局部根系水分胁迫下氮素形态对水稻幼苗生理特性和根系生长的影响

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3~--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3~--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3~--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。     

供氮形态和水分胁迫对苗期水稻吸收氮素营养的影响

为探讨不同形态氮素营养对水分胁迫条件下水稻幼苗吸收氮素的影响,采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在苗期设置3种供氮形态(NH4 -N,NO3--N以及NH4 -N和NO3--N相同浓度下等体积混合)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)的耦合处理进行研究。结果表明,在非水分胁迫条件下,全NO3--N营养水稻比全NH4 -N营养水稻的氮素消耗多。在水分胁迫条件下,全NO3--N营养水稻的氮素消耗略有增加;同时供应NH4 -N和NO3--N显著促进水稻对氮素的消耗;对全NH4 -N营养水稻氮素消耗的影响不明显。在水分胁迫条件下,同时供应NH4 -N和NO3--N增加水稻的氮素积累;对全NH4 -N营养水稻的氮素含量没有明显影响。在非水分胁迫条件下,NH4 -N和NO3--N混合营养水稻的氮素利用率在3种供氮形态处理中最高。水分胁迫后复水,同时供应NH4 -N和NO3--N显著提高水稻的氮素利用率;水分胁迫对全NH4 -N营养水稻的氮素利用率没有明显的影响,但明显降低全NO3--N营养水稻的氮素利用率;无论是非水分胁迫,还是水分胁迫条件下,全NO3--N营养水稻的氮素利用率均为最低。     

供氮形态和水分胁迫对水稻生长及氮素积累和分配的影响

为探讨不同形态氮素营养对水分胁迫条件下水稻生长及氮素积累和分配的影响,采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在苗期设置5种供氮形态(NH_4~+/NO_3~-比为0/100,25/75,50/50,75/25,100/0)和2种水分条件(非水分胁迫和水分胁迫)的组合处理进行研究.结果表明,在水分胁迫条件下,NH_4~+/NO_3~-比为25/75处理的株高和叶面积最大,达到100/0处理的1.5和1.3倍.2种水分条件下,NH_4~+/NO_3~-为25/75处理的根长均为最大,其在非水分胁迫和水分胁迫下分别为100/0处理的6.8倍和3.3倍;非水分胁迫条件下植株不同部位氮积累量均高于水分胁迫条件.2种水分条件下,根系氮积累量均以0/100处理最大,茎部氮积累量以100/0处理最大,0/100处理最小;在非水分胁迫条件下,叶片的氮积累以100/0处理最大,水分胁迫下则是以75/25处理最大.在水分胁迫条件下,单一供应NO_3~--N可以提高水稻根系中氮素的积累,同时供应NH_4~+和NO_3~-( 75/25配比)可以促进氮在水稻叶片和茎中的积累和分配.     

不同形态氮素营养及水分胁迫条件下赤霉酸对水稻生理特性的影响

以水稻品种金优402为研究材料,采用营养液培养,聚乙二醇模拟水分胁迫的方法,研究不同形态氮素营养和水分胁迫条件下,外源激素赤霉酸对水稻生理特性和生长的影响。试验设置3种水分条件和5种氮素营养(NH4+-N/NO3--N为0/100,25/75,50/50,75/25,100/0)条件,共15个处理:即正常水分处理,作为试验的对照;水分胁迫处理和水分胁迫加赤霉酸处理。结果表明,水分胁迫抑制水稻叶面积扩展,降低叶片相对含水量和叶绿素含量,增加脯氨酸的积累;添加赤霉酸则将除脯氨酸外的上述水稻的各项生理参数显著地提高到接近对照的水平。添加外源赤霉酸可以通过维持水稻膜渗透、增加叶面积、提高叶片相对含水量和叶绿素含量等生理机制,改善水稻幼苗对水分胁迫的适应能力。在水分胁迫下,NH4+-N/NO3--N为25/75的氮素营养最有利于缓解胁迫的影响,水分胁迫添加赤霉酸后,则以NH4+-N/NO3--N为50/50的氮素营养效果最佳。     

