夏玉米苗期对不同时长干旱-复水的生理响应机制

为探究干旱-复水环境下夏玉米苗期的生理调节机制,采用桶栽的方式,设置3个水分处理:正常处理(CK):75%～85%θ_f(田间持水量),轻度胁迫(W₁):60%～70%θ_f,中度胁迫(W₂):50%～60%θ_f;设置3个胁迫时长,7 d(T₁)、10 d(T₂)、13 d(T₃);于胁迫与复水期间测定夏玉米苗期叶片的渗透调节物质、抗氧化酶及光合指标。结果表明:在轻度和中度胁迫下,脯氨酸(Pro)含量呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高32.7%、44.1%;复水后,胁迫10 d处理的Pro累积量高于胁迫7 d的处理,而胁迫13 d无明显累积效应。超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫期间呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高22.0%、12.4%;复水后活性增强,且胁迫13 d处理的SOD活性高于胁迫10 d和胁迫7 d处理。过氧化物酶(POD)活性在轻度胁迫处理下呈先增大后减少趋势,...     

花期干旱对大豆叶绿素荧光参数的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,研究大豆开花期干旱对叶片叶绿素荧光参数的影响,结果表明:大豆开花期受旱后,可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)、可变荧光与初始荧光比(Fv/F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)均降低,而ETR升高。说明光系统Ⅱ(PSⅡ)受到了伤害,使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、起光保护作用的热耗散降低,光合电子传递速率升高。花期干旱胁迫后,各参数存在基因型差异,新大豆1号在花期干旱条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多地用于光化学转化能力,抗旱能力强。因此,花期干旱胁迫下,叶绿素荧光参数(Fv/F0、Fv/Fm)变化与大豆品种抗旱性有关,利用大豆品种叶绿素荧光对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的。     

不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应及HvPIPs基因表达特征分析

为研究不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应,挖掘优质抗旱的大麦种质资源,以4份不同基因型大麦(2个高抗品种ZDM5430和ZDM5458,2个干旱敏感型品种7DCADA和IL-12)为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件,综合分析不同品种大麦的苗期抗旱性差异;并通过对不同品种根系进行PIPs实时定量分析,研究水通道蛋白AQPs基因与干旱胁迫之间的应答关系。结果表明,持续干旱胁迫会使大麦生长变缓,各处理苗长、根长、叶含水量和根含水量都呈下降趋势,其中,4个品种的大麦叶含水量在干旱胁迫14 d时下降最为显著,与对照相比,其降幅分别为29.14%、52.64%、21.67%和72.15%。干旱胁迫对大麦苗期干物质积累量和根冠比的影响较小,各处理间差异不显著;但持续干旱后,抗旱品种ZDM5430的根冠比呈上升趋势,在胁迫7、14、21 d时较CK分别增加了4.92%、42.86%和21.05%。随着胁迫时间的延长,大麦旗叶叶绿素含量和根系活力也呈下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458较对照组降幅较小,说明抗旱品种的形态指标、叶绿素含量及根系活力受干旱胁迫的影响较小。通过PIP...     

干旱胁迫对不同根型苜蓿内源激素含量的影响

为探究不同根型苜蓿在不同生长年限的抗旱性与内源激素间的关系,采用高效液相色谱法测定根茎型、直根型、根蘖型苜蓿播种当年及生长第2年在干旱胁迫后地上与地下部内源激素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）含量。结果表明,随干旱胁迫加剧,播种当年及生长第2年,根茎型、直根型和根蘖型苜蓿地上、地下部IAA和ZT含量显著降低,相比CK,IAA的年均降幅分别为50.09%、36.52%、49.15%和58.17%、53.42%、56.62%,ZT的年均降幅分别为38.11%、52.57%、36.18%和43.86%、63.94%、54.17%。ABA含量显著升高,随生长年限延长增幅降低,种植当年及生长第2年的增幅分别处于62.50%～358.82%和19.70%～85.19%之间;而GA₃含量在播种当年显著下降,生长第2年中、重度胁迫下达到峰值。相比CK,播种当年地上、地下部GA₃/ABA、IAA/ABA、（IAA+GA₃+ZT）/ABA比值及干质量随胁迫加剧呈下降趋势;生长第2年...     

