涝渍胁迫对杨树苗期叶片生长及其生理性状的影响

以３种典型的美洲黑杨苗木（Ｉ６９、ＮＬ８０１０５和ＮＬ８０３５１）在不同的涝渍胁迫条件下,苗木叶面积生长明显减慢;叶片气孔开度显著减小;叶片水势和丙二醛（ＭＤＡ）含量有所增加;超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性无明显变化;叶片中的全Ｎ、全Ｐ和全Ｋ含量发生变化。综合分析认为,Ｉ６９杨在强涝渍胁迫下抗耐能力较高。ＮＬ８０３５１杨在弱涝渍胁迫下适应性较强,短期涝渍对杨树无性系苗木无明显影响,３０ｄ以上的涝渍对其影响显著。     

涝渍胁迫对入侵植物白花鬼针草及其本地近缘种金盏银盘生长和生理特性的影响

[目的]揭示涝渍胁迫下白花鬼针草与其本地近缘种金盏银盘的生长和生理特性差异。[方法]研究对照和涝渍胁迫下白花鬼针草和金盏银盘株高、新生不定根数目、净光合速率（P_n）、总生物量、相对生长速率、叶面积等生长和生理指标的变化。[结果]涝渍胁迫后入侵植物白花鬼针草比本地种金盏银盘保持了更高的株高、新生不定根数目和P_n（P<0.01）,更高的总生物量、相对生长速率、根生物量、茎生物量、叶生物量、叶面积（P<0.05）。涝渍胁迫10 d内,白花鬼针草根系活力和光系统II最大光量子产量显著高于金盏银盘（P<0.05）,涝渍胁迫20 d后2物种的2个参数趋于一致,这些结果表明涝渍对白花鬼针草生长的负面影响较小。涝渍胁迫前期更快的不定根生长速度和更高的根系脱氢酶活力可缓解涝渍对白花鬼针草的胁迫,减少了涝渍对光合系统的破坏,使其保持更高的P_n,从而有助于白花鬼针草保持更高的生长速率,是白花鬼针草耐受涝渍的生理机制。[结论]与本地近缘种金盏银盘相比,短期涝渍可使入侵植物白花鬼针草形成生长优势,华南地区雨季短期集中降水所形成的土壤涝渍有利于白花鬼针草的入侵。全球气候变化造成的降水不平衡性可能会加剧白花鬼针草在华南地区的入侵。     

涝渍胁迫下5种菊花近缘种属植物生理特性

采用土培模拟涝害的方法,对5种菊花近缘种属植物的根系活力、叶绿素含量和光合生理特性以及涝渍胁迫后的形态表现进行研究和观察,比较了其耐涝能力.结果表明:涝渍胁迫下,5种菊花近缘种属植物根系活力急剧下降,但紫花野菊在胁迫初期表现出强的根系活力;5种植物叶绿素含量总体呈现先升后降的趋势;涝渍胁迫15d时纪伊潮菊、泡黄金菊的光合强度明显降低,CO2同化作用下降,并出现负值,叶片已丧失光合作用能力,其次是大岛野路菊和那贺川野菊,而紫花野菊维持了一定水平的净光合速率.结合叶片外观形态观察发现,紫花野菊最为耐涝,泡黄金菊最不耐涝,而大岛野路菊、纪伊潮菊和那贺川野菊的耐涝性介于两者之间.     

水分胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响

通过控制茅苍术[Atractylodes lancea（Thunb．）DC．]不同生长期的土壤含水量，研究了轻度和重度干旱胁迫与涝渍胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响。结果表明，在不同生长期，茅苍术根茎生长和挥发油成分含量对不同土壤水分条件的反应不同，其中生殖生长期对水分胁迫较敏感，干旱和涝渍胁迫均会导致根茎生长量和挥发油含量下降。水分胁迫对茅苍术根茎生长量和挥发油含量的影响效应是一致的，导致根茎生长量显著下降的水分条件可使挥发油含量下降，对根茎生长量影响不显著的水分条件则有利于挥发油成分的积累。在果后期进行适当的涝渍胁迫（土壤含水量35．5％～38．5％）有利于茅苍术根茎生长和挥发油含量的提高。     

