不同抗旱类型冬小麦根系特征及其与产量的关系研究

研究了我国黄淮麦区6种抗旱类型不同的冬小麦品种(系),在自然降水条件下,大田不同土层中小麦根系特征及其对产量和产量构成性状的影响,结果表明:不同抗旱类型的冬小麦根系总量呈现显著性差异,而且在不同土层中分布的根量不同,根系总量主要集中在0~20 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在0~20 cm层的比例过高或根系过小,产量均较低。     

不同抗旱类型冬小麦根系特征及其与产量的关系研究

研究了我国黄淮麦区6种抗旱类型不同的冬小麦品种(系),在自然降水条件下,大田不同土层中小麦根系特征及其对产量和产量构成性状的影响,结果表明:不同抗旱类型的冬小麦根系总量呈现显著性差异,而且在不同土层中分布的根量不同,根系总量主要集中在0²0 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在020 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在0²0 cm层的比例过高或根系过小,产量均较低。     

冬小麦干旱胁迫下不同土层根量分布与产量的关系

对河北省农林科学院旱作农业研究所培育的5个冬小麦新品系进行控水试验,采取小型土体统体隔离法收集小麦根系,结合根系空间上的分布,在小麦扬花期分别对0-40 cm、40-80 cm和80-120 cm土层取样测根系干重,在小麦蜡熟期收获后测产。对不同土层不同品系根重与产量的关系进行了相关分析。结果表明：0-40 cm、40-80 cm和0-120 cm土层根系干重与产量均呈负相关,但相关性不显著;80-120 cm土层根系干重与产量呈正相关,且达0.05显著水平。进一步证明干旱胁迫下,冬小麦主要利用土壤深层水分,主要是深层根系对产量起作用,浅层和中层根系作用不大,且根系总量与产量关系也不大。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

小麦新品种济麦262抗旱性研究

济麦262是新近育成的旱地小麦新品种,目前正在山东省大面积推广应用。本研究旨在明确其拔节期根系和地上部物质积累特性,揭示抗旱节水机理,为培育抗旱节水新品种提供理论指导和评价指标。于2017—2018年,在山东省农业科学院作物研究所济南试验基地,以济麦262及其亲本烟农19和临麦2号为试验材料,于管栽条件下进行雨养和充分浇水两个处理,比较3个品种拔节期根系特性、地上部生物量积累及其对供水的响应特征。结果表明,两种水分条件下3个品种拔节期根系总长度、总表面积和根尖总数在0～30、30～60、>90、60～90 cm土层范围内呈降低趋势;干旱胁迫降低了3个品种多数土层根系量及总根系量。充分浇水条件下,临麦2号和济麦262拔节期根系总长度、总表面积和根尖总数显著大于烟农19;而雨养条件下,济麦262则高于两个亲本,且深层(>90 cm)根系量也更大。此外,与两个亲本相比,济麦262拔节期地上部生物量对水分敏感性低,抗旱系数较高。雨养条件下拔节期根系总表面积与抗旱系数相关性较高,可作为评价品种抗旱性强弱的重要指标。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长及生理特性影响

