干旱胁迫对‘青燕1号’燕麦器官生长及水分利用效率的影响

为探究干旱胁迫后燕麦（Avena sativa）生长及水分利用的响应变化，本研究选择‘青燕1号’（Avena sativa ‘Qingyan No.1’）进行干旱胁迫处理，研究水分亏缺对燕麦生长发育的影响。结果显示：燕麦株高、茎粗和叶面积随着胁迫程度和次数增加下降明显；干旱胁迫抑制了根、茎、叶和穗鲜重的增加，各处理以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期持续性中度和重度干旱降幅最大；干旱胁迫后光合性能变化明显，蒸腾速率下降幅度达4.11~10.35 mmol·m^-2·s^-1，净光合速率降幅达3.10~16.59 μmol·m^-2·s^-1，气孔导度降幅达0.03~0.34 mol·m^-2·s^-1；干旱胁迫后燕麦水分利用效率（water use efficiency，WUE）以苗期-拔节期、开花-乳熟期轻度干旱处理最高（4.95），各器官稳定碳同位素分辨率（△¹³C）有增有减，其中△¹³C_sp与WUE呈极显著负相关，△¹³C_le和△¹³C_st与WUE呈显著负相关。整体水平来看，干旱胁迫程度和次数对燕麦形态特征、器官鲜重及光合性能的影响大小表现为：中度和重度胁迫、胁迫3次影响最大。     

干旱胁迫对新疆三个优势牧草种的光合特性与水分利用效率的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤含水量条件下(田间持水量的80%、60%和30%)新疆地区天然草地3个优势牧草种(无芒雀麦、草地早熟禾和鸭茅)叶片的光合生理特性及叶片和单株水分利用效率,以探讨不同优势牧草种对干旱胁迫的适应机制。结果表明:随干旱胁迫加剧,3个牧草种的C_i日平均值呈上升趋势,G_s、P_n、T_r 、P_n/C_i日平均值和日平均耗水量呈下降趋势,但物种间各参数变幅存在差异;草地早熟禾日平均生物产量呈明显下降趋势(P<0.05),鸭茅和无芒雀麦无明显变化(P>0.05);鸭茅的WUE_i日平均值和WUE_ET无显著变化(P>0.05),无芒雀麦和草地早熟禾呈明显下降趋势(P<0.05)。3个牧草种的WUE_ET均与其日平均累积生物量显著正相关(P<0.05),草地早熟禾的WUE_ET与其T_r日平均值和日平均耗水量亦显著正相关(P<0.05)。3个牧草种的叶片和单株水分利用效率随土壤含水量下降具有不同的变化趋势,预示着3个物种对干旱生境的适应不仅取决于其水分利用效率的大小,还可能与其生物学特性和生活史策略有关。     

干旱胁迫对台湾海桐生长和生理生化特性的影响

以一年龄台湾海桐(Pittosporum pentandrum)盆栽苗为试材,采用人为称重控水方法,研究了正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(LD)、中度干旱胁迫(MD)和重度干旱胁迫(HD)4种水分处理对台湾海桐生长和生理生化特性的影响,以探讨台湾海桐耐旱机制。结果显示,随干旱胁迫程度的加剧,台湾海桐幼苗高度和生物量下降,根冠比增加;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)降低,胞间CO2浓度(Ci)增加;叶中K+和Mg2+含量降低,Ca2+含量先增加后降低;叶中可溶性糖和可溶性蛋白质含量增加,叶中脯氨酸含量先增加后降低;叶中丙二醛(MDA)含量和质膜透性增加,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先增加后降低。干旱胁迫下台湾海桐幼苗生长受到抑制和膜脂过氧化加剧,但其能通过对渗透调节物质的含量和抗氧化酶系统的活性调节来保护膜结构,保持正常的生理活动,表现出一定的抗旱能力。     

