分析,得到茎流与光合有效辐射、风速极显著相关,与饱和水汽压显著相关,与温度、湿度不显著相关,相关程度依次为:光合有效辐射＞风速＞饱和水汽压＞空气湿度＞空气温度;采用逐步删除法进行多元回归分析,得到茎流与光合有效辐射、风速、饱和水汽压具有较强的线性相关关系,回归方程达到极显著水平;滴灌和沟灌情况下日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量呈显著线性相关关系,且沟灌的相关性高于滴灌.     

小麦光合特性对二氧化碳浓度升高的响应

通过采用美国便携式光合作用测定系统实地设置不同CO2浓度,分析了CO2浓度升高对小麦产量贡献较强的两个时期(扬花期和灌浆期)净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等光合特性的影响,预测了未来高二氧化碳浓度条件下小麦水分利用率的变化趋势.结果表明:小麦不同生育期(扬花期和灌浆期)随着CO2浓度增加,净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率总体呈现逐渐上升的趋势,叶片气孔导度和蒸腾速率都呈现先降后升再降的趋势,气孔限制值则呈现逐渐降低的趋势;小麦不同生育期(扬花和灌浆期)CO2浓度与净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率均呈现极显著的正相关,其中与叶片胞间CO2浓度的相关系数最高;与气孔导度和蒸腾速率在扬花期阶段呈现显著正相关,在灌浆期呈现负相关;而与气孔限制值在两个时期均呈现极显著负相关.     

大气CO_2浓度增高和施氮量对抽穗期春小麦光合参数及水分利用效率的影响

在开顶式小型温室内模拟大气CO2浓度增高,并在N0,N100,N200计3个氮素水平〔施N量分别为纯N0、0.1、0.2 g/kg(土)〕下盆栽小麦,研究小麦光合作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2升高的响应及其氮素调控机制。结果表明,760μmol/molCO2浓度×N素小麦叶片的净光合速率、叶片胞间CO2浓度、气孔限制值及叶片水分利用效率较对照呈明显上升趋势,叶片气孔导度显著降低,蒸腾速率则呈先降后升的趋势;在400μmol/molCO2浓度下,N0和N100处理的小麦光合速率明显下降,但N200处理较当前CO2浓度处理明显升高;气孔导度,胞间CO2浓度以及蒸腾速率呈现下降的趋势,小麦的气孔限制值Ls和WUE在N200条件下表现最高,较各个处理均达到极显著水平。两种大气CO2浓度下的小麦叶片光合速率和气孔导度均随氮素水平的升高而明显升高,胞间CO2浓度和蒸腾速率表现均不一致。因此,长期高CO2浓度使得小麦叶片WUE和Ls值显著升高,在低中氮处理下产生明显的光合下调现象,但在高氮处理下却不发生。     

三十烷醇纳米制剂对冬小麦抗旱生理特性的影响

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物，在步入式气候室内开展盆栽试验，设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平，剂型为市售三十烷醇微乳剂（TRIA，T1）、水滑石负载三十烷醇纳米制剂（TRIA-LDH，T2）和助剂条件对照（T3）；灌溉水平分别设置为土壤田间持水量的90%（充分灌溉，W1）、60%（中度水分胁迫，W2）和40%（重度水分胁迫，W3）。结果表明：（1）在相同水分处理下，喷施TRIA和TRIA-LDH对小麦叶片光合速率有促进作用。中度水分胁迫下，喷施TRIA和TRIA-LDH的小麦地上部干质量较对照处理分别增加69.9%和32.7%，水分利用效率分别增加32.2%和16.4%；重度水分胁迫下，喷施TRIA-LDH的小麦耗水量比喷施TRIA显著降低24.0%，地上部干物质积累量增加，因此水分利用效率显著提高13.6%。（2）中度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性比喷施TRIA处理显著增加2倍，重度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片SOD活性比喷施TRIA处理显著增加1倍，表明喷施TRIA-LDH比喷施TRIA对抗氧化酶活性的促进效果更好。（3）重度水分胁迫下，喷施TRIA-LDH与TRIA的小麦叶片ABA含量分别比对照处理显著降低21.8%和30.9%，表明重度水分胁迫下外源施用三十烷醇可通过降低叶片ABA含量有效缓解水分胁迫对于植株生长的抑制。（4）重度水分胁迫下，喷施TRIA的小麦叶片保卫细胞Ca²⁺大量外流，而喷施TRIA-LDH的叶片保卫细胞Ca²⁺内流，可见植物对TRIA-LDH的吸收利用效果更好。在水分胁迫下，三十烷醇纳米制剂增强了植株的抗旱能力，提高了植株的水分利用效率。因此，水滑石纳米载体可用于负载三十烷醇，实现三十烷醇对植物高效、可持续的调控。     

