葛体达[1]2004年在《夏玉米对干旱胁迫的响应与适应机制的研究》文中研究说明我国玉米主产区主要集中在北方的半干旱和半湿润地区,基本是雨养农业。玉米生长的各个时期均会受到不同程度、难以预料的干旱胁迫,从而导致大幅度减产。因此,有关玉米对干旱胁迫的响应成为当今人们关注的热点问题之一。但以往的田间观测和理论研究多集中于玉米某一生长发育阶段,而对其全生育期的干旱响应的探讨仍然不多,尤其地上、地下部对干旱的适应协调研究不够深入,定量化程度较低。因此,本研究以夏玉米为供试材料,利用大型活动式防雨旱棚,采用池栽试验和室内分析等相结合的研究方法,系统探讨了不同土壤水分条件(充分供水,轻度水分胁迫,严重水分胁迫)对夏玉米生长发育、产量构成性状、品质及水分利用效率等的影响及其生理生化机制。主要研究结果如下:1.水分胁迫对夏玉米生长发育、光合产物积累、运转和分配的影响水分胁迫下,玉米生长发育受到抑制,如株高降低、茎(基)粗变细、叶面积系数减少、根条数变少、根体积变小、叶片出生速度减慢、叶片变小、变窄、叶形指数变大、比叶面积大大降低、硬叶指数和肉质化程度增加。水分胁迫延长了雌雄花期间隔期(ASI),从而在一定程度上延迟了夏玉米的灌浆期,这将致使玉米穗粒发育受到明显阻碍,产量降低。水分胁迫改变了光合产物积累、分配和运转的绝对积累量、累积速率和分配率,即影响过程线的陡度(累积速率)和高度(最大值),但对夏玉米各生育期光合产物积累、分配和运转等的总体趋势影响不大,叁种水分处理下均表现出慢—快—慢、低—高—低的变化趋势。本试验系统研究了,在水分胁迫下,夏玉米干物质及其各器官干物质累积速率降低、总量减少,根冠比、根叶比、叶茎比、根茎比发生改变,不同器官干物质转移量、转移率和转移量对雌穗重的贡献有所变化。合理的水分供应可促进玉米植株生育前期光合产物的积累,以及生育后期干物质从营养体向籽粒的转移,在成熟期营养器官中的非结构性碳水化合物滞留少,向籽粒中的运转彻底,可获得较高的籽粒产量。而在水分胁迫下,玉米干物质积累减少,碳代谢发生紊乱,分配、转移到生殖器官的同化物减少。2.水分胁迫对夏玉米生理生化指标的影响水分胁迫下,玉米植株体内生理生化机制发生了明显的变化。玉米叶片相对含水量下降、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,离体叶片保水力降低;光合速率、蒸腾速率减少,且光合速率对水分胁迫的敏感性大于蒸腾速率,玉米冠层中、下部的光合有效辐射(PAR)均显着增加,而其冠层上部因接受太阳辐射的程度基本一致,故其光合有效辐射差异不显着。在水分胁迫下,玉米根系、叶片保护酶系SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显着升高而后期下降,即保护酶系统对水分胁迫响应的策略不同,前中期如大口期和抽雄前期主要表现为积极应对,后期如灌浆期和乳熟期主要表现为被动忍耐;根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。SOD、CAT、POD活性对水分胁迫的敏感程度不同,SOD对水分胁迫不敏感,水分胁迫后期,SOD仍有较高活性,POD活性则明显降低。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加,且根系MDA含量小于叶片MDA含量。而在水分胁迫下,叶片与根系中可溶性蛋白质含量降低。研究还表明,在水分胁迫下,玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应和叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系,且绝大多数的相关系数达显着或极显着水平。3.水分胁迫对夏玉米籽粒产量、产量构成因素及品质的影响土壤含水量与产量密切相关,在一定范围内,随土壤含水量的减少产量降低。胁迫处理的产量均小于充分供水处理,轻度水分胁迫处理的产量是充分供水处理的77.14%。而严重水分胁迫处理营养体极度削弱,生育进程推迟,穗粒数极少,产量极低,仅为充分供水处理的24.57%,差异达极显着水平。造成减产的主要因素是每穗粒数的减少、百粒重的下降以及经济系数降低。本研究首次提出了严重水分胁迫导致玉米成熟期推迟,其具体表现为,在收获期籽粒、穗轴、苞叶、花丝的含水量均随水分胁迫的加剧而显着升高,严重水分胁迫导致收获期玉米籽粒、苞叶、穗轴、花丝含水量较充分供水约高20%～60%,从而造成收获期雌性生殖器官的贪青晚熟。水分条件在某种程度上影响了玉米籽粒品质。水分胁迫降低了籽粒中淀粉、粗脂肪含量;提高了籽粒可溶性总糖、还原糖、N、P、K、中微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Mn含量。但不同元素的升高比例(增幅)不同。不同元素对水分胁迫响应的顺序为Zn最大、Ca、Mg、Cu次之、Mn最小。4.水分胁迫对玉米耗水特性及水分利用效率的影响随着供水量的减少,夏玉米各生育期的耗水量也相应减少,即各处理各生育期的耗水量均表现为充分供水处理>轻度水分胁迫处理>严重水分胁迫处理,但各处理的模系数基本相同。不同水分处理,夏玉米各生育期内农田耗水强度(日耗水量)过程线基本呈抛物线形状(单峰曲线变化),苗期和成熟期耗水强度较小,抽雄至吐丝期达最大值。各生育期耗水强度随土壤含水量的增大而增大。各生育期(除腊熟期外)叶片水平的水分利用效率基本上随土壤含水量的增加而增加,而在腊熟期呈相反的趋势,即土壤含水量愈低则叶片水分利用效率愈大。而籽粒水分利用效率并不随耗水量的增加而简单的增加,轻度水分胁迫处理的籽粒水分利用效率为最高,其值为1.59 kg·mm-1,比充分供水处理高了19.32%。5.不同水分处理水分效应的综合评判在本试验条件下,模糊综合评判的结果表明:轻度水分胁迫处理(田间持水量的(55±5)%)的水分效应综合评判结果最优;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着,而轻度水分胁迫和充分供水不显着,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(55±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。
