5种荒漠植物抗旱性及其与抗旱指标相关性的定量评价

通过测定苦豆子、苦马豆、骆驼蓬、钠猪毛菜和盐爪爪5种典型荒漠植物的相对含水量、叶绿素含量、电导率、比叶面积、根冠比和蒸腾速率6项抗旱指标,运用隶属函数值法对5种植物的综合抗旱适应性进行定量评价。评价结果表明,5种荒漠植物的综合抗旱性强弱顺序为:盐爪爪>钠猪毛菜>苦马豆>苦豆子>骆驼蓬。在此基础上运用灰色关联度分析方法,对5种植物的抗旱性和6项抗旱指标的相关性进行分析。关联度分析结果表明,各项抗旱指标与平均隶属函数值的关联顺序为:蒸腾速率>相对含水量>电导率>比叶面积>根冠比>叶绿素含量,即蒸腾速率、相对含水量和电导率是5种植物抗旱性评价的重要指标。     

不同大豆品种在萌发期对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

对3个大豆品种(黄豆、晋豆19及郑9007)采用不同浓度PEG-6000(0、12%、14%、16%、18%和20%)模拟干旱胁迫处理,测定种子萌发及抗氧化酶活性等指标。结果表明,不同浓度PEG处理均降低了3个大豆品种的相对发芽势、相对发芽率及相对胚根长,18%PEG处理为合适的干旱胁迫条件。在18%PEG处理下,3个大豆品种胚根的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸及丙二醛(MDA)含量均发生了显著变化。其中,黄豆胚根SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量分别为对照的5.41、2.13、2.64、2.84、2.13倍和10.98倍,均高于晋豆19和郑9007,而MDA含量上升为对照的1.59倍,低于晋豆19和郑9007。通过隶属函数法综合评价发现,3个大豆品种的抗旱性强弱依次为黄豆郑9007晋豆19,说明黄豆的抗旱能力高于晋豆19和郑9007。     

花铃期干旱胁迫对不同棉花品种光合特性影响及抗旱性评价

以28份抗旱性不同的棉花品种为材料,通过大田花铃期水分胁迫,以抗旱系数和主成分分析综合评价各个棉花品种的抗旱水平,并对其评价和等级进行划分。结果表明,各个棉花品种在花铃期干旱胁迫下,各指标反应程度不同,其中叶绿素、净光合速率、水蒸汽压亏缺、气孔导度变化较明显,通过RI值聚类分析,将材料分成4个大类,第Ⅰ类为高抗型品种有C1470、ND359-5、新炮1号、新陆中39等18份品种;第Ⅱ类为中抗型的包括天合995、吉扎81、大铃棉、TM-1、10615-1、塔什干7号;第Ⅲ类为敏感型的包括新陆早1号、新石K7、鲁棉28;第Ⅳ为极敏感型的新陆早26。进一步利用逐步回归建立回归方程D=-1.496+0.775Ci+0.160Gs-0.020VPD+0.719Pn+0.799Tr-0.241WUE+0.663Chl(R2=0.996),筛选出7个指标,分别为Ci、Gs、VPD、A、Tr、WUE、Chl,各材料估计精度大于97.55%。     

4种不同石竹属植物的抗旱性分析

以瞿麦(Dianthus superbus L.)、常夏石竹(Dianthus plumarius)、中国石竹(Dianthus chinensis L.)和须苞石竹(Dianthus barbatus L.) 4种不同石竹属植物幼苗为试材,采用自然干旱胁迫法对其进行处理,测定不同干旱胁迫下石竹幼苗的形态和生理指标,并用隶属函数法对4种石竹属植物的抗旱性进行综合评价,旨在筛选出适合山西省栽培和利用的石竹属抗旱性种质资源。研究结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,4种石竹属植物幼苗的土壤含水量和叶片相对含水量均下降,处理第12 d时各处理组叶片相对含水量和对照相比分别下降64.14%、59.44%、80.84%和78.58%;丙二醛(MDA)含量第10 d时处理组和对照组相比上升451.61%、353.45%、724.32%和647.95%;处理组和对照组相比超氧化物歧化酶(SOD)活性在第8 d分别上升77.58%、90.68%、29.05%和81.52%;脯氨酸(Pro)含量持续上升,叶绿素(Chl)、可溶性蛋白质含量以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性呈先上升后下降的趋势;干旱胁迫处理第10 d时,Dt SOD和Dt POD基因在常夏石竹和瞿麦中表达水平较高,分别为对照组的2.5倍和2.25倍。利用隶属函数法分析得出4种不同石竹属植物的抗旱性从强到弱依次为:常夏石竹瞿麦须苞石竹中国石竹。     

