莲雾寒冻害低温等级指标的确定

根据福建、广东、广西、贵州四省(区)2008—2014年的89例莲雾(Syzygium samarangense)寒冻害灾情样本资料,结合莲雾寒冻害形态学标准,采用回归分析方法,初步得到莲雾寒冻害低温等级指标。在此基础上,与地理移置自然低温试验、人工气候箱模拟低温试验及2016年果园灾情调查资料所获取的莲雾形态和生理生态指标变化情况进行检验和验证。结果表明:莲雾寒冻害低温等级指标分别为5级;T_(min)5.5℃,无寒冻害,正常生长;3.0℃T_(min)≤5.5℃,轻度;1.0℃T_(min)≤3.0℃,中度;-1.5℃T_(min)≤1.0℃,重度;T_(min)≤-1.5℃,极重,不可恢复或死亡;研究的等级指标通过典型年、地理移放试验和人工气候箱致灾试验结果验证准确率达90%以上,可以投入实际应用。     

拟南芥中磷脂酶Dγ2的低温信号转导作用途径分析

磷脂酶D(PLD)的磷脂降解功能和信号转导功能均能影响植物的抗冻性.本研究以PLDγ2基因被敲除的拟南芥突变体及其野生型为材料,进行低温驯化和冻害胁迫处理,随后由这两种植株的表型及其离子渗透率等来分析PLDγ2基因对拟南芥抗冻性.结果发现,经直接冻害处理后,PLDγ2敲除型的抗冻性与野生型基本一致;但经过低温驯化后的冻害处理,PLDγ2敲除型的抗冻性弱于野生型,即表明PLDγ2基因参与了低温信号转导作用.进一步的实验结果表明PLDγ2基因介导脯氨酸调控的可溶性物质调控途径和过氧化物酶(POD)活性调控的抗氧化系统途径;但是与低温信号激素ABA不在同一条信号转导途径.     

福建柏低温胁迫下一些生理指标的变化

对不同种源(福建仙游、南靖、德化)的福建柏[Fokienia hodginsii (Dunn) Henry et Thomas]1～2 年生苗进行-8℃及-15℃低温胁迫处理,结果表明,处理24 h,叶片内叶绿素和脯氨酸的含量比对照(自然低温-4℃)都有所升高,而根活力指标均有所降低.且种源间差异明显,仙游和南靖种源叶绿素和脯氨酸含量的增加率均大于德化种源;根活力指标的降低率为仙游＜南靖＜德化.仙游种源2年生苗低温处理24 h,叶绿素和脯氨酸含量均升高,但处理48和72 h时叶绿素含量明显下降;脯氨酸含量在处理72 h时明显升高.田间同步观测表明,在-4℃24 h自然低温条件下,2年生苗仅出现少量侧枝顶端鳞叶轻微受冻;经-8℃持续48 h自然低温,则出现中度(Ⅱ级)冻害(多数苗木未见顶梢受冻);而经-8℃处理72 h以及-15℃处理48 h和72 h的苗木绝大多数冻死.上述生理指标的变化,可为评估耐寒种源及北移引种提供依据.     

冬小麦春化过程中可溶性蛋白质组成的变化与形态发生的关系

冬小麦“农大139”经40天左右的春化处理才能迅速而整齐地抽穗,但经14—21天低温处理,已经具有在夏季抽穗的可能性,虽然抽穗推迟且极不整齐;再将春化时间延长,则抽穗百分比增加,且从播种到抽穗的时间缩短。这表明,春化过程中低温对发育的作用有两种效应:前期低温是诱发生理状态的转变,后期低温则只具有加速发育的作用,两个时期的转变是在春化的中期。蛋白质合成抑制剂乙基硫氨酸和对-氟苯丙氨酸能抑制冬小麦的春化,抑制时期也是在春化过程的中期。不同时间低温处理后冬小麦幼芽中可溶性蛋白质含量及组成发生了变化,春化过程中期(低温处理14天之后)不仅含量比对照增加了一倍,而且有新的蛋白质谱带出现。春麦中无类似现象,未经低温处理的春麦已含有冬麦中新出现的谱带。说明冬小麦春化过程的第14—21天左右是与春化过程有关的蛋白质合成的关键时期,该时期新合成的蛋白质与植株的发育状态之间存在着密切的相关关系。     

