关键发育期干旱对春玉米产量及籽粒品质的影响

为探明不同发育期不同干旱条件对春玉米产量及籽粒品质的影响,以"丹玉405"为试验材料,利用大型农田水分控制试验场,在春玉米拔节、抽雄、乳熟三个关键发育期分别开展中度和重度干旱胁迫对比试验,分析干旱对玉米产量及结构性状、籽粒含水量和品质组成的影响.结果表明:与水分适宜对照相比,其他处理下,干旱导致玉米秃尖比、籽粒氨基酸和...     

拔节期干旱和复水对春玉米物候的影响及其生理生态机制

物候不仅是气候变化的指示指标,也是作物模型的关键参数。现有研究主要关注物候变化与气候环境因子的关系,关于植物物候变化的生理生态机制研究很少。基于春玉米拔节期干旱与不同时间(抽雄期和吐丝期)复水的田间模拟试验分析表明:(1)不同时间复水均使灌浆期延长,乳熟期推迟(9d),表明物候对前期水分胁迫存在记忆。(2)干旱条件下叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和相对叶绿素含量(SPAD)均随物候进程呈先降后升再降趋势,且均在抽雄期达到极小值;不同时间复水均使P_n、T_r和G_s在吐丝期达到极大值,而SPAD则在灌浆期达到极大值;叶水势(LWP)随干旱进程整体呈下降趋势,不同时间复水均只是减缓了其下降速度,表明LWP可用于描述物候对前期水分胁迫的记忆。(3)通径分析和决策系数分析表明,P_n是最主要的物候影响因子,而影响LWP的土壤相对湿度(RSWC)则是物候的主要控制因子,物候的变化是由P_n的累积变化引起...     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明:与水分适宜对照(CK)相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8％,叶面积偏小41.2％,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6％,叶面积偏小14.1％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9％、19.1％、28.1％和29.4％,空秆率增加13.3％;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3％,叶面积偏小37.3％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2％、24.1％、30.8％和27.9％,空秆率增加24.5％.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

冀北地区6种灌木对干旱胁迫的光合及生理响应

探讨冀北地区各灌木种对干旱胁迫的生理生态适应性及抗旱能力,为冀北地区选种育种以及加快植被恢复建设提供理论支持.以4种乡土灌木金露梅(Potentilla frutico-sa)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)、胡枝子(Lespedeza bicolor...     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明：与水分适宜对照（CK）相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8%,叶面积偏小41.2%,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7 d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6%,叶面积偏小14.1%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9%、19.1%、28.1%和29.4%,空秆率增加13.3%;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3%,叶面积偏小37.3%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2%、24.1%、30.8%和27.9%,空秆率增加24.5%.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

干旱胁迫与复水对块根紫金牛生理特性的影响

以岩溶特有药用植物块根紫金牛为试材,研究土壤水分胁迫及复水条件下其叶片光合参数、相对含水量、质膜透性、渗透调节物质含量的变化特性。结果表明:水分胁迫下,块根紫金牛的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均几乎接近零点,但胞间CO2浓度上升,即非气孔因素限制是光合速率下降的主要原因。水分胁迫不影响块根紫金牛单位面积的总叶绿素和类胡萝卜素含量,但干旱处理的Chl a/b和Car/Chl分别显著低于和高于对照。水分胁迫下,块根紫金牛的叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量显著增大,即膜系统受到一定的伤害;块根紫金牛叶片脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量无显著变化,可溶性糖含量显著增大,但增大幅度不大,说明其在干旱胁迫下的渗透调节能力较弱。复水处理后,块根紫金牛全部指标均能恢复到对照水平,说明其对干旱胁迫较为敏感,主要采取避旱策略。     

干旱胁迫及复水对海滨木槿光合作用和生理特性的影响

选择2年生海滨木槿扦插苗为材料,通过自然干旱20 d而后复水(21 d),研究了其在干旱和复水过程中的光合作用和生理特性.结果表明:经过20 d的干旱胁迫,在土壤含水量仅为5.9%的情况下海滨木槿全部成活,干旱胁迫显著降低了海滨木槿的净光合速率,实测值最高仅为1.1μmol·m^-2·s^-1,最大光化学效率为对照的84.3%.可溶性蛋白和抗氧化酶同时积累,稳定细胞渗透势并清除干旱造成的脂膜过氧化物质.复水7d后光合速率升高至对照的57.3%,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性随着丙二醛含量下降而下降,复水21 d后,海滨木槿抗氧化酶、可溶性蛋白和叶片相对含水量均恢复至对照水平,干旱处理总生物量虽显著降低,但根冠比显著提高.海滨木槿具有极强的耐旱能力,是适用于沿海地区景观改良和道路绿化的重要树种.     