水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响

以水稻“迁星1号”幼苗为材料,进行水分(PEG6000浓度分别为0%,10%,15%,20%)和高温(35,40℃)双重胁迫处理,研究水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响,为探索调控植物光合生理措施、规避高温干旱复合逆境伤害提供理论依据。结果表明,轻度水分胁迫(PEG6000浓度为10%)下,35℃高温处理的水稻幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)胞间CO2浓度(Ci)、总叶绿素(Chla+b)含量、叶绿素a/b(Chla/b)、初始荧光产量(Fo)、最大荧光产量(Fm)和PS II最大光化学量子产量(Fv/Fm)与对照相比无显著变化;40℃高温处理的水稻幼苗在3种水分胁迫下,Pn,gs,Ci,Chla+b,Chla/b,Fm和Fv/Fm显著低于对照,Fo显著高于对照。说明35℃高温处理水稻幼苗光合生理特性在轻度水分胁迫下未受到明显抑制,表现出对水分胁迫具有一定的适应性;随着胁迫温度的升高,40℃高温处理的水稻幼苗对水分胁迫的适应性显著下降,其光合生理特性受到明显抑制。     

紫穗槐种子萌发对水分胁迫的响应

以紫穗槐为材料观测了聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对紫穗槐种子萌发的影响.结果表明,紫穗槐种子的吸水率随着PEG胁迫强度的增加而呈明显下降的趋势;发芽率、发芽势也呈下降趋势.紫穗槐种子的萌发临界PEG水分胁迫值小于25%.经过复水处理,发现高浓度的PEG胁迫降低种子的活力,紫穗槐种子失去活力的临界PEG值可能大于60%.10%PEG胁迫时,胚根、胚轴长度很短,胚轴/胚根的比值随PEG模拟水分胁迫的增加而减少,表明紫穗槐种子萌发后对水分胁迫具有较强的适应性.     

水分供应和氮素形态对水稻一些水分生理特征的影响

为探明不同水分供应和氮素形态对水稻一些水分生理特征的影响,设正常水分及50 g L^-1 PEG模拟水分胁迫及3种不同NH₄⁺-N/NO₃^--N比例（75/25,50/50,25/75）的处理,测定了水稻叶片的NO₃^-、Ca²⁺和Mg²⁺含量,叶片浸出液电导率,叶片相对含水量,叶片水分临界饱和亏以及叶片水势。结果表明,在NH₄⁺-N/NO₃^--N比例较低时,模拟水分胁迫使广陵香粳水稻幼苗吸收更多的NO₃^--N。模拟水分胁迫条件下,水稻幼苗叶片浸出液电导率随NH₄⁺-N/NO₃^--N比例的降低呈下降趋势,且在NH₄⁺-N/NO₃^--N比例为25/75时,叶片浸出液电导率低于正常水分培养条件下的叶片浸出液电导率。而在正常水分培养条件下,水稻幼苗叶片浸出液电导率随NH₄⁺-N/NO₃^--N比例的降低呈上升趋势。水分胁迫使高NH₄⁺-N/NO₃^--N处理水稻叶片相对含水量降低、水分临界饱和亏上升,但对低NH₄⁺-N/NO₃^--N处理（25/75）水稻叶片相对含水量和水分临界饱和亏影响很小。同样,低NH₄⁺-N/NO₃^--N处理削弱了水分胁迫对水稻叶片水势的降低。总体上说,低NH₄⁺-N/NO₃^--N能减轻水分胁迫对水稻水分生理的不良影响。     

聚乙二醇造成的水分胁迫对水稻根系生长的影响

为分析根系特征与水稻适应水分胁迫的关系,以水稻(Oryza sativa L.)品种金优402为研究材料,用营养液培养方法,研究聚乙二醇(PEG)造成的水分胁迫对植物根系生长的影响.结果表明,经PEG-6000 50 g.L处理5 d的植株,其根干质量和活跃吸收面积增加,直径变粗,鲜质量、相对含水量和根长下降.+PEG处理的根活跃吸收面积比对照平均高6%,最多高47%.水分胁迫对根表面积和分形维数的影响比较复杂.水分胁迫前期根表面积下降,后期根表面积上升并超过对照.水分胁迫1 d后,根分形维数迅速上升并超过对照,水分胁迫5 d后又下降到对照以下,水分胁迫解除后,再次上升.根表面积与根干质量之间呈极显著正相关;根活跃吸收面积与根系相对含水量呈极显著正相关.     