水分胁迫下内生真菌球毛壳ND35对冬小麦苗期生长和抗旱性的影响

为明确不同水分条件下内生真菌对冬小麦苗期生长和抗旱性的影响,以抗旱型小麦品种山农16和水分敏感型小麦品种山农22为材料,利用荧光定量PCR技术检测小麦干旱诱导基因脱水素wzy2的表达量来了解冬小麦在干旱胁迫下相关基因的表达差异,通过测定相关生理指标与酶活性来判断小麦发育及其在干旱胁迫下的生理响应状况。结果表明,与正常水分ND35组相比,接种球毛壳菌(Chaetomium globosum)ND35的干旱处理组小麦的根冠比、总蛋白含量、脯氨酸含量及丙二醛含量等指标显著提高,小麦叶片含水量和可溶性糖含量有所降低。在干旱处理组中,球毛壳菌ND35可以显著提高小麦山农16的根长和山农22的株高,接种球毛壳ND35的山农16脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢酶活性比对照组均显著提高,丙二醛含量比对照组降低9.0%,但差异不显著;山农22脯氨酸含量和过氧化氢酶活性比对照组显著提高,丙二醛含量和可溶性糖含量比对照组有所降低,但可溶性糖含量差异不显著;相对定量检测数据显示,接种球毛壳ND35后,两种小麦脱水素wzy2基因的表达量较对照组均能够显著提高。综合分析说明内生真菌球毛壳ND35可以促进冬小麦苗期根系和植株发育,小麦提前进入三叶期,增强小麦避旱性,同时提高小麦根系活力,增强小麦耐旱性;提高个体细胞内水分、糖分、脯氨酸含量,降低丙二醛的氧化性损伤,增强过氧化氢酶活性,从而提高两种冬小麦对干旱胁迫的耐受能力;球毛壳ND35促进小麦干旱诱导相关基因wzy2的表达量,进而提高抗旱相关蛋白的表达,从而提高两种冬小麦耐脱水性和对干旱胁迫的适应性。     

河北冬小麦冬季不同类型冻害气候指标及风险分析

利用河北省1981—2010年冬季逐日气象资料、冬小麦冻害灾情资料及品种资料,采用秩和检验法,依据Bayes判别准则,建立了初冬剧烈降温型、冬季长寒型和融冻型3大主要类型冬季冻害气候指标;依据风险分析原理,结合概率密度函数,建立了各类型冻害的气候风险概率指数模型,进行风险分析。结果表明:冬小麦初冬剧烈降温型冻害主要受越冬前后降温过程的降温幅度和过程最低气温影响;长寒型冻害主要受越冬期寒冷程度影响,包括越冬天数及越冬期平均气温、最低气温低于临界温度的天数及其累积负积温两个方面;融冻型冻害主要受平均气温回升到0℃以上后出现的低温过程的极端最低气温影响。北部麦区以长寒型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在唐山、秦皇岛两市中北部和保定西北部;中南部麦区以融冻型和初冬剧烈降温型冻害风险为主,高风险和较高风险区主要分布在邢台和邯郸两市东部、保定西北部。     

箭舌豌豆根系抗坏血酸及相关酶对镉胁迫的响应

以箭舌豌豆(Vicia sativa L.)品种L3(耐镉)和ZM(镉敏感)为材料,研究了不同程度镉胁迫下箭舌豌豆幼苗根系抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)同工酶活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)同工酶活性以及APX基因表达的变化。结果显示:(1)2个箭舌豌豆品种根系AsA和脱氢抗坏血酸(DHA)含量在镉胁迫下显著升高;AsA/DHA比值在镉耐性品种L3中显著升高,在敏感品种ZM中显著下降;相同镉处理浓度下,L3根系AsA含量和AsA/DHA比值显著大于ZM。(2)2个品种根系DHAR的活性电泳共显示4条同工酶条带,它们的活性均随镉处理浓度的升高而升高;其中DHAR1只在L3显示,DHAR4只在ZM显示;相同镉处理浓度下,品种L3的DHAR的总活性大于品种ZM。(3)2个品种根系APX的活性电泳共显示11条同工酶条带,其中的APX1、2、4仅在敏感品种ZM中受镉胁迫诱导,APX 8在耐性品种L3中受到比敏感品种ZM更显著的诱导;克隆得到1个箭舌豌豆APX基因,荧光定量RT-PCR结果显示该基因的转录在L3和ZM根系均受镉处理诱导。研究表明,镉胁迫下2个箭舌豌豆品种根系AsA含量,AsA代谢相关酶DHAR和APX的活性以及APX的转录水平均显著升高;镉耐性品种L3较敏感品种ZM能更有效地促进AsA循环,维持更高的AsA水平,从而更有效地缓解镉胁迫诱导产生的氧化胁迫,这可能是L3较ZM具有更高镉耐性的重要机制之一。     

