干旱胁迫对玉米幼苗根系中NO信号转导的影响

以玉米(Zea mays L.)幼苗根系为材料,研究其生长发育对内外源NO的感应及在干旱条件下内外源NO对其生长发育的影响.结果表明:干旱抑制根系NO释放,NO的产生可能不依赖于NO合酶系统,而依赖于NADPH硝酸还原酶的酶促反应;用活性氧清除剂NAC、NAC与干旱复合处理均能促使内源NO的产生和释放:其根系生物量的分析表明内源NO的释放明显抑制根系的生长发育.     

土壤渍涝对芝麻根系生长及抗氧化物酶活性的影响

在渍水条件下芝麻根系生长速度下降,干物质积累减少,根系的抗氧化物酶--超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性先增后下降,POD活性下降较缓慢,超氧自由由基(O·-2)产生速率和丙二醛(MDA)含量随淹水时间的延长而升高.     

典型黑土区主要树种根系构型特征及其对固土能力的影响

为量化典型黑土区主要树种根系构型特征,探究其对固土能力的影响,以该区分布较广的榆叶梅、小叶锦鸡儿、白桦、糖槭、红皮云杉、樟子松单株个体为研究对象,采用全根挖掘和WinRHIZO Pro LA2004分析系统相结合对其根系空间分布、几何形态、分形等特征进行测定,同时采用原位整株根系拉拔的方法量化根系垂直拉拔力.结果表明:...     

施肥对干旱胁迫下夏玉米根系提水的调节作用研究

以耐旱性玉米品种'郑单958号'为材料,采用两室分根土培装置,通过时域反射计(TDR)对上下土层土壤含水量进行控制和观测,研究施肥对干旱胁迫条件下玉米根系提水作用的影响.结果表明,玉米根系在土层上干下湿条件下(即上下层土壤存在一定水势差时)存在明显提水作用;玉米根系提水量在整个生育期呈单峰变化,并以吐丝期最大;上层土壤施肥可以调节玉米根系提水作用强弱,整个生育期根系总提水量表现为NP配施>单施P>CK>单施N, NP配施处理全生育期单株提水量(1 948.6 g)分别是单施P处理、CK和单施N处理的1.5倍、3.1倍和3.5倍.玉米整个生育期根系总提水量与收获期不同层次根系干重和体积存在极显著正相关关系,也与其地上部分生物量和籽粒产量呈极显著或显著正相关关系.可见,玉米根系的提水作用强弱因生育期和施肥处理而变化,施肥主要通过影响根系生长来调节其提水作用;在一定水分环境条件下,玉米根系提水作用能促进作物生长,提高其籽粒产量.     

松嫩平原不同株型玉米品种根系分布特征比较研究

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法,对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较。结果表明,平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同,二者根干重分别在抽丝后15d和抽丝后30d时达到最大值,成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高12．2％,二者根系垂直分布有明显的差异,在20cm以下的根干重比率,平展型玉米在19％以下,而紧凑型玉米高于23％,紧凑型玉米的深层根量较多,在深40～100cm土层内根干重比率比平展型高42．3％,二者的根系水平分布也不同,紧凑型玉米根系水平分布较集中,在距植株0～10cm水平范围内,根系分布比率比平展型玉米高9．6％,紧凑型玉米深层根量较多,水平分布集中,耐密植,是易获得高产的重要原因之一。     

接种AMF对玉米根系及土壤水分分布的影响

西部露天煤矿区气候干旱,提高矿区植物利用深层土壤水是矿区生态环境恢复的重要步骤,明晰微生物生态修复技术下植物根系及土壤水分分布特征对于矿区生态重建具有重要意义。为了探讨接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对玉米根系形态及土壤水分分布的影响,本研究以饱和粉质黏土作为隔水层,砂土作为土壤层来进行室内土柱试验,共设置了不种玉米不接种AMF (CK)、种植玉米不接种AMF (YM)、种植玉米接种AMF (YF) 3个试验处理,并在试验过程中对土壤水分分布和植物生长相关指标进行监测。结果表明：试验前期接菌处理下土壤平均含水率比不接菌处理低14.5%,而试验后期接菌处理比不接菌处理高20.1%,同时还发现97.4%的玉米根系主要分布在0–40 cm的土层中。与不接种AMF处理相比,接种AMF的玉米细根的根长度、根体积和根表面积占比分别增加4.4%、1.2%和2.6%。通过直接对比法和贝叶斯混合模型分析表明,接菌处理下玉米对中层土壤(10–50 cm)水分吸收为47.1%,而不接菌处理对该层土壤水分吸收则为35%。这些结果表明接种AMF能提高植物对土壤...     

冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化

采用盆栽试验对冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化进行了初步研究。结果表明，随干旱胁迫的加剧，洛麦9133和济麦21幼苗根水势、根相对含水率和根系活力均降低，饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性以及SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明，在干旱胁迫下，冬小麦幼苗根系通过降低水势、相对含水率和根系活力，增加渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸含量和增强SOD、POD活性等生理上的变化以提高抗旱性，从而使冬小麦幼苗适应干旱逆境。     

玉米根系形态性状和空间分布对水分利用效率的调控

玉米根系形态性状(总根长、根系表面积和根系干物质重)与植物整体水分利用效率间具有显著或极显著的相关性,回归曲线趋势基本相同,均呈二次曲线关系,只是相关系数不同。说明从提高水分利用效率来说,根系需要维持适宜的大小。其中根长对水分利用效率的贡献是第一位的,而根系干物质重的贡献最小,根系表面积介于二者之间。从空间分布来说,玉米每层节根数、节根长度和直径在父母本和杂交种间也具有显著或极显著的差异。与中下层根量相比,母本与不抗旱的父本处于上层干土中的根系数量明显较多,且根系直径大,吸水困难。而杂交种在干旱条件下上层根重和数量维持不变,或略高于不抗旱品种,但中层和下层根系数量和长度明显高于不抗旱品种,且根系直径小于不抗旱品种,这样从多的有效根系数量和低的吸水阻力两方面保证了水分的吸收,从而使其产量和水分利用效率均最高,说明通过根系形态特性和空间分布的优化能够调节作物整体的水分利用效率。     

我国玉米品种更替过程中根系时空分布特征的演变

采用土柱栽培与大田试验相结合的方法,研究了我国20世纪50年代以来生产中大面积推广应用的玉米品种根系时空分布特性。研究指出：玉根系的生长动态符合水蒸汽压力模型（Vppor Pressure Model),1990s品种根系干物质积累量随生育进程的推进增加迅速,直到成熟期仍维持较高水平,开花后根重持续时间长,且在深层土壤中的优势明显。在深40－100cm土层内根系重量1990s品种分别比1970s品种和1950s品种高出75％和1060％,当代品种根系在深层土壤中所占比率也明显增加;在距离植株0－10cm的水平范围内,当代玉米品种根系分布数量多、比率大。随玉米品种更替根系的空间分布呈“横向紧缩,纵向延伸”的特点。     

玉米根系分布空间和空间密度分布的数学模型

应用重积分研究了土壤层中散根型和直根型玉米根系的分布空间,同时研究了玉米根系的空间密度分布．     

玉米根、叶质膜透性和叶片水分对土壤干旱胁迫的反应

利用大型活动式防雨旱棚 ,人工控制不同土壤含水量 ,全生育期系统研究了轻度及严重土壤干旱胁迫对夏玉米根系活力、叶片相对含水量、离体叶片保水力和根、叶质膜透性的影响 .结果表明 :土壤干旱胁迫下 ,玉米叶片相对含水量下降、离体叶片保水力降低 ;叶片及根系质膜透性上升 ,并且根的质膜透性比叶片上升快 ,根系活力下降 ;在干旱胁迫下 ,根系、叶片质膜透性与叶片相对含水量呈负相关 ,而根系、叶片质膜透性与离体叶片保水力呈显著正相关 ,根系膜透性与叶片膜透性也呈显著正相关 ,维持根系活力与保持较高的叶片含水量有密切关系 .另外 ,由于严重水分胁迫处理的上述特性和充分供水处理差异显著 ,而轻度胁迫和充分供水不显著 ,因此可以认为轻度水分胁迫 ,即土壤含水量为田间持水量的 6 0± 5 %为夏玉米正常生长发育的下限指标 ,可作为制定节水栽培措施的理论依据 .     

褪黑素对玉米幼苗根系发育和抗旱性的影响

褪黑素是一种在生物体内广泛存在的吲哚胺类化合物,参与植物的多种生理和生化过程.近年来研究认为褪黑素可以不同程度地增强植物的抗逆性,但对其作用机理仍知之甚少.通过两种褪黑素的施用方法,详细研究了褪黑素对于玉米根系发育和抗旱性的影响.首先,采用水培根灌褪黑素的方法对玉米幼苗的根系和生长状况进行分析,结果表明施加褪黑素显著提...     

