玉米单根木质部水势与径向水力导度的轴向变化

在前人用多个吸水小室测定单根径向水力导度和用不同渗透势溶液同时测定根本质部水势和径向水力导度的基础上，将这两种方法结合，用之研究了不同土壤水分条件下玉米单根木质部水势和径向水力导度的轴向变化。结果表明：根本质部水势在距根尖9cm以前是不断下降的，土壤干旱导致根本质部水势下降且前7cm根本质部水势的下降幅度增大，根尖是对水分胁迫最敏感的部位，正常水分处理根径向导度在3cm以前逐渐增加，3-10cm间达到最高值且维持稳定。10cm以后，根系径向导度下降，土壤干旱导致根径向导度下降，轴向上的下降部位提前，轴向变化的梯度减小。     

氮胁迫对玉米单根径、轴向水力导度的影响

氮亏缺影响地上部生长的生理机制之一可能与其对根水力导度的影响有关。为此 ,本文利用蒸腾计法和解剖学方法分别研究了氮亏缺对玉米单根径、轴向水力导度的影响。结果表明 ,氮亏缺条件下 ,玉米单根的径向和轴向导度明显下降 ,其径向导度对水孔蛋白抑制剂HgCl2不敏感。不同氮处理轴向导度差别的主要原因在于成熟的后生木质部导管数目和直径的减少。     

小麦灌浆期土壤干旱对子粒发育影响的研究

根据3年的田间测定资料,分析了小麦灌浆期土壤水分与麦株水分代谢、气孔导度、蒸腾强度和子粒灌浆进程的关系.小麦叶片水势日变化为一单谷曲线,且随着土壤干旱程度的增大而下降;干旱处理(T_3)的气孔导度和蒸腾强度在1日内的不同时刻的变化值都低于充足灌水处理(T_1),14时T_1与T_3的最大差值为2.2cm/s和10.07μg/cm~2·s;在子粒灌浆初期,土壤干旱有增加粒重、促进干物质积累的作用,随后表现出抑制,最后由于粒重增长的加快不足以弥补灌浆进程缩短的损失,T_3的粒重比T_1减少7.6950mg.     

低丘红壤坡耕地的水分状况变化及其调控

红壤坡耕地水分状况随年降水周期、利用类型和坡位高低而变化。0~150cm土壤贮水量大致分为盈余期、消耗期和恢复期3个阶段。土壤水势变化与贮水量3阶段相对应,总体由大变小再回升,只是土壤剖面从上而下,水势值增大,变幅减小,100cm土层以下近乎常年稳定;在不同利用方式之间,土壤水势也有较大时空差异,花生地年际变化大,坡位上下差异小;板粟园恰好相反。在4个水势段出现频率中,水势高的水势段出现频率越高,顺序为饱和>湿润>亏缺>干旱;且饱和、湿润段出现频率比例总体上是板栗园>花生地,底土>心土>表土,坡下>坡上、坡中;低水势干旱段主要出现在坡上、土壤上层和伏秋干旱季节,出现频率比例依然是板粟园>花生地,尤其是中、下坡40~85cm心土层。由此,红壤坡耕地水分状况应因地制宜从工程、生物和农艺3方面予以调控。     

太行山前平原典型灌溉农田深层土壤水分动态

该文针对70年代以来太行山前平原典型灌溉农田地下水位普遍下降的问题,通过分析中国科学院栾城农业生态系统试验站连续3 a的农田土壤水分观测资料,探讨了山前平原典型灌溉农田0~800 cm深土壤水势变化规律和0~1 540 cm深土壤水分含量变化规律。结果表明:土壤水分动态自上向下具有明显的分带性,0~800 cm土壤层水分动态可分为3层:0~200 cm为入渗-蒸发交替变动带(水分增长和消退的较快,土壤含水率变化范围为0.14~0.47 cm3/cm3,基质势变化范围为-628.21~0 cm,200~600 cm为非稳定入渗带(土壤含水率变化范围为0.04~0.41 cm3/cm3,基质势变化范围为-311.79~0 cm,土壤水势梯度有一定变化范围在0.1~5.61 cm/cm之间),600~800 cm为相对稳定入渗带(土壤含水率在0.03~0.35 cm3/cm3之间变化,基质势变化范围为-138.18~-45.57 cm,土壤水势梯度在单位势梯度左右浮动)。在土壤质地和土壤含水率(维持在田间持水量水平)的影响下,深层土壤层的湿润锋运动速率较快(0.13 m/d),表明地下含水层会迅速地响应地表水分输入(降水和灌溉)。结果可为太行山前平原典型灌溉农田地下水分及可持续利用提供科学依据。     