玉米光合生理参数对全生育期干旱与拔节后干旱过程的响应

作物对干旱的响应已有大量研究,但对不同强度干旱及其持续时间响应过程的研究甚少。通过开展全生育期干旱和拔节后干旱过程的影响模拟实验,试图揭示夏玉米叶片光合生理特性对不同干旱强度及其持续时间的响应机理,为我国北方地区玉米育种和节水灌溉提供科学的理论依据。研究结果表明:1)干旱显著降低了玉米叶片的叶绿素相对含量(SPAD),但两种干旱处理下的SPAD随干旱持续时间的延长而出现响应差异并逐渐扩大;2)不同强度、不同持续时间的干旱处理均明显抑制了玉米叶片的最大净固碳速率(A_(sat)),拔节后的轻度干旱过程对玉米叶片A_(sat)的影响最大;3)拔节期后重度干旱过程处理下玉米叶片虽保持较高的光合速率,但叶片数量急剧减少,而且一直保持在营养生长阶段,没有产量;4)在两种干旱处理方式下,玉米叶片PSII的光化学效率(F_v′/F_m′)均到灌浆中期才开始出现显著降低现象,表现出了较强的干旱适应能力;5)SPAD与叶片光合及叶绿素荧光参数均存在较强的相关关系,可作为评价玉米叶片光合性能对干旱胁迫敏感性的指示性指标;6)不仅干旱强度影响玉米叶片的生理生态过程,干旱发生的时间也具有重要的影响。     

干旱-复水-再干旱处理对玉米光合能力和生长的影响

为了探求玉米(Zea mays)光合作用和生长对重复干旱的响应机制, 采用盆栽试验, 分别测定了不同程度土壤干旱处理3周时、随后复水1周时以及再次不同程度干旱处理3周时玉米幼苗光合参数和生长的变化。第一次土壤干旱处理后, 重度干旱处理显著降低玉米株高、单株总叶面积、地上部分及根系生物量以及叶片的蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、净光合速率(P_n)和最大净光合速率(A_max), 但显著提高光补偿点和暗呼吸速率; 中度干旱处理同样显著降低玉米株高、叶面积和地上部分生物量, 但对根系生物量无影响, 因而根冠比增大, 对上述光合参数的负效应也不具有显著性。复水可使前期经受中度和重度干旱处理的玉米植株的光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长的植株的水平, 但株高和叶面积没有恢复到对照水平。当玉米再次经受水分亏缺处理时, 与只遭受第二次中度或重度干旱处理的植株相比, 经历过前期中度干旱处理的植株的株高、生物量和光合参数没有显著变化, 但叶面积显著下降; 经历过前期重度干旱处理植株的T_r、G_s、C_i、P_n、A_max和表观量子效率显著升高, 而株高、叶面积和生物量显著降低。综上所述, 第一次重度干旱处理显著降低玉米叶片的光合能力和生长, 复水可使光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长植株的水平, 但不能消除前期干旱对生长产生的不利影响。前期中度干旱可以刺激玉米根系的生长和显著提高根冠比, 有利于提高对二次干旱的抵抗能力, 并使总的生物量保持在对照水平, 而前期重度干旱处理虽然在光合作用上能提高植株对二次干旱的抵御能力, 但不能弥补前期干旱处理对生长的不利影响。因此, 在生产实践中, 如果进行抗旱锻炼, 应限制在中度干旱水平, 避免重度干旱。     

短期干旱对水稻叶水势、光合作用及干物质分配的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同生育期短期干旱处理对水稻叶水势、光合作用和干物质分配的影响．结果表明,干旱胁迫后,水稻叶水势低于对照,午后叶水势回升缓慢。凌晨叶水势随土壤含水量的降低而降低,表现为阈值反应。叶片净光合速率与凌晨叶水势密切相关,低于凌晨叶水势临界值,水稻叶片净光合速率急剧下降在水稻抽穗期和灌浆期叶片净光合速率显著下降的凌晨叶水势临界值为-1.04和-1．13MPa,对应的土壤含水量阈值分别为饱和含水量的61.0％和50．9％,土壤水势分别为-0．133和-0．240MPa干旱胁迫下单叶净光合速率的日变化规律表现为：胁迫较轻时,单叶净光合速率在正午附近出现低谷;胁迫严重时,净光合速率全天低于对照,且不及对照的一半。短期干旱后,水稻叶、根、穗的分配指数均降低,茎鞘的分配指数升高。本研究可为水稻节水灌溉管理和水分限制下水稻的生长模拟提供生理基础和理论依据。     