郝卫平[2]2013年在《干旱复水对玉米水分利用效率及补偿效应影响研究》文中研究表明作物水分利用效率(WUE)是作物在缺水条件下实现抗旱节水和高产的重要机制,揭示干旱胁迫和复水对作物产量和水分利用效率的影响是生物性节水领域的国际研究前沿问题。全球农业用水日趋紧张,已成为粮食增产乃至社会经济发展的重要瓶颈,而且干旱缺水引发了一系列生态环境问题,对农业可持续发展构成严重威胁。提高作物水分利用效率已成为突破水资源短缺制约粮食生产的瓶颈,实现粮食增产和农业可持续发展目标的必然选择。因此,系统研究作物产量形成过程对干旱复水的响应规律,揭示干旱复水对作物水分利用效率的影响机制对于完善和丰富生物性节水理论和指导农业高效用水管理,发展节水灌溉和提高作物水分生产力具有重要的理论意义和实用价值。本文针对干旱胁迫条件下提高作物WUE的问题,以玉米为研究对象,在2009-2010年采用抗旱棚池栽水分控制试验,从耗水动态、玉米生长、生理代谢和产量形成等多个角度入手,系统研究了不同生育期、不同胁迫时间长度的干旱胁迫和复水处理对产量形成过程和WUE的影响,明确了WUE的主要影响因素,系统分析了玉米耗水生产过程中的实际耗水量、生长发育、产量形成、光合和蒸腾作用以及氮素吸收积累和干物质积累、转运与分配等对干旱胁迫复水的响应规律,综合分析了需水关键期干旱复水的补偿效应,揭示了需水关键期干旱胁迫复水对玉米WUE影响机制。获得的主要结果如下：(1)从耗水过程、生长和产量响应等多角度入手,系统揭示了不同生育阶段干旱和复水对玉米WUE的影响,明确了抽雄-乳熟阶段是干旱显着影响玉米水分利用效率的需水关键期,为作物节水增产的水分调控和管理提供了理论依据。结果表明,拔节期是生长干旱敏感期,干旱胁迫造成株高和叶面积等玉米生长指标显着降低,但复水后在生长中后期的生长和生理补偿效应促进了WUE的提高；抽雄—乳熟阶段是需水分关键期,干旱对生长、产量和WUE都产生显着影响,复水后的补偿效应不足是导致最终WUE降低原因之一。所以拔节期适度的水分调控、抽雄—乳熟阶段水分供应的充分保障是玉米实现高产节水的关键。不同生育期干旱胁迫对玉米生长影响程度的次序为：抽雄—灌浆初期>拔节期>灌浆初期—乳熟期>成熟期；对产量影响程度的次序为：抽雄—灌浆初期>灌浆初期—乳熟期>拔节期>成熟期,其中穗粒数、粒重、穗长是导致差异显着的主要因素；对玉米WUE影响程度的次序为：抽雄—乳熟期>成熟期>拔节期,成熟期和拔节期之间差异不显着。可见不同生育期干旱胁迫和复水对生长、产量和WUE的影响存在一定错位现象,这为进一步研究水分调控技术实现产量和水分利用效率同时提高目标提供了可能。(2)分析干旱胁迫和复水对玉米生长、产量构成、干物质转移率以及耗水规律的影响基础上,系统地研究了需水关键期干旱复水条件下对玉米WUE的主要影响因素及其作用机制。结果表明,干旱胁迫下影响WUE的因素与其关联度次序为穗长>穗粒数>生物量>叶面积>耗水量>株高>百粒重>花前营养器官贮存物质转运率。其中,穗粒数、穗长等产量因素对WUE的影响最大,其次是株高、叶面积和干物质积累等生长因素,然后是耗水量因素,光合作用等生理过程的干旱胁迫后复水补偿效应具有阶段性特征,难以量化其对WUE的影响,但光合作用几乎贯穿玉米整个生育期,其主要通过影响生长和产量等因素的变化而影响WUE。可见在干旱条件下,调控关键期干物质积累即维持较高的光合同化能力提高籽粒数和粒重对提高WUE最为关键,其次保障花前营养生长功能和复水补偿能力,然后是适度亏水优化调控耗水量,实现抗旱节水和高产高WUE。(3)揭示了干旱胁迫和复水对玉米耗水规律以及土壤水分动态变化特征的影响,为耗水过程中优化调控供水量,提高水分利用效率和土壤水利用率提供了参考依据。研究发现,玉米需水关键期干旱胁迫显着降低本阶段的耗水强度,从而改变了整个生育期耗水变化的峰值和实际耗水量,但并不改变耗水过程的变化趋势。从胁迫时期看,抽雄—灌浆初期干旱胁迫和复水不仅显着降低同期耗水量,还导致后续生育期的阶段耗水量明显降低。在农田自然干早过程中,随胁迫时间延长,胁迫程度增加,对耗水量的影响也明显增大。干旱胁迫导致土壤水分干湿交替动态变化明显加剧,生育期内整体呈现明显的波动下降变化趋势,且随干旱程度增加下降越明显；干旱胁迫导致土壤剖面水分变动活跃层不断加深,短期的干旱胁迫后复水使土壤水分得到及时补充,可以促进玉米对土壤深层储水利用,从而提高水分利用率；但长期的干旱胁迫导致土壤深层储水过度消耗,复水后深层土壤水分得不到完全恢复,土壤水分处于负平衡状态,如果此状况长期持续容易造成土壤深层干燥。这些结果为农田优化调控供水量,提高水分利用效率提供了参考依据。(4)揭示了需水关键期干旱胁迫和复水对玉米产量及其构成因素的影响机制,为干旱缺水条件下获得节水高产目标提供理论基础。本文针对需水关键期干旱胁迫复水对不同玉米品种的产量构成因素及穗部性状的影响进行分析研究结果表明,穗长、穗粗、穗粒数、百粒重等因素决定着玉米产量的大小。从抽雄到乳熟期的需水关键阶段的干旱胁迫复水处理对穗粒数、粒重和穗长均产生显着影响,其中抽雄—灌浆初期不同干旱胁迫处理导致穗粒数减少11.1%—24.1%,灌浆初期—乳熟期减少2.7%—6.5%,均达显着水平(P<0.05)。通径分析产量与其构成因素的关系结果表明,穗粒数对产量的直接作用系数明显大于籽粒重的直接作用系数,而且籽粒重通过影响穗粒数而对产量影响的间接作用较大。可见需水关键期干旱胁迫造成玉米减产的主要原因干旱导致穗粒数的减少,其次是籽粒重的降低,干旱胁迫对穗长和穗粗的显着影响一定程度上导致穗粒数减少。由此可推断,需水关键期干旱胁迫对雌雄穗发育、授粉等过程均产生不利影响,直接造成玉米花期败育,穗粒数减少,是导致最终产量降低的主要机制；灌浆初期干旱胁迫导致籽粒库容减小,灌浆速率降低,造成粒重降低是最终产量降低的可能机制。