种子引发对水分胁迫下水稻发芽及幼苗生理性状的影响

不同基因型稻种经水引发及聚乙二醇(PEG)渗透胁迫引发处理均能降低稻种丙二醛(MDA)含量,促进可溶性总糖(SS)降解,加快稻种内部糖代谢进程,提高相溶性溶质脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白质(SP)含量,也有利于提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,引发效果较明显。且适度PEG引发稻种的效果明显好于水引发,杂交籼稻在PEG浓度为20%的条件下引发效果最优,而常规粳型水稻在PEG浓度为10%~15%的引发条件下效果较好,但超出最高PEG引发浓度的阈值,会对稻种产生危害,影响其正常萌发。引发处理后的稻种对不同程度水分胁迫程度的响应表明,适当强度的引发处理利于激发稻种物质代谢、利于各水稻品种的萌发、幼苗形态指标及保护性酶等生理指标的显著提高,而严重的水分胁迫均不利于稻种萌发;表明引发处理虽能提高水分胁迫条件下种子活力,但稻种激发自身对外界萌发环境的协调能力有限,且不同品种间存在明显差异,籼稻优于粳稻。     

PEG预处理对水分胁迫下水稻叶片抗氧化酶同工酶及其表达的影响

采用聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫,研究水稻在10％PEG预处理及复水和更强的水分胁迫（15％PEG）处理条件下叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）同工酶及其基因表达的变化。结果表明PEG预处理能提高叶片SOD、CAT和POD同工酶的产生,并诱导产生新谱带。当水稻受到更强的水分胁迫（15%PEG）时SOD同工酶的酶II和IV的活性升高,并有新诱导出的酶III参与其中;对POD而言酶Ⅱ升高,酶Ⅴ减小,并有新诱导出的酶VI参与抗氧化过程;而对CAT同工酶却有着不同的调节作用。此外,直接15%PEG胁迫（即对照组2）的Cu/Zn-SOD、APX1和CAT1基因在转录水平有明显的上调,而预处理复水组和预处理组CAT1较对照组1略有降低,预处理组APX1与对照组1相似。说明15%PEG会使水稻受到伤害,但是经过预处理后的水稻能提高抗性使其抗氧化酶基因与对照组1有着相似的表达,表明植物在遇到较强的水分胁迫时,会通过调节自身的基因表达水平来抵抗外界水分胁迫。     

施氮量与花期水分胁迫对不同氮效率油菜产量性能及氮肥利用效率的影响

为了明确花期水分胁迫下施氮对油菜产量形成、产量性能及氮肥利用效率的影响,以2个氮高效基因型(Monty和湘油15)和2个氮低效基因型(R210和Bin270)为供试材料,在不同氮水平(低氮0.05 g/kg,中氮0.2 g/kg,高氮0.4 g/kg),研究了花期水分胁迫下氮肥对不同氮效率基因型油菜产量、产量性能及氮肥利用效率的影响。结果表明,水分胁迫明显抑制了油菜的产量、产量性能和氮素吸收利用能力;就不同施氮量看,少量或过量施氮影响油菜产量及产量性能,所有供试材料的单株角果数、干物质量、收获指数和产量在中氮(0.2 g/kg)处理效果表现最好;水分对油菜生长发育的影响大于氮素养分,氮高效基因型对水分胁迫具有一定的减缓作用;适量供氮能够减轻水分胁迫对油菜生长发育的影响,氮高效基因型较氮低效基因型对水分和氮素胁迫具有更强的适应性。     

PEG模拟水分胁迫对地枫皮和八角种子萌发的影响

为明确岩溶山顶植物地枫皮种子萌发对水分胁迫的适应性,研究了不同浓度聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫条件下,地枫皮与同属广布种八角的种子萌发特性.结果表明,地枫皮和八角种子发芽率和发芽势均随PEG浓度的增大而显著降低,发芽最低水势为-0.86 mg/L,地枫皮各PEG浓度的发芽率和发芽势均显著高于八角.水分胁迫下,2种植物均表现出开始发芽时间滞后的特点,但种子发芽持续时间差异不大.复水后,地枫皮与八角种子均能够恢复发芽,且发芽率均达到对照水平.总体而言,地枫皮种子萌发适应水分胁迫的能力很强.     

聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对水稻幼苗矿质离子含量的影响

以水稻为试验材料,采用水培方法研究PEG胁迫对水稻叶片和根系矿质元素含量的影响。结果表明:水稻幼苗体内的大量元素(P、K、Ca、Mg)含量在胁迫4、6d时显著低于对照组;而各微量元素(Mn、Na、Fe、Zn、Cu)含量的变化不一致,或增加或减少,但在胁迫6d时均与对照组的差异达显著水平。并且水分胁迫抑制了P、K、Ca、Mg、Fe元素从根向茎叶迁移,促进了Mn、Na、Zn和Cu元素从根向茎叶运输。     

6-BA对水分胁迫下水稻幼苗生理特性的影响

以水稻Ⅱ优6078为材料，用PEG模拟水分胁迫条件，研究了6－BA对水分胁迫下水稻幼苗某些生理特性的影响。结果表明：适宜浓度的6－BA浸种可减少水稻幼苗在水分胁迫条件下的电解质渗漏，提高其SOD，POD添生和降低膜脂过氧化产物－－MDA含量，增加其可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量，使叶绿素含量及叶绿素蛋白复合体稳定度维持在较高水平，同时增加其对P的吸收。从而提高水稻幼苗的抗旱性。     

不同生育期干旱与氮肥施用对花生氮素吸收利用的影响

为明确不同生育期干旱胁迫与氮肥施用对花生氮素吸收利用的影响,利用¹⁵N示踪技术,研究了不同水分条件下氮肥施用对花生各器官肥料氮吸收利用以及氮肥残留和损失情况的影响。水分设置为正常供水(WW,75%～80%田间持水量)、花针期轻度干旱胁迫(FD,55%～60%田间持水量)和结荚期轻度干旱胁迫(PD,55%～60%田间持水量)3个条件,氮肥水平设置为不施氮(LN)、中氮(MN, 90 kg hm^–2)、高氮(HN, 180 kg hm^–2)。结果表明,与正常供水条件相比,不同生育期干旱胁迫均降低了花生产量和植株氮素积累量,且花针期干旱胁迫的降低幅度大于结荚期干旱胁迫。花生籽仁的氮素积累量占全株氮素积累量的68.42%～77.67%。与WWMN处理相比, FDMN处理下花生各器官氮肥吸收比例(Ndff, the percentage of N derived from ¹⁵N fertilizer)和¹⁵N积累量显著提高,且促进了氮素向籽仁的转运,PDMN处理下籽仁¹⁵     

半根水分胁迫下苹果幼苗根系生长及水分状况研究

采用分根半根固定胁迫和半根交替胁迫的方法,研究了轻度（10%PEG）、中度（20% PEG）和重度（30%PEG）水分胁迫对平邑甜茶（Malus hupehensis）水培苗根系活力、根水势和叶片相对含水量的影响,结果表明：分根半根固定胁迫能有效地维持叶片含水量,增加未受胁迫半根的根干重、根表面积、根系活力和根水势,其保水效果优于分根半根交替胁迫处理。分根半根固定胁迫受水分胁迫的一半根（固干）的所有参数在整个胁迫过程中均显著高于全根受胁迫的根系;同时分根半根固定胁迫的叶片含水量和水势又高于交替分根胁迫的叶片含水量和水势,说明半根胁迫能在一定程度上发挥根系的高效吸水作用,提高叶水势,有利于植株保持良好的水分状况。     

水分胁迫对芝麻种子萌发特性的影响

目的:研究在不同水分胁迫条件下芝麻种子的萌发特性.方法:利用不同浓度的聚乙二醇(PEG 6000)溶液模拟水分胁迫条件,测定芝麻种子发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽长、根芽比等生理指标.结果:随着PEG浓度的增加即干旱胁迫加剧,芝麻种子发芽率、发芽速度、发芽指数、芽长、胚根长、幼苗干重、鲜重等均出现不同程度的降低;水分胁迫越严重,下降趋势越明显.本实验芝麻种子不能发芽的PEG浓度的临界值为15.0％.     

水分胁迫和种子大小对侧柏种子萌发的影响

以山东省石灰岩山地侧柏人工林的种子为材料,研究水分胁迫和种子大小对其萌发的影响。结果表明:随聚乙二醇(PEG)浓度增加,发芽率(Gr)、发芽指数(Gi)和活力指数(Vi)显著降低,平均发芽时间(MGT)显著增加,20%PEG处理的种子发芽率为0。种子休眠率随PEG浓度增加显著增加,死亡率是先降低再增加。胚芽长(GL)、胚根长(RAL)、胚芽/胚根、根长(RL)、根表面积(RSA)和根体积(RV)随PEG浓度增加显著降低。大种子比小种子有着低的死亡率,高的Gr、RAL和RV。PEG浓度和种子大小在发芽率、死亡率、Gi、Vi、GL、RAL、胚芽/胚根、RV有着明显的交互作用。PEG浓度越低,大种子的上述指标优势越大。GL和RAL与Gr、Vi、Gi成显著正相关,与MGT成显著负相关;与RL、RSA、RV成显著正相关。因此,水分胁迫和种子大小是侧柏人工林种子萌发的重要限制因素。     

