苗期干旱胁迫及复水对玉米植株生长及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽控水试验,研究了对水分敏感性不同的2个玉米品种酒单2号和豫玉22号幼苗在水分胁迫及复水后株高、植株生物量、叶片MDA含量、SOD、POD及CAT等酶活性的变化,以探讨干旱胁迫及复水对玉米生长发育及抗氧化酶的影响机制。结果表明,干旱胁迫可抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致株高、地上部生物量显著下降,酒单2号对干旱的敏感性高于豫玉22号。复水后,2个品种的株高、生物量都产生了补偿效应,豫玉22号更明显。干旱胁迫增加了2个品种叶片的丙二醛含量,豫玉22号变化幅度小于酒单2号。复水后豫玉22号叶片中MDA含量更接近于对照水平。干旱胁迫下,豫玉22号通过保持较高的SOD活性来减弱活性氧伤害,而复水后通过较高的SOD、POD协同作用有效清除活性氧,避免对细胞膜造成伤害。     

干旱胁迫与复水条件下高梁、玉米苗期渗透调节及抗氧化比较研究

盆栽试验结果表明，高梁和玉米2种作物均存在渗透调节和抗氧化耐旱途径。高梁耐旱性较强，干旱条件下叶片相对含水量较高，水势亦较大。高梁以可溶性糖和蛋白质为主要渗透调节物质，以过氧化氢酶（CAT）为主要抗氧化酶。玉米以K^＋和脯氨酸为主要渗透调节物质，以超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）为主要抗氧化酶。     

干旱胁迫与复水条件下高粱、玉米苗期渗透调节及抗氧化比较研究

盆栽试验结果表明,高粱和玉米2种作物均存在渗透调节和抗氧化耐旱途径。高粱耐旱性较强,干旱条件下叶片相对含水量较高,水势亦较大。高粱以可溶性糖和蛋白质为主要渗透调节物质,以过氧化氢酶(CAT)为主要抗氧化酶。玉米以K 和脯氨酸为主要渗透调节物质,以超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)为主要抗氧化酶。     

干旱及复水对玉米叶片光合特性的影响

盆栽条件下,以玉米品种户单4号为材料,设正常供水(CK)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)三个水分处理,研究了拔节期和孕穗期水分胁迫及复水对玉米叶片光合、叶绿素荧光的影响,以期为玉米补偿机制的阐明提供理论依据。结果表明:(1)干旱胁迫使叶水势(ψleaf)降低,复水后拔节期重度胁迫叶水势迅速恢复并超过对照,而孕穗期则恢复缓慢;(2)拔节期和孕穗期重度胁迫降低了叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及光化学猝灭系数(qP),但复水5d后可基本恢复至对照;Ci最低,气孔限制值(Ls)较对照分别增加了6.85%,9.52%,Fv/Fm值分别降低了1.72%和0.61%,表明气孔限制是Pn降低的主要原因;(3)拔节期重度胁迫叶的水分利用效率(WUE)高于对照,表现出补偿效应;孕穗期干旱胁迫下WUE表现为:MS>CK>SS,在复水第一天达最大值,随后趋于降低。说明拔节期和孕穗期光合特性变化存在差异性。     

干旱胁迫及复水对棉花叶片氮代谢的影响

以不同抗旱型棉花品种新陆早7号和新陆早24号幼苗为试材,研究持续干旱胁迫及复水对棉花幼苗叶片氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质、总氮和游离氨基酸含量的影响。结果显示:随着干旱胁迫天数的增加,新陆早7号和新陆早24号硝酸还原酶(NR)活性与对照相比分别降低 51.67%和74.22%;谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别降低50.65%和72.95%;谷氨酸合成酶(GOGAT)活性分别降低 43.11%和68.36%;谷氨酸脱氢酶(GDH)活性在处理4d达到最大值;可溶性蛋白质含量分别增加了56.96%和34.12%;总氮含量分别增加了11.39%和8.43%;内肽酶活性分别增加了115.76%和165.06%;铵离子含量分别增加了92.29%和111.56%。干旱胁迫使新陆早7号在胁迫前期游离氨基酸含量增加慢,后期增加快;新陆早24号游离氨基酸含量的变化趋势与新陆早7号则相反。复水后,新陆早7号 NR、GS、GOGAT和GDH等活性恢复较快,内肽酶活性和游离氨基酸、铵离子、可溶性蛋白质和总氮含量下降也较快。试验表明,抗旱棉花品种具有较强的铵离子同化能力,增加渗透调节物质游离氨基酸含量,特别是脯氨酸含量增强其耐旱性。     