研究还发现郑单958和户单4号品种间在干旱胁迫下主要在穗长和穗粒数上差异显着,这两个指标是引起两个品种产量差异的主要因素。(5)系统研究了需水关键期玉米对干旱胁迫和复水的生理响应特征,揭示了不同生育时期干旱胁迫和复水的生理补偿效应。研究结果表明,在玉米两个需水关键阶段抽雄—灌浆初期和灌浆初期—乳熟期,干旱胁迫均导致光合和蒸腾速率降低,随着胁迫持续时间延长,胁迫程度增加,Pn和Tr受到影响越明显,长期干旱胁迫处理造成Pn下降22.6%—36.2%,Tr下降38.5%—52.1%。复水后光合速率恢复程度较低,仅恢复到充分灌水对照处理的62%-89.6%,明显低于短期干旱胁迫处理的85.3%-96.5%,需水关键期的短期轻度水分胁迫后具有部分补偿效应,长期胁迫后复水补偿效应不足,导致最终产量和WUE降低。不同时期干旱胁迫和复水对玉米的生理过程影响不同,灌浆初期—乳熟期水分胁迫对光合和蒸腾速率、叶绿素相对含量影响显着,灌浆初期—乳熟期干旱胁迫对光合和蒸腾速率、叶绿素相对含量影响显着,干旱胁迫导致Pn下降38.8%—-45.7%,明显高于抽雄-灌浆初期的11.2%—36.2%；Tr下降了45.6-55.9%,大于抽雄—灌浆初期的29.7%—52.1%：叶绿素含量下降7.15%—10.27%,差异均达到显着水平(P<0.05)。灌浆初期—乳熟期干旱胁迫导致光合速率下降程度高,复水后的补偿效应较低,尤其是长期的干旱胁迫补偿效应明显降低。Pn复水后恢复到对照的62.0%—80.0%,低于抽雄-灌浆初期的75.6%—89.6%；Tr复水后恢复到对照的78.1%—842%,低于抽雄—灌浆初期的82.1%—92.1%；叶绿素含量在短期干旱胁迫后复水可恢复到对照的95%,但长期胁迫后复水的恢复程度始终与充分灌水处理存在较明显差异。灌浆—乳熟阶段是玉米籽粒库容建成和扩大的关键时期,干旱胁迫对光合作用的严重影响,造成光合同化产物供应不足,是导致产量减产严重,WUE下降的可能原因之—。抽雄-灌浆初期干旱胁迫后,冠层温度和叶水势都显着低于充分灌水处理,并随胁迫持续时间延长冠层温度升高和叶水势下降的程度增加,复水后均产生—定程度的补偿效应,冠层温度降低,叶水势恢复,其中短期干旱胁迫处理复水后,叶水势产生超补偿效应；灌浆初期—乳熟期的干旱胁迫复水对叶水势和冠层温度影响相对不明显,复水后仅短期干旱胁迫处理表现出部分补偿效应,长期干旱胁迫处理的补偿效应不足。(6)揭示了干旱胁迫和复水对两个不同类型的玉米品种的生长、产量和生理特征的影响差异和原因,为进—步揭示提高水分利用效率的作物自身的内在机制提供了依据。研究发现,灌浆初期—乳熟期户单4号的产量水分亏缺响应系数Ky值大于郑单958,而在抽雄-灌浆初期两个品种间的Ky差异不大,表明抗旱性弱WUE较低的户单4号品种对需水关键期的干旱胁迫较郑单958品种更敏感。在生理特征方面,冠层温度和叶水势受水分胁迫的影响程度大于郑单958,光合速率受水分胁迫抑制程度高,复水补偿效应低于郑单958,光合效率降低明显。在生长和产量方面,长时间的水分胁迫导致户单4号的生物量显着降低,穗长和穗粒数与郑单958差异显着,造成其产量与郑单958差距明显,这些因素的综合作用导致其WUE较低。(7)从补偿效应角度综合比较分析了玉米生长期间各过程的干旱胁迫复水补偿效应,揭示出干旱胁迫时期和胁迫程度是决定干旱胁迫复水补偿效应的关键。研究发现,玉米对抽雄—灌浆初期的干旱胁迫十分敏感,干旱后复水补偿效应仅起到部分补偿效果,该阶段干旱胁迫复水处理(T7和T14)对株高、叶面积、光合速率、蒸腾速率、干物质积累和分配等均产生显着影响,短期胁迫后复水可产生一定程度的正补偿效应,长期干旱胁迫后复水补偿效应不足,最终导致产量和WUE明显降低。相对来说,灌浆初期-乳熟期的干旱胁迫对玉米生长和生理等过程影响小于抽雄—灌浆初期。从需水关键期和非关键期的比较看这种补偿效益差异更明显,拔节期干旱胁迫造成株高、叶面积和干物质积累等玉米生长因素显着降低,但复水后在生长中后期的生长补偿和生理补偿效应以及产量形成阶段的补偿效应促进最终的WUE显着提高。可见,干旱胁迫复水的时期对补偿效应的影响是WUE提高的重要机制。这对于生产实际中进行亏缺灌溉和农田水分管理把握补水时期有重要启示。
张立新[3]2006年在《氮、钾、甜菜碱对提高作物抗旱性的效果及其生理机制》文中提出氮、钾是作物需求量大而旱地土壤往往缺乏的矿质营养元素,除直接营养作物外,又对抗旱有一定效果。甜菜碱是季铵型水溶性生物碱,是作物细胞质中重要的渗透调节剂,喷施可提高作物抗旱能力。旱农地区,水分胁迫是常见现象,确定这3种物质的抗旱效果并揭示其抗旱机理,在理论和实践上都具有重要意义。过去绝大多数试验仅在干旱条件下进行,未能区分氮、钾的营养作用和其影响生理过程而表现出来的抗旱效果,也未区分甜菜碱本身的作用与抗旱功能。本研究在盆栽和水培条件下,以对水分胁迫有不同反应的2个玉米基因型品种和小麦为材料在水分胁迫和适量供水条件进行试验,从生物特性和生理反应等方面揭示它们增强作物抗旱性的效果和机理。主要结论如下:1.水分胁迫下,陕单9号干物质量和籽粒产量降低31.9%和6.8%,抗旱系数为0.93,是抗旱型品种;陕单911降低42.4%和24.4%,抗旱系数为0.76,是水分敏感型品种。水分胁迫下施钾和甜菜碱能显着提高干物质量及籽粒产量和水分利用效率,而在适量供水下无显着效果,表明二者有抗旱作用。水分胁迫和适量供水条件下施氮均有效,但水分胁迫下更突出。对水分敏感型品种效果更好。施用氮、钾和甜菜碱能不同程度降低蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高净光合速率,为干物质量和籽粒产量提高奠定了物质基础。2.水分胁迫下,水分敏感型品种的硝酸还原酶活性下降幅度,可溶性渗透物质脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白质、可溶性糖和K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量上升幅度均大于抗旱型品种。