干旱-复水处理对杠柳幼苗光合作用及活性氧代谢的影响

采用人工控制土壤水分试验,以80%田间持水量处理为对照,研究了3次干旱-复水处理对2年生杠柳幼苗叶片光合作用,根、茎、叶膜脂过氧化和抗氧化系统的影响.结果表明: 在干旱条件下, 杠柳叶片相对含水量和光合速率(P_n)显著降低,光合色素含量升高. 干旱复水后,叶片相对含水量完全恢复,反映了杠柳较强的旱后修复能力;叶绿素含量和P_n均明显高于对照,表现出补偿效应,适度干旱诱导了杠柳的抗旱适应性.干旱胁迫使P_n下降,以气孔限制为主,但在中午发生了非气孔限制;幼叶、新茎和细根中的超氧阴离子产生速率升高,丙二醛含量则降低,说明这些幼嫩组织未受到氧化伤害.不同器官中SOD、CAT和POD活性及变化趋势不同,以细根的3种保护酶的反应最为灵敏,说明细根是杠柳适应干旱环境的重要器官.器官间的相互合作与协调使杠柳能有效地适应干湿交替的干旱环境.     

干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC(6WC)和抗旱自交系郑58(Z58)为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理(正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD),研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PI_ABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期(ASI)至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期...     

垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响

试验于2006-2007年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性和产量的影响.结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率Pn、叶片蒸腾速率Tr和气孔导度Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度Gi有所降低,其日变化与Pn相反,呈倒抛物线型.垄作栽培夏玉米的最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率φPSⅡ均有所增加.与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别高6.4％和3.7％,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高9.6％.     

镍对高冰草幼苗生长及活性氧代谢的影响

本文对镍处理下高冰草幼苗生长,茎部和根部丙二醛(MDA)含量,可溶性蛋白含量,超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及叶片光合色素含量的变化进行了研究.结果表明,低浓度镍(10 μmol·L~(-1))对高冰草幼苗生长无显著抑制效应,但随镍浓度增加各项生长指标显著减少,且镍对高冰草幼苗根部损伤更为显著.光合色素含量随镍浓度升高呈减少趋势.高冰草茎部和根部MDA含量与镍浓度呈显著正相关关系.根部可溶性蛋白含量随镍浓度升高呈增加趋势.低浓度镍处理(10 μmol·L~(-1))下,SOD、POD和CAT活性均有所提高,保护酶系统处于正常状态,但随镍浓度升高,3种保护酶活性受到不同程度抑制,保护酶系统平衡被破坏.

Abstract：

Agropyron elongatum seedlings were exposed to different concentration Ni to study their growth and the changes in MDA and soluble protein contents and SOD, POD and CAT ac-tivities in their shoots and roots, and the photosynthetic pigment content in their leaves. Low con-centration (10 μmol·L~(-1)) Ni had no significant inhibitory effects on the seedlings growth, but the growth indices decreased significantly with increasing Ni concentration, being more markedly for roots than for shoots. The leaf photosynthetic pigment content had a decreasing trend with in-creasing Ni concentration, while the MDA content in shoots and roots had significant positive cor-relation with Ni concentration. The soluble protein content in roots increased with increasing Ni concentration. Under low concentration (10μmol·L~(-1)) Ni, the SOD, POD and CAT activities all increased, and the protective enzyme system was well-balanced. When the Ni concentration was increasing, the three enzyme activities were inhibited to different extents, and the balance of protective enzyme system was broken.     

1961-2010年潜在干旱对我国夏玉米产量影响的模拟分析

玉米是我国重要的粮食和饲料作物,旱灾是玉米生产中常见的气象灾害。采用CERES-Maize作物模拟模型,模拟了1961—2010年潜在干旱对我国夏玉米产量影响的时空变化趋势,并分析了其与大气环流因子间的关系,以期了解我国50年来夏玉米受旱的变化情况,并为干旱的研究方法提供一些参考。结果表明:(1)1961—2010年我国夏玉米的潜在产量损失呈略微下降的趋势,不同时期表现不同,其中20世纪60年代、90年代表现为上升趋势。(2)在过去50年里,我国夏玉米潜在旱灾损失中心有向东北移动的趋势,华北地区受旱程度的减轻和东北地区受旱程度的增强是造成损失中心移动的主要原因。(3)我国夏玉米潜在旱灾产量损失中心的经纬度和影响我国夏季降水的北极涡、副热带高压系统的部分指数具有显著的相关关系。当北极涡在生长季前期或同期偏小、偏弱时,我国夏玉米潜在旱灾产量损失中心将偏东、偏北,而副热带高压系统影响更为复杂。     

