基于标准化土壤湿度指数的滦河流域农业干旱评价

干旱是造成农业生产损失的主要灾害之一,及时、准确地监测农业干旱对于降低作物生产损失具有重要意义.本研究基于土壤含水量历史时间序列数据构建了标准化土壤湿度指数,分析了滦河流域2002-2019年干旱时空分布变化规律,并对农业干旱进行定量评价.结果表明:研究期间,滦河流域内大部分栅格单元土壤含水量在时间上以正态分布为主,少...     

干旱胁迫下白刺花种子大小与萌发对策

种子大小与种子萌发及其与环境因子的关系是植物种子萌发对策研究中的重要科学问题之一。采用PEG模拟干旱法研究不同干旱胁迫强度(0,5%,10%,15%,20%)下,白刺花(Sophora davidii)种子萌发进程、种子大小与种子萌发及种子命运的关系。结果表明:不同干旱胁迫下,白刺花种子具有相似的萌发进程,但中度干旱处理(10%PEG)萌发率显著高于零干旱(0%PEG)和重度干旱处理(P0.05),重度干旱处理(20%PEG)种子萌发开始时间晚于零干旱和中度干旱处理;种子大小与种子萌发开始时间的关系表现为零干旱处理下呈极显著负线性关系,中度干旱处理(5%PEG,10%PEG)下无相关关系,重度干旱处理(15%PEG,20%PEG)下呈负二次曲线关系;种子大小对种子命运的影响表现为零干旱处理有利于大、小种子萌发和小种子休眠,中度干旱处理(10%PEG)增加中等种子萌发、大种子休眠和小种子死亡风险,重度干旱处理(15%PEG,20%PEG)增加大种子死亡风险、中等种子和小种子休眠。综合分析表明,白刺花种子大小与萌发行为及种子命运的关系具有较强的环境依赖性,即种子萌发行为表现为顺境下种子越大萌发越快,逆境下小种子和大种子较中等种子萌发更快;种子命运表现为顺境增加种子死亡的风险,中度干扰有利于种子萌发,逆境则有利于种子休眠。     

PEG胁迫对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响

目的：开展干旱胁迫对紫茎泽兰种子萌发的影响研究，为其入侵机制的揭示和田间防治提供借鉴。方法：采用聚乙二醇（PEG-6000）梯度溶液模拟干旱胁迫环境，研究紫茎泽兰（Ageratina adenophora）种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果：随着PEG-6000浓度的增加，紫茎泽兰种子的发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗根长、根冠比均呈先升后降的趋势，而种子活力指数、幼苗胚根长度、胚轴长度、株高相对增长速率和叶片光合色素含量均呈持续下降趋势。结论：轻度干旱胁迫有利于紫茎泽兰种子萌发，而中度和重度干旱胁迫均不利于紫茎泽兰幼苗生长。紫茎泽兰在种子萌发阶段对干旱具有一定的抗逆性。     

Germination strategies under climate change scenarios along an aridity gradient

由于年降雨量减少和变异性的增加，地中海东部地区的气候变化将对生态系统功能和植物群落动态产生重大影响。我们旨在了解种子库作为应对气候变化所导致的气候不确定性的潜在缓冲作用。我们研究了沿干旱梯度出现的18种常见物种的萌发策略。数据由干旱、 半干旱、地中海和中等地中海生态系统连续九年内萌发的土壤种子库获得。在半干旱和地中海地区，采用了模拟30%干旱和30%降雨增加的降雨处理方法。在连续三个萌发季的最佳灌溉条件下检测了萌发策略，以确定每种土壤样品的总体种子萌发能力。使用一种新颖的统计方法研究了萌发策略的变化，该方法考虑了可能影响种子发芽性的气候和生物因素。研究结果表明，优势种通过产生具有不同年度发芽率概率的种子来控制其发芽率。可产生种子的降雨量导致了关于可萌发性的两种主要种子类型：高萌发性(可形成短暂种子库的种子)和低萌发性(可形成持久种子库的种子)。我们得出的结论是，两种类型的干湿年之间种子产生的差异沿干旱梯度建立了一个稳定的平衡，使土壤种子库可以充当稳定机制，以防止降雨的不可预测性。此外，我们提出了地中海和干旱生态系统中占主导地位的一年生物种萌发策略的一般模型，该模型加强了土壤种子库可以作为应对该地区气候变化引起的气候不确定性的缓冲剂的概念。     

