干旱对大豆生理及产量影响的研究

干旱对农业生产影响巨大,开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究,将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究,土壤水分为干旱(45%~55%的田间土壤最大持水量)和湿润(80%~100%的田间土壤最大持水量,CK)2个水平,进行了2年的试验研究。结果表明,干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降,使水分利用率增加;干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量无显著影响;干旱使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%,47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降,其中2013年下降39.4%,2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降,2013,2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下,大豆叶片气孔导度显著下降,使CO2供应受到严重影响,降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏,影响植物正常的光合作用,使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分,但干旱仍然抑制了植株的正常生长,使大豆生物量和产量下降。     

冬小麦对不同土壤水分的生理和形态响应

采用深桶栽培结合测坑法，从冬小麦反青至蜡熟期保持不同的土壤水分，分生育期对小麦的形态、生理和根系进行了测定。结果表明：调控土壤水分可明显改变冬小麦根、冠生长量比率。适宜的土壤水分胁迫（田持的５０％－６０％）可促进冬小麦根系发育，高土壤水分更有利于地上部生长。土壤水分长期低于田间持水量的６０％时，较显著地叶片的增大，从而减小截获光能的总叶面积，最终降低生物学产量和经济产量。土壤水分由“田持”的４６％升高到５５％，光合速率增幅不大，由５５％提高到６４％，光合速率出现跃迁式增高，土壤水分超过６４％后，光合速率几乎为等值。说明光合作用对土壤水分存在一个“阈值”反应，此值为土壤田间持水量的６５％左右。冬小麦的蒸腾速率随土壤水分递增而一直递增；综合考虑蒸腾速率与光合速率及水分利用效率之间关系，可以得出高土壤水分条件下冬小麦存在奢侈蒸腾耗水现象。     

春小麦蒸发蒸腾的调控

春小麦蒸发蒸腾受环境条件,土壤水分状况和小麦叶片气孔的综合调控。甘肃河西地区辐射强列,与春小麦蒸发蒸腾具有高度相关性（ｒ〉０．９５）,决定了该地区作物的高耗水特性。土壤水分条件在水势为－０．０１－－０．１ＭＰａ时,春小麦蒸发蒸腾受气象条件影响和小麦叶片气孔调节的作用较大;当土壤水势降至－０．３－－１．５ＭＰａ时,叶片气孔开始关闭,太阳辐射对春小麦蒸发蒸腾的作用明显减弱（相关系数ｒ〈０．３１）。土壤     

渗透胁迫下不同玉米品种叶片水分关系的研究

通过盆栽及水培试验,结果表明:参试三个品种的气孔导度与光合速率、蒸腾速率均呈直线相关,但气孔导度对蒸腾速率的相关系数﹥气孔导度对光合速率的相关系数;品种间气孔调节能力为农大60号>中单2号>陕单911;陕单911的渗透调节能力>中单2号>农大60号,陕单911能通过较低的渗透势和细胞内溶质含量的增加维持细胞吸水,从而维持叶片较高的相对含水量和叶水势,并具有较高的膨压,维持细胞的延伸生长。三个品种的耐脱水干化能力不同,失水速度为陕单911>农大60号>中单2号。     

干旱胁迫对无花果叶片生理特性的影响

为研究干旱胁迫对无花果的抗旱生理生化机制,评价无花果对干旱胁迫的反应,以‘布兰瑞克’无花果为试验材料,采取保护地控水试验法,将土壤含水量设置为4个水平,分别为常规供水（CK,田间持水量的65%~75%）、轻度干旱（LD,田间持水量的50%~55%）、重度干旱（MD,田间持水量的40%~45%）、极度干旱（ED,田间持水量的30%~35%）,对比不同干旱胁迫对无花果产量及叶片理化特性的影响。结果表明,无花果叶片相对含水量、叶绿素相对含量随胁迫程度的增大而明显降低,均在ED处理下达最小值,分别较CK降低35.81%、44.40%。叶片蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量随着胁迫程度的增大明显增加,均在ED处理达到最大值,较CK分别增加260%、120%、473%;叶片游离脯氨酸(Pro)渗透调节物质含量明显增加;过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等酶的活性随胁迫程度的增大而显著增强,均在ED处理下达到最大且分别高于CK 33%、90%、360%、6.2%;平均单果重在MD处理下出现最大值为62.11 g,较CK增加20%。ED处理下小区产量最大,达13.90 kg,较CK增加41%。综上,干旱胁迫对无花果产量及叶片生理生化指标有明显影响,在一定范围内胁迫程度越强,无花果产量越低;无花果自身能通过调节渗透物质和酶活性对环境条件做出反应。     