干旱胁迫下旱砂地籽瓜生理响应及其抗旱性评北大核心CSCD

以靖远旱砂地主栽籽瓜品种＂靖远大板＂和选育新品种＂黑丰1号＂为试材,运用大气干旱法以乙烯利作为干燥剂设置7个浓度梯度模拟干旱胁迫,测定2种籽瓜6项生理指标,为丰富旱砂地籽瓜生理生态方面的研究以及当地引进新品种＂黑丰1号＂提供科学依据。结果表明：（1）随着胁迫的加剧,2种籽瓜细胞相对透性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量随之升高,叶绿素（CHL）含量随之下降,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性呈先升后降趋势;（2）2种籽瓜各梯度下叶绿素a/b均大于1,可判定2种籽瓜均为阳性植物,具备在光照充足的靖远县的生长优势;（3）300～500 mg·L^-1浓度胁迫下各指标出现明显的变化,该浓度下2种籽瓜对于胁迫反应最明显,而起催熟籽瓜作用的乙烯利浓度为100～300 mg·L^-1,催熟时喷施于果实上;胁迫时喷施于叶片上,在生产过程中应格外注意;（4）由主成分分析、隶属函数分析发现＂黑丰1号＂较＂靖远大板＂具有更好的耐旱性。同等胁迫条件下＂黑丰1号＂渗透调节能力更强,保水性更好,在靖远县引种、推广种植是可行的。     

基于渗透胁迫的马铃薯试管苗抗旱评价体系的构建

为探明抗旱生理生化机制和筛选抗旱品种,建立科学有效的马铃薯实验室抗旱评价体系,本研究分析了不同浓度PEG(polyethylene glycol6000)对CIP 397098.12、CIP 391180.6、CIP 391724.1、CIP 392745.7、CIP 392759.1、CIP 393613.2、CIP 397035.26、CIP 302476.108、CIP 304345.102、CIP 304405.47、CIP 391930.1、CIP391931.1、陇薯3号及Atlantic马铃薯品种试管苗生理生化指标的影响,并利用隶属函数分析方法对供试材料的综合抗旱能力进行了评价。结果表明:随着PEG浓度的增加,马铃薯试管苗的地上部分及根系生长受到严重的抑制,对马铃薯试管苗的根系长度的抑制作用更明显。当PEG浓度为9%时,14个马铃薯品种间生长指标的差异最大,试管苗株高、根系长度等5个生长指标均显著低于对照,说明9%是用于鉴定不同马铃薯品种试管苗对水分胁迫响应的最适浓度。根据综合抗旱评价值对供试马铃薯材料的抗旱性进行了排序,由强到弱依次为:陇薯3号、CIP391930.1、CIP 397098.12、CIP 391931.1、CIP 304405.47、CIP 392759.1、CIP 397035.26、CIP 393613.2、CIP 302476.108、CIP 304345.102、CIP 391180.6、Atlantic、CIP 391724.1、CIP 392745.7。     

干旱胁迫对不同板栗品种叶片渗透调节物质含量及光合的影响

以6个2a生板栗品种为试材,对干旱胁迫下板栗叶片中甜菜碱等生理活性物质的含量和光合日变化进行了研究,同时对各品种的抗旱性进行比较。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加叶片相对含水量和叶绿素含量都明显降低,甜菜碱、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)的含量显著增加,且不同品种间的差异显著。综合分析所测生理指标,抗旱性由强到弱的顺序是华光、10-14、石丰、处暑红、燕魁、泰林20号。     

