叶面喷施PP_(333)和6-BA对甜荞花芽分化及内源激素的影响

以甜荞品种‘北早生’和‘赤甜荞1号’为材料,利用多效唑(PP_(333))和6-苄基腺嘌呤(6-BA)在不同幼苗时期进行叶片喷施处理,并采用扫描电镜观察花芽分化过程,记录开花时间,调查开花和结实数,通过液质联用方法检测3种内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GA_3)、脱落酸(ABA)及人工合成细胞分裂素(6-BA)含量,探究两种植物生长调节剂对甜荞的花芽分化及内源激素含量的影响,为甜荞花期调控提供依据。结果显示:(1)第二片真叶期喷施100mg·L~(-1)PP_(333)和150mg·L~(-1)6-BA能显著提高甜荞结实率和单株产量,两种处理的结实率分别较对照提高49.5%、39.4%,单株产量分别提高41.8%、23.0%。(2)观察甜荞花芽分化过程并将其划分5个时期,分别为生长锥分化前期、生长锥分化期、小花原基分化期、雌雄蕊分化期和雌雄蕊形成期,在第二片真叶期喷施PP_(333)和6-BA均加快了甜荞花芽分化进程,使其开花时间提前。(3)喷施PP_(333)在幼苗期和现蕾期降低了内源IAA、6-BA含量,增加GA_3、ABA含量,而在盛花期增加内源IAA、6-BA含量,降低ABA、GA_3含量;喷施6-BA在幼苗期和现蕾期增加了内源GA_3、IAA含量,在盛花期降低了内源GA_3、IAA含量,3个时期均降低了内源ABA含量,增加了6-BA含量。研究发现,第二片真叶期是调控甜荞小花发育的关键时期,在此时叶面喷施100mg·L~(-1)PP_(333)和150mg·L~(-1)6-BA的调控效果最佳,可加快甜荞花芽分化进程,使开花时间提前,增加单株结实粒数,提高甜荞品种的结实率和单株产量;PP_(333)主要是通过减少甜荞开花数,增强弱势小花活力来提高结实粒数,而6-BA主要是利用增加开花数,提高有效可孕小花数来增加结实粒数。     

不同耕作方式对内蒙古旱作农田土壤水热状况的影响

为了研究免耕留茬覆盖和传统耕作土壤水热状况的差异,20052008年在内蒙古呼和浩特市清水河县进行定位试验,结果表明:(1)免耕留茬覆盖能有效的调节土壤温度,出现高温时抑制温度上升,低温时抑制温度降低的现象;土壤温度24h变化的振幅随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,表层010cm的变化幅度最大,变化范围为17.634℃;不同耕作方式的土壤温度均从09:00开始升高,至15:00达到最高值,之后缓慢下降,到06:00达到最低值;土壤温度随季节动态变化的趋势,受制于气候。(2)测定期内免耕留高茬覆盖平均土壤含水量较传统耕作增加了7.37%,免耕留低茬覆盖较传统耕作增加了5.93%;燕麦苗期,不同耕作方式的土壤含水量随土层深度增加,呈增大的态势。分蘖期,不同耕作方土壤含水量在020cm呈下降趋势,之后逐渐升高。燕麦花期,不同耕作方土壤含水量在040cm呈下降趋势,之后逐渐上升,至80100cm土层深度达到最大值;土壤含水量主要受季节影响,随降雨量变化而变化。(3)免耕留茬覆盖耕作方式增加土壤有机质和土壤含水量,其热容量增大,因此能调节和保持温度变化平缓。     