土壤干旱对小麦叶片渗透调节和光合作用的影响

本文研究了土壤干旱对小麦叶片渗透调节和光合作用的影响.小麦叶片水势、相对含水量、饱和渗透势、光合速率、蒸腾速率和气孔导度随土壤干旱程度加剧呈现出先缓降后陡降的趋势,其变化的土壤相对含水量阈值相同.小麦旗叶的渗透调节能力约为0.5MPa,不同叶位叶片渗透调节能力不同,其强弱顺序为旗叶>倒二叶>倒三叶.干旱使叶片膨压丧失时的渗透势从正常水分处理的-1.61MPa降到-2.33MPa,弹性模量从5.74MPa增加到6.35MPa.干旱条件下的光合速率、气孔导度、气孔限制值和叶片光合放氧能力都下降,而细胞间隙CO_2含量增加,说明光合速率的降低是非气孔因素即叶肉细胞光合活性限制的结果.     

外源ABA对干旱胁迫下玉米叶片光合能力及气孔开度的影响

为探究旱胁迫下外源ABA对玉米品种叶片光合作用以及气孔开度的影响情况,以玉米品种‘郑单988’为研究对象,采用PEG、ABA、ABA+PEG不同处理对不同时间节点下玉米苗期叶片光合作用、气孔张开程度和叶绿素含量变化进行研究。发现不同处理下3 个时间节点光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均低于对照,而气孔闭合数目均高于对照;ABA+PEG处理的4 个指标均处于PEG和ABA处理之间。说明干旱胁迫下玉米为了维持自身的生长发育,通过关闭气孔减少水分蒸腾;外施ABA可增加干旱胁迫下气孔的关闭数目和叶绿素含量,减少水分流失的同时提高旱胁迫下植株的光合速率,最终提高植株的抗旱能力。     

烤烟成熟期控水对烟叶碳氮代谢关键酶活的影响?

成熟期是烤烟需水次临界期。为明确烤烟成熟期土壤水分对烟叶碳氮代谢的影响,试验在烤烟成熟期进行土壤控水,研究烟叶碳氮代谢主要关键酶活性的变化。结果表明：土壤水分亏缺（50%~60%田间持水量）致烟叶叶绿素含量降低,土壤水分充足（80%~85%田间持水量）烟叶绿素含量高,烟叶成熟缓慢,且复水能缓解干旱胁迫导致的烟叶早衰;烟叶成熟期,湿润土壤（70%~85%田间持水量）烟叶硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶活性较高,土壤干旱使烟叶碳氮代谢关键酶活性减弱,但复水在一定程度上能恢复淀粉酶活性。     

贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组（CK）,在轻度（土壤田间持水量为70%,LD）、中度（60%,MD）、重度（40%,SD）和特重（20%,TD）胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率（P_n）表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率（A_max）、表观量子效率（Q）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大（除LD和TD处理外）。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫（田间持水量60%~     

土壤水分和CO2浓度增加对小麦、玉米、棉花蒸散、光合及生长的影响

通过在大型人工气候室内的试验、设计了350和700μl/L,两种C02浓度水平和高、中、低三种土壤水分处理,其土壤含水率范围分别为85%-100%, 65%-85%和45%-65%(占田间持水量的百分数),分析了土壤水分条件和大气CO2浓度增加的共同作用对小麦、玉米、棉花等作物蒸发蒸腾、光合速率、生长状况与干物质积累、水分利用效率的影响。     