不同程度干旱胁迫及复水对春玉米(丹玉39)茎流动态的影响

利用大型移动防雨棚开展了玉米干旱胁迫及复水试验,通过分析玉米植株茎流速率变化规律,揭示了不同程度干旱胁迫及复水对玉米植株茎流速率的影响及其对环境因子的响应规律。结果表明:1不同发育期干旱胁迫及对照试验的玉米植株茎流速率在晴天均呈单峰曲线,在阴天或多云天呈现不规则的上下波动状态;干旱胁迫导致玉米茎流速率显著下降并且峰值提前;复水后的茎流速率与对照间的差异缩小,但仍低于对照且峰值提前;2比较拔节—吐丝期茎流速率平均值为:对照重度干旱胁迫中度干旱胁迫,吐丝—乳熟期和乳熟—成熟期均为:对照中度干旱胁迫重度干旱胁迫。3茎流速率与净辐射、气温呈现显著正相关,与相对湿度呈现显著负相关;重度干旱胁迫后,土壤水分的亏缺影响了玉米植株茎流速率,减弱了相对湿度对其茎流速率的影响。     

春小麦蒸腾测定中茎流计的标定及其应用

通过人工气候生长室盆栽试验,在对不同珍珠岩覆盖量下的土壤蒸发特征进行分析的基础上,采用由热平衡原理设计的茎流计对三个水分处理(高85％ ～ 75％、中65％～55％、低45％ ～ 35％)下的盆栽春小麦蒸腾特征进行研究并依据称重法结果加以标定,结果表明:(1)珍珠岩覆盖量为0.11 g/cm2时能够达到较好效果,并据此换算出测定时段春小麦实际蒸腾量占总蒸散量的比值为83.04％;(2)单株小麦茎流速率与蒸腾速率的回归分析得出相关系数r=0.92,方程斜率与截距值分别为0.4463和8.3391,以小时(h)为单位的回归分析结果与以天(d)为单位的类似;(3)以2012年10月31日为例,标定后单株小麦蒸腾速率分别为:高26.51 g/d、中17.13 g/d、低12.71g/d.采用茎流计法测定田间作物蒸腾时对测定结果加以标定是非常必要的.     

Effects of deficit irrigation on daily and seasonal variations of trunk sap flow and its growth in Calligonum arborescens

Water deficit in arid and semiarid regions affects whole-plant sap flow and leaf-level water relations. The objectives of this study were to clarify how sap flow of Calligonum arborescens responds to different drought stress conditions and to understand its acclimation mechanism to drought environments. A field experiment was conducted for C. arborescens during the growing season to evaluate the effects of deficit irrigation on the daily and seasonal variations of trunk sap flow in the shelterbelt along the Tarim Desert Highway, Xinjiang, China. Three different water regimes (2,380, 1,960 and 1,225 m3 /hm2 ) were applied at different stages of plant growth. From 1 May to 30 October 2007, a heat-balance stem flow gauge was used to monitor the sap flow dynamics of C. arborescens under different water regimes. Atmospheric evaporation demand and soil moisture conditions for differentially irrigated C. arborescens were also monitored. The result showed that sap flow exhibited a clear diurnal pattern regardless of treatments; the diurnal patterns of sap flow and vapour pressure deficit were very similar under different water regimes and growing seasons, while the slope of the linear regression of this correlation confirmed an increasing water regime. The sap flow decreased under reduced water regimes and there was nocturnal sap flow regardless of water regimes, which was mainly contributed to nocturnal transpiration and water recharge. The sap flow peaked before midnight and dropped afterwards with obviously higher values in summer than in other seasons. It is speculated that the water consumption of C. arborescens during the day can be supplemented through the sap flow at night, which increased with increasing irrigation amount. Net radiation was the most significant correlated factor that influenced sap flow velocity and transpiration under different water regimes (R2 >0.719). Compared with the commonly practiced water regime, the growth of C. arborescens was significantly slower in the stress deficit irrigation, but not significantly different from that in the moderate deficit irrigation. The moderate deficit irrigation would not affect the stability of the shelterbelt and was a more efficient use of water resources compared with the current watering amount.     