水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响

以抗旱性不同的燕麦品种‘蒙燕1号’(抗旱性强)和‘坝莜3号’(水分敏感)为试验材料,采用盆栽方式研究了抽穗期和灌浆期水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)水分胁迫处理均显著促进了不同抗旱性品种穗颖渗透调节物质(游离脯氨酸和可溶性蛋白)含量增加,并以抗旱品种累积水平高于水敏感品种,且两种渗透调节物质对抽穗期胁迫的反应比灌浆期胁迫更敏感。(2)两时期的水分胁迫处理均能降低不同抗旱性品种穗颖SOD和POD活性,抗旱品种的保护酶活性要高于水敏感品种,抗旱品种的SOD活性降低幅度明显低于水敏感品种,而POD活性降低幅度在两品种间差异不明显。(3)水分胁迫导致2个品种穗颖丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著增加,细胞膜结构受到严重伤害,且水敏感品种受害程度大于抗旱品种。(4)水分胁迫使2个品种单株籽粒产量下降,且在中度胁迫和重度胁迫下,抗旱品种的减产幅度要低于同期水敏感品种;水分胁迫下,水敏感品种‘坝莜3号’减产4.54%~30.29%,抗旱品种‘蒙燕1号’减产6.69%~23.54%。可见,抗旱性强的燕麦品种在受到水分胁迫的条件下能通过增强穗颖渗透调节和抗膜质过氧化能力、减弱穗颖细胞质膜损伤程度来适应干旱胁迫,最大限度减少水分胁迫对穗颖的伤害,有利于稳产。     

重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统对喷施腐植酸水溶肥的响应

以燕麦品种‘燕科2号’为试验材料,采用盆栽方式,设置正常供水(CK)、正常供水下喷施腐植酸水溶肥(CKH)、重度干旱胁迫(SS)和重度干旱胁迫下喷施腐植酸水溶肥(SSH)４个处理,对燕麦叶片中活性氧水平、抗氧化酶活性、总抗氧化剂含量及产量等进行测定,以明确腐植酸水溶肥(HA)对重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统的调控效应,并探讨HA对燕麦耐旱性的影响及其作用机制。结果表明：(1)与CK相比,燕麦叶片超氧阴离子( O₂^-·)、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量、以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在重度干旱胁迫下显著提高,且均在喷施HA后比重度干旱胁迫处理显著降低,但此时活性氧的水平仍显著高于CK。(2)与CK相比,燕麦叶片过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱氨肽还原酶(GR)和谷胱氨肽过氧化物酶(GPX)活性在重度干旱胁迫下显著降低,而其总抗氧化能力(T AOC)显著提高,它们在喷施HA后均比重度干旱胁迫处理显著提高,但各酶活性仍不同程度低于CK。(3)与CK相比,燕麦籽粒产量和生物产量在重度干旱胁迫下显著下降,喷施HA后又比重度干旱胁迫显著升高,但仍显著低于CK。研究认为,喷施HA可有效提高重度干旱胁迫下燕麦叶片抗氧化酶活性,促进抗氧化物质再生,增强叶片的总抗氧化能力,从而有效清除重度干旱胁迫引起的活性氧积累,降低重度干旱胁迫对植物细胞膜的氧化损伤,最终缓解重度干旱胁迫对燕麦造成的伤害,一定程度上能够减少籽粒产量的损失。     

土壤水分胁迫对燕麦叶片渗透调节物质含量的影响

以旱棚内盆栽的'内农大莜一号'燕麦品种为材料,测定了其不同水分胁迫下各生育期叶片的脯氨酸、可溶性糖含量和细胞膜相对透性,分析土壤含水量对燕麦叶片渗透调节物质的影响,以明确燕麦不同生育时期的抗旱特性.结果表明:(1)随着土壤相对含水率的下降,燕麦各生育期叶片脯氨酸含量、可溶性糖含量、细胞膜相对透性均呈上升趋势.(2)随着生育期的推进,燕麦叶片脯氨酸含量在30%和45%土壤含水量下呈持续上升趋势,而在含水量 60%、75%、90%处理下则于生育前期上升,灌浆期略有下降;随着生育期的延续,可溶性糖的含量呈先升后降的抛物线型变化,且其最大值随水分胁迫强度增加而提前,含水量 30%和45%处理的最大值均出现在拔节期,含水量60%和75%处理则分别出现在孕穗期和开花期;随着生育期的延续,各处理燕麦叶片的细胞膜相对透性均呈持续上升趋势.可见,水分胁迫能诱导燕麦叶片渗透调节物质的积累,且增幅随着胁迫强度的增加而上升,从而使燕麦表现出较强的抗旱性.     

