水分胁迫对春小麦陇春27号光合参数和渗透调节物质的影响

为明确水分胁迫下春小麦的抗旱机制,模拟半干旱与干旱条件下春小麦的生存机理,采用盆栽法进行了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量变化的研究.结果表明,土壤持水量从80％、60％至40％,春小麦陇春27号旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.60％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于80％与40％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性,可溶性蛋白含量显著低于40％和80％的可溶性蛋白含量,40％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性显著高于60％和80％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性.说明春小麦陇春27号旗叶对水分胁迫十分敏感,中度或重度水分胁迫下光合速率下降是气孔因素与非气孔因素综合作用结果,中度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量下降引起而非光合原料缺乏所致,而重度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性升高是春小麦陇春27号抵御半干旱和干旱胁迫的主要机制.     

生物炭添加对黄土高原典型土壤田间持水量的影响

为确定生物炭添加对黄土高原典型土壤水分条件的影响,利用威尔科克斯法,室内条件下测定2种生物炭类型(苹果树枝生物炭和锯末生物炭)及3种生物炭添加比例(2％,5％,10％)对黄土高原3种典型土壤(填)土、黄绵土、风沙土田间持水量的影响.结果显示:(填)土、黄绵土、风沙土添加生物炭后田间持水量分别平均增加2.77％,3.09％,4.17％,显著高于不施炭处理(p＜0.05).苹果树枝生物炭对3种土壤田间持水量提高程度平均值为4.67％,显著高于锯末生物炭2.02％的提高程度;生物炭添加量与土壤田间持水量增加程度成正比例关系,添加量越大,土壤田间持水量增加程度越高,其中,苹果树枝生物炭10％添加量对3种土壤田间持水量的增加程度最大.研究表明,生物炭添加可以显著提高土壤田间持水量,不同种类生物炭及添加量对土壤田间持水量影响差异较大.     

干旱和盐胁迫对花生干物质积累及光合特性的影响

为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及光合特性的影响,以花育25为试验材料,采用盆栽试验,设置正常供水(75%田间最大持水量,CK)、中度干旱胁迫(45%田间最大持水量,D)、盐胁迫(75%田间最大持水量,土壤含盐量0.3%,S)、旱盐胁迫(45%田间最大持水量,含盐量0.3%,DS)4个处理,研究开花期干旱和盐胁迫对花生光合特性和干物质积累的影响。结果表明,与CK相比,中度干旱胁迫降低了花生叶片的相对含水量、净光合速率(Pn),增加了叶片的SPAD值、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd);盐胁迫降低了花生叶片的相对含水量、Pn和SPAD值,增加了LCP和Rd;随着胁迫时间的延长,DS处理的叶片相对含水量、Pn、SPAD值、LCP和Rd的变化趋势与盐胁迫基本一致。干旱胁迫结束复水10 d后,D处理的各项指标与CK无显著差异;但旱盐胁迫与盐胁迫间差异显著,干旱胁迫结束复水10 d时,旱盐胁迫的叶片相对含水量和Pn分别较盐胁迫降低1.57%、16.67%,LCP和Rd较盐胁迫分别升高78.07%、45.78%。旱盐胁迫降低了花生主茎高、侧枝长和植株干重的V_max(最大生长速率)和T_m(V_max出现时间),单株荚果产量较CK降低41.10%。干旱和盐胁迫对花生单株产量和出米率存在显著的交互作用,旱盐互作加剧了盐胁迫对花生植株生长的危害,因此盐胁迫下种植花生应在开花期及时灌水、防止盐分和干旱双重胁迫。本试验结果为盐碱地花生种植的合理灌溉和高产稳产提供了理论指导。     

再生水灌溉对草坪土壤速效养分及盐碱化的效应

采用7种水分处理：清水适宜灌（FPI）、混合适宜灌（RFPI）、再生水充分灌（RFI）、再生水适宜灌（RPI）、再生水轻微干旱胁迫（RLWS）、再生水中度干旱胁迫（RMWS）、再生水重度干旱胁迫（RSWS），相应灌溉下限分别为田间持水量70％，70％，80％，70％．60％，50％，40％，灌水定额相同。研究结果表明：与清水灌溉相比，短期内采用再生水灌溉不会使大量氮紊残留于土壤，不会快速提高土壤供磷水平，土壤速效钾含量增加不显著，土壤阳离子含量增加也不显著。再生水灌溉不同水分处理下，土壤养分元素累积量与供水量成反比，特别是在中度及重度干旱胁迫处理下土壤速效养分累积明显。通过对再生水灌溉下土壤化学性质主成分分析表明，再生水灌溉下土壤盐分离子及氮钾元素变化较快，其次是水溶性钠离子．再次为速效磷。     

干旱胁迫下甜玉米对施氮的生长生理响应

为揭示氮元素对干旱胁迫下甜玉米的影响机制,以甜玉米为试验材料,分析了不同土壤水分条件(田间持水量为50％、65％、80％)下施氮对甜玉米生长生理的影响.结果表明:施加0.3‰尿素能有效改善轻度干旱胁迫(65％田间持水量)下甜玉米的生长状况,且脯氨酸与可溶性糖含量增加,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物...     