氮、钾肥对硝酸还原酶活性和渗透物质提高有显着效果。施用甜菜碱对提高硝酸还原酶活性,增加脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白质和K~+含量的效果更显着。适量供水施氮作用降低,施钾和甜菜碱未显示明显效果。表明氮、钾和甜菜碱通过改善氮代谢和提高渗透调节能力是增强作物抗旱性能的机理之一。3.水分胁迫下,抗旱品种的叶片相对含水量、保护酶活性、根系活力下降幅度小,而水分敏感品种下降幅度大。水分胁迫虽能促使叶片抗坏血酸含量上升,丙二醛不同程度累积,质膜透性增大,但抗旱品种的变动幅度小于水分型敏感品种。钾和甜菜碱能显着提高叶片相对含水量、保护酶活性、抗坏血酸含量和根系活力,降低丙二醛含量,减缓水分胁迫下的膜质过氧化作用;而氮肥效果则因品种、生育期和施用量而定。适量供水,上述生理效果明显下降,甚至消失。由此可见,这些物质引起的这些生理变化是增强作物抗旱性的根源所在。4.在加入PEG液培条件下研究了水分和氮素胁迫时,甜菜碱对2种玉米品种苗期生
王景伟[4]2014年在《奶花芸豆对干旱胁迫及烯效唑调控的响应》文中认为干旱是影响作物生长发育最主要的生态境因子,也是对作物产量最重要的限制因子之一。阐明水分亏缺对芸豆生长发育及产量的影响对于丰富作物干旱胁迫研究,解决本地区芸豆生产实际问题具有重要的理论和现实意义。本试验以奶花芸豆为研究对象,于2012年和2013年在黑龙江八一农垦大学实验场进行。采用不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱,测定了种子萌发、生理指标的变化。通过人工控水的盆栽试验研究了不同程度、不同时期、不同时间干旱胁迫及复水对奶花芸豆形态、生理和产量的影响,建立了奶花芸豆干物质积累的动态模型。同时,利用烯效唑进行拌种处理的方法,研究其对干旱的调控作用。主要研究结果如下：1.利用PEG-6000模拟干旱,研究发现,轻度胁迫并未明显影响种子的萌发,而且还有一定的促进作用。随着胁迫强度增加,种子萌发呈明显降低的趋势。MDA、游离Pro、保护酶活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量的变化则呈单峰曲线趋势。2.干旱胁迫下,芸豆株高、叶面积、比叶重、叶片保水能力均降低,茎粗变细。随着胁迫强度增加、时间延长,变化幅度增大,但叶片保水能力变化不大。不同生育时期胁迫对株高的影响顺序为苗期>花期>结荚期。叶面积随着发育进程的推进,受影响程度加重。苗期干旱胁迫使叶绿素a含量升高,随着发育进程推进呈下降趋势,胁迫强度越大、降幅越大。叶绿素总量和叶绿素b的变化规律与叶绿素a基本相同。叶绿素a与b比值无明显的规律。复水后,冠层形态指标的反应比较滞后,而后由于补偿作用得到一定程度的恢复。株高的反应,在苗期干旱胁迫5d、花期和结荚期轻度胁迫,补偿作用最明显,而重度胁迫补偿作用相对较差弱。茎粗对胁迫及复水反应均不明显。叶面积,在花期产生激发作用,最终结荚期补偿效应最强,花期和苗期次之。比叶重,在苗期和花期轻度胁迫5d出现等量补偿,花期其他处理出现部分补偿,结荚期则表现为伤害补偿或无补偿。叶片保水能力,在苗期出现等量补偿,而花期和结荚期补偿效应不明显。叶绿素a含量,在苗期胁迫5d、花期胁迫10d及结荚期胁迫均能等量补偿。叶绿素b含量,在苗期和结荚期胁迫5d,表现为等量补偿。叶绿素a与b比值,在苗期和结荚期轻度胁迫10d和花期胁迫5d,均能等量补偿。叶绿素总量的变化规律与叶绿素a基本相同。3.干旱胁迫使芸豆主根增长,根粗变细,侧根总长增加,根系活力减小,随胁迫强度越大,变幅越大。胁迫时间延长,苗期、花期和结荚期的不同指标变化各异。胁迫使根系总吸收面积减小,强度越大、时间越长,降幅越大。苗期,根系活跃吸收面积在轻度干旱胁迫时上升,随胁迫时间延长增量减小；苗期重度胁迫、花期和结荚期胁迫使活跃吸收面积降低,随着胁迫强度增加、时间延长,降幅急剧增加。活跃吸收面积率变化规律与活跃吸收面积相一致。复水后,主根长、主根粗及侧根总长均表现出滞后效应,其他指标表现不明显。主根长在苗期和花期胁迫5d产生等量补偿,侧根总长在花期和结荚期表现为等量补偿。主根粗在苗期补偿效应最强,表现出等量补偿。根系活力均能等量补偿。总吸收面积在苗期和花期胁迫5d表现为等量补偿。根系活跃吸收面积在苗期轻度胁迫5d及胁迫10d表现为等量补偿,根系活跃吸收面积率变化规律与活跃吸收面积相同。4.干旱胁迫下,芸豆叶片SOD活性均下降,胁迫强度增加,时间延长,降幅加大。MDA含量、POD和CAT活性在干旱胁迫下上升,胁迫强度越高、时间越长,上升趋势越明显,各指标在结荚期受干旱胁迫影响程度最大。复水后,POD和CAT活性表现为激发作用。最终SOD在苗期和结荚期出现等量补偿,花期胁迫出现伤害补偿。CAT活性、MDA含量在复水后,基本能等量补偿。CAT活性补偿作用的变化没有规律,苗期胁迫5d和结荚期胁迫产生等量补偿,苗期胁迫10d产生部分补偿,而花期胁迫5d和10d分别产生了伤害补偿和超补偿效应。5.干旱胁迫,可溶性蛋白含量除结荚期胁迫10d增加外,其他处理均减少,随胁迫强度增加而降幅增大。随胁迫时间延长,苗期和结荚期降幅增大,花期降幅减小,影响程度顺序为苗期>结荚期>花期。可溶性糖和游离Pro含量在干旱胁迫下提高,随胁迫强度增加,增幅加大。随胁迫时间延长,脯氨酸含量在苗期重度胁迫下降低,其他处理均提高,随发育进程推进,增幅加大。可溶性糖含量在苗期和花期增幅减小；结荚期轻度胁迫时含量提高,重度胁迫变化不大。复水后,可溶性蛋白含量表现出激发反应,可溶性糖在花期和结荚期也均出现激发反应,最终两者均为等量补偿,且可溶性蛋白在苗期胁迫10d出现超补偿现象。脯氨酸含量在复水后出现滞后效应,最终苗期胁迫10d为等量补偿,其他处理为部分补偿甚至伤害补偿。6.干旱胁迫使芸豆冠层干重减小,根部干重增加,根冠比提高。