旱作农业充分利用天然降水的方法与途径

甘南县位于黑龙江省西部风沙干旱区,冬季由于在强大的西伯利亚高压前部,西北风多,严寒少雪,气候干燥;春季多受蒙古低压东移影响,风大雨少,易发生干旱,年平均降雨量少,平均降雨量只有450mm左右,且季节分布不均匀,多集中在6-8月份。造成干旱是影响甘南县农业生产的自然灾害之一。由于降水少,蒸发量大,干旱成灾的年份占63.7%,其中春旱出现的频率高达83.2%,夏旱占43.1%,秋旱达31.4%。致使农业生产出现单产低,总产不稳,生产成本高的现象。因此,多年来甘南县一直把解决干旱作为农业生产上的一项重要任务来抓。     

葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的调节作用

干旱胁迫会抑制小麦种子的萌发及生长,20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的同时施以不同浓度的外源葡萄糖处理小麦种子,探讨外源葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的影响。14 h光照/10 h黑暗的光周期培养条件下,较低浓度的葡萄糖(0.02 mmol/L和0.05 mmol/L)促进了干旱胁迫下小麦种子的萌发及幼苗生长,但较高浓度的葡萄糖(0.1 mmol/L,0.2 mmol/L及0.5 mmol/L)加强了干旱胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的抑制效应;而在黑暗条件下培养,葡萄糖的上述调节作用消失。以上结果说明葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的调节作用具有浓度效应,并且依赖于光。     

干旱指标研究进展

干旱作为全球最为常见的自然灾害之一,已经对我国的农业生产造成了严重影响。为更好地预测影响作物的干旱并及时采取应对措施,综述了国内外广泛应用的各类干旱指标,包括气象指标、土壤墒情指标、作物生理生态指标及其它综合监测指标等,评述了各类干旱指标的优缺点以及在农业上的适用性,探讨了未来以作物干旱为核心的干旱指标研究拟重视的方面,以为减缓和预防干旱对农业的不良影响及制订科学的政策提供依据。     

茉莉酸与茉莉酸甲酯预处理对干旱胁迫下棉花种子萌发和种苗生理特性的影响

以新疆棉花主栽品种‘新陆早17’为材料,采用PEG模拟水分胁迫的方法,探讨不同浓度(0.025、0.25、2.5、25、250μmol/L)外源激素茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)预处理对23%PEG-6000模拟干旱胁迫下棉花种子萌发及种苗生长、水分含量、根系活力、脯氨酸和氧化损伤的影响,为JA和MeJA在棉花生产中的合理使用提供依据。结果显示:(1)JA和MeJA预处理能够显著缓解23%PEG-6000对棉花种子的干旱胁迫伤害,且2.5μmol/L MeJA预处理使干旱胁迫下棉花种子的发芽率和发芽势达到最高(70.0%、63.3%),比23%PEG-600干旱胁迫对照分别提高了49.99%、72.70%;0.025μmol/L JA预处理使干旱胁迫下棉花种子的发芽指数和活力指数达到最高(27.3、203.1),比对照分别提高了68.14%、190.29%;2.5μmol/L JA预处理使干旱胁迫下根系活力达到最高,比对照提高266.68%。(2)两种激素预处理均能够使干旱胁迫下棉花种苗的脯氨酸含量显著上升,丙二醛含量显著降低。研究表明,适宜浓度外源JA和MeJA能够显著缓解干旱胁迫对棉花种子伤害,促进棉花种子萌发、种苗生长,增强根系代谢和减轻种苗的氧化损伤,从而增强其耐旱能力;MeJA预处理效果要好于JA预处理,且干旱条件下棉花种子萌发及种苗生长的最适MeJA预处理浓度为2.5μmol/L,而0.025μmol/L JA则为棉花种子萌发的最适作用浓度,0.25和2.5μmol/L则分别为种苗生长过程中促进作用最明显的浓度。     

