不同生育阶段盐分胁迫对棉花生长和水分生理指标的影响

为了探索不同生育阶段盐分胁迫下棉花的水分调节机制,采用筒栽试验,研究了不同矿化度咸水(NaCl)灌溉对不同生育阶段棉花"冀棉616"生长指标和一些水分生理指标的短期影响。结果表明:当灌溉水矿化度达到4 g·L-1后就会抑制棉花营养生长,但较少影响生殖生长(蕾期和花铃期);盐分胁迫没有影响棉花蕾期生育进程,但推迟了苗期生育进程,并有促进提前吐絮的作用;随灌溉水矿化度的增加,不同生育阶段棉花叶片的气孔阻力均呈递增趋势,而叶绿素相对含量在苗期时呈递增趋势、蕾期时呈先增后减趋势、花铃期呈递减趋势;盐分胁迫显著增大了调查时期内除叶片以外所有器官的干鲜比,而叶片干鲜比基本稳定;盐胁迫下,棉花具有优先供给叶片水分和降低叶片蒸腾耗水的水分调节机制。     

盐旱交叉胁迫对灰胡杨(Populus pruinosa)幼苗生长和生理生化特性的影响

以一年生灰胡杨幼苗为试验材料,利用田间控盐控水的方法,进行干旱和盐胁迫试验,通过测定生长和生理生化指标探讨幼苗在盐旱交叉胁迫下的生长发育及适应规律,旨在阐明干旱及盐交叉胁迫下植物抗旱抗盐机理。研究结果表明:在盐、旱及交叉胁迫下,灰胡杨幼苗抗氧化酶活性、MDA和脯氨酸含量与对照存在显著差异(P0.05)。(1)在8、11 g/L和15 g/L盐处理下,灰胡杨幼苗相对高生长、相对枝长和冠幅增量均受到抑制,且差异显著(P0.05),而干旱胁迫和盐旱交互胁迫下差异不显著。(2)在盐胁迫、盐旱交叉胁迫下,随着胁迫程度的加重,抗氧化酶SOD、POD、CAT活性表现出先增加后降低的趋势,三者协调一致;仅干旱胁迫时,抗氧化酶SOD、POD、CAT活性显著增加;(3)在盐、旱及其盐旱交叉胁迫下,脯氨酸含量呈上升趋势,MDA含量则表现出先降低后升高趋势,这与抗氧化酶活性先升高后降低的趋势相对应。因此,抗氧化酶活性对缓解脂膜过氧化的伤害具有一定限度,MDA含量与抗氧化酶活性呈负相关,灰叶胡杨幼苗在盐旱交叉胁迫下表现出一定的耐性。     

高水位区暗管埋设下土壤盐分适时立体调控的生态效应

高水位地区作物生长关键期采用微咸水或咸水灌溉被证明在一定条件下可以起到增产正效应,但同时却存在着土体盐分积累及其对下茬或次年种植影响的生态负效应.为探讨消除或抑制微咸水或咸水灌溉对土壤盐分积累的生态负效应,保证作物种植增产的正效应,本文在河北近滨海高水位盐碱区开展了为期2年的试验研究,探讨了旱季微咸水或咸水灌溉带来的盐分异位积累与离子分布变化特征,分析了雨季关键期暗管适时排盐对土壤盐分的立体调控生态效应.结果表明：旱季咸水灌溉后土壤经历“积盐-脱盐-二次积盐”3个阶段;灌溉初期,1 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体脱盐,土壤含盐量随土壤深度增加而增加,HCO₃^-含量增加,其他离子含量降低;6与13 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体积盐,土壤含盐量随土壤深度增加而降低,HCO₃^-含量降低,其他离子含量增加;雨季暗管适时立体调控脱盐效果显著,土壤脱盐率达16.0%～45.7%,同降雨量下,降水分布越集中,脱盐效果越好;周年时间尺度上,咸水灌溉小区土壤积盐量小于对照区;咸水灌溉处理小区冬小麦产量显著高于对照处理,1 g·L^-1 处理高于6与13 g·L^-1处理.     