褪黑素浸种对大豆种子萌发过程中干旱胁迫的缓解效应

以大豆干旱敏感型品种绥农26为材料,采用室内培养法,研究不同浓度褪黑素(0、100、300、500、800μmol·L^-1)浸种对6%PEG-6000模拟干旱胁迫条件下大豆种子萌发的影响。结果表明:干旱胁迫处理抑制了大豆种子萌发,与对照(蒸馏水处理种子)相比,处理D(6%PEG处理种子)的发芽势、发芽率、根体积和鲜重显著降低,降幅分别为38.14%、23.72%、21.4%、25.6%;根系电导率、MDA和H₂O₂含量大幅上升,增幅分别为51.18%、83.33%和60.60%。而褪黑素浸种处理(100、300、500、800μmol·L^-1)显著缓解了干旱胁迫对种子萌发的抑制,促进了根系生长,其中以根直径和干重提升最为显著,分别增加了16.38%、29.73%、34.97%、31.72%和10.70%、14.28%、10.70%、25.00%;抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性提高,其中处理M500+D(500μmol·L^-1褪黑素+6%PEG)效果最为显著,增幅...     

干旱胁迫对春小麦旗叶生理特征及其根系抗旱基因表达特征的影响

研究干旱胁迫对春小麦品种旗叶生理特征及其根系抗旱基因表达的影响,对春小麦抗逆栽培和新品种选育具有重要意义。在大兴安岭西麓旱作区,以抗旱组及水敏感组春小麦品种为供试材料,进行干旱（旱棚防雨）和对照（调控补水）2种水分控制处理,分析干旱胁迫下不同春小麦品种旗叶光合指标、生理指标及根系抗旱基因表达差异。结果表明,干旱与对照处理间春小麦旗叶光合特性、生理特征及根系抗旱基因表达等指标均存在显著差异（P<0.05）;干旱胁迫下春小麦旗叶SPAD、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）显著降低,且抗旱组下降幅度显著低于水敏感组;而生理指标过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、脯氨酸（Pro）均显著升高,丙二醛（MDA）显著降低;其中抗旱组中Pro含量为90.36μg·g^-1,显著高于水敏感组(70.36μg·g^-1),MDA含量(19.82μmol·g^-1)显著低于水敏感组(22.05μmol·g^-1)。TaXTH-...     

‘赞皇大枣’和‘冬枣’对干旱胁迫的生理响应

以3 a生定干80 cm的‘赞皇大枣’和‘冬枣’为试材,设干旱和正常灌水两种处理,在处理21 d时测定其生长指标、叶绿素含量、光合及荧光参数、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和内源激素含量,分析两个枣树品种响应干旱胁迫的生理差异。结果表明：干旱胁迫主要抑制了两个枣树品种的新梢叶片数、叶片长度和枣吊长度,‘冬枣’的新梢节间数下降了45.5%,而‘赞皇大枣’的单株枣吊总数下降了45.61%。干旱胁迫后,‘赞皇大枣’和‘冬枣’的叶片叶绿素总含量分别下降了18.94%和29.32%。‘赞皇大枣’的光合、蒸腾速率在正常灌水和干旱胁迫后均高于‘冬枣’,而在正常灌水情况下,除F_m以外,二者的荧光参数值无显著差异。干旱胁迫后,‘赞皇大枣’的C_i无显著变化,而‘冬枣’的C_i降幅为48.07%。相比于‘冬枣’,干旱胁迫后‘赞皇大枣’的ΦPSⅡ和qP分别提高97.69%和77.25%,qN降低18.29%。正常情况下,两个枣树品种叶片的相对电导率、MDA和Pro含量无显著差异,‘赞皇大枣’的可溶性糖和可溶性蛋白含量比‘冬枣’分别高148.29%...     

