高温与涝交互胁迫对水稻孕穗期生理指标的影响

我国黄淮以南地区水稻易遭受高温与涝交互胁迫影响。【目的】充分利用雨水资源,降低面源污染,为暴雨后稻田恰遇高温时排水管理方式提供理论依据。【方法】通过盆栽试验,设置5个高温与涝交互胁迫处理(T1:高温,T2:高温与轻涝,T3:高温与重涝,T4:轻涝,T5:重涝)和1个对照(CK:常规灌溉),观测了孕穗期水稻剑叶叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和抗氧化酶系统,研究了孕穗期高温与涝交互胁迫对水稻剑叶生理指标的影响。【结果】①孕穗期高温与涝交互胁迫处理降低水稻叶片叶绿素量,T2处理和T3处理分别较CK降低17.27%和19.54%,但恢复自然生长条件20 d后,T2处理表现出一定的超补偿效应,叶绿素量超过CK,且较CK增加12.22%;②孕穗期高温与涝交互胁迫后,水稻叶片中可溶性糖量先增加后降低,尤其是T2处理,胁迫结束时,较CK增加12.36%,恢复自然生长条件20 d后,较CK降低33.33%(P<0.05);③孕穗期高温与涝交互胁迫会提高水稻剑叶中SOD、POD、CAT活性,胁迫结束时,T2处理(高温与轻涝交互)的SOD、POD和CAT活性分别较CK提高102.08%、43.42%和39.80%(P<0.05)。【结论】孕穗期高温与涝交互胁迫可以降低水稻叶片的叶绿素量,可以增强水稻叶片中抗氧化酶的活性;与单一的高温相比,高温与涝交互胁迫可以降低高温对水稻的伤害,但与单一的淹涝相比,高温与涝交互胁迫起到一定的加剧作用。     

外源硒对铅胁迫下小白菜生理特性及铅、硒吸收的影响

【目的】探讨铅胁迫下硒对小白菜生理特性及对铅、硒吸收的影响。【方法】采用水培方式,研究了不同质量浓度的硒对铅胁迫下小白菜生长、抗氧化酶及对铅、硒吸收的影响。【结果】当硒质量浓度≤2.0 mg/L时,对小白菜的生长有一定的促进作用,具体表现为小白菜株高、根长、地上部和地下部干质量以及叶绿素量均增加。低质量浓度硒(Se≤2.0 mg/L)显著降低了小白菜叶片和根中丙二醛(MDA)量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。铅硒复合处理下,小白菜地上部含铅量随外源硒量的增加先减少后增加,且当外源硒的质量浓度为2.0 mg/L时,小白菜地上部含铅量最低,地下部含铅量随外源硒量的增加先增加后减少。【结论】2.0 mg/L的硒能减缓铅对小白菜的胁迫,且效果最好,外源硒能促使铅富集在小白菜地下部,抑制铅向地上部的转运。     

外源谷胱甘肽对干旱胁迫下玉米幼苗叶片生理特性的影响

采用溶液培养的方法,研究了外源谷胱甘肽(GSH)对干旱胁迫下玉米幼苗叶片生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高了叶片细胞质膜透性、MDA、SOD活性、APX活性、GSH、AsA、可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白,显著降低了POD活性、CAT活性、叶绿素、类胡萝卜素、光合速率和单株生物量。外源GSH处理则可以显著提高干旱胁迫下叶片POD活性、SOD活性、APX活性、GSH、可溶性糖、脯氨酸、叶绿素、类胡萝卜素、光合速率及单株生物量,并显著降低了细胞质膜透性和MDA。上述研究结果说明,干旱胁迫对玉米造成了氧化胁迫和渗透胁迫,外源GSH处理则可以通过增强抗氧化酶活性、提高抗氧化物质和渗透调节物质而缓解干旱造成的伤害。     