硅对秆锈菌侵染燕麦叶片病程相关蛋白活性及酚类物质代谢的影响北大核心CSCD

以易感秆锈病的燕麦品种‘坝莜1号’为试验材料,采用盆栽技术,分析施硅对侵染秆锈病菌后燕麦叶片的病程相关蛋白酶活性及酚类物质代谢的影响,以明确硅提高燕麦抗秆锈病的生理机制,为燕麦秆锈病新型病害防治措施提供理论依据。结果表明:(1)接种秆锈病菌后,施硅处理下燕麦秆锈病严重度显著降低,且叶片秆锈病菌孢子量明显减少。(2)在不接种秆锈病菌的情况下,施硅与否对燕麦叶片的病程相关蛋白酶活性无显著影响;在接种秆锈病菌后,施硅与不施硅处理的燕麦叶片几丁质酶活性均快速升高,并且分别在接种第1天和第3天达到峰值后开始降低;在接种情况下,施硅与不施硅处理叶片β-1,3葡聚糖酶活性均先升后降,并均在接种第3天达到峰值;施硅后可显著提高燕麦叶片几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活性。(3)在不接种秆锈病菌的情况下,施硅与否对燕麦叶片酚类物质代谢无显著影响;接种秆锈病菌能使燕麦叶片多酚氧化酶(PPO)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、总可溶性酚(TSP)含量及木质素含量快速上升,施硅处理和不施硅处理均在接种后第3天达到峰值后开始快速下降,且施硅能显著提高酚类物质中各组分的含量及相关酶活性。研究认为,施硅可通过诱导燕麦叶片中病程相关蛋白酶活性和酚类物质代谢能力的提升来增强燕麦对秆锈病的抗性。     

结瘤因子和苏芸金菌素对干旱胁迫下燕麦产量及其保护酶活性的影响

结瘤因子(LCO)和苏芸金菌素(TH17)在逆境环境下对作物生长具有重要调节作用。该试验在盆栽条件下,以‘坝莜3号’燕麦品种为材料,分别在苗期、拔节期和抽穗期进行干旱胁迫并叶面喷施浓度为0.01 μmol/L的LCO和TH17,比较燕麦产量、叶片渗透调节物质和几种保护酶活性的变化情况。结果显示:(1)与喷施清水对照（CK）相比,正常水分条件下喷施LCO和TH17能促进燕麦生长,提高产量;在干旱胁迫下(SS)喷施LCO和TH17能减轻燕麦株高、穗长、穗粒数、生物产量、单株粒重以及干物质积累速率的降低幅度,且在苗期喷施LCO和TH17燕麦单穗粒重增加幅度最高,分别较干旱胁迫对照（SS_CK）提高61.25%和65.00%。(2)干旱胁迫下,LCO和TH17使游离脯氨酸含量增加最多的时期是拔节期,分别较SS_CK增加27.19%和41.00%;可溶性总糖在抽穗期提高幅度最大,分别较SS_CK高61.43%和112.54%;可溶性蛋白在苗期提高幅度最大,且分别较SS_CK提高9.58%和13.80%。(3)干旱胁迫下,LCO和TH17使SOD和POD活性增加幅度最大的时期均是抽穗期,CAT活性则是在拔节期增加幅度最大。(4)干旱胁迫下,在苗期LCO和TH17使燕麦叶片相对电导率和MDA含量降低幅度最大,分别较SS_CK降低17.61%、36.67%和43.43%、30.28%。研究表明,在苗期喷施LCO和TH17使燕麦产量提高幅度最高;干旱条件下,不同时期喷施LCO和TH17能提高燕麦自身渗透调节能力、抗氧化保护酶活性和增强细胞膜的稳定性,从而使其更好地适应干旱条件。     