干旱季节不同耕作制度下作物─红壤水势关系及其对干旱胁迫响应

季节性干旱是南方红壤地区旱地农业生产中的主要障碍因素。本文报道了田间条件下作物土壤水势关系及其对干旱胁迫响应。结果表明ＳＰＡＣ中水势梯度为：叶气系统〉叶土系统〉７０ｃｍ以上土层,且约以１００倍左右递减,水势日变化结果表明免耕较常耕,窄垄较宽垄叶土水势差下降,水分胁迫更强,花生的耐旱性较强,大豆和玉米的则较弱;作物叶水势与土壤基质势呈正相关,可以用二项式表示。作物叶水势与不同土层土壤基质势关系表明,     

西南喀斯特地区构树苗木对土壤干旱胁迫的生理响应

在西南喀斯特地区,采用土壤干旱胁迫的方法,对不同土壤水分条件下一年生构树苗木的生理指标进行了观测,研究其对土壤干旱胁迫的生理响应.结果表明:随着土壤干旱胁迫的加剧.构树的叶水势、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率都有所下降,表明构树有较高的耐旱生产潜力,对水分亏缺的适应能力也较强.阐明了其能够在退化喀斯特生境中生存的生理基础.     

胡杨茎木质部解剖结构与水力特性对干旱胁迫处理的响应

分析干旱胁迫下胡杨(Populus euphratica Oliv.)茎木质部解剖结构与水力特性的变化对解读其抗逆性机理具有重要意义.本文采用水分控制试验,分析胡杨幼株茎木质部解剖结构和水力特性对不同土壤干旱胁迫处理的响应.结果表明:在解剖结构方面,随着干旱胁迫的加剧,胡杨茎木质部导管密度呈极显著减小(P＜0.01)趋势,而导管内径、导管壁厚度、管壁机械强度呈极显著增大(P＜0.01)趋势,穿孔直径和纹孔直径显著增大(P＜0.05);但导管分子形态却没有发生显著变化,都具有孔纹式和螺纹式两种类型,其中纹孔多为具缘纹孔,呈互列式排列,端壁穿孔为单穿孔类型,并具有螺纹加厚现象;在水力特性方面,随着干旱胁迫的加剧,胡杨茎的木质部比导率(Ks)和自然栓塞程度(PLC)呈显著增加趋势(P＜0.05).为了适应干旱的环境,胡杨茎木质部结构和水力特性发生相应的变化,一定程度上弥补了干旱胁迫所带来的不利影响.     

黄土高原不同土壤类型对桃树水分运转影响的模拟

根据不同土壤的水分特征曲线、气孔导度模型、冠层蒸腾模型和RC模型模拟出黄土高原不同土壤类型下桃树(Prunus persicavar.nectarina Maxim)的水分运转动态。在逐步干旱过程中各类土壤维持桃树蒸腾的时间和桃树散失的水分总量均依次为中壤土>轻壤土>紧砂土>重壤土,中壤土的保水能力最好,重壤土的可利用水最少,中壤土维持蒸腾的时间最长,但中壤土、轻壤土和紧砂土之间的保水能力与维持蒸腾的时间无显著差异。在整个干旱周期过程中气孔导度、叶片水势和组织贮存水均呈波动式减小,其总体趋势与土壤水势相一致。     