咸水灌溉条件下土壤水盐分布特征

通过设置3种灌水量水平（100%ET_c、80%ET_c、60%ET_c）和3种灌水水质水平（0.7、3和6 g·L^-1）,研究了咸水灌溉条件下春小麦120 cm土层内水分动态和盐分累积特征.结果表明：水分在农田土壤中的分布主要受灌水量和土壤质地的影响,充分灌溉使水分存贮在较深土层中,而非充分灌溉则使水分存贮在表层;在相同灌水量的条件下,土体内的盐分积累程度随着灌溉水矿化度的增大而加剧;在相同矿化度条件下,土体内的盐分含量及积盐深度随着灌水量的增加而增大.在作物整个生育期内,连续使用咸水灌溉将导致土壤积盐,且非充分灌溉较充分灌溉更易使土壤表层积盐.     

干旱胁迫及复水对浙江润楠幼苗生长与生理特性的影响

采用温室盆栽和干旱胁迫的处理方法,研究不同程度干旱处理对浙江润楠Machilus chekiangensis生长和生理特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,土壤自然含水量、叶片相对含水量、植株苗高净生长量和地径净生长量均呈下降趋势,SP含量、SOD活性和叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b以及类胡萝卜素含量等指标总体呈先上升后下降的趋势,Pro含量和MDA含量则不断累积。复水后,干旱胁迫处理5 d的土壤自然含水量、苗高净生长量和SOD活性可恢复至对照组CK水平;干旱胁迫处理10~30 d的复水后幼苗SOD活性仍比CK高,叶片相对含水量、地径净生长量、SP含量、Pro含量基本可恢复至CK水平,MDA含量则降低,但各干旱胁迫处理的数值仍比CK高。各干旱胁迫处理的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b以及类胡萝卜素含量均变小,且各指标的最大值也都变小。综上分析可知,浙江润楠具有一定的抗旱性能。     

灌溉对土壤盐分的影响及微咸水利用的模拟研究

在土地利用分析模型PS123的基础上,以土壤盐分主要影响作物水分吸收为突破口,将盐分对作物生长的影响结合到模型中,以使模型更加适合于盐渍化土地和微咸水灌溉的使用。并运用田间试验对模型进行了验证,模拟结果较好。利用模型对微咸水不同的灌溉方案对土壤盐分的影响进行分析,提出了合理的灌溉方案。盐渍化地区地下水位埋深应控制在2．0～2．5m以下,微咸水灌溉宜采用少次多量的措施进行较大定额灌溉,且不能连续灌溉。     

咸水非充分灌溉对土壤水盐分布及玉米产量的影响

通过不同矿化度的咸水灌溉春玉米试验,研究了石羊河流域中游咸水充分灌溉和非充分灌溉对土壤水盐分布及玉米产量的影响. 结果表明: 土壤含水量峰值均出现在灌溉期, 充分灌溉变化幅度高于非充分灌溉;土壤含盐量随灌水矿化度的增大而增大, 相同灌水矿化度下,非充分灌溉处理的土壤含盐量均较充分灌溉处理低; 非充分灌溉处理土壤盐分累积层较充分灌溉处理上移; 80～100 cm土壤含水量和含盐量保持稳定,不受灌溉水量和水质的影响.与淡水充分灌溉相比,咸水灌溉下玉米产量降低约15%～22%;9 g·L^-1、6 g·L^-1、3 g·L^-1咸水非充分灌溉下玉米收获后1 m土层平均土壤含盐量分别比充分灌溉降低8.1%、12.4%和18.4%,而产量仅分别降低3.4%、6.8%和3.0%.     