冠层干重和根冠比在胁迫强度增加时降幅加大。随胁迫时间延长,苗期和结荚期降幅加大,花期降幅减小。根部干重随胁迫强度增加,时间延长,增幅加大。复水后,冠层干重、根部干重和根冠比均先后产生滞后效应,最终在苗期和花期均能等量补偿,而结荚期,尤其是结荚期胁迫10d补偿效果较差。7.干旱胁迫对单荚粒数影响不明显,单株荚数、粒重和单株产量呈减小趋势。随胁迫强度增加、时间延长而降幅增加。单株荚数在结荚期明显降低,粒重和单株产量在花期和结荚期均明显降低,其他生育时期变化不明显。随胁迫强度增加,时间延长,百粒重降幅加大。干物质增长的动态曲线呈“S”型,与Logistic增长模型相吻合。复水后产生一定的补偿作用,苗期等量补偿,花期和结荚期仅为部分补偿。8.干旱胁迫后用烯效唑拌种,在一定浓度范围内,除株高和MDA含量降低外,其他冠层及根系形态和生理指标、保护酶活性、渗透调节物质、冠层及根干重、根冠比等均上升。最终在产量及构成因素中,百粒重和单株产量均增加,单株荚数、单荚粒数变化不显着。但烯效唑拌种浓度较高时,除株高外,均产生与中低浓度相反的变化趋势。
麻雪艳[5]2017年在《夏玉米干旱发生发展过程及其定量研究》文中研究指明干旱是世界范围内限制作物生长发育及产量形成的最主要因素。提高对作物干旱发生发展的辨识及受旱程度的评估能力,对采取科学的防旱抗旱措施,保障粮食安全具有重要意义。现有作物干旱研究主要集中在影响评估方面,且以定性分析为主、定量评价较少,对干旱发生发展过程认识不足。本研究以夏玉米为例,于2014年开展了夏玉米叁叶期开始的6个初始土壤水分梯度的持续干旱实验,考察了不同持续干旱过程中土壤水分的变化规律及其对夏玉米植株水分状况(茎、叶含水率)、叶片气体交换(净光合速率Pn,蒸腾速率Tr和气孔导度Gs)、形态特征(叶面积,株高)、生物量(根、茎、叶和总干重)、干物质分配(根冠比,叶茎比)、发育期、产量形成以及叶片性状(叶面积,叶含水量,叶干重,叶片数)权衡生长的影响,明确了夏玉米对土壤水分的响应规律,揭示了夏玉米干旱发生发展过程,提出了干旱强度与干旱程度的定量表达,实现了夏玉米受旱程度的分级评价。主要结论如下:(1)夏玉米植株水分状况和叶片气体交换参数主要受当前土壤水分亏缺即干旱强度的影响,而夏玉米形态特征和生物量主要受累积水分亏缺即干旱程度的影响。(2)采用正态总体统计容忍限方法确定了引起夏玉米苗期茎、叶含水率、蒸腾速率、光合速率、气孔导度和叶面积发生显着性变化的临界土壤相对湿度(0～30cm)分别为72%、65%、62%、60%、58%和 46%。(3)阐明了夏玉米干旱发生发展过程:土壤水分不足会直接影响茎含水率,并通过茎含水率间接影响叶含水率,叶含水率会直接影响叶片的光合作用和叶面积扩张,其影响在植株个体水平上表现为叶面积的改变,而叶面积的大小会影响植株蒸腾作用以及辐射能的吸收,进而影响夏玉米的干物质积累。(4)提出了基于作物水分胁迫系数的干旱强度的定量表达。干旱强度与植株水分和叶片气体交换参数呈显着线性关系,且叶片气体交换较植株水分对干旱的敏感程度大,其中Gs>Tr>Pn、茎含水率>叶含水率。(5)考虑干旱强度随干旱持续时间的累积影响,提出了干旱程度的定量表达。采用阈值指标分类分析法(TITAN),集合夏玉米形态特征(叶面积,株高)和生物量(茎干重、叶干重和总干重)对干旱程度的响应规律,将夏玉米受旱程度划分为无旱、轻旱、中旱和重旱4个等级。(6)干旱会影响夏玉米根、茎、叶的相关生长以及叶片性状(叶面积,叶含水量,叶干重和叶片数)的权衡生长,体现了夏玉米对干旱的适应性。随着干旱程度的增加,夏玉米优先根系生长,其次是叶片,然后是茎。夏玉米会通过降低叶片含水量和叶面积来抑制叶片代谢活性和水分散失,降低生长速率,减少生长消耗以维持生存,反映出随着受旱程度加剧,夏玉米会采取降低生长速率,增加资源贮存以提高其生存能力的适应对策。
王雅梅[6]2014年在《小麦非结构性碳水化合物累积分配和光合生理对水分胁迫的响应》文中提出水分胁迫对作物具有极大的伤害，主要表现为作物各部位间水分的重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、渗透势下降等，最终导致产量的下降。在农作物的抗旱研究中，干旱胁迫对作物最终产量及相关性状的影响以及相关机制的研究是作物学家们今天关注的热点。本研究选用抗旱性强的西旱2号和抗旱性弱的水地栽培品种永良4号两个小麦品种为试验材料，采用盆栽方法，通过对两品种小麦进行不同程度的水分胁迫和复水处理，探讨了小麦花前水分胁迫对旗叶、其它叶、茎、鞘及籽粒中非结构性碳水化合物的代谢及其相关酶活性的影响，同时比较了水分胁迫对不同抗旱性小麦品种不同生育期的光合特性和干物质的分配和积累的影响以及小麦叶、鞘和茎叁种器官中脯氨酸、丙二醛含量和抗氧化酶系统中酶活性的变化及其对水分胁迫的敏感度得到了如下结果:1．水分胁迫显着影响小麦的物质累积。水分胁迫降低了小麦其它叶鲜重、穗干重和鲜重，在一定程度上降低了不抗旱的永良4号的鞘和茎的干重和鲜重；对旗叶鲜重和干重无明显影响。抗旱品种西旱2号的旗叶和鞘的鲜重、干重及其它叶的干重大于不抗旱的永良4号；而穗鲜重和干重小于不抗旱的永良4号。2.水分胁迫显着影响小麦非结构性碳水化合物的含量。水分胁迫使旗叶、其它叶、鞘、茎及籽粒中淀粉、还原糖、果糖、蔗糖含量降低；可溶性糖含量增加。抗旱品种西旱2号与不抗旱品种永良4号相比较，在整个试验期其淀粉、还原糖、果糖、蔗糖含量均高。3.水分胁迫显着影响小麦籽粒淀粉代谢关键酶的活性。在小麦灌浆期，GBSS酶活性逐渐下降，水分胁迫可提高GBSS酶活性；SSS酶活性在前期下降幅度不大，后期迅速下降，水分胁迫对SSS酶活性影响不明显；AGPP和UGPP酶活性在灌浆期逐渐下降，胁迫显着提高了AGPP和UGPP酶活性。4．水分胁迫对抗旱小麦品种的产量影响较小。在轻度和中度水分胁迫下，与永良4号相比，西旱2号减产幅度较小，由此可知西旱2号抵御干旱的能力强。5．干旱胁迫及复水能够显着地影响小麦叶片的光合效率。