持续干旱及复水对玉米幼苗生理生化指标的影响研究

盆栽试验研究结果表明 ,土壤毛管持水量由 70 %降至 30 %的过程中根茎叶相对含水量分别降低 1 0 .4 1 %、1 2 .0 3%和 1 0 .82 % ,充分复水后其相对含水量均明显提高 ,水分亏缺越严重的处理复水后其相对含水量增加越多 ,且不同亏缺程度处理均根 >茎 >叶 ;茎叶中可溶性糖含量变化先升后降 ,土壤毛管持水量 5 0 %干旱程度时达最大值 ,而根中可溶性糖含量呈渐增趋势 ,但可溶性蛋白质含量减少 ,复水后其含量均有所增加 ,干旱时脯氨酸含量累积 ,而复水后其含量降低。随干旱的加剧根茎叶渗透势、水势均呈降低趋势 ,复水后均有不同程度增加 ,充分复水 1 2h后土壤毛管持水量为 5 0 %和土壤毛管持水量为 6 0 %的处理基本恢复至正常水平 ,土壤毛管持水量为 30 %和土壤毛管持水量为 4 0 %的处理水分亏缺较严重 ,大大影响了根茎叶渗透调节能力 ,且根系渗透调节能力小于茎和叶片     

干旱胁迫和复水对夏蜡梅幼苗光合生理特性的影响

以盆栽二年生夏蜡梅(Sinocalycanthus.chinensis)实生苗为材料,分对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4组,研究了不同程度干旱胁迫和复水对夏蜡梅光合特性的影响。结果表明,在干旱胁迫下,夏蜡梅的光合日变化曲线由典型的双峰型转变为峰值很小的单峰型。在较高强度的干旱胁迫下,夏蜡梅光补偿点、CO2补偿点和气孔阻力升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率、羧化效率、Fv/Fm和蒸腾速率下降;而暗呼吸速率先升后降、胞间CO2浓度先降后升。轻度和中度干旱胁迫下光合能力的下降主要由气孔限制引起,而在重度胁迫下则由非气孔限制起主要作用。重度胁迫复水3d后,夏蜡梅的光合能力恢复很弱。过分干旱胁迫对夏蜡梅造成一定伤害。     

干旱胁迫及复水对大豆关键生育时期叶片生理特性的影响

以“辽豆15”为试材,在开花期和鼓粒期设置轻度干旱（土壤相对湿度65%±5%）和重度干旱（土壤相对湿度50%±5%）以及对照（土壤相对湿度80%±5%）处理,开展大豆干旱及复水控制试验。干旱处理持续7d、14d和21d,并在胁迫结束后进行复水,复水水平与对照处理一致。达到胁迫时间当日和复水后第7天取大豆倒三叶叶片,测定叶片可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究干旱胁迫对以上生理指标的影响以及复水后补偿效应。结果表明：开花期,轻度干旱和重度干旱胁迫均使叶片可溶性蛋白和MDA含量以及POD活性显著升高,轻度干旱胁迫使SOD活性显著升高。鼓粒期,大豆受干旱胁迫影响后,叶片可溶性蛋白含量、MDA含量、SOD活性显著升高,但POD活性显著降低。复水对大豆叶片可溶性蛋白含量、MDA含量和SOD活性均出现补偿效应,但对POD补偿效应不明显。由此可见,干旱会对大豆叶片造成过氧化伤害,主要表现在抗氧化酶和渗透调节物质含量的提高,同时复水可使大豆叶片由干旱造成的过氧化伤害得到缓解,表现出不同程度的补偿效应。     

