土壤水分和磷营养对小麦根系生长生理特性的影响

采用小偃６号小麦品种,在模拟田间原状土容重的条件下土培,研究了土壤水分和磷营养对小麦根系生长生理特性的效应。结果表明：在土壤相对含水量为４０％─７０％范围内,土壤水分亏缺,小麦根系生长受到限制,根系比表面积（ＲＡ）、根呼吸速率（Ｒｐ）、根水势（Ｒψｗ）和叶片蒸腾强度（ＥＩ）明显降低,根系干物重（ＲＤＷ）减少;轻度干旱有利于根系的延伸生长;在土壤干旱条件下,磷营养可以提高根系ＲＡ,降低根系Ｒｐ,提高Ｒψｗ、增加叶面ＥＩ,促进根系延伸生长,扩大小麦根系对土壤深层水分的吸收和利用,进而促进地下部生长,提高ＲＤＷ。磷除作为一种营养物质促进作物根系生长发育外,在水分胁迫条件下,磷营养可明显改善植株体内的水分关系,增强对干旱缺水环境的适应能力,提高作物抗旱性。促进根系生长,提高水分利用的有效方法是根据土壤水分状况调节磷的用量。     

土壤水分和氮磷营养对冬小麦根系生长及水分利用的调节

模拟试验研究结果表明：在土壤相对含水量为４０％￣７０％范围内,水分亏缺严重,根水势和蒸腾蒸发量显著降低,根系生长严重受阻,根长变短,根干重降低,随着土壤水分趋于良好,根水势和蒸腾蒸发量显著增加,根干重在土壤相对含水量为５５％￣６２％之间时最大,而土壤相对含水量在５５％上下时根长达最长;土壤水分趋于轻度干旱有利根系下扎,土壤水分趋于良好利于根量增长。氮磷营养对小麦根系生长具有明显的调节作用。磷营养可     

土壤干旱条件下氮素营养对小麦水分状况和光合作用的影响

轻度土壤干旱下,小麦叶片仍能维持较好的水分状况,高氮营养对叶片光合作用有明显的促进作用。中度以上土壤干旱下,叶片水势和相对含水量明显降低,高氮叶片降低的幅度显著大于低氮,同时叶片净光合率(P_n)也趋于降低,高氮叶片降低的幅度较大。高氮叶片的叶肉光合活性明显大于低氮叶片,干旱下P_n降低与其气孔限制作用较大有关。高氮叶片的渗透调节大于低氮叶片,但渗透调节对气孔导度和P_n的维持有限。     

水分胁迫对牛心朴子植株生长及渗透调节物质积累的影响

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子(Cymanchum komarovii)在水分胁迫下植株生长及渗透调节物质的积累情况。结果表明：牛心朴子植株地上部对土壤水分比较敏感,随水分胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,植株生长显著变缓,直至停止生长,而根／冠比值则有所加大;可溶性糖是牛心朴子根系主要的渗透调节物质,随着土壤水分胁迫程度的加重,根系中的可溶性糖呈明显的增加趋势,叶中的可溶性糖则随胁迫的加重而呈下降趋势,说明在干旱胁迫下牛心朴子的同化产物大部分分配于根系之中;Pro在牛心朴子叶、茎、根的渗透调节中也起着重要作用,随土壤水分胁迫的加重,其在根、茎、叶中的积累明显增加;而无机离子在牛心朴子渗透调节过程中的作用很小。     

冬小麦近轴和远轴叶面气孔对土壤水分胁迫反应的敏感性

当根层土壤水分含量不足,作物体内出现水分胁迫时,小麦叶片两面气孔的反应有明显差异。远轴叶面气孔对水分胁迫的反应比近轴叶面气孔敏感。当出现水分胁迫时,远轴叶面气孔首先收缩,且收缩的程度比近轴叶面气孔大。远轴与近轴叶面气孔阻力的比值(r_(ab)/r_(ab))与根层平均土壤水势(Ψ_s)有关,当Ψ_s大于-50 kPa时,r_(ab)/r_(ad)基本稳定在1.5左右,而当Ψ_s小于-50 kPa时,r_(ab )/r_(ab)随Ψ_s降低而明显增加。     