干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响

以不同耐旱型鸭茅品种(系)“01998”(敏感型)和“宝兴”(耐旱型)为试材,采用盆栽控水试验方法,研究土壤干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长、生理特性及叶片光合作用的影响,探讨不同品种耐旱机制的差异.结果表明：干旱胁迫下,不同耐旱型鸭茅幼苗的根系活力和根系数量均呈先上升后下降的趋势,当土壤相对含水量降到30%时,根系活力和根数显著增加并达到最大值;干旱胁迫降低了两个品种鸭茅叶片的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、叶片蒸腾速率、气孔导度,提高了电导率和胞间CO₂浓度.干旱胁迫降低了两个品种鸭茅的单株叶面积,品种“01998”的地下及地上生物量下降,而“宝兴”无显著变化.     

种植方式和密度对夏玉米光合特征及产量的影响

为探明种植方式和密度对玉米光合特征及产量的影响,以郑单958为材料,在不同种植密度水平(67500株/hm2和82500株/hm2)下,以常规等行距种植方式为对照,设置3种不同缩行宽带种植方式(三行一带、四行一带、五行一带)进行比较研究。结果表明:与对照相比,无论高密度还是中等密度下,各缩行宽带种植方式均使玉米穗位上第1叶茎叶夹角显著减小,其中中三行一带种植方式穗位上两叶叶夹角值均最小;各缩行宽带种植方式光合速率(Pn)均不同程度高于对照,子粒产量显著增加,其中三行一带、四行一带、五行一带种植方式分别比对照增加16.7%、6.1%、10.7%(2011年)和17.2%、12.1%、10.6%(2012年)。所有处理中,三行一带种植方式高密度处理2011年和2012年籽粒产量均最高,因此可推荐为黄淮海夏玉米高产高效种植新方式。     

不同控释氮肥对夏玉米同化物积累及氮平衡的影响

选用聚酯包膜尿素(Ncau、CRU)、磷矿粉包膜尿素(NhnP)和腐殖酸包膜尿素(NhnF)4种控释氮肥,研究了在区域推荐用量下一次性施用对夏玉米同化物累积分配及环境效应的影响.结果表明:控释氮肥CRU和Ncau的氮素释放曲线与夏玉米的氮素吸收吻合较好;与区域氮素推荐施肥技术相比,施用CRU的夏玉米产量可提高4.2%,施用Ncau可维持相近的产量水平;CRU显著增加了夏玉米花后干物质的累积量,Ncau则明显提高了花前干物质的累积比例;在降雨量较大的情况下,CRU可使氮素表观损失减少19 kg N·hm-2.一次性施用NhnF和NhnP可造成0.1%~8.9%的产量损失,氮素表观损失增加.CRU和Ncau两种控释氮肥均可在"总量控制、分期调控"的区域氮肥推荐用量下,作为区域氮肥推荐施肥的轻简化替代技术应用于夏玉米生产.     

玉米覆膜栽培地积温效应对根系及植株生长发育的影响

本文对玉米覆膜栽培地积温效应对根系及植株生长发育的影响进行了研究。覆膜后,土壤耕层水热状况可迅速改善。在适宜的温湿度条件下,覆膜玉米各发育阶段根系生长状况明显地优于对照。在地积温的作用下,覆膜玉米的各生育期和各阶段的地上部生物量均显著地提前和增加。由此,本文提出播种至开花阶段的发育速度是由茎生长点处温度所决定;开花至成熟期灌浆饱满程度主要受气温的影响,即由≥20℃日数的多少而定。因此,玉米采用覆膜栽培对于克服生育前后期低温冷害,获取高产稳产,以致将各种熟性的玉米种植北界和海拔高度进一步向北和向上推移,均具有重要的现实意义。     