西旱2号在中度水分胁迫下，永良4号在轻度水分胁迫下，它们的叶绿体受到了轻度损伤，复水后叶绿素含量均恢复到了CK水平，其对光能的吸收能力、传递效率也升高。轻度、中度水分胁迫下西旱2号适应能力较强，能够维持正常的生长，其对水分的利用效率显着高于永良4号。轻度水分胁迫及复水后，西旱2号的最大光合潜力提高；轻度、中度水分胁迫下，永良4号的Pnmax降低。6．水分胁迫及复水能够不同程度的影响小麦叶片的叶绿素荧光动力学参数。轻度水分胁迫下，永良4号小麦的qP、ETR升高；轻度水分胁迫复水后，永良4号小麦的F0降低，ΦPSII、qP、ETR及Fv/Fm升高。中度水分胁迫下，永良4号小麦的F0升高，qP、ETR及Fv/Fm均降低；中度水分胁迫复水后，永良4号小麦F0显着升高，Fv/Fm显着降低。7．水分胁迫显着增加了小麦各器官脯氨酸和丙二醛含量，提高了抗氧化酶系统中的SOD、POD、CAT叁种酶活性；复水处理后西旱2号的恢复效应要高于永良4号；各器官对水分胁迫的敏感性表现为叶>鞘>茎。
王秋玲[7]2018年在《玉米叶片光合特性对干旱的响应及气孔导度模拟研究》文中认为气候变化背景下,干旱发生频率及强度将进一步增加,干旱胁迫将成为限制植物生产并影响全球物质循环和能量流动的最主要因素之一。了解作物对干旱的响应有助于科学地进行作物生产,保障粮食安全。气孔是连接作物与环境的通道,弄清气孔导度对环境变化的响应不仅有助于阐明光合作用的变化与调控机制,而且对于预测气候变化背景下植物与大气之间的碳循环和水循环具有重要意义。本研究基于2014年开展的夏玉米持续干旱模拟试验和2016年开展的春玉米干旱及复水模拟试验,分析了不同品种玉米叶片光合特性对干旱的响应特征和响应机制,揭示了干旱过程中影响叶片光合特性的生理生态因子,评估了四种常用气孔导度模型在宽幅土壤水分条件下不同品种玉米的适用性,明确了各气孔导度模型在不同品种玉米的适用土壤水分范围。主要结论如下:(1)无论是夏玉米还是春玉米,其叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率受干旱胁迫影响均呈降低趋势。以夏玉米为例,在水分胁迫初期,夏玉米会通过热耗散来保护光系统II的功能,而在长期水分胁迫并随着水分胁迫加重的条件下,夏玉米叶绿素荧光参数受影响,光系统II将受到损伤。随着干旱程度的增强,影响夏玉米叶片光合作用的主要因素由气孔限制向非气孔限制转变;同时夏玉米水分利用策略由消耗水分维持高水平CO_2同化转向限制CO_2同化并维持叶片水分。(2)干旱条件下影响春玉米叶片净光合速率和蒸腾速率的生态因子一致,且排序一致,表现为空气相对湿度的影响最大,其次是大气CO_2浓度,再次是土壤相对含水量,空气温度的影响最小。大气CO_2浓度和空气相对湿度分别是春玉米叶片光合速率和蒸腾速率最主要的生态限制因子,土壤相对含水量和空气温度分别是春玉米叶片光合速率和蒸腾速率的主要决策生态因子。而影响春玉米叶片净光合速率和蒸腾速率的生理因子不完全一致,各生理因子对春玉米叶片光合速率直接作用表现为叶片气孔导度影响最大,其次是胞间CO_2浓度,再次是叶片含水率;对春玉米叶片蒸腾速率直接作用表现为叶片气孔导度影响最大,其次是水汽压亏缺,再次是叶片含水率。叶片含水率是春玉米叶片光合速率和蒸腾速率的主要生理决策因子,而叶片气孔导度是最主要的生理限制因子。(3)在宽幅土壤水分条件下4个常用的叶片气孔导度模型在夏玉米的适用性研究表明,USO模型模拟效果最好,其次是BBL模型和BWB模型,Jarvis模型模拟效果最差。引入土壤水分响应函数,提高了Jarvis模型、BWB模型和USO模型模拟效果,而降低了BBL模型模拟效果;模型模拟效果表现为USO-M模型(-M表示引入土壤水分响应函数后的修正模型,下同)最好,其次是Jarvis-M模型和BWB-M模型,BBL-M模型最差。其中,USO模型无论是否引入土壤水分响应函数,其模拟效果均最佳。(4)采用气孔导度模拟值与土壤相对含水量的拟合曲线是否超过观测值的95%置信区间为判断依据,对气孔导度模型在夏玉米的土壤水分适宜范围研究发现,Jarvis模型、BWB模型、BBL模型和USO模型适用于夏玉米不同的土壤相对含水量范围,分别为55%—65%,56%—67%,37%—79%和37%—95%,其中Jarvis模型和BWB模型通过引入土壤水分响应函数可在当前宽幅土壤水分条件下(37%—95%)适用。(5)在宽幅土壤水分条件下4个常用的叶片气孔导度模型在春玉米的适用性研究表明,BBL模型模拟效果最好,其次是USO模型和BWB模型,Jarvis模型模拟效果最差。通过引入土壤水分响应函数,提高了BWB模型和USO模型的模拟效果,而降低了Jarvis模型和BBL模型模拟效果;模型模拟效果表现为USO-M模型最好,其次是BBL-M模型和BWB-M模型,Jarvis-M模型最差。(6)采用气孔导度模拟值与土壤相对含水量的拟合曲线是否超过观测值的95%置信区间为依据,对气孔导度模型在春玉米的土壤水分适宜范围研究发现,Jarvis模型、BBL模型和USO模型在春玉米土壤相对含水量范围为33%—83%条件下适用,而BWB模型的适用土壤相对含水量范围为33%—76%,引入土壤水分响应函数后可在宽幅土壤水分条件下(33%—83%)适用。(7)土壤水分条件的差异和不同品种玉米生物学特征的差异及其与环境因子的相互作用使得基于气孔导度与光合速率关系建立的BWB模型、BBL模型和USO模型在不同品种玉米应用时的系数并不相同,且模拟效果也不完全相同;但引入土壤水分响应函数对叁种气孔导度模型在不同品种玉米宽幅土壤水分条件下模拟效果的影响一致,均降低了BBL模型的模拟效果,而提高了BWB模型和USO模型的模拟效果,特别是BWB模型提高最多。