基于灾害风险综合指标的陕西省农业干旱时空特征

随着气候变化,农业干旱直接威胁粮食安全.本文以陕西省为研究对象,基于自然灾害风险理论,综合考虑干旱灾害影响因素,从致灾因子的危险性、承灾体的暴露性、环境的脆弱性和地区的抗旱能力4个风险要素选取指标,采用层次分析法确定指标权重,构建自然灾害风险综合指标,分析2009—2013年陕西省农业干旱时空特征.结果表明: 研究期间,陕北地区农业干旱风险略呈下降趋势;陕南地区呈急剧升高态势,以商洛市为甚;关中地区基本稳定,以咸阳市最高、西安市最低.陕西省农业干旱风险大体呈现从南向北逐渐递增现象.     

物联网技术在农作物种子供应链可追溯系统中的应用北大核心CSCD

农作物种子是农业生产的基础,也是关键。从源头上保障农作物种子的质量,是促进我国农业生产有序展开,维护我国粮食安全的基本要求。一直以来,我国十分重视农作物种子质量把控与监管,构建形成了农作物种子质量管控体系,但种子质量安全事件却屡禁不止,损害农户利益,威胁粮食安全,形成社会隐患。物联网技术的发展,为农作物种子质量管控提供了支持,通过搭建农作物种子供应链可追溯系统,发挥物联网技术的便利,形成贯穿种子生产、加工、仓储、运输及营销全过程的质量追溯管理体系,连接种子生产、经销主体、政府管理部门及农户、消费者,实现种子信息即时查询与共享,从根本上保障农作物种子质量安全可靠。     

外源CO及NO对干旱胁迫下水稻糊粉层细胞死亡的影响

采用荧光显微技术结合药理学方法,以水稻(Oryza sativa L.)种子及其糊粉层为实验材料,研究外源CO、NO对干旱胁迫下水稻种子萌发过程中糊粉层细胞DNA降解及死亡的影响。结果表明:(1)干旱胁迫促进糊粉层细胞的死亡,且近胚端糊粉层细胞的死亡进程早于远胚端的细胞。(2)外源CO及NO供体处理能缓解干旱胁迫下水稻糊粉层细胞DNA的降解,延迟细胞死亡进程;CO专一性抑制剂及NO清除剂能逆转CO及NO的效应,缩短细胞死亡进程。(3)外源CO及NO供体促进干旱胁迫下水稻种子的萌发,CO专一性抑制剂及NO清除剂能抑制干旱胁迫下水稻种子的萌发。(4)CO合成酶抑制剂并不能抑制外源NO对干旱胁迫伤害的缓解效应,即CO能通过NO介导调节干旱胁迫下水稻种子糊粉层细胞的死亡及种子萌发。     

藜对干旱胁迫的生理生化反应

干旱是植物最易遭受的胁迫之一,每年由于干旱胁迫给农业造成损失几乎相当于其他所有环境因子胁迫所造成的损失的总和。通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据。以盆栽的藜为材料,用控制浇水的方法分对照、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫4个组,研究了不同程度干旱胁迫对藜叶片的水分状况、渗透调节物质、活性氧代谢以及内生保护系统的影响。结果表明:在干旱胁迫下,藜叶片相对含水量(RW C)、自由水含量(FW C)下降,束缚水含量(BW C)上升;可溶性糖、脯氨酸、K 、C a2 含量增加,表现出藜对适度干旱有一定的适应性。但重度干旱胁迫,O2.产生速率和丙二醛(M DA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先上升,后下降;抗坏血酸(A SA)含量降低。过分干旱胁迫对藜会造成一定伤害。     