淹涝胁迫对鹅掌楸属植物叶片部分生理指标的影响

研究了淹涝胁迫对不同种源鹅掌楸[Liriodendron chinense（Hemsl．）Sarg．]和杂种鹅掌楸（L．chinense xL．tulipifera）幼苗部分生理指标的影响。结果表明：在淹水处理24h后,杂种鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率变化不明显,鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率则有一定程度的下降;在淹水处理48h后,净光合速率均大幅度下降。在淹涝胁迫下及胁迫解除后,幼苗叶片叶绿素含量持续缓慢下降;而脯氨酸含量总体上呈现上升的趋势;与鹅掌楸相比,杂种鹅掌楸幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性变化不明显,但SOD活性最高,POD活性最低。结果表明,杂种鹅掌楸具有较强的耐淹涝胁迫的能力。     

旱涝胁迫对棉花根系生长的影响

为探究旱涝胁迫对棉花花铃期及吐絮期根系的影响,于2016年在武汉大学灌溉排水试验场开展了受旱、受涝及旱涝急转胁迫测坑试验,使用微根管系统对根系进行了原位生长过程监测,并用挖掘法对结果进行了验证。结果表明:通过微根管观测图片所获取的根系信息,代表了根管周围3.3 mm透视厚度土层的根系状况;从蕾期至吐絮期内,根系生长呈"S"型曲线,其中花铃期根系生长发育最快;0~30 cm是根系主要分布区域,约占根系总量的70%~80%;不同旱涝胁迫处理下总根长及总根表面积从大到小的顺序为受涝组旱转涝组正常组受旱组;涝渍导致表层根系大量繁殖,特别是根粗为0.2~0.4 mm的根系生长;干旱使得棉花根长密度变小,径变粗,深层根系生长加速、占比上升,根系重心下移;旱转涝后根系指标增速大于对照组,证明后期受涝对前期受旱在根系生长方面具有补偿效应。     

春季辽宁西北部主要绿化树种根叶抗旱生理性状评价

对辽宁西北部主要绿化树种杨树、榆树、丁香和山杏的抗旱生理性状进行研究,分析春季干旱胁迫下4个树种叶片与根系生理性状间的关系,采用隶属函数法和灰色关联度法对其抗旱性进行评价.结果表明: 渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量、抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛含量在4个树种及不同器官(叶片与根系)中均存在显著差异.4个树种平均隶属函数值在叶片中的顺序为榆树(0.673)>丁香(0.412)>杨树(0.346)>山杏(0.245),在根系中的顺序为杨树(0.558)>丁香(0.552)>山杏(0.383)>榆树(0.315);杨树、丁香和山杏叶片平均隶属函数值小于根系,而在榆树叶片中大于根系.各项生理指标与抗旱性的关联顺序在叶片中表现为丙二醛>SOD>CAT>可溶性蛋白>脯氨酸>可溶性糖>POD,在根系中为丙二醛>可溶性蛋白>可溶性糖>CAT>POD>脯氨酸>SOD.4个树种的叶片和根系中抗旱能力不同,各抗旱指标在叶片与根系中的作用不同,对不同树种的不同器官应该采取不同的管护措施.     

铝对玉米生长和硝酸还原酶活性的影响

测定了生长在Al2（SO4）100μmol／L氮素营养液中的两个玉米品种（SC704和VA35的根系和叶片）的NADH-硝酸还原酶（EC1．6．6．）和NAD（P）H-硝酸还原酶（EC1．6．6．2）活性。结果表明铝的存在阻碍了玉米根系和叶片的生长、降低了营养液的pH值,降低了叶片的NADH-及NAD（P）H-硝酸还原酶活性（酶活性降低的程度SC704低于VA35）,增加了根系的NADH-和NAD（P）H-硝酸还原酶活性（VA35根系的比活性除外）。铝胁迫下根系的NADH-和NAD（P）H-硝酸还原酶活性的增加SC704大于VA35。耐铝品种SC704的高NR活性以及在铝胁迫下能维持更高的NR活性的特点说明硝酸还原酶与植物组织的Al解毒机制有关。同时,在铝胁迫下的硝酸盐代谢中NAD（P）H-硝酸还原酶具有更重要的作用。     