干旱胁迫对紫花苜蓿生长和叶绿素荧光特性的影响

为探明干旱条件下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的生长和光化学特性变化规律及二者的关系,以‘中苜1号’(M.sativa L.‘Zhongmu No.1’)和‘中天1号’(M.sativa L.‘Zhongtian No.1’)为材料,采用盆栽控水方法,于不同控水时间测定不同干旱条件下紫花苜蓿的株高、基径及叶绿素荧光参数。结果表明：除轻度干旱外,随着干旱胁迫的加剧,苜蓿生长速率减缓且减缓程度逐渐增大。初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,其他荧光参数均逐渐下降。株高和基径的生长速率与F_o和NPQ极显著负相关,干旱胁迫使光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性降低,热耗散增加,影响苜蓿光合作用,最终导致其生长受到抑制。轻度干旱未抑制2种苜蓿的生长且促进了‘中天1号’株高的生长。随着干旱加剧和持续时间延长,基径、F_o、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)表现出品种特异性,‘中苜1号’的抗旱性更强。...     

4种高原乡土禾草的抗旱生理比较

采用盆栽法对梭罗草（Roegneria thoroldiana）、草地早熟禾（Poa pratensis）、垂穗披碱草（Elymus nutans）和中华羊茅（Festuca sinensis）4种高原乡土禾本科牧草幼苗的抗旱性进行了比较。结果表明,一定程度的干旱胁迫后,4种禾草的游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性等均有所增加,且叶绿素分解、细胞膜透性增大、电解质外渗率增加,牧草组织细胞受到伤害。不同牧草在干旱胁迫下生理生化指标的变化不同,综合各项指标,运用隶属函数分析表明,4种禾草抗旱性强弱的排序为梭罗草>草地早熟禾>垂穗披碱草>中华羊茅。     

干旱胁迫对‘早钟6号’枇杷幼苗生长及生理特性的影响

以盆栽‘早钟6号’枇杷实生苗为试材,在4个水分梯度胁迫下,对其生长特性、根系形态、光合特性及其逆境相关生理指标进行研究。结果表明：随着土壤水分含量的减少,‘早钟6号’枇杷幼苗生物量显著下降;气孔导度、蒸腾速率、光合速率下降;叶片和根系内超氧阴离子自由基迅速积累,膜脂过氧化加重,丙二醛含量显著升高;过氧化氢酶活性在轻度干旱胁迫下显著增高,而后显著降低。且随着干旱胁迫的加重,地上部生物量的变化比地下部敏感;叶片内脯氨酸、MDA和超氧阴离子自由基3者的变化也比根系快。轻度干旱胁迫增加了枇杷幼苗的总根尖数、根冠比、水分利用效率和过氧化氢酶活性,说明枇杷对轻度干旱有一定的适应能力。因此,栽培中可以通过轻度干旱增加‘早钟6号’枇杷的抗逆性,但不能过度干旱。     

干旱及复水对荒漠绿洲过渡带一年生草本植物生长及生理特性的影响

一年生草本植物种群组成荒漠与绿洲生态系统的恒有性植物层片,在防风固沙和保护绿洲生态系统稳定方面具有重要的作用。本研究选取河西走廊荒漠绿洲过渡带人工林下典型5种一年生草本植物虎尾草、狗尾草、白茎盐生草、沙米和雾冰藜为研究对象,采用盆栽试验模拟干旱胁迫及复水,测定5种植物幼苗根系和叶片的生长（株高、根体积、根系平均直径、根系总表面积、根系总长和根系干重）与生理指标（根系活力、光合色素、丙二醛、渗透调节物质和抗氧化酶活性）的变化特征和规律,分析其对干旱环境的适应能力。研究结果表明,轻度干旱胁迫（土壤水分相对于CK减少2%）对5种一年生草本植物生长影响较小,甚至有一定的促进作用;中度（土壤水分相对于CK减少4%）和重度（土壤水分相对于CK减少6%）干旱胁迫下植物生长受到明显抑制。随着干旱胁迫程度的加剧,5种植物根系和叶片的丙二醛、过氧化物酶活性和渗透调节物质含量呈上升趋势;而根系活力呈下降趋势。禾本科一年生草本植物虎尾草和狗尾草根系酶活性（超氧化物歧化酶）随干旱胁迫程度的加剧呈持续增加的趋势;藜科一年生草本植物沙米和雾冰藜随干旱胁迫程度的加剧表现出先增加后下降的趋势。复水处理后,5种植物的生长...     