干旱胁迫及复水对耐旱枸杞水力学特性的影响

耐旱枸杞是西北干旱地区重要的经济作物,为进一步明确枸杞水分运输特性,提高农业生产潜力,在甘肃省古浪县农业示范基地(37.09°N,102.79°E)以2年生‘宁杞1号’、‘宁杞5号’和‘蒙杞1号’3个枸杞品种苗木为试验材料,设计3个处理[N:正常水分;M:中度干旱;S:重度干旱],研究干旱胁迫对光合速率、气孔导度、冠层和根系导水率的影响,以及干旱胁迫后复水对枝条导水率的影响。结果表明:随着干旱程度增加,枸杞冠层、枝条和根系导水率均下降,‘宁杞5号’在干旱胁迫后植株导水率的减小和根系导水阻力在整个植株中所占比例的增大最显著;通过拟合木质部脆弱性曲线发现,‘宁杞1号’导水率损失50%时木质部水势显著高于‘宁杞5号’和‘蒙杞1号’。枸杞叶片净光合速率和气孔导度与植株叶片导水速率具有显著相关性。干旱胁迫复水后植物生长主要取决于根系恢复吸水的能力,干旱胁迫复水4 d后苗木导水率呈现不同程度的恢复,‘蒙杞1号’导水率恢复速度最快,并出现显著补偿效应,恢复速度最慢的为‘宁杞5号’。综合分析表明,枸杞耐旱特性与导水能力有关,根系导水对干旱胁迫的敏感性可以反映植株持续抗旱能力,干旱胁迫复水后根系导水率恢复能力和补偿效应对植株在逆境条件下土壤水分利用具有显著影响,调控根系导水率对于提高土壤水分利用率具有重要意义。     

小叶杨叶片光合特性与解剖结构对干旱及复水的响应

干旱是三北地区杨树人工林生产力低甚至死亡的重要原因,但干旱及复水下杨树的生理生态响应与适应机制尚不清楚.以北方乡土树种小叶杨幼苗为材料,盆栽称量法控制土壤含水量并设置对照田间持水量的75％±5％、中度干旱田间持水量的50％±5％和重度干旱田间持水量的25％±5％共3个水分梯度,3个月后对中度干旱和重度干旱复水至田间持水...     

外源硫化氢对PEG模拟干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

为明确干旱胁迫下外源硫化氢(H2S)对植物幼苗的缓解作用,以玉米自交系郑58为试验材料,研究了不同浓度(0、0.3、0.6、0.9、1.2及1.5 mmol·L-1)的H2S供体硫氢化钠(Na HS)对15%PEG模拟干旱胁迫下玉米种子萌发的影响,并以筛选到的最佳Na HS浓度对幼苗进行叶面喷施,研究其对幼苗叶片抗氧化酶活性、抗氧化剂含量、游离脯氨酸(Pro)和活性氧(ROS)的积累特征及膜质过氧化水平的影响。结果表明,不同浓度的Na HS处理在一定程度上提高了干旱胁迫下玉米种子的发芽势、发芽率及幼苗的生物量,其中以0.6 mmol·L-1的Na HS处理效果最佳。叶面喷施0.6 mmol·L-1Na HS溶液显著增强了叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,提高了叶片中抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)的含量。同时,外源H2S处理增强了玉米叶片中△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)的活性,提高了叶片中游离Pro含量,显著降低了叶片中过氧化氢(H2O2)及丙二醛(MDA)含量。综上,外源H2S处理通过提高幼苗的抗氧化水平,减少干旱胁迫对玉米叶片造成的氧化损伤,在一定程度上提高了玉米幼苗对干旱胁迫的适应能力。本研究为进一步探索H2S缓解玉米干旱胁迫的机理提供了理论依据。     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据.研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30％(W0),50％(W1)和70％(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植...     