冬小麦花后旗叶光合特性、碳代谢对灌水时期及次数的响应

【目的】研究不同灌水条件下冬小麦花后碳代谢变化规律,为晋中地区冬小麦节水高效生产提供理论与技术支撑。【方法】根据灌水时期设置7个灌水处理,越冬水(W),拔节水(J),孕穗水(B),越冬水+拔节水(WJ),越冬水+孕穗水(WB),拔节水+孕穗水(JB),越冬水+拔节水+孕穗水(WJB),以全生育期不灌水(CK)为对照,分析冬小麦花后光合特性、碳代谢及籽粒质量变化规律。【结果】(1)与CK相比,随灌水次数增加,冬小麦花后旗叶Pn、Gs,SPS和SS代谢活性,蔗糖量和可溶性糖量,籽粒蔗糖量、可溶性糖量、淀粉量呈先增后降趋势,JB处理最大,千粒质量则随灌水次数的增加而下降。(2)不同处理中,灌2水JB处理的碳代谢表现最优,WB、WJB处理次之;与CK相比,产量提高35.57%～85.20%,以灌3水WJB处理最高,WB处理次之。(3)相关分析表明,千粒质量与籽粒淀粉量极显著正相关(P0.01);旗叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、旗叶SPS和SS酶活性、旗叶蔗糖量和可溶性糖量、籽粒蔗糖量和可溶性糖量之间极显著正相关(P0.01)。【结论】综合产量和碳代谢相关指标,越冬期和孕穗期灌2水(WB处理)最优。     

外源NO对低温胁迫下铁皮石斛抗氧化酶的影响

文章以一年生铁皮石斛苗为试验材料,研究不同浓度(0.01mmol/L、0.05mmol/L、0.10mmol/L、0.15mmol/L)硝普钠(SNP)对低温胁迫(0℃,12h)下铁皮石斛(Dendrobium officinale)叶片抗氧化酶活性及基因表达的影响,旨在探讨外源NO与铁皮石斛抗冷性的关系。结果表明,低温胁迫下,0.10mmol/LSNP处理铁皮石斛,叶片SOD、CAT、POD活性与对照组相比显著增加,MDA含量和相对电导率显著降低。叶片SOD、CAT、POD基因表达荧光定量PCR分析发现,低温胁迫下0.10mmol/LSNP处理铁皮石斛,上调叶片SOD、CAT、POD基因表达,3基因的表达模式存在差异。外源NO处理可以上调SOD、CAT、POD表达,增强SOD、CAT、POD活性,有利于缓解铁皮石斛低温胁迫。     

外源NO对玉米幼苗抗旱生理指标的影响

【目的】明确外源NO在玉米抗旱中的应用效果。【方法】采用PEG-6000模拟干旱胁迫,硝普钠(SNP)为NO供体,研究了外源NO对干旱胁迫条件下玉米幼苗叶片主要抗旱生理指标的影响。【结果】干旱胁迫显著提高了叶片过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)及Vc量(p0.05),增强了谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,同时显著降低了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性(p0.05)。不同浓度SNP对GSH量无显著影响,但显著降低H2O2和MDA的量(p0.05);50μmol/L和100μmol/L SNP分别使Vc量显著增加了13.4%和16.1%(p0.05),但150μmol/L SNP对Vc量无显著影响;不同浓度SNP均显著提高了干旱胁迫下SOD、CAT、GPX和APX活性(p0.05)。【结论】因此,外源NO增强了玉米幼苗的抗氧化能力,减轻了干旱所造成的氧化胁迫,提高了玉米幼苗的抗旱性。     

不同产量水平下冬小麦生长发育和耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟冬小麦不同产量水平,进而了解不同产量下冬小麦生长状况及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】试验设置4个产量水平7 500 kg/hm~2(C0),8 250 kg/hm~2(C5),9 000 kg/hm~2(C10),9 750 kg/hm~2(C15),以不施肥(CK)为对照,研究不同产量下冬小麦叶面积指数、干物质积累、耗水特性及水分利用效率差异变化。【结果】随目标产量的增加,冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量逐渐增加,干物质转移量、干物质转移率和转移干物质对籽粒的贡献率逐渐减少,产量结果基本达到预期目标。与CK相比,C15处理冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量分别平均增加52.6%、25.9%、112.6%、51.2%,而干物质转移量平均减少44.7%,说明冬小麦后期干物质的合成对籽粒高产的形成起主要作用。随目标产量的增加,冬小麦耗水量增加,土壤含水量减少,2016—2017年C0、C5、C10、C15处理冬小麦水分利用效率无显著差异,2017—2018年各处理冬小麦水分利用效率均有显著性差异,与CK相比,C15处理冬小麦耗水量和水分利用效率分别平均增加29.7%、28.5%。【结论】冬小麦随产量提升的叶面积指数、干物质累积量和耗水量显著增加,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,同时高产条件下冬小麦水分利用效率显著提高。     

