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.     

干旱胁迫对玉米光合和产量的影响

干旱或渗透胁迫下，３个测试的玉米杂交种幼苗叶片叶绿素含量均下降，其净光合速率、呼吸速率亦显著下降，下降幅度为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。叶片Ｃａ２＋－ＡＴＰ酶和Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性显著增加，增加幅度为；玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。田间试验结果表明：干旱处理后，各品种株高、穗长、穗粗和籽粒百粒重均有不同程度的下降，下降幅度均为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。干旱胁迫显著降低了玉米产量。减产程度为：玉单３５８＜桂三２号＜南校８号。说明花粉植株杂交种玉单３５８的抗旱能力大于桂三２号和南校８号。     

干旱胁迫对玉米根系生长及根际养分的影响

通过盆栽模拟干旱试验,测定了干旱胁迫下玉米根系生长情况和根际土壤中速效N、P、K的含量。结果表明,干旱胁迫抑制了玉米拔节期和抽雄-开花期玉米根系的生长,减弱了玉米根系的吸收能力。干旱胁追下玉米根际NH4^＋-N、NO3^--N、速效P和速效K均发生根际富集现象。其中有效N和速效K含量高于正常供水．而速效P却呈现低于正常供水的趋势。干旱胁追抑制玉米根系生长、减弱根系吸收能力是玉米减产的重要原因。     

氯化胆碱对干旱胁迫下玉米幼苗叶片膜结构保护机制的研究

用300 m g/L氯化胆碱(CC)浸种与叶面喷施相结合作预处理,然后用15% PEG- 6000 模拟干旱胁迫。发现CC在干旱条件下可减缓CAT、POD活力和类胡罗卜素含量的降低, 特别是改变了SOD活力在干旱胁迫下通常呈波浪式变化的规律, 使其在实验条件下一直呈上升趋势。这些可能是膜结构得到保护, 从而使膜脂过氧化产物MDA 产生及细胞电解质渗漏都明显减少的主要原因。     

花后干旱胁迫对不同持绿型玉米叶片衰老的影响

[目的]探讨不同持绿型玉米抗旱的生理机制差异,为促进作物持绿性状的应用,指导作物抗旱改良工作提供理论依据。[方法]利用盆栽试验,以正常灌水为对照,对持绿型玉米自交系齐319和早衰型玉米自交系B73在开花后进行1周的干旱胁迫处理,测定与抗旱相关的生理生化指标及叶片衰老特性。[结果]在干旱胁迫下,与早衰型玉米B73相比,持绿型玉米齐319叶片POD和SOD活性均较高。齐319叶片过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照分别增加了32.53%和18.84%,B73较对照分别增加了12.79%和10.82%。干旱胁迫使两玉米自交系的叶片丙二醛(MDA)含量较对照都有显著增加,齐319较对照增加了14.23%,B73较对照增加了37.43%。与对照相比,齐319叶片脯氨酸含量增加了57.95%,B73叶片脯氨酸含量增加了43.67%。且在干旱胁迫下,持绿型玉米齐319具有相对较高的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),绿叶面积、叶片保绿度、光合色素含量均高于早衰型玉米B73,而蛋白水解酶活性以及叶绿素水解酶活性均低于早衰型玉米B73。[结论]持绿型玉米齐319在干旱胁迫条件下表现出较强的抗旱性。     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据.研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30％(W0),50％(W1)和70％(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植...     