分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻光合特性及产量形成的影响

为了探讨分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理及其耐旱机制,以东农425(耐旱型)和松粳6号(干旱敏感型)为试验材料,通过盆栽方式于分蘖期控制土壤水势至0 k Pa(对照)、-10 k Pa(轻度干旱)、-25 k Pa(中度干旱)、-40 k Pa(重度干旱),依次记为A0、A1、A2、A3。处理21 d后复水,研究分蘖期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻叶面积、光合特性、叶绿素总含量、产量及产量构成因素的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫导致叶面积减小、功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随土壤水势降低而下降。同时,干旱处理期间寒地粳稻功能叶片叶绿素总含量、叶绿素a/b值均随干旱胁迫程度增加而下降,但类胡萝卜素含量的变化却与其相反。干旱胁迫下寒地粳稻产量显著下降,且下降幅度随土壤水势降低而逐渐增大。有效穗数和穗粒数大量降低造成产量显著下降,说明分蘖期干旱胁迫造成减产的主要原因是低土壤水势造成了寒地粳稻库容量或单位面积颖花量的大量降低。与A0(对照)相比,A1、A2和A3下松粳6号产量降幅分别为13.87%、20.87%和32.51%;而东农425分别为10.58%、15.21%和25.52%,均显著低于松粳6号,且耐旱型品种东农425始终保持较高光合生长能力。本研究结果为寒地粳稻抗旱节水栽培技术措施的制定提供了理论依据。     

Responses of Radial and Axial Hydraulic Resistances in Maize Root to Nitrogen Availability

Abstract

One of the important physiological mechanisms of nitrogen (N) deficiency inhibiting plant shoot growth may be related with its impacts on root hydraulic resistance. Hence, effects of N deficiency on root radial and axial hydraulic resistances of maize were studied in this study with potometer and anatomical methods, respectively. The results indicated that N deficiency increased root radial hydraulic resistance of the apical zone under both high and low transpiration and axial hydraulic resistance more than 6 cm from the root tip. Root radial hydraulic resistance of N deficiency treatment was insensitive to aquaporin inhibitor mercuric chloride (HgCl₂), but radial hydraulic resistance of normal N use treatment was sensitive to HgCl₂ under low photosynthetic photo flux density (PPFD). This suggested that the decrease of water transport across Hg‐sensitive transcellular pathway might be an important reason for the increase of radial hydraulic resistance on low N availability roots under a low hydrostatic gradient. The increase of axial hydraulic resistance more than 6 cm from the root tip under N deficiency was closely related with the decreased number and the smaller diameters of mature metaxylems.     

适度局部水分胁迫提高玉米根系吸水能力

局部根区灌溉可以刺激灌水区根系吸水的补偿效应。为了揭示局部灌溉条件下玉米根系补偿效应的动态变化及其影响因素,以聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)营养液的渗透势模拟水分胁迫,采用分根技术,通过水培试验模拟局部根区水分胁迫,设置3个水分胁迫程度处理(-0.2、-0.4、-0.6 MPa)和1个对照处理(无营养液),于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系的生长及导水率。结果表明,局部根区受中度及其以下(≥-0.6 MPa)经水分胁迫0.25 d内,所有处理胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均与非胁迫区和对照无显著差异(P0.05)。胁迫持续时间超过0.25 d,胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均显著小于非胁迫区(P0.05),降低程度随水分胁迫程度而增大,各处理间胁迫区根系总导水率的差异随胁迫持续时间延长也逐渐增大。对于非胁迫区,轻度胁迫(-0.2 MPa)持续0.5 d,单位根长导水率较对照高10.11%(P0.05),1~9 d与对照持平;-0.4 MPa胁迫持续9 d,单位根长导水率为25.08×10-11 m2/(MPa·s),显著高于对照(P0.05);中度胁迫(-0.6 MPa)持续0.5~3 d单位根长导水率显著小于对照(P0.05),较对照低19.05%~40.11%,5 d后与对照持平。说明局部根区水分胁迫能有效刺激非胁迫区根系吸水的补偿效应,这种补偿作用在局部水分胁迫0.5 d时就已发生,受到局部水分胁迫程度和持续时间的影响,且根系吸水补偿效应的临界胁迫程度为≥-0.4 MPa。该研究可为更好的发挥局部灌溉在农业节水中的作用提供理论依据。     