植物对盐分空间不均匀分布的形态和生理响应研究进展

盐胁迫是干旱、半干旱地区以及灌溉土地主要的非生物胁迫,是影响农业生产的主要不利环境因子之一。随集约化灌溉农业的发展、水资源的缺乏、气候干旱带来的蒸发量的增加,土壤及地下水盐渍化程度不断增加。自然界中,土壤盐分在时空上呈不均匀分布。关于植物对均匀盐胁迫的响应研究报到较多,然而植物对不均匀盐胁迫的响应研究报道较少。分析了国内外植物适应不均匀盐胁迫的研究案例,从植物地上部分生长、地下部分生长、水分调节、光合作用以及离子调控等方面阐述植物适应盐分不均匀分布的生理机制,并提出展望。     

盐胁迫对中国柽柳幼苗生理特性的影响

以中国柽柳(Tamarix chinensis Lour.)插穗为研究材料,在装有不同土壤盐分梯度(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%)的盆钵中进行扦插试验,测定柽柳扦插成活率、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量等指标,研究分析柽柳扦插成活率及幼苗生理特性对盐分胁迫的响应特征。结果表明:(1)柽柳扦插成活率随盐胁迫增强逐渐降低,适合扦插繁殖的土壤含盐量低于0.8%;土壤含盐量超过0.8%后,扦插成活率太低,不适合柽柳进行扦插繁殖。(2)柽柳可通过提高叶绿素含量来适应盐胁迫,随着盐胁迫增强,柽柳扦插幼苗叶片中叶绿素含量先升高后降低,但过高的盐胁迫会破坏叶绿素的合成。(3)柽柳扦插幼苗叶片SOD和POD活性随盐胁迫增强先升高后降低,通过提高SOD和POD活性来清除细胞内多余的活性氧自由基,但活性氧自由基积累过多时,膜脂过氧化作用会破坏细胞膜的稳定性,导致抗氧化酶活性降低。(4)柽柳扦插幼苗叶片MDA含量随盐胁迫的增强先升高后降低。在土壤含盐量0.4%—1.2%范围内,MDA含量虽高于CK,但各盐分处理之间差异不显著。在含盐量为1.6%时,叶片细胞受到膜脂过氧化作用加强,MDA含量显著升高,但含盐量为2.0%时,MDA含量降低。     

胡杨液流对地下水埋深变化的响应

以塔里木河流域荒漠河岸林主要建群种胡杨(Populus euphratica)为研究对象, 结合中下游不同断面地下水埋深和胡杨液流变化的监测数据, 分析了胡杨茎干液流与地下水埋深变化的关系, 探讨荒漠环境下天然胡杨生长的合理生态水位。研究表明, 胡杨液流通量密度随地下水埋深即干旱胁迫程度的加大而减小, 两者呈极显著负相关, 相关系数达-0.887; 胡杨液流通量在地下水埋深位于4.5-5 m时出现异常变化, 表明此时胡杨的正常生长受到胁迫, 胡杨通过自身调节降低蒸腾耗水以适应环境; 土壤盐分不是影响塔里木河中下游各断面胡杨液流变化的主要因子; 对植物样地调查结果分析显示, 胡杨盖度、密度和频度均在地下水埋深在4-6 m梯度下开始表现为降低趋势。综合分析认为维系塔里木河中下游天然胡杨正常生长的生态水位为地下水埋深4.5 m以内。     

Growth, Gas Exchange, Abscisic Acid, and Calmodulin Response to Salt Stress in Three Poplars

In the present study, we Investigated the effects of Increaslng sallnlty on growth, gas exchange, absclslc acld （ABA）, calmodulln （CAM）, and the relevance to salt tolerance In seedllngs of Populus euphratlca Ollv. and cutUngs of P. ＂pupularls 35-44＂ （P. popularls） and P. x euramerlcana cv. 1-214 （P. cv. Itallca）. The relatlve growth rates of shoot helght （RGR,） for P. cv. Itallca and P. popularls were severely reduced by Increaslng salt stress, whereas the growth reductlon was relatlvely less in P. euphratica. Slmllarly, P. euphratlca malntalned hlgher net photosynthetlc rates （Pn） and unlt transplration rotes （TRN） than P. cv. Itallca and P. popularls under condltlons of hlgher sallnlty. Sallnity caused a slgnlficant increase In leaf ABA and CaM In the three genotypes after the onset of stress, but NaCl-induced ABA and CaM accumulatlon was more pronounced In P. euphratlca, suggeeUng that P. euphratlca plants are more sensitlve in sensing soil salinlty than the other two poplars. Furthermore, P. euphratica maintained relatively higher ABA and CaM concentrations under conditions of high salinity. The higher capacity to synthesize stress signals, namely ABA and CaM, In P. euphratica and the contrlbuUon of this to the salt resistance of P. euphratica are discussed.     