PEG模拟干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响

【目的】研究干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响,为科学防控加拿大飞蓬入侵提供依据。【方法】以当年生加拿大飞蓬成熟种子为材料,分别用蒸馏水（CK）和不同浓度5%、10%、15%、20%、25%的聚乙二醇溶液（PEG）（分别表示轻度、中度、重度、极度和极重度干旱胁迫强度）对加拿大飞蓬种子进行处理。测定日相对发芽率、发芽率、发芽势等指标,分析加拿大飞蓬种子萌发情况;测定幼苗根系宽、根系高、根平均直径、根面积、总根尖数及根分叉数,分析其幼苗根生长情况;并测定种子恢复萌发情况。【结果】无干旱胁迫的加拿大飞蓬种子萌发指标最高,随着干旱胁迫强度增加,种子萌发指标减小,极重度干旱胁迫下加拿大飞蓬种子不萌发。与CK相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫对加拿大飞蓬根平均直径影响不显著,但会促进侧根与不定根生长;重度干旱胁迫下,加拿大飞蓬的总根尖数和分叉数显著增加。加拿大飞蓬种子在PEG浓度为20.13%的干旱胁迫下不发芽。种子在极度和极重度干旱胁迫下不萌发,但当水分条件充足时,种子依然具有萌发的能力。【结论】建议在加拿大飞蓬种子尚未成熟前进行人工拔除,或在加拿大飞蓬入侵地种植耐旱强、生长快、根系发达、竞争性强的植物,以控制加拿大飞蓬的生长发育。     

黄腐酸浸种对PEG模拟干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为研究对象,采用不同PEG模拟干旱处理(CK、10%PEG、0.03%FA+10%PEG和0.05%FA+10%PEG)方法,探讨黄腐酸(FA)浸种对紫花苜蓿种子萌发、幼苗生长及抗逆性生理生化指标的影响。结果显示:(1)在PEG模拟干旱胁迫下,紫花苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、以及幼苗叶绿素含量、膜稳定指数(MSI)和根系活力较对照均呈下降趋势,株高和生物量的增长速率均显著低于对照;而幼苗叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、脯氨酸、可溶性糖含量均随处理时间呈上升趋势,过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性则呈下降-升高-下降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及超氧阴离子(O-·2)产生速率则均呈先升高后降低的趋势。(2)经黄腐酸浸种处理后,模拟干旱胁迫下紫花苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗株高、生物量、脯氨酸和可溶性糖含量均显著升高,并显著减小了模拟干旱胁迫引起的叶绿素含量、根系活力和MSI下降的幅度,相对提高了SOD、POD、CAT、GR活性,降低了MDA、H2O2含量和活性氧水平。研究表明,10%PEG模拟的干旱胁迫使紫花苜蓿的种子萌发及幼苗生长发育受到显著抑制,而黄腐酸浸种处理可通过提高渗透调节物质含量和保护酶活性来有效缓解干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗造成的氧化伤害,增强植株的整体抗旱性,维持其正常生长发育,并以0.05%黄腐酸浸种对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的保护效应较为显著。     

干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响

为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25%PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25%PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0%PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20%PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。     

利用微卫星标记鉴定杂交水稻冈优22种子纯度的研究

水稻是重要的粮食作物之一,早在70年代我国就已实行了杂交稻的三系配套,目前杂交水稻在我国已大面积种植。由于杂交稻种子的真伪无法从种子形态上鉴别,这给造假者以可乘之机。在正常的情况下,种子的纯度也会因质量控制不严而给农业生产造成大量损失。这些都迫切需要有一种…     

外源CO和NO对水稻种子萌发过程中干旱胁迫损伤的缓解效应

选用水稻品种‘Ⅱ优128’种子为材料,以1.0μmol.L-1高铁血红素(Hematin,H)和200μmol.L-1硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)分别作为CO和NO供体,采用PEG-6000模拟干旱胁迫,研究外源CO和NO对干旱胁迫下水稻种子萌发和萌发过程中抗氧化能力的影响。结果表明:高铁血红素和硝普钠处理可以显著提高干旱胁迫下水稻种子的发芽率、芽长和根长;同时显著提高种子淀粉酶活性,显著增加其可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量;还不同程度地诱导增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,同时降低质膜相对透性和丙二醛(MDA)含量。研究证实,外源CO和NO可通过调节渗透调节物质含量和保护酶活性来有效缓解干旱胁迫对萌发水稻种子造成的氧化伤害,促进种子萌发生长。     