抽穗期不同程度水分胁迫对水稻产量和根叶渗透调节物质的影响

抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期，而渗透调节是作物适应逆境的重要生理机制之一。以水稻品种丰华占为实验材料，在人为控制水分的盆栽条件下，对水稻生长的抽穗期分别进行不同时间长短的控水处理，研究干旱胁迫对水稻干物质积累、产量、根系及叶片渗透调节物质的变化规律及其生理调节机制。结果表明，不同程度干旱胁迫后叶片水势均显著下降，除长期控水处理（12d）的可溶性糖含量下降外，其余控水处理（3～9d）的根系和叶片的有机渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸均大幅度上升，而且水分胁迫程度越高，上升幅度越大，根系与叶片表现一致，但叶片的渗透调节能力大于根系，而根系的反应比叶片更迅速和敏感。短期干旱胁迫（3d和6d）再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量可恢复到对照水平，而长期干旱胁迫（9d和12d）则不能。除长期干旱（控水12d）造成无机离子显著下降外，其他不同程度的干旱胁迫后根系和叶片的无机离子K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等含量则变化不大或轻微下降。水分胁迫后水稻根系、茎叶和穗干物质积累显著下降，抽穗期短期控水（3d）对产量没有明显影响，而控水6，9，12d分别使产量下降12．09％，48．55％，58．30％。不同控水处理均显著增加叶片的水分利用效率，控水时间越长，水分利用效率越高。研究结果表明了水稻在抽穗期经受短期干旱胁迫能有效地进行渗透调节，产量影响较小，而有机渗透调节物质比无机离子对干旱胁迫的反应更为敏感。     

荒漠绿洲过渡带一年生草本植物对干旱胁迫的响应

选取河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物雾冰藜（Bassia dasyphylla）、虎尾草（Chloris virgata）和狗尾草（Setaria viridis）为研究对象,设置5个水分梯度（正常水分（CK）,轻度干旱（5d）、中度干旱（10d）、重度干旱（15d）,重度干旱（15d）复水）,分析了3种一年生草本植物生理和形态等性状对干旱胁迫的响应。结果表明：一年生草本植物可以通过生理反应（渗透调节）适应轻度和中度干旱胁迫,而通过个体形态来适应重度干旱胁迫。在轻度和中度干旱处理下,一年生草本植物通过调控叶片渗透调节物质脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖维持叶片渗透压,提高保水能力,叶绿素含量增加,使丙二醛含量维持在较低的水平,同时,根系活力增强,有效促进了根系水分吸收;而在重度胁迫下,渗透调节物质作用降低,丙二醛含量迅速增加,导致可溶性蛋白含量下降,叶绿素分解加速,植物生长受到抑制,在有限的生物量下,一年生草本植物主要通过根系伸长、根长与茎长的比增加和减小茎长来适应重度干旱胁迫,最终导致了种子百粒重和结种数量下降。     

不同花生品种对旱涝胁迫的响应及生理机制

为评价花生对旱、涝胁迫的响应,本试验以4个旱、涝耐性差异明显的花生品种为材料,运用温室防雨盆栽方法,在苗期、花针期分别进行正常灌溉(对照)、干旱(7d,叶片萎蔫)、根部淹涝(土面水深2 cm,时间1d、3d、7d)和整株淹涝(水深至苗顶,时间1d、3d、7d)的处理,测定地上部及根系生物量、根冠比、根系活力、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量。结果表明,苗期、花针期干旱均抑制地上部生长,提高根冠比;苗期干旱降低根系生物量,而花针期增加。2个时期淹涝均促进地上部生长、抑制根系生长、降低根冠比,并随淹水加深、延时而加重。旱、涝条件下根系活力均降低,SOD、MDA呈上升趋势。遭受相同时间(7d)的水分胁迫后,危害程度以干旱重于淹涝,花针期重于苗期。基于生物量、生理指标变化的综合分析进一步表明,4个花生品种的旱、涝耐性差异很大,湘花55号耐旱性强、耐涝性弱,豫花15号耐旱性弱、耐涝性强,中花4号耐旱、涝性均最弱,中花8号耐旱、涝性均最强。     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