干旱胁迫及复水对燕麦根系生长及生理特性的影响

为研究燕麦（Avena sativa L.）生长早期根系生长和生理特性对干旱胁迫及复水的响应规律和适应机制,本试验采用盆栽控水,测定了干旱胁迫及复水下燕麦生长早期根系生长、生理特性指标及籽粒产量变化。结果表明：短期（14 d）中度干旱胁迫对根系生长指标及活力有促进作用,重度干旱胁迫持续抑制此类根系指标;根系丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和脯氨酸含量及抗氧化酶活性随干旱胁迫程度加重而提高;复水使受干旱胁迫抑制的根系总长、根系总表面积、根系平均直径、根系干重和根系活力提高,使受干旱胁迫提高的根系MDA和脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性降低。本研究表明燕麦生长早期通过调控根系生长和生理特性适应干旱胁迫,复水使受干旱胁迫影响的燕麦生长早期部分根系生长和生理特性指标得到补偿或恢复,减轻持续干旱胁迫对燕麦籽粒产量的影响。     

土壤含水量对条墩桑光合特性及水分利用效率的影响

条墩桑是条叶兼用的一种优良灌木桑,可用于干旱半干旱地区的风沙治理。以2年生条墩桑幼苗为试验材料,采用盆栽控水法,研究了水分胁迫下条墩桑光合特征及其水分利用效率的变化。不同土壤水分状况下,条墩桑净光合速率日变化曲线基本呈"双峰"型:正常水分和轻度干旱条件下,净光合速率在上午11:00达到最大值,分别为17.55和15.20μmol/(m2·s);中度干旱条件下,净光合速率在上午10:00前后就达到峰值,为9.60μmol/(m2·s),光合午休相对提前了1h且时间延长,其净光合速率与气孔导度的下降平行进行。水分利用效率最高值出现在上午较早时分,且上午的水分利用效率明显高于下午,其日平均值下降幅度明显小于净光合速率的降低幅度。净光合速率下降的原因既有气孔限制,又有非气孔限制因素,随着土壤水分含量的减少,非气孔限制因素作用增加。     

干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

保护性耕作下陇东春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作(T);传统耕作 秸秆覆盖(TS);免耕(NT)和免耕 秸秆覆盖(NTS)]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率,结果表明:土壤含水量受降水的影响较大,年内和年际的变率大,200 cm内土壤含水量在350～600 mm变动;土壤贮水量5-7月上旬因作物利用迅速下降,在雨季得到补充,到冬季缓慢下降;水保耕作措施对玉米Zeamnys、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200 cm土体耗水量影响不大,但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率;与传统耕作相比,免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低,免耕、秸秆覆盖可增加农民收入;在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统,改大豆为利用营养体的豆科牧草,可提高系统的水分和光能利用率.     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式.但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型(APSIM)具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用...     

土壤干旱胁迫对2种不同光合类型草坪草的光合特性和水分利用率的影响

以不同光合类型的草坪草--高羊茅Festuca pratensis cv.HoundogⅤ(C3植物)与钝叶草Stenotaphrum secundatum cv.Bitter blue(C4植物)为材料,植株盆钵表面覆盖度达95%以上开始断水,植物叶片出现永久萎蔫为干旱胁迫处理,正常供水为对照.结果表明:在干旱胁迫下,供试草种的叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、表观量子产额皆显著下降,而细胞间隙CO2浓度和光补偿点则明显上升,其中钝叶草的叶片相对含水量、蒸腾速率、光饱和点低于高羊茅,水分利用率、表观量子产额则高于高羊茅.由研究结果推论,相对于高羊茅,钝叶草更具有高光效、水分利用率,更适应于干旱环境.     