亚高温下不同灌溉量对番茄苗期抗氧化酶系统的影响

采用盆栽实验法,研究了亚高温下不同补充灌溉量对番茄苗期叶片抗氧化酶系统的影响,试验设计为35℃下补充灌溉100%蒸腾蒸发量(处理1)、35℃下120%蒸腾蒸发量(处理2)及25℃下补充灌溉100%蒸腾蒸发量(CK)3个处理。结果表明:与对照相比,处理1、处理2叶片的可溶性蛋白(Pr)含量降低,而丙二醛(MDA)含量增长,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、和过氧化氢酶(CAT)的活性增加。此外,亚高温条件下,处理1的叶片中Pr含量的下降趋势大于处理2,而MDA含量较对照的增加趋势则大于处理2;在处理前15d,处理1、处理2的POD、SOD、CAT活性都上升,15d之后,处理1的活性下降,处理2的活性持续上升。     

分枝期水盐胁迫对紫花苜蓿生长及生理特征的影响

【目的】探讨分枝期水盐胁迫对紫花苜蓿生长及生理特征的影响。【方法】以紫花苜蓿为研究对象,于2018—2019年在内蒙古磴口县圣牧高科经济园区内开展盆栽试验,设置3个水分胁迫处理：W1(55%θ_f～70%θ_f)、W2(70%θ_f～85%θ_f)、W3(85%θ_f～100%θ_f),并设置4个盐分胁迫处理：S0(<1.0 g/kg)、S1(1.5 g/kg)、S2(3.0g/kg)、S3(4.5 g/kg),在苜蓿初花期测量各处理的地上部分、根系生物量以及地上部分植株渗透调节物质和抗氧化酶活性,探究水盐胁迫对紫花苜蓿水分消耗、生长及生理特性的影响。【结果】与单一水分和盐分胁迫相比,水盐胁迫导致苜蓿耗水量和地上生物量进一步降低。在低水处理下,添加适宜的盐分(≤3 g/kg)可提高苜蓿自身的脯氨酸量、Na+量以及过氧化物酶(POD)活性,降低超氧化物歧化酶(SOD)活性,缓解干旱对苜蓿的氧化损害,促进苜蓿生长。其中,S2W1处理下的茎叶脯氨酸量、Na+量及POD...     

不同氮响应型冬小麦品种植株氮素利用的差异及氮肥的调控研究

【目的】明确不同氮响应型冬小麦品种氮素吸收利用对氮肥的响应差异,挖掘黄土高原麦区冬小麦品种的高效高产潜力。【方法】于2018—2019年在山西农业大学校内小麦试验基地开展试验,试验主区为良星99、邯麦13、山农22、良星77、烟农999和山农29共6个冬小麦品种,副区为150、270 kg/hm~2的2个施氮水平,分析不同氮响应型冬小麦产量及氮效率与植株氮素吸收利用的关系。【结果】根据氮响应度将6个冬小麦品种聚类划分为强响应型品种(山农29、邯麦13和烟农999)和弱响应型品种(良星77、山农22和良星99)。强响应型品种较弱响应型品种显著提高了籽粒氮素积累量、花前植株氮素运转量、花后植株氮素积累量、产量以及氮效率,其中产量及氮效率分别增加17.85%～22.35%、9.20%～12.31%,显著降低了成熟期20～200 cm土层土壤硝态氮量。施氮量270 kg/hm~2较150 kg/hm~2强响应型品种成熟期茎秆+叶鞘、叶片氮素积累量和百公斤籽粒吸氮量显著降低,花前植株氮素运转量及其对籽粒的贡献率、花后植株氮素积累量、花前茎秆+叶鞘、叶片氮素运转量及其贡献率显著提高,氮素利用效率和产量分别显著增加11.98%和4.89%;弱响应型品种各器官氮素积累量增加,籽粒氮素积累量所占比例下降,花前植株、茎秆+叶鞘氮素运转量及其对籽粒的贡献率显著提高,产量显著提高7.87%,成熟期0～120cm土层土壤硝态氮量显著提高,百公斤籽粒吸氮量降低不显著。此外,在同类品种不同施氮量条件下,产量、氮素利用效率、百公斤籽粒吸氮量均与花前整株氮素运转量相关性更高,且强响应型小麦品种的相关性高于弱响应型品种的。【结论】强响应型品种产量、氮素利用效率高,器官中积累氮素向籽粒运转能力强,且花前茎秆+叶鞘、叶片氮素运转量可以作为氮高效品种的筛选指标。施氮量270 kg/hm~2较150 kg/hm~2促进强响应型品种产量及氮素利用效率显著增加,保证高产高效。     

缓解超级早稻灌浆结实期高温热害的灌水深度研究

[目的]揭示不同灌水深度对超级早稻灌浆结实期高温热害的缓解效应,明确适宜灌水深度.[方法]以超级早稻"陵两优268"为材料,在自然高温热害条件下设置田间试验,设置常规灌溉(灌水深度2.5 cm,CK)、灌水深度5、7.5、10 cm共计4个灌水深度,测定水稻群体温度、剑叶生理指标、水稻产量及其构成因子,分析不同灌水深度...     