干旱胁迫对冬小麦叶绿素荧光的影响

干旱胁迫使冬小麦可变荧光与最大荧光比（Fv/Fm）、可变荧光与最小荧光比（Fv/Fo）、稳态荧光（Ft）、初始荧光到最大荧光1/2点的时间（T1/2）均明显降低，表明干旱胁迫使冬小麦叶片光II(PSII)质子醌库（PQ库）容量变小，光系统II原初光能转换效率、光系统II潜在活性受到抑制，干旱胁迫直接影响了光合作用的电子传递和CO2同化过程。     

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。     

干旱胁迫对玉米物候及产量组成的影响及模拟研究

为了研究产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估作物生长模型对干旱胁迫下玉米物候和产量模拟的效果,基于锦州农业气象试验站2011-2015年分期播种试验玉米产量和产量组成观测资料,尤其是2014年和2015年天然干旱胁迫试验数据和2015年玉米开花、吐丝物候加密观测资料,分析了产量关键期干旱胁迫对玉米物候及产量和产量组成的影响,评估了CERES-Maize模型对不同降水年型玉米产量和产量组成的模拟效果,提出了模型改进的方向。结果表明,2014年和2015年辽宁省西部地区在玉米开花期前后经历了较严重的干旱胁迫过程,干旱胁迫导致玉米吐丝延迟程度大于开花,90%以上的植株能到达开花阶段,但仅有45%~88%的植株能到达吐丝阶段,直接影响株籽粒数（不同播期下的玉米株籽粒数相差32%）及最终产量（产量下降33%~78%）。CERES-Maize模型对正常年玉米产量及产量组成的模拟效果较好,对干旱年的模拟效果较差,部分原因在于模型在模拟玉米物候时不对开花和吐丝期加以区别,只考虑了温度对花期的影响,而没有考虑干旱胁迫下玉米因开花-吐丝间隔增大、雌穗发育异常、物候期推迟而造成的减产作用。因此,玉米产量关键期干旱胁迫直接影响玉米物候（开花-吐丝期）,进而影响玉米穗粒数及最终产量;为提高干旱胁迫下作物模型的模拟评估能力,亟待开展干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的玉米产量模拟研究。     

水分胁迫下脱落酸及磷脂酶在玉米幼苗根系渗透调节物质积累中的信号作用

试验研究了水分胁迫下、脱落酸 (ABA)、PLD/PLC抑制剂新霉素硫酸盐及脱落酸合成抑制剂Ancymidol在玉米幼苗根系渗透调节物质积累中的信号作用 ,结果表明水分胁迫下脱落酸可促进脯氨酸、可溶性糖和Ca2 的积累 ,但不能促进游离氨基酸和K 的积累 ,且PLD/PLC可能对脯氨酸、可溶性糖和游离氨基酸的积累有一定促进作用 ,但对K 和Ca2 的积累不起作用     

Evaluation of physiological traits of summer maize under drought stress

A study was conducted to investigate the sensitivity of physiological traits under different soil water availability in summer maize (Zea mays L.). Plant growth (plant height and stem), water relations (relative water content), gas exchange (net photosynthesis rate, stomatal conductance and transpiration rate) and nutrient levels were measured after 5, 10, 15 and 20 days of drought with different soil water availability. We found that all these physiological traits were inhibited by drought stress, but they showed differing levels of sensitivity with different soil water availability. Our results show that stomatal conductance was the most sensitive in mild drought conditions, that carbon accumulation was more sensitive than the other parameters in moderate drought, and that height and stem showed the largest response ratio in severe drought conditions. Different traits performed differently under drought conditions; thus, choosing an adequate index for evaluating soil water availability is necessary for maize cultivation.     