低温条件下拔节期小麦叶片内源激素含量和抗氧化酶活性的变化

以扬麦16和徐麦30为试验材料,利用人工气候室模拟低温逆境,研究拔节期-3 ℃和-5 ℃低温胁迫对小麦植株受冻率、叶片内源激素含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明： 随着处理温度的降低、胁迫时间的延长,小麦植株冻害等级与冻害指数增加,-5 ℃处理72 h两品种五级冻害率均为100%.低温处理结束当天,小麦叶片中内源激素脱落酸（ABA）、玉米素核苷（ZR）含量、抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫程度加重呈先升高后降低的趋势;处理结束后3 d,ABA、ZR含量及抗氧化酶活性较处理结束当天升高;至处理结束后6 d,与自然生长的对照处理接近.低温胁迫叶片中赤霉素（GA₃）含量下降,处理结束后3和6 d,扬麦16叶片中GA₃含量呈上升趋势,徐麦30则表现为先升高后下降.-5 ℃ 72 h重度胁迫处理叶片中ABA、ZR、GA₃含量和SOD、POD、CAT活性均较对照显著下降.相关分析表明,较高的ABA、ZR含量、SOD、POD、CAT活性以及较低的GA₃含量可减缓低温胁迫对小麦植株的伤害.     

我国北方风蚀区冬油菜抗风蚀效果

河西走廊地区属我国北方风蚀区,通过对河西走廊冬油菜、冬小麦、麦茬和春播等4种主要农田地表类型(处理)进行风洞模拟实验,比较各个处理的抗风蚀效果.结果表明:冬油菜、冬小麦、麦茬和春播4种处理地表的粗糙度分别为4.2、4.1、3.9和0.7;起动风速分别为14、13、12 m · s~(-1)和6 m · s~(-1);平均风蚀模数分别为22.3 、23.3、42.5 kg · hm~(-2) · h~(-1)和543.6 kg · hm~(-2) · h~(-1);输沙率分别为0.1、0.1、0.2 g · m~(-2) · min~(-1)和23.3 g · m~(-2) · min~(-1).依据粗糙度、起动风速、风蚀模数和输沙率评判,4种主要地表类型的抗风蚀效果依次为,冬油菜＞冬小麦＞麦茬＞,春播最差.因此,推广冬油菜、冬小麦等越冬作物的种植是解决我国北方风蚀区农田土壤风蚀、土地沙漠化以及根治沙尘暴尘源的有效途径和措施.     

低温、弱光、高湿胁迫对日光温室番茄花期生理生化指标的影响

为探讨东北地区冬季低温寡照天气对番茄影响的生理机制,以东北地区主栽番茄品种"靓粉2号"为试材,在人工气候箱内模拟4种低温处理(5-2-4℃;5-1-3℃;5-0-2℃;5-(-1)-1℃)、弱光\[0(2日)~400μmol·mol-1\]、高湿(70%~95%),研究低温弱光高湿胁迫对番茄最大净光合速率、叶绿素荧光参数及酶活性的影响。结果表明:低温弱光高湿胁迫降低了PSII的原始光能转换效率和潜在活性,最大净光合速率(Pmax)、PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)、光化学淬灭系数(q P)随着低温降低和持续时间的延长呈下降的趋势,非光化学淬灭系数(q N)提高,而超氧化物歧化酶(SOD)活性升高且丙二醛(MDA)含量增加;温度回升及恢复后Pmax、Fv/Fm、Fv/F0、q P升高,q N、SOD酶活性下降,MDA含量依然增加,除处理1和处理2的Pmax恢复到第1天的水平外,其余各项生理生化指标没有恢复到第1天的水平,同时各项生理生化指标均未恢复到对照的水平,表明5℃及以下低温弱光高湿胁迫已经对番茄造成伤害,当5℃及以下低温持续3 d,且最低温度降到0℃的时候,达到了冻害致灾指标。     

几种保护酶活性变化与马占相思树对低温胁迫的抵抗性的关系研究

马占相思(Acacia mangium)QLD19835家系树苗在人工气候室经低温处理后,体内相关的生理指标及酶活性产生明显变化。随着温度不断下降至-6℃产生的冻害导致植株细胞膜ATP酶活性有所下降,而蛋白质的含量则显著升高,同时,细胞保护酶SOD、POD、CAT的活性呈下降趋势,但仍能维持较高的活性水平。这些实验结果表明,马占相思QLD19835对低温胁迫能产生一种防卫反应,从而对冻害有一定适应性,而具有一定活性的细胞保护酶及蛋白质的含量提高可能是植株有较强抗寒力的重要原因。     