张仁和[8]2011年在《玉米品种抗旱生理特性与氮素调控机制》文中认为干旱是影响玉米生产的最主要的非生物胁迫因素。通过筛选抗旱玉米品种,进而对其进行生理生化研究,最终进行旱地玉米氮肥管理实现玉米抗旱节水,是研究玉米高产高效的重要课题。本研究采用大田、池栽和盆栽试验,在水分胁迫条件下对玉米苗期、开花期的形态、生长发育和生理生化等性状特征进行了系统研究和分析,初步建立玉米开花期抗旱性鉴定指标,深入研究水分胁迫对玉米形态、生理、生化、产量等指标的影响,系统揭示了玉米抗旱的生理生化特性,阐明玉米苗期水分胁迫下氮素调控生理机制,主要研究结果如下:1.干旱胁迫下玉米品种籽粒产量均比对照明显降低,雌雄开花间隔增加,株高和穗位高降低,穗短小,秃尖多,穗粒数少,粒重轻,最终导致产量下降。雌雄开花间隔、保绿性与产量抗旱指数之间呈极显着相关。通过聚类分析将51个品种分为叁类:郑单958、粟玉2号、富友9号、先玉335和蠡玉13等5个抗旱性强;晋单50、冀玉9号、秦龙11、陕单9号,浚单20、沈单21和沈玉17等20个旱性中;陕单902、豫玉22、沈单16、陕单308等26个抗旱性差的品种。2.以抗旱性差异的12个品种为材料,通过对玉米开花期33个形态、生理性状指标采用灰色关联度、主成分分析和隶属度分析方法,从中筛选出净光合速率(P_n)、实际量子产量(φPSⅡ)、叶绿素含量(Chl)、叶面积、干物质等5项指标对玉米的抗旱性有显着影响,可作为玉米开花期抗旱性鉴定指标。所建立抗旱隶属函数对所选用的12个玉米品种进行了抗旱性预测,发现品种抗旱性排序结果与产量指数排序结果基本一致,表明筛选出的5个指标在开花期对玉米抗旱性进行鉴定是可行的。3.干旱胁迫抑制2个玉米品种郑单958(抗旱性强)和陕单902(抗旱性弱)植株生长和相对生长速率,导致整株生物量显着下降。随着干旱胁迫程度加剧,叶片最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大电子传递速率(ETR_m)、光能利用效率(α)、光系统Ⅱ的实际量子产量(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均下降,而胞间CO_2浓度(Ci),光补偿点(LCP)和非光化学猝灭系数(qN)均升高。干旱胁迫下叶片光合能力和电子传递速率降低是2个玉米品种生物量减少的主要因素。郑单958变幅小于陕单902,表明郑单958植株生长发育和光合特性比陕单902受干旱胁迫的影响小,较高的电子传递速率、较强的光能转化能力和较大的相对生长速率是郑单958适应干旱环境的重要光合生理特性。4.干旱胁迫下2个品种根系活力降低和可溶性蛋白含量降低,提高根系超氧化物歧化酶(SOD)活性,增加丙二醛(MDA)含量;随着干旱胁迫程度加剧,陕单902根系活力和可溶性蛋白含量降低幅度大于郑单958;郑单958根系超氧化物歧化酶(SOD)比对照升高幅度大于陕单902,且超氧化物歧化酶(SOD)活性高于陕单902,而陕单902根系MDA含量比对照升高幅度大于郑单958。干旱胁迫下郑单958根系活力﹑根系SOD活性以及根系可溶性蛋白含量较高能够减缓根系衰老进程,延长根系功能期。这可能是抗旱性强的郑单958在干旱环境下仍然能够获得较高产量的根系生理特性。5.吐丝期随着干旱胁迫的加剧和时间延长,叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ的实际量子产量(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均下降下降迅速,陕单902比郑单958降速快、幅度大。花后0-10 d随胁迫时间的延长叶片内SOD,CAT和POD叁种酶活性升高,郑单958增加或升高的幅度大。花后10 d后叶片SOD,CAT和POD叁种酶活性降低,而MDA含量一直增加,郑单958增幅小于陕单902。在水分条件下,郑单958叶片抗氧化酶系统清除活性氧能力的增强,膜脂过氧化程度轻,有利于维持花后较高的光合产物供应强度和较长的光合持续期。6.吐丝期干旱胁迫提高了2个品种花前贮藏同化质运转量、运转率和花前同化物对籽粒的贡献率。郑单958比陕单902花前同化物运转量、运转率和对籽粒贡献率的增幅均较大。而降低了花后光合同化量和收获指数,郑单958的收获指数比陕单902大。干旱胁迫条件下,郑单958较高的花前营养器官贮藏物质运转量、运转率是其高产的物质基础。7.干旱胁迫下,适量施氮(225 kg N/hm~2)不仅有利于玉米地上部干物质积累同时有利于玉米根系生长从而显着增加玉米苗期总干物质积累,从而提高水分利用效率。根冠比最小,地上部与地下部生长最为协调。提高了玉米幼苗叶片的Gs、Tr、Fv/Fm、φPSⅡ和qP;降低了胞间CO_2浓度(Ci)和qN;同时,显着提高保护酶活性(SOD、POD和CAT),降低了膜质过氧化程度减少MDA含量,因而全面改善叶片光合功能和内在的生理特性。而施氮不足(0 kg N/hm~2)使玉米遭受干旱和低氮双重胁迫,过量施氮(450 kg N/hm~2)则加重了玉米干旱胁迫的程度,二者均表现出与适量施氮处理相反的变化。
胡红玲[9]2012年在《巨桉耗水特性及其对干旱胁迫的响应》文中研究表明我国是淡水资源较贫乏的国家,人均占有量不足世界平均水平的1/4,且时空分布极不均匀,加之水资源污染严重,可利用的淡水资源就显得更为有限。一方面,水分是林木生存与生长发育必需的因子之一,另一方面,水资源缺乏地区林木耗水能力可能成为影响淡水资源可持续利用的因素之一。近年来,在全球气候变化的大背景下,干旱发生的频率、范围和持续时间均有增加的趋势,其对农林业生产造成的损失超过了其它自然灾害所造成损失的总和。巨桉有速生、丰产、优质及适应性强等特点,是我国南方短周期工业原料林的重要树种之一,在满足人们生产生活的木材需求和促进地方经济发展中发挥着重要作用。但巨桉是否具有很强的耗水能力,大面积发展是否影响区域水分平衡也引起了广泛的关注。同时,在干旱频繁发生的背景下,其耐旱能力也直接关系到其引种栽培和经营管理。因此,研究巨桉的耗水特性及其耐旱能力,乃至如何增强其耐旱能力都具有较强的现实意义。