氮肥缓解苗期干旱对小麦根系形态建成及生理特性的影响

为揭示氮肥缓解苗期干旱对小麦根系生长的影响,以高产高蛋白品种Spitfire(S)和抗旱品种Drysdale(D)为材料,采用沙培方式研究了不同氮素处理(180和22.5 kg·hm^-2)和水分处理(干旱和正常浇水)对苗期小麦根系形态建成和生理生长的影响。结果表明,苗期干旱下增施氮肥减小了2个品种小麦根系总根长、根系表面积、总根体积、根尖数和分枝数,显著增加了根系直径和根系活力,S品种根系干重减小7.0%,而D品种根系干重增加12.0%。施高氮还降低了干旱下2个品种小麦根系可溶性糖含量,并提高了游离氨基酸含量,且耐旱性品种D变化幅度较大,2个品种根系可溶性蛋白含量的变化均不明显。此外,增施氮肥能促进根系对氮素的吸收,提高根系硝酸还原酶(NR)活性和含氮量。综上,在苗期干旱下增施氮肥能够促进小麦根系生长,提高根系活力和NR活性,以增强根系对氮素的吸收同化能力,促进氮代谢水平,从而提高小麦的抗旱性,但不同耐旱品种对干旱下增施氮肥的响应程度存在差异。本研究结果为通过增施氮肥有效缓解干旱进而提高小麦产量提供了理论依据。     

干旱胁迫对春大豆氮代谢关键酶活性的影响

为探讨不同大豆品种各关键酶活性间的差异与抗旱性的关系,以耐旱型大豆品种黑农44和敏感型品种黑农65为试验材料,研究不同时期干旱胁迫及复水对大豆叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰氨合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)3个氮代谢关键酶的影响。结果表明:在正常供水条件下,随着生育进程的推进,大豆叶片NR活性呈单峰曲线,GS和GOGAT活性呈双峰曲线。苗期2个品种在轻度和中度胁迫下NR活性相差不大,在重度胁迫下活性明显下降;GS酶活性随干旱胁迫程度增加而升高;GOGAT活性随干旱程度的增加而降低。不同时期干旱复水后,耐旱型品种黑农44的NR活性明显大于正常供水处理,而敏感型品种黑农65明显低于正常供水处理;但GS活性与NR恰好相反;GOGAT活性升高,但仍低于正常供水处理。耐旱型品种黑农44叶片NR、GS和GOGAT活性均高于敏感型品种黑农65,因此可通过提高NR、GS和GOGAT活性来减轻干旱胁迫对大豆的伤害。本研究可为大豆品种的筛选和抗旱栽培提供理论依据。     

硅对Cd胁迫下黄瓜苗期光合及抗氧化酶系统的影响

为了解石灰性土壤硅对Cd胁迫下黄瓜苗期叶片的光合特性和抗氧化酶系统及对实际土壤Cd毒害植物的防治,研究了硅介入下Cd污染土壤中黄瓜苗期的叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2(C_i)等光合作用指标,叶绿素含量,丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶系统等相关参数。结果表明:与空白相比较,单施Cd处理下,P_n、G_s、T_r和叶绿素含量下降,Ci提高。硅介入后,能明显提高P_n、G_s、T_r和叶绿素总量,降低C_i含量。当C_d含量为5mg/kg时,硅施加量100~200mg/kg情况下,与空白相比,P_n、G_s、T_r和叶绿素上升,C_i下降,但100mg/kg与200mg/kg的硅处理差异不明显,300mg/kg的硅添加量效果最好。对于抗氧化酶系统,与空白相比较,土壤Cd含量为3~5mg/kg时,3类抗氧化酶的活性均受到显著抑制,200~300mg/kg硅的引入可明显提高SOD、POD、CAT活性,降低MDA值。可见,硅的引入可明显改善Cd胁迫下黄瓜叶片的光合特性和抗氧化酶系统。施用少量硅肥在石灰性土壤中对缓解植物Cd毒害具有一定的应用前景。     