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长特征及生理特性的影响,明确不同抗旱性苜蓿品种响应干旱胁迫的生长及生理差异,为进一步阐明紫花苜蓿抗旱的分子机理、提高紫花苜蓿耐旱性和水分利用效率提供理论依据。【方法】采用营养液沙培法,选用强抗旱的陇中苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longzhong）、中抗旱的陇东苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longdong）和弱抗旱的甘农3号紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Gannong No.3）为试验材料,在幼苗期对其进行6种不同水势（0、-0.4、-0.8、-1.2、-1.6和-2.0 MPa）的PEG-6000人工模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对供试苜蓿根系生长特征（根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积、根尖数和根系干重）、根系活力、游离脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白（SP）含量、可溶性糖（SS）含量,丙二醛（MDA）含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量,抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性、还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的影响。并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下对不同抗旱性苜蓿品种抗旱性影响较为显著的指标。【结果】干旱胁迫会显著影响苜蓿的根系生长特征及生理特性。随着干旱胁迫的加剧,供试苜蓿的根系总长度、Pro含量、MDA含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量及CAT活性不断增加;根系干重、根系活力、SS含量和GSH含量先增加后下降。此外,随胁迫程度增加,陇中苜蓿的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及SOD活性均呈先增加后下降的变化趋势,AsA含量不断增加;陇东苜蓿和甘农3号的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及根系总表面积则呈不断下降的趋势,而AsA含量呈先增加后下降的变化趋势。整体而言,陇中苜蓿的根系总长度、根系总表面积、根系干重显著高于陇东苜蓿和甘农3号,H₂O₂含量和O₂^•-含量显著低于甘农3号;陇中苜蓿和陇东苜蓿的SP含量、SS含量和MDA含量显著低于甘农3号。-1.2 MPa至-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的H₂O₂和OH·含量显著低于陇东苜蓿。-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的POD活性、AsA和GSH含量均显著高于甘农3号。逐步回归分析表明,根系活力、根体积、根系总长度、MDA和AsA是对陇中苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根尖数、根系平均直径、根系总表面积、根系干重、O₂^•-、GSH和CAT是对陇东苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根系活力、根尖数、Pro、SS、MDA、质膜相对透性和GSH是对甘农3号紫花苜蓿抗旱性影响较为显著的指标。【结论】不同抗旱性苜蓿品种在形态特征和生理特性上对干旱胁迫存在相同和不同的生长及生理响应策略。轻度和中度胁迫（0 MPa至-1.2 MPa）下,抗旱苜蓿品种主要通过增加根系总长度、根体积和根尖数及降低膜脂过氧化程度来适应干旱,弱抗旱苜蓿品种则通过改变细胞膜稳定性、根系活力及渗透调节能力来适应干旱;重度胁迫（-1.2 MPa至-2.0 MPa）下,不同抗旱性苜蓿品种均可通过改变根系生长特征和启动抗氧化系统来抵御干旱,其中强抗旱苜蓿品种主要通过增加根长和AsA含量来适应干旱,而中等抗旱和弱抗旱苜蓿品种主要通过增加根尖数和GSH含量来适应干旱。     

玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价

[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种。[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状。[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响。根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标。综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种。[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据。     

抗旱型稻根系形态与机能的研究

以6个抗旱性不同的栽培稻品种为材料,对其根系形态及解剖学进行研究.结果表明抗旱型稻平均根长、根粗、根系穿透力、不定根伸长速率、不定根中柱及导管面积等显著大于非抗旱型品种;而根干重、不定根数量、根冠比及根系的渗透调节能力等指标,抗旱型与非抗旱型品种间差异不显著.对栽培稻抗旱性的形态指标与抗旱机理进行了探讨.     

不同禾豆间作复合群体根系的时空分布特征

通过土柱栽培试验,研究了小麦间作菜豆、小麦间作蚕豆及不同单作作物根系的时空分布特征。结果表明,小麦间作菜豆的总根干重在小麦苗期、开花期、灌浆期、成熟期与对照相比增减了50.80%、2.42%、31.94%、-4.83%,小麦间作蚕豆根干重的增减幅度分别为-6.82%、7.26%、14.66%和-7.25%。小麦间作菜豆和小麦间作蚕豆全生育期根干重按生育进程呈明显分移特性。两作生长前期,间作作物根系空间分布范围大于单作;生长后期,间作作物根系分布在0~50 cm的土层中,单作主要分布在0~70 cm的范围内。小麦间作蚕豆的总根重在全生育期呈小-大-小-大的双峰变动趋势;小麦间作菜豆根重变化趋势与单作相同,呈以生长盛期为峰值的单峰型。间作作物成熟期深层根系含水量高于单作。     

抗旱型稻根系形态与机能的研究

以6个抗旱性不同的栽培稻品种为材料，对其根系形态及解剖学进行研究。结果表明：抗旱型稻平均根长、根粗、根系穿透力、不定根伸长速率、不定根中柱及导管面积等显著大于非抗旱型品种；而根干重、不定根数量、根冠比及根系的渗透调节能力等指标，抗旱型与非抗旱型品种间差异不显著。对栽培稻抗旱性的形态指标与抗旱机理进行了探讨。