嘧菌酯提高马铃薯耐旱性的生理基础研究

采用盆栽法,以抗旱性不同的3个马铃薯栽培种为研究对象,于播种前以25%嘧菌酯悬浮剂为沟施药剂处理(A),正常浇水为对照(CK,土壤体积含水量θw:60%~70%),干旱为水分处理(D,θw:30%~40%),以及干旱与药剂共同处理(A-D)。通过测定叶片光合参数、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量及马铃薯单株产量与品质等指标,探讨施用嘧菌酯对改善马铃薯干旱胁迫耐受性的生理基础。结果表明:嘧菌酯可有效增强马铃薯叶片净光合速率和气孔导度;在正常水分条件下,施用嘧菌酯可引起叶片过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的增强,具有延缓植株衰老的作用;在干旱胁迫条件下施用嘧菌酯可降低叶片MDA和脯氨酸含量,提高植株耐旱性。A较CK处理青薯9号、陇薯6号和大西洋单株产量分别增加30.74%、59.87%和5.90%,A-D较D处理分别增产15.17%、43.43%和16.49%;A处理青薯9号、陇薯6号和大西洋综合品质得分分别为1.184、2.856和0.621,A-D处理分别为-1.112、-0.240和-0.349。可见,嘧菌酯有利于干旱胁迫条件下马铃薯块茎品质的提高。     

糜子幼苗对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

采用盆栽方法,研究了人工控水条件下,不同糜子品种苗期干旱条件下的形态和生理特性.结果表明,(1)与正常供水条件相比,轻度水分胁迫下陇糜4号、5283黄、晋黍7号3个品种在株高、叶面积、总根长、根系总体积等形态指标方面变化不大,但在重度胁迫时差异达显著水平;且随着胁迫程度的加剧,3品种各值呈下降趋势,晋黍7号的降幅小于陇糜4号和5283黄;(2)3品种根系的活性氧清除系统和渗透调节物质,随着胁迫程度的增加,SOD、POD、脯氨酸和可溶性糖的含量均呈上升趋势,上升幅度表现为陇糜4号＜5283黄＜晋黍7号,与正常供水相比,3品种的SOD、脯氨酸和可溶性糖在不同处理下与对照相比差异显著,除陇糜4号外,其它2品种的POD在中度和重度水分胁迫下与对照相比差异显著;(3)对叶绿素含量、叶片相对含水量和光合速率,随着胁迫程度的增加,3品种各值均呈下降趋势,晋黍7号受影响最大,3品种的各值在重度胁迫下与对照相比差异显著;(4)对根系活力及细胞膜透性而言,晋黍7号的根系活力受水分胁迫的影响较大,且晋黍7号的细胞膜透性和MDA含量增加幅度大,受干旱损害也大,抵御干旱的能力较弱,其抗旱性相对较弱,雨陇糜4号的抗旱性较强.     

基于AHP-EWM-TOPSIS的温室辣椒最佳调亏灌溉方案优化研究

辣椒对土壤水分非常敏感,传统的灌溉方式以单一追求高产为目的,对农作物进行大量灌溉,辣椒产量的提高往往伴随品质的下降。为选出能平衡产量和品质的最优调亏灌溉方案,本试验以辣椒为研究对象,以全生育期充分供水(75%～85%θ_f,θ_f为田间持水量)作为对照(CK),在3个调亏时期(苗期M、花期H和果期G)分别设置2种调亏程度(轻度水分调亏LS:65%～75%θ_f,重度水分调亏SS:55%～65%θ_f)和2种调亏历时(短期调亏：连续亏水4 d,长期调亏：连续亏水8 d),研究不同调亏处理对辣椒生长、产量和品质的影响。结果表明,在各生育期进行调亏灌溉均会减小辣椒株高、茎粗、叶面积及营养器官干物质。与花期和果期相比,苗期水分调亏对辣椒生长指标及营养器官干物质的抑制程度最大,尤其在苗期长期重度水分调亏(MSS-8)下,营养器官干物质最少,较CK下降27.85%。另外,苗期和花期适度的水分调亏有利于提高辣椒生殖器官干物质和产量,其中,苗期短期轻度(MLS-4)、苗期长期轻度(MLS-8)及花期短期轻度(HLS-4)水...     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...     