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     

夏玉米冠层温度变化的时滞效应及其对土壤水分监测的影响

考虑冠层温度变化的时滞效应,可能在一定程度上能够提高土壤含水率的监测精度.该研究以灌浆期的夏玉米为研究对象,利用精密红外温度传感器(SI-411)连续监测I1(田间持水量的85％～100％)、I2(田间持水量的70％～85％)和I3(田间持水量的50％～65％)3个不同水分处理下的冠层温度,并同步获取试验地地面净辐射、...     

调亏灌溉对棉花生长、生理及产量的影响

通过盆栽试验在棉花不同生育时期进行不同程度的调亏灌溉试验。结果表明,调亏灌溉对棉花株高、蕾铃脱落、成桃数等影响较显著;苗期和吐絮期重度水分亏缺、蕾铃期中度水分亏缺均有利于棉花产量的形成。棉花的光合速率和气孔阻力随土壤含水量变化的阈值约在14％土壤含水量水平,该阈值相当于田间持水量的60％～65％。合理的棉花调亏灌溉制度是苗期控制水分供应,土壤含水量维持在田间持水量的55％～60％;蕾期和花铃期是棉花的需水关键期,土壤含水量应分别保持在田间持水量的65％和70％左右;吐絮期应控制水分供应,土壤含水量维持在田间持水量的50％～55％。     

滴灌甜菜对糖分积累期水分亏缺的生理响应

滴灌条件下,于甜菜糖分积累期设置0~40 cm土层含水量下限分别为70%、50%、30%田间持水量的3种土壤水分处理,从叶片光合特性、水分胁迫指数、恢复度、产量及产糖量方面分析复水前后甜菜的生理响应,明确甜菜糖分积累期可忍受最大程度的水分亏缺下限。结果表明:30%田间持水量处理甜菜产量及产糖量都显著高于70%田间持水量和50%田间持水量,分别比70%田间持水量提高51.34%和51.47%,比50%田间持水量提高36.72%和39.48%。复水前30%田间持水量处理的甜菜叶片净光合速率显著低于其他处理,复水后处理间的叶片净光合速率的差异随时间推移减小,胞间CO2浓度表现出相反的趋势。当土壤水分下降到既定下限时,叶片脯氨酸和可溶性糖含量变化最为灵敏,且与缺水程度呈正相关;复水后叶片的细胞膜透性、抗氧化防御体系以及渗透调节物质均产生了正补偿效应,表现为丙二醛含量降低,抗氧化性酶活性增强,控制渗透调节的脯氨酸和可溶性糖含量增加。因此,在糖分积累期,土壤含水量下降至田间持水量的30%时进行补充灌溉,在一定程度上补偿水分亏缺对甜菜产生的负面影响,实现干旱区滴灌甜菜节水高产优质的目的。     

坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7—9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68t/hm~2)中度退化(13.43t/hm~2)重度退化(3.66t/hm~2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28t/hm~2)中度退化(23.18t/hm~2)重度退化(3.30t/hm~2),最大持水量为轻度退化(34.90t/hm~2)中度退化(24.13t/hm~2)重度退化(3.86t/hm~2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%)中度退化(228.70%)重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65～1.80g/cm~3,毛管孔隙度为27.42%～33.64%,总孔隙度为29.97%～38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32mm/min)轻度退化(2.58mm/min)重度退化(2.44mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。     