水淹和恢复对凤丹光合特性和根系活力的影响

选用3年生油用牡丹凤丹(Paeonia ostii)实生苗为试验材料,以常规供水管理的凤丹苗为对照,测定凤丹光合特性以及根系活力和形态随着水淹和水淹恢复处理时间的变化,探究牡丹的耐湿机制。结果表明:(1)水淹后,凤丹叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根系活力均较对照组显著下降,且下降幅度随着水淹时间的延长而增大;在持续水淹过程中,叶片胞间CO_2浓度则呈先下降后上升的变化趋势;水淹168h时,根系活力在所测定指标中下降幅度最大,仅为对照组的2.34%,此时根系变黑且腐烂,大部分根系脱落。(2)凤丹叶片净光合效率的下降在水淹120h过程中与气孔限制性调节密切相关,而到水淹168h时非气孔限制性成为光合作用的限制因子。(3)水淹72h后进行恢复处理120h后,叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度和根系活力均显著上升;恢复处理168h后,净光合速率和胞间CO_2浓度恢复到正常的生长水平,同时绝大部分根尖呈现白色且发育良好,根系生长向正常的生命状态恢复。研究表明,油用牡丹凤丹对水淹胁迫的应答迅速且灵敏,虽不耐水淹,但恢复能力强,这为其栽培管理以及在相对湿润地区推广种植提供了理论依据。     

棉花花铃期短期干旱下氮素对干物质及氮素累积分配的影响

通过盆栽试验进行水分(正常灌水和干旱后复水)和施氮处理(0、240、480kgN·hm-2),研究花铃期短期干旱再复水后氮素对棉花各器官干物质重、氮素累积与分配及产量与品质的影响.结果表明:花铃期土壤干旱显著降低了棉株各器官的干物质重与氮素累积量,而增大了棉株各器官的氮素含量,同时亦降低了棉株干物质与氮素在叶片中的分配指数,但提高了在根系的分配指数,从而增大了根冠比;增施氮肥可以提高干旱条件下棉株的干物质重与氮素累积量,但亦增大水分胁迫指数.复水对干旱处理棉株生长具有明显的补偿效应,尤其是根系的干物质重与氮素累积量显著高于相应正常灌水处理,且增施氮肥可以提高棉株的补偿效应.花铃期干旱结束时与复水后第10天,干旱处理棉株均以240kgN·hm-2水平下的生殖器官干物质重与分配指数最高,而根冠比最小,地上部与地下部生长最为协调,最终籽棉产量最高、纤维品质最优;而施氮不足(0kgN·hm-2)或过量(480kgN·hm-2)均不利于棉花产量的提高与纤维品质的改善.     

粉煤灰改良砂姜黑土对麦田生态因子及重金属残留的影响

采用盆栽试验,研究了粉煤灰改良砂姜黑土对麦田生态因子及Cd、Cr、Pb、Hg和As残留的影响.结果表明,粉煤灰改良砂姜黑土可以降低土壤容重和土壤比重,减少土壤粘粒含量,增加土壤孔隙度和土壤渗透系数,提高耕层地温,促进土壤微生物活动和养分转化;土壤含水量高时具有散湿作用,土壤含水量低于10%后,具有保墒作用;在粉煤灰用量为6×10⁴～18×10⁴kg·hm^-2的条件下,土壤及小麦子粒中重金属元素的积累量远低于国际污染标准值,即在此范围内,施用粉煤灰改良砂姜黑土是安全可靠的.     

干旱胁迫下大豆与玉米叶片光破坏的防御

随干旱强度的增加,大豆叶片光呼吸速率（Pr）降低的幅度小于Pn,使Pr／Pn比率升高。在轻度及中度干旱下,PSII光化学效率（Fv／Fm）能在暗置后较快地恢复。随干旱强度的增加,叶片光化学猝灭系数下降,非光化学猝死系数升高。干旱使叶片β－胡萝卜素及紫黄质含量下降,而玉米黄质含量（Z）与叶黄素库增加。与大豆相比,玉米在干旱条件下具有较高的Z含量和较大的叶黄素库。     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

黑土农田化肥氮素去向的研究

黑土农田化肥氮素去向的研究王建国韩晓增刘鸿翔（中国科学院黑龙江农业现代化研究所,哈尔滨１５００４０）ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＦａｔｅｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎｔｈｅＢｌａｃｋＳｏｉｌ．ＷａｎｇＪｉａｎｇｕｏ,ＨａｎＸｉａｏｚｅｎｇ...