Physiological Responses of Three Contrasting Plant Species to Groundwater Level Changes in an Arid Environment

Plants growing on both sides of the Tarim River in western China serve as a natural barrier containing the deserts and protecting the oasis, and their growth is greatly affected by water conditions In their local habitat. We studied the physiological responses of three different types plants （i.e. Populus euphratlca Oliver, Tamarix ramosissima L., and Apocynum venetumas Linn） to changing groundwater levels by analyzing changes in chlorophyll, soluble sugar, proline （Pro）, malondialdehyde （MDA）, superoxlde dlsmutase （SOD）, peroxidase （POD）, indoleacetic acid （IAA）, giberellic acid, abscisic acid （ABA） and cytokinin （CK）. Relationships between these physiological characteristics and groundwater levels were analyzed in order to assess the drought tolerance of the three plant species based on the values of average membership function. We found that MDA, SOD and ABA were more susceptible to changes in groundwater level, followed by POD, IAA and CK. Among the three plant species, Populus euphratica responded physiologically less to changing groundwater level than T. ramosissima and A. venetumas.     

新疆塔里木河下游生态输水与胡杨叶片的生理及形态响应

选择塔里木河下游3个典型断面的15个研究样地,分析和测定了塔里木河下游2000～2002年生态输水前后不同研究样地的地下水位、地下水含盐量和胡杨(Populus euphratica Oliv.)叶片中脯氨酸、可溶性糖、植物内源激素脱落酸和细胞分裂素的含量以及胡杨叶片的形态结构变化,研究了塔里木河下游主要建群种胡杨对生态输水的生理与形态的响应和适应性.结果表明,塔里木河下游胡杨生长已受到不同程度的干旱胁迫;输水后各样地地下水位均有所上升,胡杨对浅层地下水位的变化表现出明显响应,胡杨受到的生理胁迫降低,胡杨叶片角质层厚度、维管束导管官腔直径及管壁厚度皆随地下水位的上升而减少;随着地下水位的上升,地下水含盐量分别提高1.76～2.47倍,输水效果由于盐对植物的生理胁迫作用的增加而有所减弱;在塔里木河下游极端干旱环境下,胡杨林保育恢复的合适地下水位埋深为3.15～4.12 m,地下水含盐量为67.15～72.65 mm.     

新疆塔里木河下游生态输水与胡杨叶片的生理及形态响应

选择塔里木河下游3个典型断面的15个研究样地,分析和测定了塔里木河下游2000￣2002年生态输水前后不同研究样地的地下水位、地下水含盐量和胡杨(Populus　euphratica　Oliv.)叶片中脯氨酸、可溶性糖、植物内源激素脱落酸和细胞分裂素的含量以及胡杨叶片的形态结构变化,研究了塔里木河下游主要建群种胡杨对生态输水的生理与形态的响应和适应性。结果表明,塔里木河下游胡杨生长已受到不同程度的干旱胁迫;输水后各样地地下水位均有所上升,胡杨对浅层地下水位的变化表现出明显响应,胡杨受到的生理胁迫降低,胡杨叶片角质层厚度、维管束导管官腔直径及管壁厚度皆随地下水位的上升而减少;随着地下水位的上升,地下水含盐量分别提高1.76　￣　2.47倍,输水效果由于盐对植物的生理胁迫作用的增加而有所减弱;在塔里木河下游极端干旱环境下,胡杨林保育恢复的合适地下水位埋深为3.15　￣　4.12　m,地下水含盐量为67.15　￣　72.65　mm。     