干旱胁迫对藜麦幼苗组织解剖结构和生理特性的影响

为探究藜麦幼苗不同组织对干旱胁迫的响应,本试验采用盆栽方法设定不同田间持水量(100%、50%、25%)和不同处理时间(0、48、96 h),分别对藜麦幼苗根、茎、叶组织的解剖结构、脯氨酸含量以及吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、脯氨酸脱氢酶(PDH)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性进行检测和分析。结果表明,与100%田间持水量相比,随着田间持水量的降低及处理时间的延长,藜麦根直径、表皮厚度均呈增长趋势,最大分别增加了9.1%和64.9%;茎组织各指标值呈逐渐降低趋势,其中髓腔直径最大降低了55.6%;叶片组织各指标值也在25%田间持水量处理96 h后达到最低值;根、茎、叶3种组织中脯氨酸含量及P5CS活性均呈逐渐上升趋势;叶中脯氨酸积累量高于茎和根,叶和茎中PDH活性呈逐渐降低趋势,而在根中则逐渐升高;根、茎、叶中3种酶活性在不同处理下表现不同,其中叶和茎中3种酶活性在50%田间持水量处理96 h后达到最高,根中3种酶则在25%田间持水量处理96 h后仍维持较高活性。总之,藜麦幼苗可通过增加根粗来抵御一定的干旱胁迫,可通过提高体内脯氨酸含量、P5CS活性及抗氧化酶活性提高抗旱性;且根在干旱下的形态及生理反应不同于叶和茎。本研究为藜麦的抗逆性机制研究提供了一定的理论依据。     

干旱胁迫对小叶杨幼苗生长的影响

[目的]了解小叶杨的抗旱机理,为山西省北部半干旱风沙区小叶杨防护林建设提供科学依据。[方法]通过在山西省苗圃基地盆栽模拟干旱试验,以小叶杨生长过程中的苗木株高和地径,根、茎、叶生物量,叶片相对含水量和水势,净光合速率、蒸腾速率等为生长和生理指标,研究干旱胁迫对小叶杨幼苗生长的影响。[结果]干旱胁迫抑制了小叶杨幼苗的生长,包括地上部分和根系的生长;叶片相对含水量和水势随土壤相对含水量降低而下降;各干旱梯度下CK,T1,T2,T3,T4,T5的净光合速率、蒸腾速率也随干旱梯度加深而降低,但从CK(田间持水量,土壤含水量20.3%)到T3(田间持水量的40%,土壤含水量8.12%)净光合速率和蒸腾速率随干旱梯度加深降幅逐渐较小,并且干旱时也能保持较大的光合速率和蒸腾速率,表明小叶杨具有明显抗旱特性;当土壤水分进一步减少,T4(田间持水量的30%,土壤含水量为6.09%)时小叶杨开始出现干枯现象,T5(田间持水量量的20%,土壤含水量为4.06%)时小叶杨全部死亡。[结论]山西省西南部及其周边地区进行小叶杨造林时,土壤水分应尽量要保持在6.09%(T4)以上。     

苗期干旱胁迫及复水对春玉米叶片光能利用特性及抗氧化酶活性的影响

通过盆栽进行春玉米控水试验,设置3个控水水平(正常供水、中度干旱、重度干旱)、2个水分控制时段(干旱、复水),研究苗期不同程度干旱胁迫及复水对春玉米叶片光响应曲线、CO2响应曲线及曲线拟合参数和抗氧化酶活性的影响。结果表明:干旱胁迫条件下春玉米叶片对光辐射的利用能力下降,随着干旱胁迫程度增加,叶片最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大电子传递速率(Jmax)、最大羧化速率(VCmax)均显著下降,而光补偿点(LCP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著升高。复水后,前期中度干旱处理条件下玉米叶片Pnmax、AQY、LSP、Jmax、VCmax均高于一直正常供水水平和中度干旱水平;而前期重度干旱处理的上述各参数(Jmax、VCmax除外)均未达到一直正常供水水平,但高于重度干旱水平。SOD、POD和CAT活性均有所下降,但仍高于一直正常供水水平和干旱水平,而重度干旱后复水则下降幅度较小。苗期中度干旱锻炼具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,复水后其膜容易修复,使叶片光合效率产生超补偿效应,而重度干旱后复水其膜修复滞缓,使光合效率产生部分补偿效应。因此,在西北旱区春玉米生产实践中,如果进行抗旱锻炼,应限制在中度干旱水平,避免重度干旱。     

塑料大棚中不同灌水量上限对生菜生长、品质及生理特性的影响

以两个散叶生菜品种(弘农和绿领)为材料,研究了塑料大棚栽培条件下不同土壤含水量(分别为田间持水量的60%～100%、60%～90%、60%～80%、60%～70%)处理对生菜生长、品质和生理特性的影响。收获期测定的结果表明,以田间持水量的90%作为灌水量上限条件下生菜地上部干鲜质量、叶面积、叶片数均最高,田间持水量80％为灌水上限条件下生菜地上部的生长优于田间持水量100％为灌水上限处理。随着灌水量上限的降低,生菜可溶性糖、可溶性蛋白含量逐渐升高,田间持水量80％和70％为灌水量上限处理下的维生素C含量显著高于其他两个灌水量上限处理。田间持水量70％的灌水量上限处理下生菜叶片中的MDA(丙二醛)、SOD(超氧化物岐化酶)、CAT(过氧化氢酶)和Pro(脯氨酸)含量最高,膜脂过氧化程度最重。本试验的结果表明,以田间持水量90％为灌水量上限处理下生菜的产量最高,综合不同灌水上限处理对产量和品质的影响,认为田间持水量80％的灌水量上限处理是最适合生菜生长的灌水处理。     

灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明：(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

生物炭对宁南山区土壤持水性能影响的定位研究

为确定生物炭作为土壤改良剂对半干旱地区土壤持水性能的影响,以中国科学院固原生态试验站为研究基地,通过添加不同种类(锯末、槐树皮)、不同比例(1％,3％,5％,以干土质量计)生物炭的小区定位试验,研究生物炭添加6个月后表层土壤容重、田间持水量及持水性能的变化.结果表明:施入生物炭可以有效地改善土壤容重,提高土壤田间持水量和土壤的导水性能.其中槐树皮生物炭的作用效果优于锯末生物炭,且土壤的持水性能与生物炭掺量呈正相关关系.     

水分调控对冬小麦同化物分配与水分利用效率的影响研究

试验研究 12个灌溉组合方式对冬小麦干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,地面灌水条件下不同处理的地上部干物质积累量由高至低依次为田间持水量 65%的处理 >50 %的处理 >80 %的处理 ;地下 3 0cm、50cm和 10 0cm灌水条件下田间持水量 80 %的处理 >65%的处理 >50 %的处理。产量以地下 3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理最高 ,为 6512 .4kg/hm2 ,地下 50cm灌水× 50 %田间持水量处理产量最低 ,为3 568.1kg/hm2 。保持相同田间持水量的灌水处理 ,随灌溉深度的增加其作物水分利用效率呈增大趋势。地下3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理和地下 3 0cm灌水× 65%田间持水量处理是较合理的节水灌溉组合方式     

间伐对黄龙山辽东栎林下枯落物持水性的影响

[目的]对黄龙山林区辽东栎林抚育间伐与对照设置试验样地,研究其林下枯落物持水效应特征,为该地区森林抚育提供理论依据。[方法]采用重度(间伐35%)、中度(间伐25%)、轻度(间伐15%)抚育间伐,通过典型取样法、烘干法、浸泡法等开展研究。[结果]枯落物总储量大小依次表现为:CK(23.500±0.780)轻度(22.950±1.012)中度(22.708±0.365)重度(20.725±1.041),只有CK与重度有显著性;枯落物总持水量大小依次表现为:轻度(9.37)CK(8.29)中度(7.61)重度(6.39),轻度间伐下枯落物总有效拦蓄量最大;枯落物持水量与浸泡时间呈对数函数变化,R2均在0.93以上,具有显著相关性;枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数变化,R2均在0.99以上,具有显著相关性。[结论]综合比较不同间伐强度下枯落物持水性,轻度间伐下枯落物持水性较好,可为黄土高原地区森林抚育提供理论依据。     

水氮互作对设施菜田土壤氮素形态组成以及细菌群落结构的影响

利用室内模拟培养试验,研究了不同水氮互作条件对设施菜田土壤氮素形态组成和细菌群落结构的影响.主因素为2种土壤水分条件:70％田间持水量和100％田间持水量;副因素为5种氮素添加形态:不施氮肥、纯无机氮、纯有机氮、2/3无机氮+1/3有机氮和1/3无机氮+2/3有机氮.结果表明:水氮互作效应对土壤无机氮含量和土壤细菌群落...     

生物炭基肥和水分胁迫对花生产量、耗水和养分吸收的影响

为了探究不同生物炭基肥施用量下水分胁迫对花生栽培的应用潜力,运用自动遮雨棚花生盆栽试验,对不同生物炭基肥施用量(0,750,1 500kg/hm2)和不同水分胁迫程度(常规控水,70%~75%田间持水量;中度水分胁迫,60%~65%田间持水量;重度水分胁迫,50%~55%田间持水量)对花生产量、耗水和其养分吸收特征的影响进行研究。结果表明:施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥可提高0—15cm土层土壤铵态氮和速效钾含量、植株地上部分氮钾养分吸收和水分生产率;除重度水分胁迫外,其他两种控水水平均能提高土壤速效钾含量,促进植株营养吸收,进而提高产量;中度水分胁迫下,施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥,较无生物炭基肥可显著提高植株地上部分氮钾吸收,增产40.48%和37.71%,提高水分生产率53.8%和9.9%。研究结果可为生物炭基肥在干旱地区花生生产的应用方面提供理论依据。