降水量变化对蒙古栎落叶分解过程的间接影响

分析了在4种不同降水量条件下蒙古栎叶凋落物基质质量的变化,并应用分解袋法研究其凋落物在蒙古栎次生林内的分解过程.结果表明：与对照相比,降水量减少条件下,蒙古栎叶凋落物的初始N、P、K浓度显著升高,初始木质素浓度显著降低,凋落物分解速率大,N、P、K矿化率高,N和P固持时间缩短;降水量增加情况下,其凋落物初始N浓度显著降低、木质素浓度显著升高,N、P、K矿化率低,N和P固持时间延长.4种类型叶片凋落物的质量损失过程均符合指数降解模型,分解速率可以由凋落物木质素/N来预测.相关性分析显示,木质素浓度高、N浓度低的两种凋落物的分解速率与N浓度相关性最大;而木质素浓度低、N浓度高的两种凋落物的分解速率与木质素浓度相关性最大.说明降水量的变化显著地改变了蒙古栎叶凋落物的基质质量,进而间接地改变了凋落物的分解过程.     

Stimulation of seedling root growth by coal-derived sodium humate

Coal-derived sodium humate was found to stimulate primary root growth of seedlings of cantaloupe (Cucumis melo L.) at 1000 mg L^–1, lettuce (Lactuca sativa L.) and onion (Allium cepa L.) at 500 and 1000 mg L^–1, as well as hypocotyl growth of cantaloupe at 1000 mg L^–1. Growth enhancement was not due to release of nutrient elements by the product, and, in the case of lettuce and onion, was not due to increased availability or uptake of mineral elements. Growth stimulation of cantaloupe, however, was dependent on the provision of nutrient solution. Growth stimulation of onion roots under axenic conditions indicated an effect of the humate per se rather than a response mediated via microbial breakdown products.     

水光互作对生姜叶片活性氧代谢的影响

为探讨根系供水状况及叶面受光强度与生姜叶片活性氧代谢的关系,采用PEG-6000模拟干旱与遮光50%交互处理,研究了自然强光正常供水(T₁)、遮光50%正常供水(T₂)、自然强光模拟干旱(T₃)、遮光50%模拟干旱(T₄)条件对生姜叶片活性氧水平及抗氧化酶活性的影响.结果表明: 胁迫处理6 d时,生姜叶片O^-·₂产生速率、过氧化氢含量及膜脂过氧化产物丙二醛含量在午间均显著升高,但以T₃升幅较大,T₄次之,T₁、T₂较小;而抗氧化酶除T₁、T₂的过氧化氢酶活性在中午较高外,各处理超氧化物歧化酶、过氧化物酶及T₃、T₄的过氧化氢酶活性均在午间显著降低.持续处理过程中,T₁、T₂生姜叶片活性氧水平及抗氧化酶活性基本稳定,但以T₁高于T₂,而T₃、T₄活性氧水平均持续升高,保护酶活性则呈先升高后降低的趋势.表明干旱胁迫尤其是强光干旱交互胁迫可引发生姜叶片活性氧积累,而遮光则有利于维持较高的保护酶活性,降低叶片活性氧水平,减轻干旱胁迫的伤害程度.     