香蕉幼苗对PEG模拟水分胁迫下氮钾营养的生理响应

为了探索香蕉作物抗旱生理对适宜的水、氮、钾组合互作效应的响应特征,水培试验中利用PEG模拟水分胁迫,研究香蕉幼苗在不同浓度的氮钾肥交互效应下,叶片相对含水量、根系活力、脯氨酸酶含量、过氧化物活性的变化,进行多重比较分析最佳抗旱效果的氮钾浓度组合。结果表明,水分胁迫对香蕉幼苗叶片POD酶活性和Pro含量的影响来说,均表现为PEG 30%>PEG 20%>PEG 10%>CK (0%)。对试验因子间的交互作用进行分析表明：（1）叶片含水量的大小顺序：PEG 5%与N 50 mg/L>PEG 15%与N 150 mg/L≈PEG 10%与N 100 mg/L;K 150 mg/L>K 200 mg/L>K 100 mg/L,且相互之间差异达到极显著。（2）香蕉幼苗根系活力大小顺序为：处理6(PEG 10%、N 150 mg/L、K 150 mg/L)>处理5(PEG 10%、N 100 mg/L、K 100 mg/L)>处理7(PEG 15%、N 50 mg/L、K150 mg/L),此3个处理的根系活力显著高于其他处理的根系活力,但三者之间差异不显著;（3）香蕉幼苗脯氨酸含量表现为处理9(PEG 15%、N 150 mg/L、K 100 mg/L)比处理1（PEG 5%、N 50 mg/L、K 100 mg/L）的脯氨酸含量高出2.16倍。处理9极显著高于其他处理的脯氨酸含量;（4）香蕉幼苗过氧化物酶活性表现为：处理9(PEG 15%、N 150 mg/L、K 100 mg/L)比处理1(PEG 5%、N 50 mg/L、K 100 mg/L)的过氧化物酶活性高出1.46倍。处理9极显著高于其他处理的过氧化物酶活性。适当的氮、钾浓度可提高香蕉幼苗叶片相对含水量、根系活力、脯氨酸含量和过氧化物酶活性,从而减轻水分胁迫的不利影响。本试验中处理6(PEG 10%、N 150 mg/L、K 150 mg/L)为最佳的水、氮、钾的处理。     

Effect of NaCl and PEG Iso-osmotic Stresses on Photosynttetic Characteristics and Sucrose Metabolizing in Tomato Leaf

为了从碳水化合物生产及代谢的角度比较分析盐胁迫和水分胁迫影响番茄产量和果实品质的原因,以番茄品种辽园多丽为试材,分别采用等渗透势的NaCl和PEG6000模拟盐胁迫和水分胁迫,研究二者对番茄光合特性及叶片中糖代谢的影响.结果显示:等渗的NaCl和PEG胁迫导致番茄叶片的净光合速率下降,14d内PEG处理下降的多一些,14d后NaCl处理下降的多一些,但总体来说两处理间差异不大;等渗的NaCl和PEG胁迫降低了番茄叶片的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,增加气孔限制值;等渗的NaCl和PEG胁迫降低了番茄叶片中叶绿素a、b和总叶绿素含量,降低了叶绿素a/b,两处理间差异不大.等渗的NaCl和PEG胁迫下,番茄叶片中的果糖和葡萄糖含量较对照显著增加,PEG胁迫增加的幅度大于盐分胁迫;等渗的NaCl和PEG胁迫下,番茄叶片中的蔗糖和淀粉含量较对照有所降低,水分胁迫降低的幅度也大于盐分胁迫;等渗的NaCl和PEG胁迫增加了番茄叶片中的蔗糖转化酶活性,PEG胁迫增加的幅度大于NaCl胁迫.结果表明:NaCl和PEG胁迫均破坏了番茄叶片的光合机能,降低了光合作用效率,但二者间差异不大;NaCl和PEG胁迫改变了番茄叶片中的糖代谢方向,显著增加了淀粉和蔗糖的分解,提高了叶片中的果糖和葡萄糖含量,PEG胁迫对番茄叶片中糖代谢的影响显著大于NaCl胁迫.