不同剂量除草剂对皮、裸燕麦光合特性及产量形成的影响

试验采用单因素随机区组设计,研究两种茎叶除草剂(立清和麦喜)在三个浓度下对皮燕麦‘陇燕3号’和裸燕麦‘白燕2号’生产性能指标及不同生育期倒二叶气体交换参数的影响,并通过综合评价,筛选高效除草剂的种类和剂量,以探讨除草剂对燕麦光合生理特性的作用机理。结果表明,在除草剂适宜浓度范围内(立清675~2 025 mL·hm~(-2)、麦喜90~270 mL·hm~(-2)),与未施用除草剂相比,除草剂中、高浓度对燕麦子粒产量有明显促进作用,最高增幅达34.67%。两种茎叶除草剂对燕麦光合特性的影响为短期刺激效应,在皮、裸燕麦生长前期(分蘖期、拔节期)除草剂对叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均有所抑制,对胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)有所促进,且随着除草剂浓度的提高,各光合指标的变幅增大,在两种除草剂高浓度处理下,皮燕麦和裸燕麦生长前期的Pn值平均比对照低42.86%和50.65%,WUE高于对照99.47%和86.44%,开花期后这种影响则逐渐趋于缓和。通过对光合及产量指标的主成分分析,将13个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,最终确定燕麦倒二叶Tr、SPAD、Pn及子粒千粒重可作为除草剂安全高效评价的参考指标,筛选出除草剂麦喜浓度在180 m L·hm~(-2)时效果最佳。     

不同基因型绿豆苗期耐盐碱性分析及其鉴定指标的筛选

为明确不同基因型绿豆幼苗耐盐碱特性,筛选耐盐碱绿豆鉴定指标,建立可靠的绿豆耐盐碱性数学评价模型,以30个绿豆品种为试验材料,按NaHCO_3与草炭、蛭石复合基质重量比设置0(CK)、0.6%胁迫两个处理水平,对不同基因型绿豆幼苗的20个形态与生理生化指标进行测定,以各单项指标的耐盐碱系数(SATC)作为衡量耐盐碱性的依据,利用多元分析方法对不同绿豆品种耐盐碱能力进行了综合评价。通过主成分分析将20个单项指标转化为8个相互独立的综合指标,通过隶属函数法计算获得的各品种综合耐盐碱能力D值,利用聚类分析将30个绿豆品种划分为4类,其中中绿9号、绿丰2号、吉绿9号和洮绿3号为高度耐盐碱品种;采用逐步回归建立绿豆幼苗耐盐碱性评价数学模型,并筛选出净光合速率、相对电导率、最大光化学效率、可溶性糖含量、初始荧光、地上干重、地下鲜重7个鉴定指标,可进行不同基因型绿豆耐盐碱性强弱的快速评价与预测。     

基于RS和PCA的荒漠化现状综合评价

针对一些荒漠化评价指标无法通过遥感手段直接获取,且简单目视判读或直接分类等评价方法主观性强等问题,提出一种基于遥感与主成分分析相结合的荒漠化现状综合评价方法。研究遵循代表性、综合性、主导性及遥感手段可操作性原则,选取5个荒漠化评价指标,由ETM+数据直接反演得到;并基于先验数据进行主成分分析,确定指标权重,建立综合评价模型,对整个研究区荒漠化现状进行综合评价。研究认为,该方法体现了遥感在大面积环境评价中的优势,且基于统计结果的评价方法更客观,更适用于区域尺度荒漠化评价。     

6个种源红砂幼苗主要水分参数与抗旱性研究

以武威民勤扎子沟(WMZ)、武威民勤小坝口(WMX)、张掖山丹(ZYS)、张掖临泽(ZYL)、酒泉金塔(JQJ)及酒泉肃州(JQS)6个种源红砂幼苗为材料,利用压力-容积分析法研究了6个种源红砂幼苗的ΨP、ΨA、RWC、Ψ_s~(sat)、Ψ_s~(tlp)、Ψ_s~(sat)-Ψ_s~(tlp)、ROWC~(tlp)、RWC~(tlp)、AWC、ε~(max)等主要水分参数,并应用模糊数学隶属函数法对6个种源红砂幼苗的综合抗旱能力进行了评判。结果表明:ΨP、ΨA、RWC、Ψssat、Ψstlp、Ψssat-Ψstlp及εmax值均存在显著的种源差异(P<0.05);随种源原地从东向西,Ψ_P、Ψ_A、Ψ_s~(sat)、Ψ_s~(tlp)、及Ψ_s~(sat)-Ψ_s~(tlp)的值呈降低趋势,RWC和ε~(max)呈增大趋势;RWC和εmax均与经度、年降水量分别呈负相关或显著负相关,除ROWC~(tlp)外,其它各参数均与经度、年降水量呈正相关或显著正相关关系;6个种源红砂幼苗综合抗旱能力表现为JQS>JQJ>ZYL>ZYS>WMX>WMZ。因此,JQS和JQJ的红砂幼苗可作为红砂造林的优良种源,供推广应用。     