黄土高原坡耕地植物篱—作物间作系统水分利用特征研究

利用陇中黄土高原典型雨养农业区坡耕地布设田间试验,设置5个处理:裸坡休闲(F)、小麦单作(W)、小麦/甘草(W/L)、小麦/菘蓝(W/I)和小麦/苜蓿(W/A)。通过探讨植物篱-作物间作系统的小麦产量表现及其土壤水分利用特性,明确不同植物篱-作物复合系统土壤耗水特征及影响机制,以期为黄土高原坡耕地适宜植物篱的筛选提供理论依据。结果表明:小麦生育期和休闲期0~200 cm土壤剖面含水量较低,基本接近作物有效水分下限(crop lower limit,CLL)。植物篱-作物间作能够起到积蓄降水的作用,但主要体现在耕层0~30 cm土壤,且以小麦/苜蓿处理效果最佳。不同处理棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重有一定的差异,其中小麦/甘草处理耗水量最高(250.98 mm),裸坡休闲总蒸发量较大(197.30 mm)。裸坡处理棵间蒸发占耗水量的比例高达80%以上,主要表现为土壤蒸发,而小麦/甘草主要表现为作物蒸腾,说明植物篱-作物复合系统可一定程度有效降低棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重,增加作物蒸腾量。不同间作系统小麦耗水量与单作耗水量并无差异,但其产量提高了60.00%~83.55%,进而明显提高了小麦水分利用效率。     

紫花苜蓿光能及叶片水分利用效率影响因子分析

大田条件下,利用C 340df光合仪,对12个紫花苜蓿Medicago sativa品种(初花期)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及生态因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)和生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度、叶温)进行测定,探讨影响其光能利用效率（LUE）和叶片水分利用效率（WUE）的主要因子。结果表明：1)品种胖多单株干质量最高,且LUE、WUE显著高于其他品种(P＜0.05),属于高光合、低蒸腾、高水分利用品种;2)影响LUE的主要是生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度),而影响WUE的则为外界环境因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)。     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

干旱胁迫对4种观赏草枯叶率及生理指标的影响

以红叶白茅(Imperatacylindrica‘Red Baron’)、花叶芒(Miscanthus sinensis‘Variegatus’)、细茎针茅(Stipatenuissi ma)和金叶苔草(Carexoshi mensis‘Evergold’)4种观赏草为试验材料,进行干旱胁迫处理,分析4种观赏草枯叶率、叶片相对含水量、叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量的变化。结果表明,随着干旱胁迫时间的推进,4种观赏草的细胞膜透性、MDA含量和可溶性蛋白含量不断增加,与枯叶率的增加呈显著正相关;叶片相对含水量、叶绿素含量不断降低,与枯叶率的增加呈显著负相关。比较形态和生理指标后,发现4种观赏草的抗旱性依次为金叶苔草细茎针茅花叶芒红叶白茅。     

陇东黄土高原春播紫花苜蓿的生长发育及耗水规律研究

根据对春播二年生紫花苜蓿Medicago sativa生长状况和平行气候条件观测资料分析,探讨陇东黄土高原地区春播紫花苜蓿的生态气候特征、生长发育和耗水规律;指出开发利用气候资源途径和生产紫花苜蓿的对策,为陇东地区进一步调整农业生产结构、发展草产畜牧业和改善生态环境提供一定的科学依据。     

不同水质灌溉对冷季型草坪草生长特性的影响

在鄂尔多斯地区,利用再生水、雨水和自来水对草坪草进行等量和等时灌溉,研究不同灌溉水源对草地早熟禾、多年生黑麦草、高羊茅、匍匐翦股颖的地上生物量、光合速率、叶绿素含量、根系活力等的影响,通过灰色关联分析进行综合评价。结果表明,再生水和雨水灌溉对草地早熟禾、多年生黑麦草、高羊茅、匍匐翦股颖的生长具有一定促进作用,测定指标综合评价最优的是再生水灌溉下的高羊茅,其次是雨水灌溉下的草地早熟禾,这两者更适宜在鄂尔多斯地区应用。