不同氮和水分条件下CO2浓度升高对小麦碳氮比和碳磷比的影响

 试验设两种CO2浓度水平（350 μmol·mol-1和700 μmol·mol-1）,两种土壤水分处理（湿润、干旱）和5种N肥施用水平（0、 50、 100、 150、 200 mg·kg-1土）。结果表明,CO2浓度增加,地上部氮(N)磷(P)浓度下降,根系N浓度略有下降。无论CO2浓度是升高或是当前水平,与干旱处理相比,湿润处理的地上部和根系N浓度明显降低;地上部和根系N浓度随氮肥用量增加而增加。小麦体内N浓度下降,是因为CO2浓度升高,水分利用效率增加,这将减少质流运送养分到根系为作物利用以及氮     

不同水分条件下氮素供应对小麦植株氮代谢及籽粒蛋白质积累的影响

土壤水分逆境是限制小麦籽粒品质形成的重要生态因子,明确土壤水分逆境下小麦籽粒品质形成的生理机制及调优技术途径,对于深化小麦品质生理生态研究和指导小麦调优栽培具有重要的理论意义和应用前景。在防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下再设置120和240 kg.hm-2两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦品种植株氮代谢和籽粒蛋白质积累的影响。结果表明,与正常水分处理相比,花后干旱和渍水均降低旗叶硝酸还原酶活性、叶片总氮含量和游离氨基酸含量。干旱处理提高了茎鞘总氮与游离氨基酸含量以及籽粒蛋白质含量,而渍水处理则使其降低。水分逆境下增施氮肥提高旗叶硝酸还原酶活性、叶片与茎鞘总氮和游离氨基酸含量以及籽粒游离氨基酸和蛋白质含量。花后干旱和渍水均显著降低了小麦籽粒产量和蛋白质产量。增施氮肥提高适宜水分和水分亏缺条件下小麦籽粒产量,但不利于渍水下小麦产量的提高。这说明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦植株氮代谢和籽粒蛋白质积累有明显的调节效应。     

土壤水分与温度共同作用对植物根系水分传导的效应

 本文根据不同大气环境温度和土壤温度及不同土壤含水率处理条件下的玉米、向日葵、台湾相思(Acacia confusa)、银合欢(Leucaena glauca)的试验资料，分析了土壤水分和温度以及土壤水分与温度共同作用对植物根系水分传导的效应。台湾相思和银合欢的试验结果表明，在一定的土壤水分范围内，高温(白天/夜晚的温度为40／30℃)环境中的根系水分传导大于低温(30/25℃)环境中的，但当根系水分胁迫十分严重(台湾相思根系水势小于-1.5MPa，银合欢根系水势小于-2.0MPa)时，30/25℃环境的根系水分传导反而大于40／30℃环境的；玉米、向日葵的试验结果表明，在一定土壤温度范围内，根系水分传导随土壤温度增加而增加，其增加的幅度与生育阶段有关；在向日葵生育期土壤温度高于35℃、玉米生育期高于30℃时，其根系水分传导随温度增加而降低。通过植物根区土壤逐渐干旱和干旱复水后的试验，其结果表明复水后根系水分传导上升较快，银合欢复水1.5d、向日葵复水3d后测得的根系水分传导即可达到受旱前的水平，其后的水分传导还略高于一直充分供水处理的，表明根系经受一定程度的干旱锻炼后，对其水分传导具有明显的补偿效应。在干旱和复水过程中根系水分传导与根水势的变化规律相一致。     

胡杨幼苗根系生长与构型对土壤水分的响应

胡杨实生幼苗成活率低是制约其更新与人工育苗保存的关键问题,而幼苗根系生长与构型是影响其存活的重要因素。该试验以1年生胡杨幼苗为材料,通过2种给水方式(断续给水和连续给水)下各6个土壤水分梯度处理的控制试验,探究胡杨幼苗根系生长与构型对荒漠地区关键因子水分的响应特征。结果表明:(1)2种给水方式下干旱胁迫均使根冠比增加,且断续给水处理下幼苗根冠比显著大于连续给水。(2)一定程度的干旱处理还可以促进幼苗根系形态发育特征的发展和根系生物量的积累,但过度干旱胁迫或土壤水分含量过多都会抑制根系生长,并以连续给水、土壤含水量15%处理下幼苗根系最为发达。(3)幼苗深扎根能力强,其根宽深比在2种给水方式下均小于1,且断续给水处理显著小于连续给水处理;2种给水方式下根宽深比都与土壤水分含量呈显著正相关。(4)根系拓扑指数在2种给水方式下无显著差异且均接近1,但都与土壤水分含量呈显著负相关。即幼苗根系趋向鱼尾状分支结构,次级分支少,这种根系延伸策略有利于胡杨幼苗在干旱贫瘠的土壤环境中生存。(5)根系构型参数的主成分分析显示,总根长、总根表面积、根宽深比和拓扑指数在2种给水方式下都能很好地表示胡杨幼苗根系构型特征。可见,胡杨幼苗根系通过构筑鱼尾状分支结构、增加垂直根纵向延伸能力和增大根冠比适应干旱环境;水分对于胡杨幼苗根系生长与构型作用显著,根系对水分因子的响应对于胡杨幼苗适应水分异质性环境具有重要意义。     