井式节水灌溉下干旱区灰枣树干液流动态及其对气象因子的响应

在干旱区采用热扩散式液流仪(TDP)、HOBO小气候仪连续监测井式节水灌溉方式下盛果期枣树干液流及气象因子,探讨井式灌溉条件下盛果期枣树干液流变化对气象因子的响应。结果表明:枣树整个生育期树干液流总量为3 935 kg,夏季液流累积量为2 387 kg,约占整个生育期液流总量的61%,蒸腾耗水量夏季最为严重。影响各月枣树干液流的主导气象因子不同,而太阳辐射占各月比例较多。太阳辐射、水汽压亏缺值越大并不代表液流速率越大,液流速率的大小取决于时间、气象及枣树生理状态。     

极端干旱区3种植物液流特征及其对环境因子的响应

运用热平衡法包裹式茎流计,对塔克拉玛干沙漠南缘地区优势植物种梭梭(Haloxylon ammodendron)、头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)（以下简称骆驼刺）生长季茎干液流速率变化规律进行持续观测。利用自动气象站对气象因子如太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)以及风速进行同步观测,并对气象因子与不同植物液流速率之间的相关关系进行分析。结果表明:① 梭梭液流速率日变化趋势为双峰或多峰型,表现出明显的“午休”现象,而头状沙拐枣呈单峰或多峰型,骆驼刺则表现为单峰型,两者均没有明显的“午休”现象;头状沙拐枣与骆驼刺液流启动时间比梭梭延后1 h左右,却提前1 h左右到达液流峰值,液流速率下降时间基本一致;② 整个生长季中,梭梭单枝液流量均保持较高水平,在7月达到最大值,而头状沙拐枣和骆驼刺则在8月时达到最大值;③ 3种植物在不同天气条件下液流速率大小依次为：晴天>沙尘暴>阴天>雨天;④ 3种植物液流速率与太阳辐射(Rs)、空气温度(Ta)和空气水汽压差(VPD)呈极显著的正相关(P<0.01),与空气相对湿度的关系则表现为极显著的负相关(P<0.01)。     

柴达木盆地沙棘茎流速率与环境因子的关系

采用热扩散flow-32包裹式茎流计,于2014年6—9月对柴达木盆地的沙棘茎流速率进行连续观测,并应用Vantage Pro 2小型气象站对林地的太阳辐射、大气温度、相对湿度主要气象因子进行同步采集,对不同天气条件下沙棘茎流速率的变化规律以及茎流速率与主要气象因子的相关关系进行研究。结果表明:典型晴天下沙棘茎流日变化呈双峰型,典型阴天下沙棘茎流呈单峰型,晴天的平均茎流速率是阴天的2.87倍;生长季各月的平均茎流速率为:8月7月9月6月;6—9月沙棘茎流速率与温度、太阳辐射呈极显著正相关(P0.01),与湿度呈极显著负相关(P0.01),各气象因子相关系数绝对值为:太阳辐射(0.811)大气温度(0.594)湿度(-0.571),太阳辐射是主导环境要素;用SPSS软件针对上述3种环境因子进行多元线性逐步回归,得回归模型Fs=19.268-0.221Ta-0.055RH+0.036Rs(R2=0.82),能够对柴达木盆地的沙棘蒸腾耗水量进行预测。     

不同灌溉模式下氮肥水平对水稻生物学特性及水分利用效率的影响

为了研究不同灌溉模式下氮肥水平对水稻生物学特性及水分利用效率的影响,以两优培九为材料,设计3种不同的灌溉模式（常规灌溉、干湿交替灌溉和厢沟灌溉,分别记作W1,W2,W3）和4种不同氮肥水平（0,90,180,270 kg/hm2,分别记作F0,F1,F2,F3）的大田试验。结果表明：与W1处理相比,W2和W3处理水稻灌...     