干旱及复水条件下外源褪黑素对玉米叶片光合作用的影响

为探究干旱胁迫及复水后外源褪黑素对玉米叶片光合作用的影响和调控机制。以玉米陕单609盆栽苗为试验材料,叶面喷施褪黑素100 μmol/L在重度干旱和复水后分别测定了生物量、净光合速率（P_n）以及光合电子传递速率等指标。结果显示：外源褪黑激素可减轻干旱胁迫引起的生长抑制;外源褪黑激素处理的植株表现出比未处理植株更高的P_n、气孔导度（G_s）以及更低的胞间CO₂浓度（C_i）;外源褪黑素增加了干旱胁迫下OJIP曲线的荧光参数φ_P0、φ_E0、ψ₀以及光合性能指数PI_abs;外源褪黑素也提高了干旱胁迫下叶片PSⅡ和PSI有效量子产量[Y（Ⅱ）,Y（I）];也增加了干旱胁迫下叶片的PSⅡ和PSI电子传递速率（ETRⅡ,ETRI）,但降低了干旱胁迫下叶片PSI受体侧限制[Y（NA）]和供体侧限制[Y（ND）]。表明外源褪黑素对干旱胁迫下光抑制具有一定的缓解作用。复水后,干旱胁迫下褪黑素处理玉米叶片各参数都恢复到对照水平;而干旱胁迫处理玉米叶片各参数复水后不能完全恢复。可见,喷施褪黑素不仅缓解干旱胁迫对玉米PSⅡ和PSI结构和功能的损伤,而且能加速复水后光合机构功能的恢复,促进玉米植株恢复性生长。因此喷施褪黑素加强玉米叶片光合作用适应干旱环境是一种重要的调控方式。     

干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种产量和根系生理特性的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了全生育期中度干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种（耐旱：京科628;不耐旱：农大95）产量及根系生理特性的影响.结果表明：干旱胁迫下,耐旱玉米产量比对照减少33.7%,不耐旱玉米则比对照减少62.3%.干旱胁迫下,玉米根系生物量降低且最大值出现时间提前,与对照相比,不耐旱玉米根冠比升高,耐旱玉米根冠比前期升高后期降低;根系活力降低,不耐旱玉米根系活力降低幅度大于耐旱玉米;根系超氧化物歧化酶（SOD）活性前期高于对照后期低于对照,耐旱玉米根系SOD活性开始低于对照的时间比不耐旱玉米晚;根系丙二醛（MDA）含量升高,随干旱胁迫处理时间的延长,不耐旱玉米MDA含量比对照升高的幅度大于耐旱玉米;根系可溶性蛋白含量降低,不耐旱玉米的降低幅度大于耐旱玉米.干旱胁迫下耐旱玉米杂交种根系活力﹑根系SOD活性及可溶性蛋白含量较高,减缓了根系的衰老进程,延长了根系功能期,这可能是耐旱玉米杂交种在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一.     

沼液施用对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响*

为了探明干旱胁迫下沼液对玉米幼苗抗旱、光合生理、形态的缓解效应,以中度抗旱玉米杂交种‘先玉335’和较强抗旱杂交种‘中单2号’为材料,采用10%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,研究50%沼液根部浇灌处理对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,沼液根部施用可以显著提高两品种玉米的抗旱性,有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系和地上部生长的抑制作用,促进两品种玉米幼苗生长和提高根系活力,降低根冠比,且‘先玉335’的变幅更大;同时显著提高两品种叶片SOD、POD和CAT活性以及可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量(‘中单2号’的CAT除外),降低MAD含量,且对‘中单2号’的影响更显著;沼液根施还可以显著提高干旱胁迫下两品种叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),降低气孔导度(Gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci),但‘中单2号’的Tr和Gs除外,同时使两品种叶片叶绿素含量和水分利用效率(WUE)均显著增加。可见,沼液根施处理可以有效改善干旱胁迫下玉米幼苗的光合能力,显著提高幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,减轻膜脂过氧化程度,有效缓解干旱胁迫对2种不同抗旱性玉米幼苗的生长抑制,从而增强玉米耐受干旱胁迫的能力,且对‘中单2号’的缓解效果更明显。     

