Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响

本研究以龙葵为试验材料,采用水培方法分析了补充Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响。结果表明,补充200μmol.L 1Fe-EDTA提高了龙葵幼苗对Zn毒害的耐受性。400μmol.L 1ZnCl2处理导致龙葵幼苗株高、根长和叶绿素含量显著减少,并引起H2O2的积累。补充Fe后,植株生长状况得到明显改善,SOD、CAT和APX基因的表达和酶的活性显著提高。同时RT-PCR结果显示,补充Fe后,FeSOD2和CAT1基因的表达明显升高。这些结果表明,Zn毒害对龙葵幼苗生长发育的影响很大程度上可能是由于Zn毒害引起的缺Fe导致的;Zn毒害条件下补充Fe可以通过提高FeSOD2和CAT1基因的表达,提高抗氧化酶的活性,降低ROS的水平,降低植株的氧化伤害。本研究为进一步研究植物响应Zn毒害的生理分子机理,以及植物修复技术的实际应用提供了理论基础。     

棉花“双种双层”高产栽培技术及其光在冠层中分布的研究

为棉花高产提供理论依据,对棉花"双种双层"冠层结构的光效作用进行了研究。合理的冠层结构对棉花获得高产是非常重要的,"双种双层"是一种利用合理的冠层结构达到高光效利用的棉花栽培技术。它是利用两个具有不同冠层结构的品种及对不同的品种施用不同的农业措施而在田间形成"双层",以达到通风透光实现高产的目的。通过对光在冠层中的分布分析发现,在封垄以前,"双种双层"冠层内的光照强度低于对照;随着冠层的逐步建成,到生长季节的中期,"双种双层"冠层内的光照强度在大部分时间和层次大于对照;到生长季节的后期,冠层结构完全形成以后,"双种双层"冠层内部的光强大于对照的趋势十分明显。同时"双种双层"中的风速大于对照,CO2浓度略高于对照。     

局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响

通过分根装置设置无盐胁迫(0|0)、局部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(0|150)、全部根系75 mmol-L-1NaCl胁迫(75|75)、全部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(150|150)4种处理,研究根系局部盐胁迫对冬小麦生长及光合特征的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长,并且随着盐胁迫浓度的增加,小麦受抑制程度加重;根系盐胁迫方式对小麦幼苗生长影响显著,局部根系胁迫处理(0|150)小麦幼苗地上部干重比等浓度150 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(150|150)增加23.5%,比等浓度75 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(75|75)增加17.2%。在局部根系盐胁迫下,非盐胁迫一侧根系(0|150-0)补偿生长,其根长、侧根数、侧根长比盐胁迫一侧根系(0|150-150)分别增加195.2%、206.2%和237.8%,盐胁迫一侧根系吸收的Na+部分向非盐胁迫一侧根系运输,盐胁迫一侧根系(0|150-150)的Na+含量比全部胁迫处理(150|150)减少12.1%。与全部根系盐胁迫相比,局部根系盐胁迫减少了Na+在叶片中的积累,降低了钠/钾值。局部根系盐胁迫叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)均高于同浓度完全盐胁迫处理的小麦幼苗,进而增加地上部和根系的生物量。因此,局部根系胁迫显著缓解了全部盐胁迫对小麦地上部和根系生长的抑制作用。     

温度对盐胁迫小麦抗氧化机制的影响

本研究以耐盐性不同的8个冬小麦品种为材料,分别在室温(20℃/25℃)和接近小麦生产的低温(10℃/15℃)条件下采用溶液培养,并在苗期进行盐胁迫处理(150 mmol·L-1 Na Cl),研究温度和盐胁迫交互作用对耐盐性不同的小麦抗氧化机制的影响。结果表明,对室温培养的幼苗进行盐胁迫后,耐盐强的小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性均显著升高,并且高于2个耐盐性弱的品种;而耐盐性弱的小麦幼苗盐处理后仅APX活性显著升高,其活性氧(ROS)累积量和叶片相对电导率均高于耐盐小麦;抗旱小麦以上指标介于耐盐品种和耐盐性弱的品种中间。低温培养下进行盐胁迫,谷胱甘肽还原酶(GR)在所有供试品种中均显著升高2~3倍;耐盐品种仅CAT和APX活性升高,抗旱品种SOD、POD和APX以及耐盐性弱的品种SOD和POD活性显著提高。由此得出与室温盐胁迫下小麦抗氧化机制的响应不同,低温盐胁迫条件下,耐盐小麦SOD和POD酶活性受到抑制,主要通过提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环的两个关键酶APX和GR活性增加对ROS的清除能力,而抗旱品种和耐盐性弱的品种除GR酶活性显著提高外,SOD和POD对ROS的清除能力均显著增强。在各种抗氧化酶的共同作用下,耐盐性不同的小麦品种之间ROS累积量和叶片电导率等受伤害指标的差异程度与室温盐胁迫相比减弱。     

夏玉米地膜覆盖栽培的生态效应研究

通过限水条件下夏玉米地膜覆盖栽培实验,研究了夏季地膜覆盖对夏玉米农大108的生态效应。田间试验表明,覆膜处理后土壤保湿能力明显增强,覆膜灌水和覆膜处理土壤耕层含水量分别比对照裸地常规灌水处理增加25.6%和14.4%;覆膜处理耕层土壤温度高于对照,平均地温差在上午8∶00最高,5cm处可达3.6℃,14∶00覆膜和对照处理温差最小,两种处理的温度变化均在根系生长的范围内;另外,耕层土壤速效磷和有机质在覆膜和覆膜灌水处理下分别增加127%、57%和8.6%、7.1%;覆膜灌水和覆膜处理下的叶片可溶性糖含量较对照增加了14.4%和14.7%,产量分别增加了11.2%和4.0%。     

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源，我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作，但目前盐碱区淡水资源日益短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下，优化统筹土壤水肥盐动态调控是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来，大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施，在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层，显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程，实现了盐碱地质量和产能快速提升，上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展，并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望，以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。