地布和生草二元覆盖对关中猕猴桃园土壤水分、果树生长和产量的影响

为探明不同覆盖模式对关中平原地区猕猴桃生长发育及果实产量、品质的影响,设置树下地布行间生草覆盖(F₁G₁)、树下地布行间裸地覆盖(F₁G₀)、树下裸地行间生草覆盖(F₀G₁)、裸地(CK)4种覆盖模式,其中F₁G₁为二元覆盖,F₁G₀和F₀G₁为单一覆盖,裸地为无覆盖,对比分析了各处理对不同生育时期土壤水分、猕猴桃生长生理和果实产量、品质等参数的影响。结果表明,二元覆盖有效改善了土壤水分环境,在猕猴桃萌芽展叶期和开花坐果期其20～100 cm土层树下和行间土壤含水率差值比率(SMDR)最低,土壤水分竞争最小;在果实膨大期和果实成熟期其树下、行间0～100 cm土层的土壤含水率较CK均有增长。不同覆盖模式对猕猴桃树不同生育时期的营养生长和光合生理参数影响不同,其中单一覆盖F₀G₁对新梢...     

不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响

为明确不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响,为大豆抗旱育种提供理论依据,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和水分胁迫(50%田间持水量,持续20 d)处理,成熟期测定主要农艺性状。试验结果表明,大豆地上部农艺性状和产量主要由地上部基因型决定,但水分胁迫下也会受到根系基因型的影响。正常供水与水分胁迫下,与辽豆21相比,辽豆14接穗的株高平均提高24.3%和14.8%,主茎节数分别平均提高19.6%和15.3%,分枝数分别平均提高60.2%和90.6%,单株生物量平均提高57.1%和87.1%,单株荚数平均提高70.0%和92.3%,分枝荚数平均提高159.9%和197.9%,分枝瘪荚率平均降低57.8%和60.4%,最终单株粒重平均提高19.9%和54.9%。与辽豆21自身嫁接植株相比,水分胁迫下,嫁接辽豆14砧木使单株荚重、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别显著提高了45.8%、27.4%、21.7%、5.2%和20.4%,产量性状的提高与主茎第9～15节位间有效荚数的提高有关。因此,通过地上部与根系的协同改良是提高大豆抗旱性的重要途径。     

分蘖期干旱胁迫对水稻光合特性及产量的影响

采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖...     

低钾胁迫下干旱对烤烟幼苗生理特性及钾含量的影响

为探究低钾胁迫下不同干旱程度对烤烟幼苗生理特性及烟株钾含量的影响,以烤烟品种‘K326’为试验材料,采用室内水培法,分别设置不同钾水平(低钾0.15 mmol·L^-1,常钾5.00 mmol·L^-1)和模拟干旱程度(PEG-6000浓度分别为0、5%、10%、15%、20%)双因素处理,对烟株生理指标、光合特性及烟株各部位钾含量进行测定。结果表明：相同PEG-6000浓度下,低钾水平处理的烟株地上部及根系干质量、鲜质量、根系活力、烟叶光合指标(除胞间CO₂浓度和水汽压饱和亏外)和各部位钾含量均低于常钾水平,其中低钾水平下烟株地上部及根系钾含量较常钾水平分别降低了10.62%～21.70%和35.96%～58.82%。常钾水平下,随着PEG-6000浓度的升高,烟株根系干质量、根系活力、叶片净光合速率、气孔导度、水分利用率、叶片可溶性蛋白含量、叶片POD、CAT活性均表现为先升高后降低,且均在PEG-6000浓度为10%时达到最大值,与PEG 0处理相比,各指标分别增加了16.01%、131.66%、27.87%、73.6...     