秸秆覆盖和根系互作对间作玉米生理特性及产量的影响

通过盆栽试验研究了不同秸秆覆盖水平和玉米/大豆间作系统中根系互作对玉米的影响。结果表明：秸秆覆盖 和根系互作可增加玉米成熟期单株绿叶面积和不同生育时期的叶绿素含量,且根系互作的作用随覆盖水平的提高而增强;玉米成熟期的植株含水量和根伤流显著受到覆盖的影响,而受根系互作的影响不显著(P＞0.05);覆盖和根系互作可提高玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而降低胞间CO₂浓度,其中相同隔根处理下,T1和T0间的差异显著;覆盖和根系互作可改善玉米产量各构成因素,并提高成熟期单株生物产量和经济产量。相关分析发现,玉米单株绿叶面积、叶绿素含量、根伤流速度、光合速率均与产量存在直线正相关关系。得出,覆盖和根系互作有利于改善玉米生理特性,提高产量,且根系互作的优势作用随覆盖水平的提高而增强。     

沙木蓼蒸腾耗水规律研究

采用热平衡包裹式树干茎流测量系统(Stem Heat Balance,SHB)和自动气象站观测沙木蓼生长季茎干液流以及环境因子,以揭示毛乌素沙地沙木蓼(Atraphaxis bracteata A.Los)蒸腾耗水规律。结果表明:1)沙木蓼液流具有明显的昼夜节律,启动、停止与日出、日落同步,夜间仍保持一定液流,以补充植物体水分亏缺。2)沙木蓼液流规律受天气影响显著:降雨时白天的液流速率大幅下降,夜间液流却大幅提升,日液流总量降至晴天的一半;阴天液流速率平缓,昼夜差距减小,液流总量较晴天小幅下降;多云天液流速率波动剧烈,但总液流量变化不大。3)沙木蓼生长季的液流量与土壤水分状况和植物体的生长阶段密切相关,6、7月份沙木蓼植株处在旺盛的营养生长阶段,新叶生长迅速,加上土壤含水充足,液流量总体是增长趋势,从7月末到8月份沙木蓼植株从营养生长期过渡到生殖生长以开花结果为主的阶段,蒸腾减小,同时天气干旱土壤水分逐渐亏缺,液流量呈下降趋势。4)从6月到8月基茎9mm,16mm,25mm的沙木蓼总耗水分别为100.8kg,170.5kg,301.3kg。沙木蓼植株生长季茎干液流总量基本与基茎成正比,平均为11.5kg/mm/a,可以用来作各个茎级沙木蓼植株的茎干液流推算,进而推算已知林分的总蒸腾耗水量。     

塔里木河下游地区胡杨、柽柳液流变化研究——以英苏断面为例

应用先进的PHYTALK植物生理生态监测系统对塔里木河下游英苏断面胡杨、柽柳的液流流速和相关环境因子日变化进行了监测。结果表明:胡杨和柽柳的液流速率日变化趋势相似,有明显昼夜节律变化,夜晚平稳,白天波动剧烈,呈多峰值;受植株水分储存的影响,液流早晨启动后,液流突然下降,达到一个低值后开始恢复;主要受降雨影响,距主河道100m处的胡杨枝平均液流速率低于距主河道200m处相同直径柽柳枝的平均流速;试验期,影响胡杨和柽柳液流的主导环境因子不同,每个因子都有各自的影响机制;植株液流的变化是植株自身生理调节和外界环境共同作用的结果。