放线菌Act12与腐植酸钾配施对丹参生长及其根域微生态的影响

探讨生防放线菌菌剂与腐植酸钾配施对丹参生长及其根域微生态的影响。以常规移栽处理为对照,研究小区试验中放线菌菌剂与腐植酸钾不同配施比例下对丹参生长、产量及抗根结线虫侵染的影响;并采用稀释平皿涂抹法测定丹参根区土壤、根表土壤、根外土壤及根系中细菌(B)、真菌(F)与放线菌(A)的数量,同时对优势细菌、真菌和放线菌进行了分子生物学鉴定,研究放线菌菌剂与腐植酸钾配施处理下丹参根域微生态变化。研究结果表明:1配施能增强菌剂对丹参的促生效果。菌剂与腐植酸钾配施T20处理丹参出苗率较对照提高8.7%,收获时的死亡率较对照减少39.0%;茎叶鲜质量、根鲜质量、单株根鲜质量、根干质量以及单株根干质量分别较对照增加6.1%、28.6%、11.1%、36.3%以及9.0%。2可以调整丹参植株根域土壤微生态平衡,降低有害微生物数量,增加有益微生物数量,改善微生物区系。在丹参根表土壤中,菌剂与腐植酸钾配施处理B/A值较对照降低78.4%,A/F值较对照增加95.0%。在丹参根系内,菌剂与腐植酸钾配施处理细菌数量较对照增加195.0%,未检测到真菌和放线菌存在。3在放线菌处理丹参根区、根表土壤中,有6株优势菌可能对丹参生长及抗病有益:3株优势细菌分别为硝基愈疮木胶节杆菌(Arthrobacter nitroguajacolicus)、放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)和弗雷德里克斯堡假单胞菌(Pseudomonas frederiksbergensis);3株优势放线菌分别为淀粉酶产色链霉菌(Streptomyces diastatochromogenes)、砖红链霉菌(S.lateritius)和卡伍尔链霉菌(S.cavourensis)。有2株优势菌疑为有害微生物:优势细菌为耐寒短杆菌(Brevibacterium frigoritolerans),优势放线菌为肿痂链霉菌(S.turgidiscabies)。这2种菌对其他作物的有害作用已有报道。4对丹参根结线虫侵染有强烈抑制作用,可使田间根结线虫侵染率降低49.3%。生防放线菌与腐植酸钾配施处理后能明显促进丹参生长,提高丹参产量及抗病虫能力,调节丹参根域微生态平衡。     

生姜根系不同生态位细菌群落多样性特征、组成及结构差异

生姜作为常见的调味品和传统中药材,是我国重要的经济作物之一。作为取食部分的生姜块茎与根系直接相连,其产量、品质与根相关细菌群落密切相关。然而,关于生姜根系微环境中细菌群落的特点仍鲜有报道,土壤环境能否衍生出宿主特异性内生菌群落尚不清楚。以生姜根系不同生态位细菌群落为研究对象,采用高通量测序技术,对非根际、根际及根内细菌进行16S rRNA基因测序。结果表明,不同生态位细菌群落多样性存在显著差异,其中非根际及根际细菌群落多样性(Shannon index, Observed species, Faith′s PD)显著高于内生菌群落。同时,各生态位共现网络稳定性和复杂度表现为非根际>根际>根内细菌群落。而在组成上,细菌群落在不同生态位差异显著(R²=0.57,P=0.001)。其中变形菌门(Proteobacteria)是根内的优势门,该门类下假单胞菌属(Pseudomonas)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)及泛菌属(Pantoea)在根内显著富集。在根际细菌中,拟杆菌门(Bacteroid...     

Influence of root temperature on the potassium requirements of young tomato plants

The effect of low root temperature on the growth and K requirements of young tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv Sonatine) plants was investigated. When K was supplied in solution at high concentration (5 mM), lowering the temperature of the root system from 25° to 15°C reduced the relative growth rate so that after ten days plant dry weight was 60% and leaf area 44% of that of controls maintained at 25°C. Shoot: root dry weight ratio was initially increased by cooling, but declined to 84% of controls after ten days. In spite of these changes in shoot: root ratio the concentration of K in whole plants, expressed on the basis of tissue water, was stable throughout the experiment and was significantly higher than that of controls. Further, the critical concentration of K for shoots (the concentration in the shoot associated with 90% maximum growth) was also increased at root temperatures of 15° and 30°C compared with 24°C. It is suggested that the higher concentration of K at low root temperature may reflect a real increase in requirement for the element at the physiological level. Preliminary measurements of the solute potential demonstrated a less osmotically active sap in leaves of root-cooled plants, thus there may be a greater reliance on K as an osmoticum in these individuals. When supplies of K limited growth, root-cooling had no effect on any of the parameters determining the efficiency of its use; the minimum concentration to which roots could deplete the solution of K was identical for cooled and control plants and at the same stage of visible deficiency there was no significant difference in the efficiency ratio (mg DW, mg^-1 K) or utilization efficiency (mg DW mM ^-1 K), in spite of large differences in the partitioning of dry matter.     