低氮胁迫下玉米幼苗氮素和蔗糖分配特性

  【目的】  明确玉米自交系幼苗氮素吸收、转运与利用特性,探究低氮胁迫下其不同表型和生理性状的变化规律。  【方法】  以玉米自交系XY4和PH4CV为供试材料,进行了水培试验。设置正常氮 (N 2 mmol/L,NN) 和低氮 (N 0.04 mmol/L,LN) 两个氮水平,从培养3 h起,每3天测定一次幼苗生物量、光合特性、根系性状及氮素和蔗糖含量,直至第12天。  【结果】  玉米幼苗根系对低氮胁迫的反应早于地上部,与NN处理相比,LN处理PH4CV和XY4的根干重分别在培养第3和第6天时增加了65.15%和84.63%,而从培养第9天开始,LN处理下两自交系幼苗地上部干重显著低于NN处理,由此导致根冠比增加;与NN处理相比,LN处理下除了胞间CO₂浓度 (Ci) 和水分利用效率 (WUE) 外,两自交系幼苗叶片的SPAD值、净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr) 和气孔导度 (Gs) 等光合特性均显著降低,且XY4下降幅度均大于PH4CV;LN处理下两自交系幼苗根干重的变异来源并不一致,XY4根干重的增加与总根长、根表面积、根体积、侧根数和初生根长增加有关,而PH4CV主要与侧根数目增加有关;与NN处理相比,LN处理两自交系幼苗地上部的氮素积累量和蔗糖含量显著降低,且XY4老叶的氮素含量下降速率明显快于PH4CV,而根系的氮素积累量、单株氮素生理利用效率和根中蔗糖含量均显著增加,且XY4增加的幅度均大于PH4CV。  【结论】  低氮胁迫促使玉米幼苗分配给地上部的氮素和蔗糖相对较少,因此限制地上部生物量积累及叶片光合能力的发挥,而分配给根系的氮素和蔗糖相对较多,从而促进根系形态建成,以利于吸收更多的氮素。     

硝化抑制剂对春玉米氮素利用及土壤pH值和无机氮的影响

通过大田试验,研究了黑土区春玉米施用硝化抑制剂对土壤pH值、土壤铵态氮和硝态氮变化、硝化抑制率、产量及氮素利用率的影响。试验结果表明:硝化抑制剂处理中,混合物B的中水平添加量处理(B2)玉米产量较一次性全施肥处理(AF)能够增产且增产率最高,为5.60%,氮素利用率较追肥处理(TP)提高5.43%,硝化抑制作用和增产的效果明显;施用硝化抑制剂可使土壤pH值缓慢阶梯式下降;土壤含水率与土壤铵态氮含量呈负相关性(P0.01);土壤铵态氮含量与土壤pH值呈显著正相关;所选用的两种硝化抑制剂的配方中,B2和A3(混合物A的低水平添加量)处理的增产和硝化抑制效果最佳。     

玉米自交系苗期耐低磷的根系生理特性研究

以磷高效型04419和磷低效型04065玉米自交系为材料,研究了砂培试验条件下,二者在需磷临界期(苗期)的根系生理特性差异。低磷处理下,4～8叶期磷低效型04065玉米根系酸性磷酸酶(APase)活性显著高于磷高效型04419玉米,而其根系磷含量显著低于04419,表明根系APase水平能够反映不同基因型玉米磷效率的差异。当低磷处理至6～8叶期,除根冠比外,二者根系APase、根系活力、根系丙二醛(MDA)、根系总长和干物质积累差异显著,表明不同基因型玉米对低磷的耐受能力是多种生理反应综合作用的结果。     

气候变化下干旱对中国玉米产量的影响

了解干旱的时空变化特征及其对农业生产的影响对于维护农业可持续发展具有重要意义。该研究以中国五大主要玉米种植区中241个地级行政单元作为研究对象,采用AquaCrop作物模型分别对rcp2.6、rcp4.5、rcp8.5,3种代表性浓度路径情景中玉米在不同灌溉条件下的受到的水分胁迫及相应产量进行模拟,在此基础上通过建立回归模型评估干旱强度对玉米产量损失的影响。结果表明,1）未来中国的干旱强度分布及玉米产量损失在空间上均呈现由西北至东南递减的趋势;2）未来时期全国大部分地区干旱水平相比于历史时期有所上升;3）玉米干旱损失率随干旱指数的变化特征符合Logistic曲线,回归结果的R2为0.96。4）未来北方春播玉米区和黄淮海夏播玉米区的玉米产量对干旱强度反应最敏感,应当引起格外重视。     

根际通气对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响

为改善根际气体环境,试验采用基质通气栽培方式,研究不同通气方式对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响。结果表明,基质底部通气和基质上部通气均显著改善根际二氧化碳和氧气体积分数,二氧化碳体积分数比对照降低33.31%～98.02%,氧气体积分数比对照提高2.13%～12.22%。通气处理显著提高基质速效养分质量分数,碱解氮比对照提高12.95%～28.87%,速效磷比对照提高12.02%～20.46%。基质上部通气处理的伤流液流量、电导率值和伤流液氨基酸含量均最高,表明基质上部通气处理根系代谢旺盛,是较理想的基质通气方式。     

根际pH对玉米利用磷酸单酯和双酯盐的影响

【目的】土壤有机磷在土壤全磷中占有很大比重,是植物潜在的有效磷源,但必须通过磷酸酶的水解作用释放出无机磷才能被植物利用。土壤中有机磷的主要形式为磷酸单酯和磷酸双酯。本研究中,我们探讨了无菌条件下不同形态的氮源引起的根际pH变化如何影响植物对这两种有机磷的活化利用。【方法】采用琼脂无菌培养体系种植玉米,向玉米植株供应两种形态的氮源和磷源, 氮源为硝态氮和铵态氮,磷源为植酸钙和卵磷脂,植酸钙属于磷酸单酯盐,卵磷脂属于磷酸双酯盐。不同的供氮形态会导致根际pH变化,进而研究根际pH变化对磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的活化利用所产生的影响。【结果】当给玉米供应铵态氮时,根际pH从5.5降至4.0; 供应硝态氮时,根际pH升至6.6。测定玉米根际的琼脂中根系分泌的磷酸单酯酶和磷酸双酯酶活性发现,磷酸单酯酶活性在pH 6.0~7.0之间最高,磷酸双酯酶活性在pH 7.0~8.0之间达到最高。无论以植酸钙还是卵磷脂为有机磷源,相对于铵态氮处理,硝态氮处理能够使根际保持较高的磷酸单酯酶或磷酸双酯酶活性。有机磷的水解过程由磷酸酶活性和底物有效性两个因素控制,而植酸钙的水解受根际pH影响很大,在一定pH范围内,植酸钙的溶解度随根际pH值降低而升高,有效态磷浓度的增加,使得磷酸酶的底物有效性提高。在供应铵态氮时,根际pH值降低,玉米对植酸钙的利用效率高于硝态氮处理,尽管供硝态氮时磷酸单酯酶活性更高。同时,在供应铵态氮条件下,植株对植酸钙的利用率要显著高于卵磷脂,原因在于虽然磷酸双酯酶和磷酸单酯酶活性较低,由于植酸钙的溶解度较大,它的底物有效性更高。因此,植酸钙处理中植株的磷含量更高。相反,在供应硝态氮时,植酸钙溶解度减小而两种磷酸酶活性较高,卵磷脂处理中植株的磷含量更高。【结论】土壤中有机磷的水解过程由磷酸酶活性和有机磷底物有效性两个因素控制,酶活性与根际pH密切相关。本研究说明土壤有机磷的活化必须首先转化为溶解于水溶液中的状态,才能作为磷酸酶的底物被催化水解。我国长期施用化肥导致北方土壤大范围酸化,这种酸化无疑对土壤固有或随有机物料进入农田的有机磷的活化利用是具有重要贡献的,应该在北方土壤养分管理中应加以考虑。     

土壤逐渐干旱下玉米幼苗光合速率与蒸腾速率变化的研究

对土壤逐步干旱下玉米幼苗光合速率、蒸腾速率及水分利用效率变化研究表明,土壤逐步干旱初期玉米光合速率、蒸腾速率有所升高,土壤相对含水量为90%时达最大,其后随土壤的继续干旱,玉米光合速率、蒸腾速率开始下降,且降势初期较缓,自70%后几乎呈直线,这是由气孔因子和非气孔因子交替或综合调节所致。叶水势-0.8MPa左右是提高玉米光合速率和水分利用效率的重要阈值之一。     

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。