干旱胁迫对喀斯特地区野生茶树幼苗生理特性及根系生长的影响

以贵州喀斯特地区4种野生茶树(Sect Thea(L.)Dyer)无性系幼苗为材料,采用盆栽控水方法研究其对干旱胁迫的生理生长响应,初步评价其抗旱性,并采用田间模拟持续干旱试验进行验证。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加强,4种野生茶树叶片的相对含水量逐渐降低;细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量均呈上升趋势;游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降;过氧化物酶(POD)活性除秃房茶随胁迫程度加强呈上升趋势外,其他种均呈先升后降趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加强,4种茶树幼苗总生物量干重均逐渐下降,根冠比先升后降;根系总长除在秃房茶中呈先升后降趋势外,在其他3个种中均逐渐下降;根系总表面积、根系总体积在大理茶和茶中逐渐下降,而在大厂茶和秃房茶中先升后降;根系平均直径在秃房茶中逐渐降低,大厂茶中先升后降,茶中逐渐升高;根系活力在大理茶中逐渐下降,在其他3种中均先升后降;而比叶面积则在大厂茶中呈下降趋势,在其他3种中均先升后降。(3)基于生长生理指标的隶属函数抗旱性评价结果表明,MDA含量和细胞质膜透性与野生茶树抗旱性密切相关,4种野生茶树幼苗的抗旱顺序为秃房茶(Camellia gymnogyna Chang)大厂茶(Camellia tachangensis F.C.Zhang)茶(Camellia Sinensis(L.)-O.Kuntze)大理茶(Camellia taliensis(W.W.Smish)),田间持续干旱试验验证了基于隶属函数抗旱性评价方法的准确性和可靠性。     

干旱胁迫下黄条金刚竹的光合和叶绿素荧光特性

通过盆栽试验,研究了自然干旱胁迫处理下,黄条金刚竹植株形态、土壤含水量(SWC)、叶片含水量(LWC)、叶片水势(LWP)、光合作用参数和叶绿素荧光参数的变化,及与环境因素的关系.结果表明:自然干旱胁迫后第17天,黄条金刚竹出现干旱伤害症状,叶片失水下垂、内卷,第43天地上部分失水死亡;复水后10 d,叶片叶绿素荧光参数与第43天无显著差异.在干旱胁迫0～21 d,SWC显著下降,而在17 d以后,LWP急剧下降,29 d以后LWC显著降低.随着干旱胁迫程度的加剧,叶片蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)持续下降,而光合速率(P_n)波动较大,瞬时水分利用效率（PWUE）则先升高后降低;17 d后,P_n由气孔限制为主转为非气孔限制为主,实际光合效率(Φ_PSⅡ)开始下降;25 d后,黄条金刚竹的光合机构被破坏,最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在热耗散能力(q_N)分别由0.64、0.79下降到-0.11、0.33.T_r、g_s、PWUE与LWP密切相关,大气湿度对P_n、T_r、g_s的影响显著,气孔是光合参数变化的主导因素.本试验条件下,黄条金刚竹适宜在土壤相对含水率≥12%的土壤中生长,且干旱胁迫持续时间不超过25 d.     

干旱对辣椒光合作用及相关生理特性的影响

采用盆栽实验研究了干旱对5个栽培种Capsicum annuum L.(CA),Capsicum baccatum L.(CB),Capsicum chinenseJacquin.(CC),Capsicum frutescens L.(CF)Capsicum pubescens Ruiz&Pavon(CP)和1个野生种Capsicum baccatum var.baccatum(CBY)的光合作用及相关生理特性的影响。结果发现,干旱条件下辣椒的光合色素下降幅度不大,复水后光合速率恢复较快,非光化学淬灭参数和保护酶活性大幅度上升,气孔导度和蒸腾速率显著下降,WUE和qN明显上升,这表明辣椒对干旱有较强的适应力;同时发现不同栽培种间的抗旱能力存在一定的差异,CB的光合色素、光合速率和气孔导度下降幅度最小,非光化学淬灭参数和水分利用率上升幅度最大,这表明CB比其他栽培种的抗旱能力强;研究同时发现,野生种Capsicum baccatum var.baccatum(CBY)的耐旱能力比5个栽培种都强。研究结果表明,辣椒育种应加强栽培种间以及栽培种与野生种之间的基因交流,达到提高产量和品种的抗逆能力的目的。