土层厚度对旱地小麦花后根系衰老的影响

随土层加深,根系活力、根系ＳＯＤ、ＣＡＴ活性及可溶性蛋白质含量增加,ＭＤＡ含量减少,土层愈薄,其根系衰老愈快。从整个土层看,处理３（１６０ｃｍ）与对照（２００ｃｍ）无显著差异,处理１（８０ｃｍ）和处理２（１２０ｃｍ）与对照差异显著,由此可以认为延迟旱地小麦衰老的土层厚度应在１６０ｃｍ左右,并可据此制定管理方案,以获得高产高效。     

外源葡萄糖对山定子生长及根系氮素代谢的影响

以有机质含量仅为0.65%的低碳冲积沙土为栽培基质,以当年生山定子幼苗为试材,分别添加与土壤本体微生物生物量碳(MBC)等量的碳量(2 g·kg^-1)、5倍MBC碳量(10g·kg^-1)的葡萄糖,以不添加葡萄糖为对照,处理后0~30 d内定期采集根系样品,研究外源葡萄糖对低碳土壤中山定子幼苗生长、根系构型及氮素代谢的影响.结果表明:5倍MBC碳源处理后山定子幼苗的株高、总生物量、总根长和根表面积分别显著增加12.3%、26.4%、23.2%和14.6%,而茎粗、根体积和平均直径无显著变化.等量及5倍MBC碳源处理均显著提高了山定子的根系活力,分别在第3和15天达到峰值,高于对照119.1%和75.7%.在整个处理期间,等量及5倍MBC碳源处理显著增加了根中NO_3^-、NO_2^-和NH_4^+含量;整体上,等量及5倍MBC碳源处理均显著增强根系中硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性,其中5倍MBC处理的作用最显著.5倍MBC的外源葡萄糖浓度更有利于促进低碳土壤中山定子根系中氮素的吸收代谢过程,诱导植株生长、干物质积累和根系构型改变.     

砷胁迫对小麦根系生长及活性氧代谢的影响

在水培和盆载条件下研究了砷对小麦根系生长及活性氧代谢的影响。结果表明：随砷浓度的提高,小麦胚根、次生根条数减少,总根长度、胚芽长度缩短、根体积、干重也较对照冯少超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性下降趋势,质脂过氧化产物（ＭＤＡ）含理增加,质膜相对透性增大、泪科越冬期,拔节期、灌浆期表现出同样的趋势。     

荞麦、高粱根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响

植物的根系分泌物是植物根系与周围环境之间的化学媒介,通过传递特定的信息,调节根际微环境,影响周围植物的生长。玉米(Zea mays L.)和荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)是农作物间套作体系中典型的不能搭配的组合,其障碍因素尚不清楚。以玉米为受体植物,采用根悬空培养的方法,研究了荞麦、高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响。结果发现,玉米根边缘细胞离体培养条件下,用荞麦根系分泌物中的小分子物质处理4、8 h显著诱导边缘细胞凋亡、死亡,细胞活率分别比对照降低了71.6%和72.3%;荞麦根系分泌物中的小分子物质对玉米根产生氧化胁迫,诱导根SOD、POD和CAT活性分别比对照高22.6%、33.9%和107.2%,根中超氧阴离子(O₂^-·)和脯氨酸含量分别比对照高33.9%和49.8%;荞麦根系分泌物中小分子物质的胁迫使根细胞膜透性增大,与对照相比升高80.0%,丙二醛(MDA)含量比对照升高31.5%;荞麦根系分泌物中小分子物质诱导根内源激素(IAA)含...     

铜污染对天蓝苜蓿幼苗生长及活性氧代谢的影响

通过盆栽实验研究了重金属铜(Cu)污染对天蓝苜蓿(Medicago lupulinaL.)幼苗的生长及活性氧代谢系统的影响。结果表明,低Cu污染(<500 mg.kg-1)对天蓝苜蓿幼苗生长无明显抑制现象,甚至还具有一定的促进作用,电导率略微升高,而植株鲜重、干重、叶片可溶性蛋白质含量及叶片色素含量均在500 mg.kg-1处理浓度时达到峰值。同时,丙二醛(MDA)水平降低,活性氧清除系统内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均略微升高,保护酶系统仍保持平衡。但随Cu浓度继续增加(500—3 000 mg.kg-1)则显示对幼苗生长的一定的负效应,与对照组相比,植株鲜重、干重和可溶性蛋白质含量均显著下降,叶片电导率明显增大,MDA水平上升,且SOD和CAT活性显著下降(分别下降了19.14%和20.81%),而POD活性却明显上升(比对照上升了2.01倍),表明活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡。