拔节和抽雄期水分胁迫对春玉米生长和产量的影响

本试验设置了三种水分处理,包括CK（整个生育期供水充足）、T1（从拔节期开始控水,持续不灌水直至生育期结束）、T2（从抽雄期开始控水,持续不灌水直至生育期结束）,讨论水分胁迫对玉米生长和产量的影响。结果表明：玉米株高和叶面积指数对拔节期水分胁迫T1处理比较敏感,T2处理下的影响不是很显著;水分胁迫作用下营养器官积累的干物质对籽粒的贡献率显著下降,特别是叶片和茎秆积累的产物下降明显,叶鞘的干物质积累量仅对T1处理比较敏感;水分胁迫对玉米的穗部性状影响较大,最终导致T1、T2处理较CK处理减产62.8%和37.8%;水分胁迫作用下,对产量影响大小的因子排序为穗粒数>穗长>百粒重>干物质转运率>穗粗>叶面积指数>生物量。     

土壤水分胁迫对水稻产量和品质的影响

以农大3号为试材,盆栽,控水,研究了不同生育阶段土壤水分（水势）胁迫（≤－75 kPa）对水稻产量和品质的影响。结果表明,孕穗中期土壤水分胁迫导致功能叶变短,穗粒数减少,生物产量与经济产量降低,糙米率、米粒长宽比、食味下降。分蘖期干旱胁迫使单穴有效穗数降低,生物产量与经济产量下降。出穗后干旱胁迫导致叶片萎蔫变黄,叶面积指数下降。乳熟期和灌浆期干旱胁迫,饱满粒率、饱满千粒重降低,整精米率下降。灌浆期干旱还导致垩白率、垩白度明显增高。蜡熟期干旱使叶绿素含量减少,胶稠度、蛋白质含量降低。     

干旱对大豆生理及产量影响的研究

干旱对农业生产影响巨大,开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究,将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究,土壤水分为干旱(45%~55%的田间土壤最大持水量)和湿润(80%~100%的田间土壤最大持水量,CK)2个水平,进行了2年的试验研究。结果表明,干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降,使水分利用率增加;干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量无显著影响;干旱使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%,47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降,其中2013年下降39.4%,2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降,2013,2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下,大豆叶片气孔导度显著下降,使CO2供应受到严重影响,降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏,影响植物正常的光合作用,使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分,但干旱仍然抑制了植株的正常生长,使大豆生物量和产量下降。     

干旱胁迫对不同玉米品种生长性状及产量的影响

旨在探究不同干旱胁迫程度对东北半干旱地区玉米生长性状及产量的影响,为深入研究玉米抗旱的生理机制奠定理论基础.采用抗旱棚微区试验,选用3种不同耐旱程度的玉米品种,于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水(CK)、轻旱(LS)、中旱(MS)、重旱(SS)及持续干旱处理(S)5个水分梯度,综合性分析不同干旱胁迫程度对3个玉米品种生长性状及产量相关指标的影响.随干旱程度的不断加重,玉米株高、穗位及干物质量逐渐降低,茎粗随干旱程度的增加无明显差异,其中金庆707玉米品种株高、穗位及干物质积累量最高,嫩单19及富单16次之.玉米于抽雄期干旱胁迫时果穗性状变化最明显,且重旱下玉米产量最低,持续干旱无产量.同一干旱程度下玉米品种耐旱性越差,减产越大,玉米品种产量大小具体表现为金庆707>嫩单19>富单16.采用多个指标进行综合性分析得出,玉米抽雄期为玉米需水关键期,较易受到干旱胁迫的影响,同时指出抽雄期干旱胁迫亦或干旱胁迫程度严重是最终导致玉米产量降低的主要因素.     

水分胁迫对玉米生长发育及产量形成的影响研究

采用人工控制水分的方法,研究玉米生长发育和产量形成对水分胁迫的响应。研究结果表明：干旱胁迫导致玉米生长发育缓慢和减产程度的大小,因胁迫时期、胁迫程度及持续时间而不同。干旱胁迫对株高的抑制作用：拔节孕穗期>抽雄吐丝期>苗期,其中苗期株高在复水后得到了超补偿。受水分胁迫影响穗重、穗粒重和穗粒数都呈减少的趋势,变化幅度为穗粒数>穗重>穗粒重,不同生育期干旱胁迫处理的减产幅度为抽雄吐丝期>拔节孕穗期>苗期。苗期、拔节孕穗期和抽穗开花期减产程度分别达到30%、70%和90%以上。     

不同时期干旱对玉米生长发育及产量的影响

为探明不同时期的干旱对玉米生长发育及产量的影响,以‘浚单20’为试验材料,分别在拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期进行水分控制处理,令土壤水分分别控制在田间持水量的40%（重旱）和60%（轻旱）,以自然生长(CK1)为对照,分析了不同发育阶段不同程度的干旱对玉米生长发育及产量的影响。结果表明：不同时期的干旱对玉米的生长发育有抑制作用,具体表现为株高变矮,叶面积降低,干物重减少,玉米各个产量构成因素（穗长、穗粒数、百粒重等）在受旱时都呈下降趋势。与自然生长(CK1)相比,拔节—抽穗期遭受重旱(G1)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低26.1%,叶面积下降30.9%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降27.6%、46.5%和8.7%;抽穗—乳熟期遭受重旱(G3)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低21.7%,叶面积下降23.6%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降36.1%、60.5%和30.2%。说明干旱是制约玉米高产的一个关键因子,特别是抽穗—乳熟期遭受重旱,玉米产量降幅更大。     

基于ALMANAC的山西省冬小麦模拟

为了准确的监测山西省冬小麦动态长势和预测产量,本研究使用ALMANAC作物生长模型对山西省洪洞县高、中、低产田的冬小麦产量进行了模拟。收集了模型需要的作物属性、土壤、气象及田间管理措施等众多参数并根据实际情况对参数进行了调整,结果表明：冬小麦模拟产量的相对误差(RE)为-7.8%~5.7%,叶面积指数的RE为-12.5%~13.6%,水地最大叶面积指数最大;与背景态相比生育期提前,叶面积指数水地变化不大,旱地低较多,温度主要是对生育期的影响,而水分则对叶面积指数产生较大影响。冬小麦的产量和叶面积指数的动态变化能够被ALMANAC模型较好地模拟;而且模型能够模拟不同水分条件下冬小麦的叶面积指数及气候变化对冬小麦影响。     

大豆生育性状与产量因子对不同土壤干旱等级的响应

干旱是黑龙江省最主要的农业气象灾害之一。为明确大豆对干旱的响应机制,利用田间控水试验,研究播种出苗期和开花结荚期大豆在各干旱胁迫等级下各性状的生育特点。结果表明,播种出苗期大豆在干旱胁迫下,出苗缓慢;株高和地上、地下干物质、株荚数、株籽粒重明显偏低,空荚率偏高,其中重度胁迫空荚率比无胁迫大豆高99%;开花结荚阶段大豆遭遇中度以上干旱,光合量减少,植株相对矮小,而空荚率高,其中重度胁迫比无胁迫高81%以上;大豆花荚期是水分的敏感期,即轻度干旱也会造成较差的产量表现。大豆播种出苗期遭遇干旱胁迫后产量偏低,主因是出苗率低、生育期短,株籽粒重低和空荚率高是次要原因;光合量少、株荚数与株籽粒重下降,且空荚率高是开花结荚期产量低的综合结果。     

外源褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期生理和产量的影响

干旱胁迫降低大豆产量,探究提高大豆耐旱能力和降低产量损失的机制对大豆生产具有重要意义。施褪黑素能缓解干旱胁迫对植株生长的抑制和氧化损伤。本试验于2017—2018年研究叶面喷施褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期叶片光合、抗逆、碳氮代谢和产量的影响表明,外源褪黑素提高干旱胁迫下大豆叶片抗氧化酶活性,抑制活性氧的产生和细胞膜损伤,缓解干旱胁迫对光合能力的抑制,提高碳氮同化能力,最终缓解干旱胁迫造成的产量损失。与干旱胁迫相比,褪黑素处理下单株荚数、单株粒数和百粒重两年平均提高了2.9%、0.8%和17.2%,产量(单株粒重)平均提高了14.7%。     

遮荫对玉米茎秆形态特征、穿刺强度及抗倒伏能力的影响

大田条件下,研究遮荫处理对玉米不同类型品种的茎秆形态特征及抗倒力学强度的影响。结果表明:稀植大穗品种JK519对弱光胁迫反应较为敏感,遮荫处理后玉米株高和穗位高均显著下降,叶面积指数降低。基部节间缩短、直径变小,单位节间长干质量减少。茎秆穿刺强度在30%和60%遮荫条件下分别下降36.4%和66.0%,田间倒伏率严重。而紧凑耐密品种CS1在遮荫30%胁迫下穗位高、LAI下降不明显;节间缩短,但直径和单位节间长干质量变化不大;穿刺强度仅下降5.9%,田间倒伏较轻;在遮荫60%胁迫下,穿刺强度明显下降,倒伏加重。同时各个品种均随遮荫程度的增加,最终玉米产量、收获穗数、单穗粒数和千粒重明显降低。因此,30%遮荫处理(弱光胁迫)可推荐作为玉米高产抗倒品种茎秆力学强度鉴定和筛选条件之一。     

干旱胁迫下不同小豆品种根系生长规律研究

采用盆栽人工控水的方法,研究不同小豆品种根系对干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫抑制了小豆根系的生长,随着干旱胁迫的加剧,小豆的最大根长呈先增加后减少的趋势,根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积呈减小的趋势,根冠比呈增加的趋势;不同品种小豆对干旱胁迫的响应存在差异,抗旱型品种的根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积随干旱胁迫的加剧下降幅度小,根冠比显著加大。重度干旱胁迫下,品种间最大根长、根重、根体积、株高、茎粗、叶面积和根冠比差异在整个生育期间达显著水平。抗旱型品种冀红8937的根系更为发达,根冠比较高,中度干旱胁迫下,最大根长的增加幅度较大,随着干旱胁迫的加剧,其根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积下降幅度较小,根冠比显著增加。     

大豆叶片响应CO2浓度升高、干旱及其交互作用的转录组分析

气候变暖及大气CO₂浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性。本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO₂浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO₂浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考。表型结果表明, CO₂浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应。叶片转录组测序分析共筛选到89个CO₂响应基因, KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面。干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强。交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎...     

持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响

为了探究高温和干旱对春玉米生长的影响,本研究以春玉米‘科河28号’为材料,设置正常灌溉、持续干旱和持续高温3种处理,探求干旱区高温干旱发生发展过程对春玉米生长的影响。结果表明：（1）持续高温处理下,春玉米苗期缩短9～13天,穗期生育间隔延长6～12天,花粒期不完整;而持续干旱处理,春玉米营养生长与生殖生长并进期延长3～8天,无法正常灌浆成熟。（2）持续高温处理,春玉米前期生长快,抽雄后高度不再增加;而持续干旱处理,春玉米生长缓慢,拔节期之后植株高度显著偏小;持续高温和干旱处理,单株总叶面积和比叶面积拔节期之后均较对照偏小。（3）干物质分配率在持续高温处理中呈现茎>叶片>叶鞘,在持续干旱处理中呈现叶片>茎>叶鞘,穗很小,造成经济产出少,而在对照处理中呈现穗>茎>叶片>叶鞘。（4）持续高温和干旱处理下含水率呈现叶鞘>茎>叶片。受高温和干旱胁迫,产量不保时,抽雄期进行粮转饲较合适。本研究可以为科学抗旱减灾工作提供理论依据。     

土壤水分对长柄扁桃生长特性及蒸散发的影响

以1年生长柄扁桃幼苗为材料,通过盆栽控水试验的方法,设置土壤含水量分别为田间持水量的50%~75%（轻度干旱胁迫）、75%~100%（对照）和100%~125%（水涝胁迫）,研究不同土壤水分胁迫对长柄扁桃幼苗生长特性及蒸散耗水规律的影响。结果表明,水分胁迫对长柄扁桃幼苗生长及蒸散耗水具有明显影响,长柄扁桃蒸散耗水量随水分胁迫程度的加剧呈下降趋势。轻度水分胁迫有利于长柄扁桃株高、基径、叶面积及新枝数的生长,但叶片衰老较快。水涝胁迫在一定程度上有利于长柄扁桃叶面积及基径的生长并能减缓叶片衰老,但不利于株高及新枝数的增加。综合分析认为,轻度水分胁迫是长柄扁桃幼苗生长的适宜土壤水分含量。     