小麦根系与土壤水分胁迫关系的研究进展

几十年来,大量科学工作者为拓宽小麦根系对土壤水分的吸收能力和调控根系对干旱的适应能力,挖掘干旱地区的生产潜力,实现高产做了大量细致的研究工作,取得了许多重要研究成果,综述了土壤水分胁迫对小麦根系形态、构型建成和生理指标影响的影响。过去进行的研究表明,干旱胁迫条件下,不仅表达小麦根系形态和构型建成指标的根系数量、根系比表面积、根冠比、根生长势、根水势,导管直径等发生显著变化,而且表达根系生理指标的伤流流、根呼吸速率、根系质膜透性、膜脂过氧化水平、保护酶及其同工酶等也发生相应改变,虽然不同的研究者所获得的研究结果不同,有的甚至相互矛盾,但从总体看,各种变要是对干旱胁迫的一种适应性反应,有利于提高小麦的抗旱能力,对干旱条件下产量的形成具有重要作用。     

水分和氮磷水平对小麦碳同位素分辨率和水分利用效率的影响

 依据盆栽试验数据,利用植物稳定性碳同位素分辨率的理论模型,研究了水分和氮磷营养对小麦叶片碳同位素分辨率(Carbon-isotope discrimination △)的影响。结果表明：水分差异引起碳同位素分辨率较大变异,碳同位素分辨率随土壤相对含水量(Soil relative water content)的提高而提高,在土壤相对含水量为60％～70％条件下碳同位素分辨率最高。缺水时磷水平提高,碳同位素分辨率提高。水分利用效率(Water use efficiency)与碳同位素分辨率关系受土壤水分和养分水平的影响。缺水条件下水分利用效率与碳同位素分辨率之间为负相关,充分供水下为正相关;在低氮水平下的关系不明显,施氮150kg·hm-2时相关性显著。     

利用粳稻染色体片段置换系群体检测水稻抗亚铁毒胁迫有关性状QTL

潜育性水稻田广泛分布于中国、斯里兰卡、印度、印度尼西亚、塞拉里昂、利比亚、尼日利亚、哥伦比亚和菲律宾等国,其中我国南方稻区就有近700万公顷低产潜育性水稻田。该类水稻田还原性强,矿质营养失调,尤以Fe^2 过量积累,对水稻生长发育产生不良的逆境胁迫作用。培育抗亚铁毒的水稻品种是简便、经济有效地提高稻谷产量的重要途径之一。该文利用由粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24杂交衍生的Asominori染色体片段置换系(Chromosome Segment Substitution Lines,CSSLs)群体为材料,检测与抗亚铁毒胁迫有关性状QTL。共检测到与抗亚铁毒胁迫有关性状QTL14个,各QTL的LOD值为2．72～6．63。其中检测到与抗亚铁毒胁迫直接有关的性状叶片棕色斑点指数QTL3个,分别位于第3、9、11染色体C515～XNpb279、R2638～C1263和G1465～C950之间,对应的贡献率分别为16．45％、11．16％和28．02％;与其他已发表的定位结果比较发现,位于第三染色体C515～XNpb279间控制叶片棕色斑点指数的QTL与水稻功能图谱上控制叶绿素含量的QTL的位置一致;表明在亚铁毒胁迫条件下,水稻在其叶片表面出现棕色斑点,叶片衰老,产生一些叶绿素降解物或衍生物,以提高叶片细胞对亚铁等重金属毒害的耐受力。另外,在第11染色体G1465～C950之间检测到了控制叶片棕色斑点指数、茎干重和根干重QTL1个,为主效QTL。在第6染色体XNpb386～XNpb342之间检测到控制茎干重、株高、根长和根干重QTL1个,是否与水稻抗亚铁毒有关需要进一步研究。本研究旨在通过定位与抗亚铁毒有关的QTL,借助与之紧密连锁的分子标记有效地聚合这些QTL,培育出抗亚铁毒性强的水稻新种质材料。     