琵琶柴（Reaumuria soongorica）地上植物量的估测模型

本文选择和利用在野外能够实地简单测定的高度、冠幅、基生枝条数、枝条直径、当年生枝条长度等数量特征对琵琶柴的地上植物量进行估测和模拟，从而能够动态监测其植物量变化。统计分析表明，琵琶柴的重量（Ｆ，Ｄ）与其植株高度、当年生枝条长度（１）相关不明显，而与冠幅直径（ｅ，ｓ）、枝条数（ｔ）、枝条直径总和（ｒ）相关明显，这一点与灌木有明显的差异。琵琶柴平均每丛枝条数为１０．６７，枝条的平均直径为０．８４ｃｍ。与其它变量的相关分析结果表明：琵琶柴的枝条数（ｔ）与重量、冠幅、高度均相关显著，但对于地上植物量的估测意义不大。各种变量中冠幅与植物量有十分密切的关系，东西直径与南北直径的乘积（ｅｓ）与干重的相关系数高达０．９５１，在多元回归中的偏回归系数也很高。故利用冠幅（ｅｓ）作为变量对琵琶柴的植物量进行估测是简便、易行的。估测模型如下：Ｆ（鲜重）＝－３１．０７５＋０．０７２ｅｓ（冠幅）ｒ＝０．９６４５ｒ２＝０．９３０９ｐ＜０．００１Ｄ（干重）＝－１５．８６６＋０．０２８ｅｓ（冠幅）ｒ＝０．９５０８ｒ２＝０．９０４０ｐ＜０．００１     

红砂灌丛沙堆土壤粒度组成及养分积累特征

为探究荒漠灌丛对其沙堆土壤结构和养分空间异质性的影响,以白音恩格尔自然保护区的优势种红砂（Reaumuria soongorica）灌丛沙堆为研究对象,对其土壤粒度组成及土壤养分积累特征进行分析。结果表明：（1）研究区土壤粒径组成以细砂为主,含量为36.34%～65.31%,黏粒、粉粒含量均小于7.00%;(2)红砂灌丛沙堆沉积物趋于细化,由背风侧、迎风侧到沙堆间空地土壤颗粒分选性依次变差,峰态逐渐宽平,分形维数逐渐变小,灌丛沙堆土壤粒径组成含量分布较丘间空地更对称;（3）灌丛沙堆迎风侧和背风侧有机质（SOM）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）含量分别较沙堆间空地增加29.37%和40.63%、23.49%和35.12%、62.72%和66.45%、30.10%和22.75%(P<0.05),且相对作用强度（Relative Interaction Intense, RII）,即RII>0。红砂灌丛起到防风滞沙和重新分选沙粒的作用,并且在丛间地风蚀和植物反馈作用下养分向灌丛沙堆富集,形成“肥岛”效应。     

红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用

以黄土高原西部荒漠草原区广泛分布的红砂灌丛为研究对象,对灌丛周围土壤盐分和养分的富集状况进行了研究.结果表明:红砂灌丛下土壤养分明显高于灌丛外,且表层0-10cm土壤养分的富集率较10-20cm要高,灌丛下pH值和电导率显著提高,主要盐离子(HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、Mg2+、Ca2+)含量在灌丛内外表层土壤中均存在显著差异,其中Cl-、SO42-、Na+含量差异最为显著.相对于K+、Mg2+、Ca2+三种离子,Na+在红砂灌丛下的富集程度更强,而SO42-和Cl-在灌丛内外的积累速率基本处于平衡状态.相关分析表明,大部分盐分离子的积累与灌丛周围养分的富集存在显著的正相关关系.     

Response of root traits of Reaumuria soongorica and Salsola passerina to facilitation