长期配施有机肥对灌淤土春玉米产量及氮素利用的影响

为了寻求合理利用畜禽粪便资源与改善玉米氮素利用的有效措施,通过3a连续田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥配施对玉米产量和氮素利用率的影响。结果表明:与CK相较,施用有机肥土壤pH值下降了0.59~0.86,土壤容重下降了8.05%~10.74%。有机无机配施(N1M1、N2M2)处理定位施肥3a后,土壤有机质含量年均分别增加0.86,0.44g/kg,土壤全氮含量年均分别增加0.09,0.06g/kg,土壤碱解氮含量年均分别增加4.74,3.68mg/kg,土壤速效磷含量年均分别增加6.62,5.35mg/kg,土壤速效钾含量年均分别增加8.46,6.66mg/kg。与常规N1处理比较,第3年N1M1、N2M2处理的产量分别提高了12.38%和13.43%,氮肥利用率分别提高了10.98%和16.20%,氮肥农学效率分别提高了4.65,10.50kg/kg,氮肥偏生产力分别提高了4.65,21.02kg/kg。因此,配施有机肥可降低土壤pH值和容重,显著提升土壤有机质和养分含量,对促进玉米产量和氮肥利用率具有积极作用,其中N2M2处理是协调作物产量和环境安全的合理选择。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2＋胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛（MDA）含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2＋毒害的作用机理。结果表明,中、低浓度（10-6、10-5mol·L-1）Cd2＋胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度（10-4mol·L-1）Cd2＋胁迫后,MDA含量显著升高（P〈0.05）。Cd2＋胁迫初期,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显。植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2＋胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收。     

干旱胁迫对芦竹茎秆萌发和幼苗生长的影响

通过盆栽试验研究不同土壤水分条件对芦竹茎秆萌发、幼苗形态特征、生物量及叶绿素的影响。结果表明:芦竹幼苗高度、生长速率、叶片面积、生物量、叶绿素随着土壤水分的减少而减小。土壤水分含量对芦竹存活时间具有明显影响,当土壤水分含量小于或等于27.8%时,芦竹陆续出现死亡。试验结果还表明土壤水分含量大于或等于33.3%时茎秆有腋芽萌发。淹水土壤不是芦竹生长的最佳土壤水分条件,当土壤水分含量等于38.9%时,幼苗各指标达到最优,是芦竹生长的最佳水分条件。当土壤水分含量为38.9%～44.4%时,芦竹幼苗各指标都可达到较高水平,是适宜芦竹生长的理想水分条件。     

开花期与块茎膨大期干旱胁迫及旱后复水对马铃薯影响的差异

2021年4-7月在沈阳农业大学大型水分控制试验场进行马铃薯的控水实验,选取马铃薯开花期和块茎膨大期,设置轻度干旱（开花期土壤相对湿度50%、块茎膨大期土壤相对湿度60%）、中度干旱（开花期土壤相对湿度40%、块茎膨大期土壤相对湿度50%）和重度干旱（开花期土壤相对湿度30%、块茎膨大期土壤相对湿度40%）以及对照（开花期土壤相对湿度70%、块茎膨大期土壤相对湿度80%）处理,在每一个生育阶段各级干旱处理5d后进行复水,复水水平控制到对照处理水平,研究干旱胁迫及旱后复水对马铃薯光合特性、叶绿素荧光、生长及产量的影响。结果表明：开花期与块茎膨大期遭遇干旱胁迫会使叶片气孔导度、净光合速率均显著低于对照处理,叶片光系统II的光化学淬灭系数、光能转换率显著降低,非光化学淬灭系数显著升高。开花期轻度干旱持续5d后复水,叶片净光合速率比干旱处理提高20%,但块茎膨大期中、重度干旱恢复的程度很小。各级干旱处理下叶面积指数较对照下降17.6%～50.3%,干物质重降低23.4%～51.4%;开花期各级干旱处理下的马铃薯产量,分别较对照处理减少1.0%～19.6%,而块茎膨大期各级干旱处理下的马铃薯产量...