秸秆颗粒还田对黑土土壤酶活性及细菌群落的影响

为探讨不同玉米秸秆颗粒还田量对黑土生物学特性及细菌群落的影响,在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园试验地设置秸秆0%还田,还田量0kg/hm^2(CK)、秸秆60%还田,还田量4500kg/hm^2(JG1)、秸秆70%还田,5250kg/hm^2(JG2)、秸秆80%还田,6000kg/hm^2(JG3)、秸秆90%还田,6750kg/hm^2(JG4)和秸秆100%还田,7500kg/hm^2(JG5)6个处理,通过连续2年大田试验,研究土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳氮以及细菌群落的变化。结果表明:秸秆还田能够增加土壤蔗糖酶(3.29%—32.12%),脲酶(5.32%—52.66%),过氧化氢酶(0.60%—27.11%),碱性磷酸酶的活性(10.89%—64.20%),土壤微生物生物量碳(1.32%—7.07%)、氮(16.35%—80.46%)含量;秸秆施入土壤也提高了黑土变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了土壤固氮、分解养分及抵御病害能力,并降低了放线菌门相对丰度,降低了土壤病害发生概率,还出现了具有固氮、吸磷、改良土壤特性的新细菌,可见玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加细菌数量和种类多样性,进而使土壤系统向稳定健康的方向发展。综合研究结果在本试验条件下,以6750kg/hm^2为较适宜的玉米秸秆颗粒还田量。     

连续施用保水材料对旱作条件下土壤特性及燕麦生长的影响

以坝莜一号为材料,研究连续4a施用保水材料聚丙烯酰胺(PAM)与聚丙烯酸钾(PAM-K),对旱作农田不同土层土壤微生物量变化与相应土层土壤含水量、容重、电导率、养分及燕麦生长的影响。结果表明,旱区农田施用PAM-K和PAM的微生态效应存在时空差异,以连续施用4a效果最佳,其大小顺序表现为连续施用4a施用3a2a1a对照。连续施用4a PAM-K和PAM,0—60 cm土层土壤含水量平均增加了27.18%和34.40%;土壤容重、土壤电导率分别平均降低了2.33%和6.64%、29.50%和22.70%;相对显著增加了耕层土壤养分(有机质、碱解氮、有效磷、速效钾)含量;土壤微生物生物量碳、氮、磷增幅平均达24.11%、31.89%、46.52%和69.96%、35.21%、52.70%,尤其是连续施用4a PAM,10—20cm土层土壤微生物量氮增幅达98.95%及0—10cm、20—40cm土层土壤微生物生物量碳和土壤微生物量磷的增加最明显,增幅分别达31.13%和74.49%、62.27%和49.91%。连续施用4a PAM-K和PAM,植株鲜重、干重、株高、籽粒产量,分别增加了90.53%和146.91%、101.56%和128.13%、33.67%和76.39%、19.27%和22.40%。可见,连续多年施用PAM-K和PAM对施入层(0—20 cm)和近施入层(20—40 cm)改善效果显著;PAM对旱区土壤的适宜性优于PAM-K,可改善土壤质量,提高作物产量。     

燕麦植株生长及叶片生理活性对土壤镉胁迫的响应

该研究以燕麦品种‘燕科2号’(籽粒镉积累量高,Yh)和‘200919 7 1’(籽粒镉积累量低,Yl)为材料,采用盆栽试验,在土壤Cd胁迫条件下测定两种类型燕麦植株生长、叶片光合生理参数及抗氧化酶活性的变化,探讨两品种对Cd胁迫的响应差异。结果表明：(1)Cd胁迫条件下,燕麦品种Yh和Yl植株生长、气体交换参数及叶绿素荧光参数均受到抑制,并以单株干重、叶片净光合速率(P_n)、光化学淬灭系数(qP)表现最为突出,Yh的降幅分别为38.2%、35.0%、14.7%,Yl降幅分别为40.8%、57.1%、27.3%。(2)镉胁迫均诱导增强了两个类型燕麦品种叶片抗氧化酶活性,尤其是SOD活性得到显著增强,Yh和Yl的增幅分别为41.9%和44.9%; Cd胁迫也显著提高了MDA含量,Yh和Yl的增幅分别达到22.2%和18.1%。研究发现,在Cd胁迫条件下,与低Cd积累燕麦品种相比,高Cd积累燕麦品种具有较高的生物量和抗氧化酶活性,以及较强的净光合速率和优异的叶绿素荧光特性,从而表现出较强的耐Cd性。