C3 plant Reaumuria soongorica and C4 plant Salsola passerina are super xerophytes and coexist in a mixed community in either isolated or associated growth, and interspecific facilitation occurs in associated growth. In the present study, the root traits including root distribution, root length(RL), root surface area(RSA), root weight(RW) and specific root length(SRL) of both species in two growth forms were investigated to clarify their response to facilitation in associated growth. Six isolated plants of each species, as well as six associated plants similar in size and development were selected during the plant growing season, and their roots were excavated at 0–10, 10–20, 20–30, 30–40 and 40–50 cm soil depths at the end of the growing season. All the roots of each plant were separated into the two categories of fine roots(2 mm diameter) and coarse roots(≥2 mm diameter). Root traits such as RL and RSA in the fine and coarse roots were obtained by the root analyzing system WinRHIZO. Most of the coarse roots in R. soongorica and S. passerina were distributed in the top 10 cm of the soil in both growth forms, whereas the fine roots of the two plant species were found mainly in the 10–20 and 20–30 cm soil depths in isolated growth, respectively. However, the fine roots of both species were mostly overlapped in 10–20 cm soil depth in associated growth. The root/canopy ratios of both species reduced, whereas the ratios of their fine roots to coarse roots in RL increased, and both species had an increased SRL in the fine roots in associated growth. In addition, there was the increase in RL of fine roots and content of root N for S. passerina in associated growth. Taken together, the root growth of S. passerina was facilitated for water and nutrient exploration under the interaction of the overlapped roots in both species in associated growth, and higher SRL allowed both species to more effectively adapt to the infertile soil in the desert ecosystem.     

额济纳荒漠红砂(Reaumuria soongorica)根系分布与土壤环境关系的研究

以额济纳荒漠典型红砂(Reaumuria soongorica)群落为样本,通过测定土壤的理化性质、水势以及红砂根系分布,研究红砂根系分布与土壤环境的关系。结果表明:红砂主要分布在灰棕漠-灰漠土地带,而其根系主要集中在pH8.0-8.97之间、电导率高达1.19-1.78ms/cm的地下30-70cm层,该层不但含盐量很高,含水率也较高;可以认为,土壤水分、盐分是影响红砂根系分布的主要因素,而红砂根系集中分布在盐化层和高含水层则是长期适应土壤环境的结果。     

长叶红砂和红砂种子萌发对光照、温度和水分的响应

长叶红砂(Reaumuria trigyna)和红砂(Reaumuria soongorica)均为荒漠地区超旱生小灌木,长叶红砂为红砂属珍稀种,而红砂为广布种。通过种子萌发对光、温和土壤水分需求的研究表明,长叶红砂对光照不敏感,而黑暗有利于红砂的萌发。种子萌发的适宜温度均为恒温20-25℃或15/25℃变温。25℃后,随着温度升高萌发率下降。土壤含水量在3%以上时,有利于两物种的萌发,萌发适宜的含水量都在12%。在各种条件下,珍稀种长叶红砂的萌发均高于广布种红砂,说明种子质量和萌发并没有造成长叶红砂的珍稀濒危。但长叶红砂高萌发率却不利于应对荒漠地区极端和不可预测的环境变化,增加了生存的风险性,可能是其濒危原因之一。     

陇东地区不同生态型冬小麦抗旱性研究与适宜品种的筛选

在不同的播前底墒下,应用抗旱指数法、隶属函数法、模糊综合评判法研究了14个不同生态类型旱地冬小麦品种的抗旱性。结果表明,随着底墒的增加,旱地冬小麦产量和水分利用效率显著提高,相同底墒下品种之间产量与水分利用效率差异显著,不同生态型冬小麦对播前底墒的反应明显不同。抗旱指数法、隶属函数法、模糊综合评判法均能较好地评价旱地冬小麦的抗旱性,其评价结果基本一致。参试品种从来源分析,抗旱性表现为:甘肃陇东>山西地区>北京地区>渭北旱塬>黄淮地区。     

花生萌芽期水分胁迫品种适应性及抗旱性评价

通过PEG6000人工模拟干旱条件,研究了27个花生品种种子萌芽期对渗透胁迫的响应及抗旱性评价.结果表明,水分胁迫降低了各品种的发芽率,阻碍了胚根和胚芽的生长,降低了种子中贮藏物质的利用效率;不同品种抗旱性存在明显差异,在水分胁迫下抗旱性强的品种仍然保持较高的发芽率和生根率;在17.5%PEG6000水分胁迫处理下萌发期各指标a值(抗旱指数)品种间差异明显,可以作为花生品种抗旱鉴定浓度.     

旱稻抗旱性鉴定方法与指标研究-- Ⅱ抗旱性鉴定评价技术规范

为统一旱稻抗旱性鉴定评价标准,全国农技推广中心委托研究制定“旱稻抗旱性鉴定评价技术规范”。该“规范”详细阐述了旱稻全生育期抗旱性鉴定、苗期抗旱性鉴定、种子萌发期抗旱性鉴定三种抗旱性鉴定方法,并说明了这三种方法的适用情况。