芥菜型油菜资源品质与萌发期模拟干旱抗性的评价及其相关性分析

为研究不同芥菜型油菜种质萌发期耐旱性，探索油菜籽脂肪酸与萌发期耐旱性的关系，便于耐旱种质的筛选，采用PEG-6000模拟中度及重度干旱胁迫，对193份芥菜型油菜萌发期的耐旱性及其与品质性状的相关性进行研究。结果表明，参试材料的脂肪酸组成变异丰富，尤其是芥酸、花生烯酸和油酸变异系数均超过50%；中度及重度干旱胁迫均能显著影响油菜萌发，重度干旱胁迫条件下参试材料相对发芽率差异更大，变异系数为81.66%~112.88%；芥菜型油菜萌发期耐旱性普遍较高，两种不同程度干旱胁迫条件下的材料耐旱性呈极显著正相关，相关系数约为0.35~0.56；芥菜型油菜耐旱性与脂肪酸含量及脂肪酸组成均相关，尤其是脂肪酸组成，高含量的超长链脂肪酸及低含量的长链脂肪酸有利于芥菜型油菜萌发期对干旱的适应。采用连锁聚类分析综合评价两种不同胁迫条件下材料的耐旱性表现，筛选出20个综合耐旱性强的芥菜型油菜品种（系），其中仅有3份为低芥材料，超过80%的材料芥酸含量大于25%。     

小麦高代系的抗旱性状筛选与抗旱性评价

于2020—2021年度和2021—2022年度两个生长季,在杨凌抗旱棚（DS）、杨凌农作一站（YAS）和乾县试验站（QX）3个环境下分别测定了43份和20份小麦高代系的8个农艺性状及8个产量性状,通过计算抗旱指数评价各性状对小麦抗旱指标的贡献率,同时利用隶属函数法、聚类分析等方法进行综合分析,筛选抗旱性强的小麦高代系。结果表明,在干旱胁迫环境（DS）下,小麦的农艺性状和产量性状均受到不同程度的抑制。基于各性状对小麦抗旱指数的贡献度,筛选出生物量、产量、小穗数和千粒重等作为评价小麦抗旱性的重要指标。通过抗旱性综合评价值D和聚类分析将供试小麦品种（系）分为高抗旱、抗旱、中等抗旱、干旱敏感和干旱高敏感5个等级,两年度鉴定出21-1、21-34、21-39、21-18、21-2和22-17共6份高抗旱小麦品系。     

生物炭对不同水氮条件下小麦产量的影响

研究生物炭与氮肥互作在不同水分条件下对小麦关键生育期旗叶光合参数、产量与主要农艺性状的影响,探讨生物炭改良不同水肥条件土壤并提高其作物产量的效果与内在机理,可为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。本研究采用盆栽试验,生物炭用量设置五个水平(0,1%,2%,4%和6%),氮肥设置N0,N1和N2(0,0.2 g·kg~(-1)和0.4 g·kg~(-1))三个水平,小麦拔节期控制土壤田间持水量的80%和50%模拟正常水分和干旱胁迫两种水分环境。于小麦拔节期和抽穗期测定旗叶光合参数和SPAD值,成熟后对小麦籽粒产量及主要农艺性状进行统计。结果显示:(1)与不施生物炭处理相比,1%和2%生物炭用量平均增产6.62%和11.01%,4%和6%生物炭用量平均减产6.88%和10.1%,同时会导致千粒重、穗粒数和株高的降低;(2)正常水分条件下,1%和2%生物炭用量与N1和N2之间存在协同增产作用,而4%和6%生物炭用量表现出负面效应;(3)干旱胁迫条件下,仅1%和2%生物炭用量与N1存在协同增产作用,生物炭处理削弱N2增产潜力;(4)N0水平下,生物炭处理均表现出促进小麦旗叶光合速率,增加产量的作用;(5)N1条件下,生物炭促进小麦旗叶光合速率且在干旱胁迫条件下效果更明显。总体上生物炭对小麦旗叶光合参数和产量的影响受生物炭用量、氮素水平和水分条件共同制约且存在复杂的交互作用,干旱会限制生物炭与氮肥的协同增产作用;在低肥力土壤上应用生物炭的增产效果较好,而在质地较细且肥力中等的土壤应用时推荐48 t·hm~(-2)(2%)生物炭用量。