有机与常规培肥模式生产水稻的碳足迹

为明确不同施肥模式对水稻生产碳足迹的影响,采取田间动态监测与室内分析相结合的方式,应用生命周期碳足迹的评价方法,研究了施用化肥(CF)、猪粪(ZM)、牛粪(NM)、鸡粪(JM)对稻田系统碳排放、碳增汇、水稻生产碳足迹及单位产量碳足迹的影响。结果表明:水稻种植过程中温室气体的排放是水稻生产碳排放的主要来源,与CF处理相比,施用有机肥可增加稻田碳排放,ZM、NM和JM处理分别增加34%、30%和65%,各处理均以稻田CO₂排放贡献最大;施用有机肥处理的环境正效应高于施用化肥处理,ZM、NM和JM处理碳增汇分别是CF处理的3.3、3.8和2.9倍,可相应抵消76%、92%和55%的碳排放;施用不同有机肥对水稻生产碳足迹影响不一,但与CF处理相比均可降低单位产量的碳足迹,ZM、NM和JM处理分别降低了55%、83%和22%。综合考虑畜禽粪污处理、肥料生产与管理以及水稻种植各环节的碳排放与稻谷产量情况,有机培肥有利于降低水稻单位产量碳足迹,其中以施用牛粪处理效果最佳。     

不同播期冬小麦株型构建及其生育特征

针对黄淮平原中部冬小麦区秋季旱涝频发导致小麦播种推迟的现状,设计冬小麦10月15日(适期播种)、10月30日(中晚期播种)、11月15日(晚期播种)、11月30日(超晚期播种)、2月15日(早春播种)和3月1日(春播)6个播期,研究不同播期冬小麦株型构建及生长发育特征.结果表明： 随着冬小麦播期的推迟,其生长发育进程加快,早春播种和春播与适期播种相比生育期缩短115~130 d;10月30日(中晚期播种)之后的5个播期与适期播种相比株高降低,成穗数和有效小穗数减少;迟播小麦的叶位下移,冠层空间降低,叶面积减少;收获指数随播种期推迟由0.46(适期播种)提高到0.53(春播);冬小麦产量随播种期推迟显著下降,减产幅度最高达43.6%;冬小麦春季播种未经过冬季和早春阶段的自然低温处理,无春化过程依然可形成产量.     

不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生长期间土壤水分、温度及产量的影响

通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)均能增加土壤储水量,但以NP+PF+S和NP+PF处理较好;(2)3种覆盖栽培模式均提高了冬小麦越冬期间耕层地温,但推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)在冬小麦返青期耕层地温要低于对照(CK),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)和NP+S处理在冬小麦返青期后期到收获期耕层地温也均低于CK;(3)NP+PF+S处理较其它处理可增加冬小麦产量,并提高水分利用效率,其次是NP+PF处理,而NP+S处理增产效果不明显。可见,覆膜覆草和覆膜是较为适宜渭北旱塬雨养区冬小麦发展的栽培模式。     

喷灌灌水量对冬小麦生长、耗水与水分利用效率的影响

于2006-2008年在中国科学院通州农田水循环与节水灌溉试验基地进行田间试验,研究灌水量对冬小麦生长、耗水、产量和水分利用效率的影响.试验设置了不同的灌水量处理,灌水量以布置在冬小麦冠层顶部20 cm标准蒸发皿蒸发量(E)的倍数表示.试验结果表明:2006-2007生长季节中0.75 E处理和2007-2008生长季节中0.625 E处理所对应的冬小麦产量最高.当灌水量小于0.25 E时,冬小麦生长受到水分胁迫,其产量下降25%以上.两个生长季节中冬小麦耗水量为219～486 mm,耗水量随灌水量的增加而增大.冬小麦产量和水分利用效率与耗水量之间呈二次函数关系.北京地区冬小麦返青后的生长季节内,其适宜喷灌水量为0.50～0.75 E.     

葡萄砧木耐盐性与丙二醛和脯氨酸关系的研究

采用水培法,对3个不同耐盐性葡萄砧木品种的1年生苗进行不同浓度的NaCl胁迫处理,研究叶片中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量的变化.结果表明,在NaCl胁迫下,不同耐盐性葡萄砧木品种的MDA和Pro含量变化不同.NaCl胁迫对高抗品种ZM01-1的MDA含量影响较小,MDA含量处于一个比较稳定的水平,而其它品种的MDA变化幅度大;NaCl胁迫下Pro含量呈波动式变化,在0.1%NaCl胁迫下高抗品种ZM01-1的Pro积累少,0.3%NaCl下ZM01-1的Pro积累多.研究认为可以把MDA含量的相对稳定作为葡萄耐盐性鉴定的辅助指标,而Pro不宜作为葡萄耐盐性鉴定指标.     