不同水、氮条件对水稻苗生长及伤流液的影响

为探明不同水分供应和氮素形态对水稻根苗及伤流液的影响,设正常水分及50 g/L PEG模拟水分胁迫和3种不同质量比例的NH4+-N/NO3--N（9/1,5/5,1/9）氮素营养处理,测定了水稻幼苗生物量,根系形态指标,根系活力及根基伤流量。结果表明,正常水分条件下,NH4+-N促进水稻根系平均直径增大,有利于水稻地上部物质累积;NO3--N则使水稻根系总吸收面积增大,促进根系物质累积;NH4+-N/NO3--N为5/5处理的水稻活跃吸收面积最大,活跃吸收面积比亦最高。水分胁迫条件下,NH4+-N/NO3--N为5/5的处理更有利于水稻地上部分的生长,NO3--N有利于水稻鲜重和干重增加,促进根系平均直径增大,水稻的根系总吸收面积、活跃吸收面积均随NO3--N供应比例的增加呈上升趋势。正常水分条件下,水稻幼苗白天的耗水量随NH4+-N/ NO3--N比例降低呈下降趋势,水分胁迫条件降低了水稻对水分的吸收。水分胁迫显著降低各处理水稻伤流量,正常水分条件下,NH4+-N/NO3--N为5/5处理的水稻伤流量最大;水分胁迫后,9/1处理的水稻伤流量相对较多。     

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。     

玉米毛状根再生植株对水分胁迫的响应

为研究玉米根系对水分胁迫的响应,以玉米毛状根再生植株为材料,在水分胁迫下,测量其生育时期的植株生长和生理指标。结果表明,水分胁迫下玉米毛状根再生植株光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO2浓度、气孔导度均较高。水分胁迫下,毛状根再生植株的根系水导降幅最小,为13.2%,对照品种H99下降了84.7%。各营养器官含水率最高,叶渗透调节能力增强。这说明由于毛状根再生植株强大的根系,保证了植株生长发育过程中的水分供应和光合能力。     

盐碱胁迫对文冠果幼苗水力学特征和碳素分配的影响

以文冠果(Xanthoceras sorbifolia)1年生幼苗为研究对象,通过控制条件下的盆栽试验,研究不同盐碱胁迫条件对文冠果幼苗的水力学特征和碳素分配的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫显著降低文冠幼苗存活率、株高和基径、不同部位生物量、凌晨水势、根水力学导度、光合速率和气孔导度;(2)随盐碱胁迫强度增加,植株各部位非结构碳含量均先升后降,且碱性盐胁迫对植株的伤害显著大于中性盐胁迫和混合盐碱胁迫,盐度和pH有显著的交互增强效应,碱性盐比例增加会加重胁迫危害;(3)盐碱胁迫显著限制幼苗根系吸水能力、植株水分状况恶化、气孔导度和光合速率下降,造成生物量和非结构碳含量降低,超出植株对低渗透胁迫的适应能力,最终影响植株存活;(4)文冠果具有一定的耐盐碱胁迫能力,在轻度盐碱条件下能正常生长,在中度和重度盐碱胁迫条件下生长和存活能力受限。通过研究进一步揭示了文冠果幼苗在水力结构和碳代谢上对不同类型和强度盐碱胁迫的生理响应模式,可为文冠果适宜立地选择、栽培范围扩展和规模化发展提供依据。     

沟灌方式和水氮对玉米产量与水分传导的影响

采用正交试验设计,用美国Dynamax公司生产的高压流速仪（High Pressure Flow Meter, 简称HPFM）的瞬时法原位测定大田玉米拔节期、抽雄期和蜡熟期的根系及冠层水分传导（简称根及冠层水导）,研究了不同沟灌方式、灌水量和施氮量对玉米水分传导、产量和植株氮的影响。结果表明,玉米根系或冠层水导最大值均在拔节期取得,均随生育期的推移逐渐变小。通过对玉米产量和水分传导综合比较得出最优组合处理是隔沟交替灌（简称交替沟灌）中水高肥：即沟灌方式为交替沟灌、灌溉量为282 mm、施氮量为240 Kg?hm-2的处理。可见,交替沟灌在根区两侧反复的对干燥侧根系进行灌水,促进根系和冠层水导增大,提高了根系对水肥的吸收利用和传输效率,使得植株氮含量较高,产量较大。