模拟干旱胁迫对巴东木莲种子萌发和芽苗生长的影响

巴东木莲原生种群天然更新差,林下鲜见更新幼苗或幼树。为探究其种子萌发和芽苗在生长期对干旱胁迫的耐受性,该文以巴东木莲种子为材料,采用不同质量浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,分析干旱胁迫对其种子萌发、芽苗生长及其相关的生理生化指标的影响。结果表明:(1)不同质量浓度的PEG溶液对巴东木莲种子萌发和芽苗生长产生显著影响(P0.05),萌发率和存活率随着PEG质量浓度的增加而逐渐降低,当PEG质量浓度≥301 g·L~(-1)时,种子萌发受到抑制,且萌发时间明显推迟。(2)随着干旱胁迫程度的增加,巴东木莲芽苗叶绿素含量逐渐降低;可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性表现出不同程度的先升高后降低趋势;而脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化氢酶(APX)活性呈现逐渐升高的趋势。综上分析得出,巴东木莲种子萌发及芽苗的生长对水分需求明显,虽可通过渗透调节和提高保护性酶活性来适应一定程度的干旱胁迫,但在繁育过程中,需防止干旱损伤。该研究结果可为巴东木莲种子繁育更新提供理论依据,有助于巴东木莲种群的扩大。     

干旱胁迫下华北驼绒藜种子大小及苞片对萌发和幼苗生长的影响

干旱是影响荒漠区植物种子萌发和幼苗生长的关键因素。以多年生强旱生半灌木华北驼绒藜为对象,研究了不同干旱程度(0、100、200、300和400 g·L^-1 PEG6000)下,种子大小及苞片有无对种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明: 干旱胁迫显著抑制了种子萌发和幼苗地上部的生长。100和200 g·L^-1 PEG6000处理显著增加了幼苗根长,而300和400 g·L^-1 PEG6000处理显著降低了幼苗根长。与无苞片相比,有苞片使种子的发芽率显著降低12%,发芽指数显著降低50.5%,幼苗的地上部长度显著增加20.8%,幼苗根长显著增加6.3%。种子大小对种子发芽指数无显著影响,但与小种子相比,大种子发芽率显著提高3%,幼苗的地上部长度显著增加20.5%,幼苗根长显著增加33.0%。在干旱条件下,苞片能延缓种子的萌发速度,种子大小能影响后代的存活几率,二者共同影响华北驼绒藜对极端干旱环境的适应性。     

入侵植物牛膝菊种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应

采用浓度分别为5%、10%、15%、20%和25%的PEG-6000溶液模拟干旱条件,测定不同干旱胁迫条件下牛膝菊的种子萌发时间、萌发率、日相对萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗的初生根与胚芽的长度等指标,研究了干旱胁迫对牛膝菊种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了经PEG浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明:随着水分胁迫的加重,牛膝菊种子萌发和幼苗生长受到抑制程度增加,牛膝菊种子的日相对萌发率、发芽率、发芽势和发芽指数、活力指数及幼苗的初生根长和胚芽长均呈下降趋势;与对照组相比,牛膝菊种子首次萌发时间延迟越长,当PEG浓度为20%、25%时牛膝菊种子未见萌发;本研究建立了水分胁迫PEG浓度与种子萌发率的线性回归方程,得出牛膝菊种子萌发的PEG浓度临界值为12.9%;经PEG浓度为20%、25%处理的种子在适宜条件下可以恢复萌发,浸种时间相同条件下,20%PEG浓度对牛膝菊种子伤害较小,其恢复性较强,25%PEG浓度对牛膝菊种子伤害较大,其恢复性较弱。