生物炭添加量对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

【目的】提高微咸水灌溉效率并降低土壤盐渍化风险。【方法】以冬小麦为研究对象,设计避雨条件下不同微咸水-生物炭处理(CK,淡水;B0,5 g/L微咸水;B15,5 g/L微咸水及15 t/hm²生物炭;B30,5 g/L微咸水及30 t/hm²生物炭;B45,5 g/L微咸水及45 t/hm²生物炭)的田间试验,探讨了微咸水灌溉下生物炭添加量对土壤特性和冬小麦花后干物质积累及转运的影响机制。【结果】生物炭添加后土壤表层(0~20 cm)体积质量降低了2.27%~8.33%,总孔隙度增加了4.52%~13.47%,有机质量增加了30.02%~111.12%,土壤表层(0~20 cm)及主根区(0~40 cm)钠吸附比降低了23.88%~33.27%和22.34%~30.80%;15 t/hm²能够促进盐分淋洗,降低了微咸水灌溉下土壤含盐量,然而高剂量时将加剧盐分累积。单独微咸水灌溉下冬小麦生长受抑,最终产量下降了12.04%。生物炭能够缓解盐胁迫下叶片早衰,促进光合作用能力,并增加花前干物质转运量及花后干物质积累量,进而获取了更高的籽粒质量和收获指数。B15、B30、B45处理的最终产量较B0处理分别增加9.18%、7.73%、2.74%。【结论】15 t/hm²添加量的生物炭效果最佳,可促进微咸水资源的农业利用。     

果园蓄水坑灌条件下不同施肥方案对坑壁土壤氨挥发的影响

【目的】探讨果园蓄水坑灌条件下蓄水坑壁土壤氨挥发损失规律及影响因素。【方法】试验以追肥量(600、300、0 kg/hm2)和追肥时期(花后、果实膨大期、花后及果实膨大期平均追肥)为变量,设置7个处理。采用磷酸甘油-通气法收集坑壁土壤氨挥发并分析其与铵态氮、硝态氮、土壤温度、空气温度和湿度的关系。【结果】蓄水坑灌水肥灌施后氨挥发速率随追肥量增加而增加,花后期追肥后氨挥发持续时间长,峰值出现在肥后第3～5天,为52.93～576.80 mg/(m2·d);果实膨大期追肥后氨挥发持续时间短,峰值出现在肥后第2天,为81.11～1 047.79 mg/(m2·d)。花后期一次性追肥氨挥发累积量(以N计算)为3 332.88～7 052.01 mg,果实膨大期一次性追肥氨挥发累积量为2 178.14～5 126.97 mg,比花后期一次性追肥降低27.30%～34.65%。2次追肥期平均追肥氨挥发累积量最小,为2 013.21～4 642.11 mg,比花后期一次性追肥降低34.17%～39.60%。蓄水坑壁氨挥发损失率为0.57%～1.4%,其中花后期一次性追肥氨挥发损失率最大,果实膨大期一次性追肥次之,平均追施最小。氨挥发速率与土壤铵态氮量和空气温度显著正相关(P<0.05),土壤温度和硝态氮通过铵态氮浓度影响氨挥发,较高的空气湿度和施肥后降雨会降低氨挥发速率。Elovich动力学方程可以较好地描述蓄水坑壁氨挥发累积量动态变化过程,氨挥发速率常数a与追氮量显著正相关,与土壤温度显著负相关。【结论】降低追肥量、分次追施能减少坑壁土壤的氨挥发损失,基于蓄水坑灌法在果园进行水肥灌施具有较好的减排保肥效果。     

冬小麦田春灌前后CO2排放通量的日变化特征及对比分析

[目的]分析冬小麦春灌前后CO2通量的变化特征,给农田生态系统的碳排放对大气中CO2通量的影响提供一定支撑。[方法]采用静态透明箱法,通过手持式CO2测量仪(testo 535)观测分析了冬小麦田春灌前后每天不同时段内静态透明箱箱体内的CO2通量变化,通过不同时段内的CO2通量变化计算冬小麦田春灌前后每天不同时刻的CO2排放通量,分析比较了冬小麦田春灌前后CO2通量的日变化特征。[结果]春灌前,冬小麦田CO2通量在-0.123~0.056mg/(m2 s)之间;春灌后,冬小麦田CO2排放通量在-0.345~0.276mg/(m2 s)之间。冬小麦田春灌后的CO2排放通量明显高于春灌前,其中光合作用吸收CO2和呼吸作用释放CO2同时增加,但吸收大气中CO2的速率增加的更大。冬小麦田在春灌前CO2排放通量的日变化特征为单峰型曲线,但在春灌后逐渐向双峰型曲线转变。[结论]春灌影响冬小麦CO2排放通量的日变化。     

马尿酸对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响

通过实施室内培养试验,研究不同浓度的外源马尿酸对小麦幼苗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性影响。试验结果表明：在试验前期,中、高浓度的外源马尿酸可以降低抗氧化酶活性,低浓度的外源马尿酸则促进酶活性;随着时间的延长,表现为低浓度处理时酶活性下降,而较高浓度处理时酶活性升高。     

水分处理对冬小麦生育期耗水分配及产量影响

【目的】探索冬小麦产量及水分利用效率对灌溉水在生育期运筹的响应过程。【方法】通过人工控水试验开展了6个生长季(2012—2018年)的测坑冬小麦灌溉试验,试验设置不同灌溉水时间和不同次灌水定额,3个处理分别为拔节90 mm(I90)、拔节45 mm+抽穗45 mm(I45*2)、拔节30 mm+抽穗30 mm+灌浆30 mm(I30*3),总灌溉额均为90 mm,重点研究了灌溉水在生育期分配对冬小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】6个生长季的试验数据统计分析表明,I90、I45*2和I30*3处理的平均产量分别为6 878.3、7 249.1和7 568.6 kg/hm^2;与I90处理相比,I45*2和I30*3处理的产量分别提高了4.4%和10.0%;在灌溉定额一定条件下,不同灌溉处理对生育期总耗水没有显著影响,但I45*2处理比I90处理生殖生长阶段的耗水增加了23.7%,且生育期水分利用效率提高了14.8%。【结论】有限供水条件下,小定额多次灌溉可以有效改善生育后期麦田水分状况,有利于光合产物向籽粒的转化,进一步提高冬小麦千粒质量和收获指数,最终提高了冬小麦经济产量和水分利用效率。     

土壤水分对辣椒叶片光合特性及保护酶系统的影响

在温室条件下通过不同土壤水分水平的小区试验,研究了不同土壤含水率对辣椒叶片叶绿素(SPAD)含量、光合特性以及保护酶活性、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨这些生理指标与其抗旱性的关系。以精选牛角椒为研究对象,经土壤含水率分别为田间持水率的40%～55%(A1)、55%～70%(A2)、70%～85%(A3)、85%～100%(A4)处理后,测定叶片叶绿素(SPAD)含量、光合特性以及保护酶活性、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的变化规律。结果表明:①随着土壤含水率的减少,叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均相应降低,而游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量增加;②与A3处理相比,在A1、A2和A4处理下,SOD、CAT、POD活性均有不同程度的提高,表明叶片受到逆境伤害,产生应激反应,且CAT和POD的活性随土壤水分变化表现出相反趋势;③水分利用效率在土壤相对含水率为55%～70%时最大,但各处理总体上差异不显著。综合考虑土壤水分对辣椒叶片叶绿素含量、光合特性以及保护酶活性和水分利用效率的影响后认为,田间持水率的70%～85%作为结果期辣椒理想的土壤灌溉指标是科学合理的。     

温度对龙葵幼苗质膜透性和抗氧化酶活性的影响

以北方黑果龙葵幼苗为试验材料,研究了不同温度处理对其叶细胞膜透性以及保护酶系统的影响。试验结果表明,在300 μmol/（m2·s）光照下,龙葵幼苗叶片随温度的降低,POD活性升高,SOD和CAT活性降低,MDA含量增加,细胞膜透性增大。表明龙葵幼苗在低温环境中启动了自身的应激机制,对逆境条件胁迫表现出应激反应,体内生成的氧自由基因超过抗氧化系统的清除能力而引起膜脂过氧化,导致膜系统损伤。