断根对冬小麦竞争能力与产量的影响

 采用简化的deWit替代系列法研究了盆栽冬小麦‘长武135’（Triticum aestivum cv. Changwu 135）在拔节初期断根对冬小麦根冠关系、竞争能力及其与产量性状的关系。无论干旱或湿润，单栽条件下断根降低了小麦的根冠比，在混栽条件下，断根小麦的相对穗重和相对地上部生物量均显著低于未断根小麦，说明断根降低了小麦的竞争能力。根冠比越大竞争能力越强，即作物的竞争能力与根冠比存在正相关关系。单栽湿润条件,断根降低了小麦的穗重和籽粒产量，而在中等干旱条件下，断根小麦穗重和籽粒产量高于未断根小麦 。说明在水资源充分的条件下，较高的作物个体竞争能力则具有较高的生产能力，而在水资源有限的情况下，降低作物个体竞争能力反而提高了群体籽粒产量。     

小麦幼苗根系形态与反复干旱存活率的关系

以35个不同栽培类型的小麦品种（系）作为试验材料,根据其6叶幼苗的根系形态性状进行聚类分析,供试材料的根系类型分为3种：大根系、小根系和中间型根系。具有中间型根系的材料反复干旱存活率最高,这些材料的根系特点是单株根数7－8．5条,最大根长20-22cm,根总干重44－48mg,其中10cm以下根干重占36％－45％,根冠比范围在0.22-0.24。一些水地栽培的育成品种苗期抗旱性较强,旱地栽培的育成品种苗期抗旱性差异较大,个别旱地栽培的地方品种在土壤水分胁迫条件下反而比在正常水分条件下的根系发育更好,可能是长期适用干旱条件的结果。     

控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒灌浆速率的影响

利用防雨棚研究了控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒不乐速率的影响。结果表明：随控水加重,小麦旗叶、根系和籽粒中ＡＢＡ含量迅速达到高峰,然后快速降低;控水愈重,ｉ－ＰＡｓ峰值和籽粒灌浆速率峰值出现愈早,尔后下降,从而加速了植株衰老进程,导致产量降低。籽粒灌浆速率变化与旗叶,根主籽粒中激素含量变化呈极显著相关,且上述性状在相对含水量６０％处理下与８０％（对照）相比无显著差异,从而为小麦节水栽培提供了依据     

氮素营养对小麦根冠协调生长的调控

在植物生长箱通过溶液培养方式,对不同氮素条件下不同抗旱性的小麦品种西农1043和小偃6号的幼苗根苗生长特性进行了研究,结果表明在不同氮素浓度下,氮肥用量的提高对地上部干重和叶片气体交换参数表现为增效效应,当用量增至一定程度时,地上部干重和叶片气体交换参数均呈下降趋势,只是各自的适宜用量存在差异。培养介质氮素浓度低时,有利于小麦根系干重累积,培养介质氮素浓度高时,不利于根系干重累积。西农1043和小偃6号根长分布基本相似,水分利用效率随着根冠比的增大而降低。小麦根冠比的增加并不利于叶片水分利用效率的提高,而叶片光合作用最优的根冠比为0．5左右。     

三峡库区濒危植物疏花水柏枝的生理生化特性研究

对三峡库区特有濒危植物疏花水柏枝的光合作用、蒸腾作用、水势等生理特性以及丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性等进行分析测定。结果显示,疏花水柏枝在水淹胁迫后,能快速地恢复其光合与蒸腾生理作用。植株在秋季和夏初的光合作用和蒸腾作用的日动态呈单峰曲线,最高值出现在中午。夏初的光合强度与蒸腾强度一般高于秋季,表明夏初是该物种的生长旺季。该物种10月份水势的日动态在-0.97～1.82MPa之间变动,水势与光合作用与蒸腾作用呈显著负相关。该物种虽是一种对水淹和干旱胁迫适应能力较强的物种,但土壤水分状况仍对植物的生长有较大影响。植株的生长发育阶段对疏花水柏枝的抗逆性有影响,在花前的抗逆性总体高于花后。还对疏花水柏枝的迁地保护提出了相应的建议。     