 为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

不同水分胁迫对绵毛水苏幼苗形态和生理特性的影响

以绵毛水苏幼苗为试材,以正常供水为对照,研究不同水分胁迫(淹水、渍水、中度干旱、重度干旱)对绵毛水苏形态和生理指标的影响。结果表明:(1)绵毛水苏植株在淹水处理3d后外围叶片坏死,根系死亡,但茎基部有不定根萌生;渍水处理植株地上部始终无明显变化,但部分根系根尖变褐色;干旱处理7d时叶片萎蔫,且重度干旱处理叶片萎蔫程度大于中度干旱。胁迫解除后,除淹水处理在第13天恢复生长外,其余处理均在第2天恢复正常生长。(2)绵毛水苏叶片含水量和根系活力在淹水处理下显著降低,在渍水处理下无明显变化;在干旱胁迫下,叶片含水量迅速下降,而根系活力升高。(3)在各水分胁迫条件下,绵毛水苏植株叶、根的相对电导率和MDA含量均较对照显著升高,且根部受损程度均重于叶片,其中淹水胁迫受损最严重。(4)淹水处理叶片可溶性蛋白含量下降,可溶性糖、游离脯氨酸持续积累;渍水和干旱处理叶和根的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸均升高。研究认为,绵毛水苏具有较强的渗透调节能力,在渍水和干旱胁迫解除后迅速缓解膜质过氧化伤害,恢复正常生长;绵毛水苏虽不能在长时间淹水条件下生长,但可在渍水条件下正常生长,且能忍受干旱胁迫,可应用于滨水消落带等水分变化较大的区域。     

Growth and physiological responses of two mangrove species (Bruguiera gymnorrhiza and Kandelia candel) to waterlogging

Effects of duration of waterlogging on growth and physiological responses of two mangrove species, Bruguiera gymnorrhiza and Kandelia candel, were investigated. The relative growth rate of B. gymnorrhiza decreased significantly with waterlogged time, with the highest value found for drained plants and the lowest in plants under 12 weeks waterlogging. On the contrary, no significant difference was found between waterlogged and drained K. candel plants. The shoot to root biomass ratio of K. candel increased when subjected to 8 or 12 weeks waterlogging but little change was recorded in B. gymnorrhiza, indicating a shift in biomass allocation from roots to shoots in K. candel under prolonged waterlogging but not in B. gymnorrhiza. These different growth responses between the two mangrove species supported the hypothesis that K. candel is more tolerant to waterlogging than B. gymnorrhiza. Under 12 weeks waterlogged treatment, root oxidase activity significantly decreased in B. gymnorrhiza but increased in K. candel. Chlorophyll contents of K. candel increased more rapidly in response to waterlogging than B. gymnorrhiza. Activities of both peroxidase and superoxide dismutase increased significantly in leaves of K. candel when the waterlogging period was longer than 8 weeks, while only the peroxidase activity of B. gymnorrhiza showed a significant increase, indicating that K. candel had stronger resistance to the oxidant damage resulting from waterlogging. These physiological indicators further supported the hypothesis that K. candel is more tolerant to waterlogging than B. gymnorrhiza.     

Effects of waterlogging on soil aeration and on root and shoot growth and yield of winter oats (Avena sativa L.)

Summary Winter oats were grown outdoors in lysimeters containing monoliths of a sandy loam soil. The soil was either freely-drained throughout the experiment or waterlogged to the soil surface from mid-January until mid-April. After the start of waterlogging the oxygen flux density decreased most rapidly nearer the soil surface and in the upper 50 cm declined to zero. At 80 cm depth the oxygen flux density at the end of the waterlogging still had not diminished to zero. While the soil was waterlogged root growth was negligible in the 20–50 cm zone of the soil profile, whereas below that depth root growth continued, reaching 95 cm by the end of the treatment. During the latter part of the waterlogging period root growth resumed in the upper 10 cm, and in the upper 2.5 cm was greater than in the freelydrained treatment.At the end of the waterlogging period, the total root length and shoot dry weights were 77 and 60% of those in the freely-drained treatment, tillering was restricted and leaf area index diminished. However, by anthesis, root length and shoot weights of the plants that had been waterlogged were only 10 and 12% less respectively than for the freely-drained plants. At harvest, total dry matter and grain yields were only 9% less, the latter largely through fewer grains per panicle.     

硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响

以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢(H₂S)释放剂硫氢化钠(NaHS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L^-1)水溶液,以及添加有次牛磺酸(HT;H₂S清除剂)的NaHS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明: 在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L^-1 NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子(O₂^-·)生成速率和过氧化氢(H₂O₂)含量,提高叶片光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、水分利用效率(WUE)和表观CO₂利用效率(CUE),还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L^-1 时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L^-1或在0.1 mmol·L^-1 NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H₂S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.     

The arbuscular mycorrhizal fungus Diversispora spurca ameliorates effects of waterlogging on growth,root system architecture and antioxidant enzyme activities of citrus seedlings

Citrus plants are often exposed to heavy rain and subsequent periods of soil waterlogging which severely restrict tree growth. We assessed the effect of one arbuscular mycorrhizal fungus species (Diversispora spurca) on growth, root system architecture (RSA), and antioxidant enzyme activities of young citrus (Citrus junos) seedlings. Waterlogging for 37 d significantly restricted mycorrhizal colonization but increased the number of entry points and vesicles. Compared with non-mycorrhizal controls, mycorrhizal seedlings had significantly greater plant height, fresh mass, total root and taproot lengths, projected and surface root areas, root volume, and numbers of lst, 2nd and 3rd order lateral roots regardless of waterlogging treatment. D. spurca significantly increased root catalase (CAT) activity in non-stressed seedlings and increased root soluble protein concentration and leaf CAT activity in waterlogged seedlings, thereby inducing lower oxidative damage. These results suggest that D. spurca ameliorates effects of waterlogging on growth, RSA and antioxidant enzyme activities.     

苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响

以'中棉所41'为试验材料,采用盆栽方法,研究了苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响.结果显示:(1)渍水5 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数与对照差异不显著,但根系总长度仍比对照低11.1%(P<0.05);渍水10 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数、根系活力均极显著低于对照.(2)渍水5 d棉苗经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光最子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量与对照差异不显著;渍水10 d的棉莆经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光量子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量仍显著低于对照.研究表明,棉莆经过5 d或10 d渍水胁迫后,均可以恢复生长,但随着渍水时间延长,恢复生长速度降低;在恢复生长过程中,生理活性恢复快于形态恢复;强光对于渍水后棉苗恢复生长具有明显的抑制效应.     

根部水淹和土壤养分提升对三峡库区消落带水蓼生长和繁殖特性的影响

水淹和土壤养分是影响三峡库区消落带植物生长的主要环境因子。消落带不同高程的植物长期经历不同的淹水强度和土壤养分条件。该研究假设同一物种来自于消落带不同高程的植株可能产生性状分化, 从而对根部淹水和土壤养分变化具有不同的生长和繁殖响应策略。为了验证以上假设, 选取在三峡库区消落带高低高程均广泛分布的物种水蓼(Polygonum hydropiper)为研究对象, 采集自然种群的种子。在温室同质园条件下, 研究了根部水淹和土壤养分提升对高低高程水蓼植株生长和繁殖特性的影响。研究结果表明根部水淹显著或趋于显著降低了水蓼植株功能叶的叶长、叶宽、总分枝数、叶生物量、花生物量和总生物量; 低养分处理显著或趋于显著降低了水蓼植株的总节数、总分枝数、根生物量、花生物量和总生物量, 表明根部水淹和低土壤养分对水蓼的生长和繁殖能力具有抑制作用。同时, 根部水淹和土壤养分的交互作用显著影响植株的根生物量, 表明根部水淹条件下高土壤养分更有利于植株根生物量的积累。高高程植株的根生物量和叶生物量显著或趋于显著高于低高程植株, 而低高程植株的始花时间早于高高程植株, 且繁殖分配也显著高于高高程植株, 表明高低高程水蓼植株对资源的分配策略不同。该研究结果表明水蓼的生长和繁殖特性受根部水淹和土壤养分共同限制, 但对根部水淹条件下高土壤养分生境具有较好的适应性; 同时, 低高程植株可以通过调整其生长和繁殖特性以提高对所处生境胁迫的适应性。