本文利用盆栽的试验方法,对巨桉幼树的耗水特性、耐旱特性及施氮对其耐旱性的影响进行了研究,主要内容包括：(1)巨桉与其它两个速生树种(竹柳和桤木)幼树的在不同土壤水分条件下的生长和耗水特性比较;(2)土壤水分充足条件下巨桉和桤木幼树对持续干旱的生长及生理响应；(3)不同土壤水分条件下生长的巨桉幼树对持续干旱的生理响应的差异；(4)施氮对巨桉幼树耐旱性的影响。旨在为巨桉的引种栽培及其人工林的水分和养分管理提供一定的理论依据与参考。本研究主要结果如下：1、同等环境条件下,与竹柳和桤木相比,巨桉具有相对较高的日耗水量及总耗水量。其中,在水分充足的条件下(W1),巨桉的日耗水量为竹柳的1.82倍(阴天)或2.06倍(晴天),为桤木的8.11倍(阴天)或13.35倍(晴天)；在中度干旱下(W2),为竹柳的4.24倍(阴天)或6.29倍(晴天),为桤木的11.87倍(阴天)或16.94倍(晴天)；在重度干旱下(W3),为竹柳的2.95倍(阴天)或3.22倍(晴天),为桤木的4.27倍(阴天)或5.03倍(晴天)。巨桉不仅具有较高的耗水量,且在一定的干旱程度内,也更不易受到影响而降低,这与其在干旱下继续维持较大的叶面积、较强的光合能力和较快的生长速率是密切相关的。在降雨充沛且季节分布均匀的地区可合理地发展巨桉林,在水分并不充裕或季节性干旱明显的地区,建议不要大面积种植巨桉,以免对当地水分平衡产生不良影响。2、巨桉在持续干旱条件下采取整株叶片萎蔫、卷曲的策略,尽可能地维持较高的光合有效面积和较快的生长速率,但也导致其土壤含水量较快地下降。从其渗透调节物质(如游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS))、活性氧(如过氧化氢(H202))、丙二醛(MDA)等的响应来看,其在持续干旱过程中经受着更为严重的活性氧伤害,若干旱时间延长,可能造成难以恢复的损伤。而桤木在干旱时采取落叶方式,降低了土壤水分消耗,保证了幼嫩叶片的水分供给,干旱解除或缓解之后可能较快地恢复生长。为保证两树种生长不至受到干旱的严重影响,土壤体积含水量不要低于10%。在水分充足且无长期持续干旱的地区,发展巨桉可获得较大的木材产量,而在持续干旱易发区,以桤木替代巨桉为宜。3、长期生长在水分条件较差环境中的巨桉,由于适应了水分不足的状况,对水分的渴求程度减小,在持续性干旱过程中,能更快地启动减少水分散失和减轻氧化伤害的内部调控(如提高超氧化物歧化酶(SOD)活性及抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、Pro含量)和外部调控(如减小气孔开度而使气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)降低),因而其叶片内H202和MDA含量在持续干旱的过程中上升较为缓慢,受到的氧化伤害较小。实际生产中,是否可以考虑用适度的干旱对巨桉苗木进行一段时间的锻炼,使之对水分不足有预先的适应,以增强其在造林后对干旱的适应能力。对已经造林的苗木,在季节性干旱来临前,是否可以考虑适度减少对其的水分供应,这可能有利于其渡过短期的干旱。4、增施氮素能在一定程度上改善巨桉的水分状况(如提高叶片相对含水量(LRWC)和叶水势(LWp)),增加其代谢活力(如增强净光合速率(Pn)),减弱其叶表面被蜡质程度,促进气体交换,对一定程度的干旱起到缓解作用。但是正因如此,也加快了其在持续干旱下的水分亏缺,加之施氮使得巨桉根上生物量分配比例下降,而茎和枝上分配增加,这就加重了根系供水负担,因此,施氮的巨桉在干旱过程中所受到的氧化伤害加重,光合能力下降更快,这也不利于其生长。在营林过程中,巨桉幼林的施氮不要在季节性干旱前进行,若必须施用,需保证在干旱时节里能够通过人工灌溉等方式给予其充足的水分。
吴泽新, 王永久, 李蔓华, 薛晓萍[10]2015年在《干旱胁迫对鲁西北夏玉米生长发育及产量的影响》文中研究表明以郑单958为研究材料,在土壤、肥力、环境条件及管理一致的前提下,采用防雨棚和人工补水方法控制土壤水分,利用大田分区种植办法,分析研究干旱胁迫对夏玉米生长发育及产量的影响。结果表明,干旱胁迫抑制夏玉米生长发育,使株高变矮、绿色叶面积下降、干物质减少,致使单株籽粒数减少、百粒重减轻,最终导致减产。干旱胁迫危害夏玉米的程度与水分胁迫发生的生育期密切相关,在拔节—抽雄期进行干旱控制,植株最矮,相对适宜水分条件下的植株矮16%左右,绿色叶面积系数最小,下降9%~27%,株干物质重下降22%~60%,灌浆速度较慢,库容较小,产量下降16%~24%;在抽穗—乳熟期进行干旱控制,植株较矮,株高下降7%~11%,重度干旱处理的浆速度最慢,库容最小,对产量影响最大,产量下降61%~66%。干旱危害程度也与水分胁迫强度有关,重度干旱危害比轻度干旱危害大。这表明,干旱是制约鲁西北夏玉米高产、稳产的关键因子,提高农田灌溉能力,可有效预防干旱造成的减产。
参考文献：
[1]. 夏玉米对干旱胁迫的响应与适应机制的研究[D]. 葛体达. 莱阳农学院. 2004
[2]. 干旱复水对玉米水分利用效率及补偿效应影响研究[D]. 郝卫平. 中国农业科学院. 2013
[3]. 氮、钾、甜菜碱对提高作物抗旱性的效果及其生理机制[D]. 张立新. 西北农林科技大学. 2006
[4]. 奶花芸豆对干旱胁迫及烯效唑调控的响应[D]. 王景伟. 沈阳农业大学. 2014
[5]. 夏玉米干旱发生发展过程及其定量研究[D]. 麻雪艳. 中国气象科学研究院. 2017
[6]. 小麦非结构性碳水化合物累积分配和光合生理对水分胁迫的响应[D]. 王雅梅. 甘肃农业大学. 2014
[7]. 玉米叶片光合特性对干旱的响应及气孔导度模拟研究[D]. 王秋玲. 中国气象科学研究院. 2018
[8]. 玉米品种抗旱生理特性与氮素调控机制[D]. 张仁和. 西北农林科技大学. 2011
[9]. 巨桉耗水特性及其对干旱胁迫的响应[D]. 胡红玲. 四川农业大学. 2012
[10]. 干旱胁迫对鲁西北夏玉米生长发育及产量的影响[J]. 吴泽新, 王永久, 李蔓华, 薛晓萍. 山东农业大学学报(自然科学版). 2015