塔里木河冲积平原胡杨林的土壤水分状况研究

通过英巴扎断面实测资料,对塔里木河冲积平原胡杨(Populus euphratica)林的土壤水分状况进行了研究。结果表明：在胡杨幼林区域,地下水埋深1～2m,水质为1～3g·L-1的微咸水,且此区域可被洪水漫溢,整个土壤剖面土壤含水率都很高,利于胡杨种子萌发与植株扎根。在胡杨青壮林区域,地下水埋深2.5～4m,但地下水水质仍为1～3g·L-1。由于多数年份不能被洪水漫溢,土壤表层水分含量低,此区域难以满足胡杨幼林对水分的需求。但是,对于胡杨青壮林来说,它能够吸收2.5～4m深的土壤水分,因而此区域可以满足它的生长要求。在胡杨衰败林区域,地下水埋深已达5～10m,不能满足胡杨生长的要求,使得胡杨在逐步枯萎和衰败。     

土壤盐度对加拿利海枣幼苗生长与生理指标的影响

将加拿利海枣(Phoenix canariensis Hort. ex Chab.)幼苗培养在不同盐度(1.2~14.5)的土壤中,探讨土壤含盐量对其生长及生理指标的影响。结果表明:随基质盐度的提高,幼苗新生叶片数降低且叶片死亡数增加。随基质盐度的提高,叶绿素含量增加,叶绿素a/b在低盐度时增加而当盐度超过5.1时下降。土壤盐度在1.2~5.1时,MDA含量约为4.30 μmol g^-1,以后随土壤盐度的升高而升高。SOD活性在低盐时升高,土壤盐度超过10.8时,SOD活性迅速下降。盐胁迫下叶片Na⁺和Cl^-含量升高,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺含量及K⁺/Na⁺下降。盐胁迫导致加拿利海枣生长下降的主要原因是叶片有效光合面积减少,离子平衡破坏。这些表明加拿利海枣具有很高的耐盐能力,其幼苗在土壤盐度5.1时生长正常,当土壤盐度为10.8时才开始出现受害症状,适宜在滨海地区推广应用。     

胡杨、灰叶胡杨P-V曲线水分参数的初步研究

运用P-V技术初步研究了人工林胡杨、灰叶胡杨两个树种的水分参数差异,探讨了树种的抗旱性。结果表明灰叶胡杨的主要水分参数(ψ100、ψ0、ROWC、AWC、RWD、ε）明显低于胡杨,渗透调节能力和束缚水含量高于胡杨,表现对干旱环境具有较强的耐旱能力。综合评判表明灰叶胡杨对干旱的适应性较强。     

Osmotic Stress and Ion-Specific Effects on Xylem Abscisic Acid and the Relevance to Salinity Tolerance in Poplar

We designed two experiments to investigate the osmotic stress and ion-specific effects on xylem abscisic acid (ABA) and the relevance to salinity tolerance in one-year-old seedlings of Populus euphratica Oliv. (a salt-resistant genotype) and one-year-old rooted cuttings of P. 'popularis 35-44' (P. popularis) (a salt-sensitive genotype). Net photosynthetic rates (Pn) and unit transpiration rates (TRN) of the two genotypes were significantly decreased upon osmotic shock caused by PEG 6000 (osmotic potential = -0.24 MPa) or iso-NaCl (50 mM). Shoot xylem ABA concentrations in both genotypes increased rapidly after the onset of PEG stress, resulting from a decreased water flow. NaCl-treated trees of P. euphratica maintained considerably greater concentrations of ABA than PEG-treated plants in a longer term, whereas salinized P. popularis exhibited a transient accumulation of ABA in the shoot. TRN was greatly enhanced in both genotypes when pressure (0.24 MPa) was applied to counteract the osmotic suction of 50 mM NaCl. Pressurizing of root systems diluted solutes in the root xylem, but the dilution effect was more pronounced in P. popularis. Root xylem ABA concentrations in P. euphratica steadily increased with salt stress although pressurization lowered its levels. In contrast, there were no observed changes in ABA response to salinity in pressured P. popularis. Therefore, we concluded that the salt-tolerant P. euphratica had a greater capacity to synthesize ABA under saline conditions, which may partially result from specific salt effects. In addition, P. euphratica exhibited a higher capacity for salt (Na+ and Cl-) transport control under salt stress, compared with P. popularis. The possible association between ABA and salt transport limitation, and the relevance to salinity tolerance were discussed.