植物生长物质对大豆叶片形态解剖结构及光合特性的影响

2006年度在黑龙江八一农垦大学实验农场大田栽培条件下,以大豆垦农4号为试材,选用植物生长物质为2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA)、氯化胆碱(CC)和SOD模拟物(SOD_M),于开花始期叶面喷施,对大豆叶片形态解剖结构和光合指标进行了研究。结果表明,各处理的叶片栅栏组织厚度及栅海比增加,栅栏组织细胞排列的紧密程度为SOD_M＞DTA ＞CC＞CK;各处理不同程度地增加了单个细胞的叶绿体数、单个叶绿体中的基粒片层数和淀粉粒数,降低了叶绿体中的嗜锇体数;SOD_M、DTA分别显著、极显著增加了叶绿体的基粒数;各处理普遍提高了生育后期叶片Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量,增加了Chl b/a比值;在较干旱条件下,与对照相比,各处理能使叶面积指数和光合势达到最大值时间提前,增加了籽粒干物质积累时期的总光合势,提高了净光合速率。     

模拟干旱胁迫对马铃薯组培苗发育及试管薯形成的影响

本研究以马铃薯品种(品系)‘克新一号’、‘夏坡蒂’、‘K1’和‘K2’组培苗为试验材料,以不同浓度的甘露醇和山梨醇模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对马铃薯组培苗生育进程及试管薯产量的影响。结果表明:在遭受干旱胁迫下,不同马铃薯品种的叶片数、株高均会随干旱胁迫而降低;不同马铃薯品种叶和茎干物质量的变化随着干旱胁迫程度的加重而出现不同程度的降低趋势;不同品种马铃薯的试管薯结薯总数与大中薯率随着干旱胁迫程度的增加出现降低趋势,低浓度(0.1 mol/L)的甘露醇和山梨醇会诱导结薯提前,推测可能是马铃薯面临干旱胁迫的一种应对机制。本研究结果可为马铃薯节水抗旱技术研究及抗旱品种筛选提供一定的理论依据。     

不同灌溉条件下冠菌素对大豆光合特性与产量的调控效应

干旱是限制大豆丰产稳产的重要因素之一,利用生物调节剂提高大豆耐旱性是生产中一种新型的生物节水管理模式。本研究在常规灌溉与无灌溉条件下,采用生物调节剂冠菌素(COR)于大豆初花期进行叶面喷施处理,研究COR对植株农艺性状、叶片水势和光合特征、产量及其构成因素的调控效应。试验结果表明:在正常灌溉条件下, COR处理对大豆叶片水势、叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光参数、RuBP羧化酶和SPS活性等影响较小,与对照相比其产量和生物量差异不显著。但在生长季无灌溉的雨养条件下,COR处理会显著提高大豆开花后叶片水势、叶绿素含量、光合速率和叶绿素荧光参数,增加叶片RuBP羧化酶和SPS活性,改善大豆产量构成因素,最终导致籽粒产量增加。总之,在雨养条件下, COR对大豆光合特征和产量形成具有积极的调控效应。     

改善空间因子对大豆生长及产量的影响

为了从理论上区分土壤因子和空间因子的作用,试验采用框栽的方法控制土壤面积,研究了增大空间因子对生长在不同土壤面积上的大豆植株的影响。结果表明,在大豆有效营养面积范围内,增大空间可以增加大豆产量,单株土壤面积较小时增产作用显著,随着单株土壤面积的增大,空间的增产作用减小。改善（扩大）空间因子明显增加了大豆的单株荚数和百粒重,降低了瘪荚率,增大了单株叶面积和干物质重,降低了株高和结荚部位。因此在土壤肥力水平较高的黑土区,利用和培育株型收敛、高光效大豆品种,在生产中将具更重要的意义。