两种梭梭根部输导组织坚韧度及其抗旱性

以梭梭和白梭梭一年生盆栽幼苗为试材,测定60％（对照）、40％和20％的土壤相对含水量（sRwc）处理20d后两种梭梭同化枝的电导率和含水量,地上和地下部水势,根部木质素、纤维素、半纤维素含量,根肉质化程度和根长度。结果表明：两种梭梭同化枝含水量随着SRWC的下降均保持较高的水平;SRWC为40％和20％时,两种同化枝电导率的变化不显著,且均保持较低的值;两种梭梭地下部与地上部水势差值随土壤含水量的降低而增大;SRWC为40％的土壤条件促进两种梭梭的根系生长,20％的SRWC条件下仍保持与对照一样的水平;不同SRWC条件下,梭梭和白梭梭根部的木质素、纤维素、半纤维素含量的变化幅度均较小,且保持很高的水平,总含量分别为46．9％-53．3％和50．6％-57．6％。由此推断,在干旱胁迫下两种梭梭的根系依赖于较强的根部榆导组织坚韧度,往土壤深层扎根找水,适应干旱环境。     

Genotypic and environmental variations in root morphology in rice genotypes under upland field conditions

Improving the water capturing capacity of its large and deep root system is required to stabilize the yield of upland rice in drought-prone areas in the tropics. For the improvement of the root system through breeding and soil management, it is critical to understand the relative importance of genotypic and environmental effect and their interaction on the root development under various soil conditions and agronomic management. This study aimed to quantify and characterize the effect of genotype and environment, soils and N application levels (0 and 90 kg N ha^–1) in the variations of the traits related to the size and distribution of the root system at the flowering stage using 11 rice genotypes in upland fields in southern Luzon in the Philippines. The results indicated that, among the root traits, the genotypic factor accounted for the largest portion of variation for the number of nodal roots, specific root weight (SRW), and R/S ratio, whereas the environmental effect was relatively large for deep root length ratio (DRR) and total root dry weight (RDW). Especially, the DRR, the ratio of root length at deeper than 30 cm per unit area to the RDW, was strongly affected by the site. Nitrogen application increased RDW without a substantial change in the R/S ratio and DRR. On the other hand, significant genotypic variations of RDW and DRR were obtained, which may imply the opportunity for the genetic improvement. Japonica upland varieties showed a large RDW (90–111 g m^–2) associated with high R/S ratio (0.18–0.23) and a high SRW (0.26–0.27 mg cm^–1), whereas aus (Dular) and indica (Vandana) upland varieties had a large DRR (12.5–13.8 m g^–1) with a medium R/S ratio (0.14–0.17), suggesting an efficient formation of a deep root system with a limited biomass allocation to the roots. In addition, the analysis of G × E interaction term for RDW by an Additive Main Effects and Multiplicative Interaction (AMMI) model indicated that the response to soil conditions also differed between these groups. This indicated that proper deployment of genotype to the given soil conditions is also important to maximize the expression of genotypic potentials.     

氮素营养与水分胁迫对大豆产量补偿效应的影响

在大豆营养生长期,对大豆进行不同程度的干旱锻炼,同时改变土壤中的施氮水平,研究大豆产量及其构成因子对干旱胁迫复水的反应机制,为大豆节水增产及抗旱机制的实践探索提供理论依据。水分胁迫强度、历时和氮素营养都对大豆产量及其构成因子的补偿效应产生明显影响,水分胁迫抑制了大豆单株粒数的增长,但可以显著提高百粒重;氮素营养会抑制大豆百粒重的增加,但在一定水分条件下可以显著提高单株籽粒的数量,然而随着水分胁迫程度的加重,单株粒数的增加幅度也会相应减少。虽然氮素营养和水分胁迫使大豆产量构成因子产生补偿效应的阈值范围不同,但二者具有一定的耦合区域,在耦合区域内(水分胁迫时间14d左右、土壤含水量为田间持水量的50%—55%、施氮量在97.5—225kg/hm2之间)单株粒数和百粒重都产生较强的补偿效应,二者的协同作用显著提高了大豆的经济产量,使大豆产量表现出较强的补偿效应。结果表明:氮素营养和适度水分胁迫可以通过不同途径提高大豆植株的生长能力,当二者结合后大豆的补偿生长机制更为复杂,最终表现为水分胁迫提高了大豆的百粒重,而氮素增加了大豆单株粒数,二者协同作用使大豆经济产量显著增加。