热带、亚热带作物的冷害

低温可使作物受到不同程度的伤害,严重时引起死亡。低温伤害可分成冻害和冷害两大类型。1.冻害(frost damage):是指温度下降到冰点(0℃)以下,植物体内结冰(细胞间隙或细胞内结冰),使原生质脱水凝固或受机械伤害而造成的。2.冷害(chilling     

氮肥、钙肥和盐处理在冬小麦融冻胁迫适应中的生理调控作用

采用盆栽法种植冬小麦(烟农19号),在出苗7d后分别用氮肥(60mmol/L NH4CO3)、钙肥(100 mmol/L CaCl2)和NaCl(100 mmol/L)处理,生长30 d后开始冻融处理(15℃,0℃,-15℃,0℃,15℃各处理3h).结果表明,在融冻和冻融胁迫过程中冬小麦叶片细胞膜透性变化和膜脂过氧化程度与温度变化呈显著负相关(R=-0.89**,R=-0.85**).与对照相比,经氮肥、钙肥和盐处理的冬小麦叶片细胞膜透性和丙二醛含量较低,而SOD、CAT和POD活力均较高,这表明施肥能降低细胞膜脂过氧化作用,提高细胞膜抗氧化能力.但不同肥料和盐处理在冬小麦融冻胁迫中对渗透调节物质的调节作用存在差异.施氮肥使冬小麦叶片脯氨酸和可溶性蛋白质含量分别高于对照44.3％和23.6％,可溶性糖含量低于对照(-17.3％);而钙肥和盐处理却使冬小麦叶片可溶性糖含量高于对照(57.5％和37.1％).研究表明,氮肥通过调节氮代谢提高脯氨酸和蛋白质含量,钙肥通过促进糖代谢提高可溶性糖含量.因此,冬季给冬小麦幼苗施一定的混合肥,不仅可促使植物细胞积累较多的渗透调节物质防止细胞结冰,激活体内保护酶系统防止细胞膜脂过氧化,而且施肥还可促使来年春季幼苗的快速返青健壮生长.通过合理施肥改善植物的代谢提高作物的抗融冻能力,这可能是目前投资少,见效快的有效途径.     

大鼠脑血管痉挛时NO和ET—1变化及尼莫地平的影响

目的探讨蛛网膜下腔出血(SAH)后脑血管痉挛(CVS)时脑组织一氧化氮(NO)和内皮素-1(ET-1)含量变化及尼莫地平(ND)对其影响。方法将135只Wistar大鼠随机均分为SAH组、ND处理组和假手术组,观察手术前后基底动脉管径,及24h内局部脑血流量(rCBF)、脑组织NO和ET-1含量动态改变,并行海马病理检查。结果SAH后rCBF明显而持续降低,基底动脉管径显著缩小;海马CAl区锥体细胞严重受损;脑组织NO和ET-1含量均在SAH后1～24h显著增加(P＜0．05～0．01)。ND处理后使上述异常变化均减轻。结论SAH后脑组织NO、ET-1增多可能参与了CVS所致脑损害过程,ND通过减轻CVS和拮抗脑组织NO及ET-1的病理性改变而发挥脑保护作用。     

冬小麦生长季不同灌溉模式对冬小麦-夏玉米产量与水分利用的影响

在华北平原黑龙港流域对冬小麦实行3种灌溉模式,研究了不同灌溉模式对冬小麦-夏玉米产量、耗水特性和水分利用效率的影响.结果表明:浇底墒水+拔节水处理(W2,75 mm+90 mm)和浇底墒水+拔节水+灌浆水处理(W3,75 mm+90 mm+60 mm)周年总产量均显著高于只浇底墒水处理(W1,75 mm),增幅分别为8.7%和12.5%.冬小麦全生育期对土壤水的消耗随灌溉量的增加而减少,夏玉米季总耗水量随冬小麦季灌溉量的增加而增加.W2处理冬小麦水分利用效率(WUE)比W3处理高11.1%,而其夏玉米水分利用效率(WUE)与W3处理差异不显著.W2和W1处理的周年水分利用效率(WUET)分别为21.28和21.60 kg.mm-1.hm-2,比W3处理分别高7.8%和9.4%.综合周年产量、耗水量和水分利用效率,W2是较好的节水丰产灌溉模式.