春玉米苗期光合速率、蒸腾速率及气孔导度对土壤干旱的反应

为深入探索东北地区土壤水分含量变化对春玉米光合作用、蒸腾速率和气孔导度的影响,揭示玉米苗期干旱减产的生理机制,2010年春季在东北地区中部开展分期播种与土壤水分处理试验,进行土壤湿度、玉米苗情、净光合速率(NPn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等观测,分析它们之间的关系。结果表明,春玉米苗期叶片NPn、Tr和Gs与土壤水分变化之间分别呈二次函数关系,0~20 cm深土壤湿度在19.5%以上时,玉米叶片气孔导度大,光合作用和蒸腾作用旺盛;土壤湿度在19.0%以下,随着土壤湿度下降,NPn和Tr近于线性下降,土壤湿度每降低1个百分点,NPn和Tr分别下降1.6 μmol/(m2.s)和0.5 mol/(m2?s)。玉米叶片Tr和Gs与NPn的关系为线性函数,Gs和Tr每降低1 mol/(m2?s)和1 mmol/(m2?s),NPn分别下降0.89和3.09 μmol/(m2?s)。玉米苗在干旱胁迫下气孔关闭,蒸腾作用减弱,使光合速率快速下降,进而抑制玉米营养生长,最终导致减产。     

土壤水分对沙冬青幼苗生长及其光合荧光参数的影响

为阐明土壤水分胁迫下沙冬青幼苗形态和生理响应,以8个月苗龄的沙冬青幼苗为试材,对其在不同土壤水分条件下（土壤含水率分别为1.90%~2.19%、3.40%~3.59%、5.40%~5.59%、8.20%~8.39%）培养3个月后,借助游标卡尺、LI-6400XT光合仪和6400XT-40荧光叶室分别对其生长情况和光合参数进测定与分析。结果表明,土壤水分对沙冬青幼苗期的生长及其光合情况有着极大的影响。当土壤含水率低于3.40%时,1年生沙冬青实生苗生长严重受制,植株叶片开始出现大量枯黄或枯叶;随土壤水分逐渐减小,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光化学量子效率(Fv/Fm)、稳态荧光参数(Fs)、光化学淬灭系数(qP)以及电子传递速率(ETR)均逐渐减小,胞间CO2摩尔浓度(Ci)先减小后增大,而非光化学淬灭系数qN和NPQ的值逐渐增大;土壤水分胁迫导致沙冬青幼苗光合作用的下降,是由气孔限制转变为非气孔限制,同时严重损伤了PSII反应中心,引起其光能原初捕捉能力和光能同化率减弱,增加了通过热辐射消耗的光能比例,最终导致其光合作用能力的减弱。     

液膜对棉花叶片蒸腾特性及水分利用效率的影响

研究了液膜不同浓度对棉花叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素荧光诱导动力学参数及水分利用效率的影响。结果表明，液膜不同浓度均能降低棉花叶片的蒸腾速率和气孔导度；较高浓度液膜增大叶片qN值，降低叶片净光合速率；适宜浓度液膜(40～50倍)显著提高叶片水分利用效率，对净光合速率无明显影响。     

施肥对旱作冬小麦植株水分变化与光合生理特性的影响

研究表明，中等以上肥力的冬小麦水浇地改为旱作时，通过合理施用有机肥和氮素化肥，可使土壤保持较高的含水量。随着有机肥用量的增加，植株叶片气孔导度变小，蒸腾速率与光合速率下降，叶片保水能力增强，提高了小麦植株的光合作用效率。与施用化肥相比，有机肥在降低植株叶片相对含水量、脱水速率方面作用显著。这些生理特性的改善，导致小麦产量提高１１％，从而达到充分利用当地自然降水，节约地下水，降低生产成本，获得与水浇     

Genetic variation in stomatal characteristics and behaviour,water use and growth of five Vicia faba L. genotypes under contrasting soil moisture regimes

Summary Five genotypes of Vicia faba L. with contrasting frequencies were grown in a controlled environment in soil moisture regimes of 100%, 78% and 61% of field capacity. Growth, water use and leaf conductance characteristics were measured. Stomata were more frequent on abaxial than adaxial surfaces, the abaxial/adaxial ratio ranging from 1.12 to 1.34. There were significant (P<0.001) correlations between calculated stomatal conductance, based on measurements of stomatal frequency and length, and leaf conductance measured with a diffusion porometer, in the two higher soil moisture treatments. In the 100% regime only, abaxial stomata opened wider than adaxial. Ranking of the genotypes for leaf conductance and plant transpiration was similar in all three regimes with large leaved types having the lowest conductance and greatest water use efficiency. Growing plants with reduced soil moisture availability improved water use efficiency, the ranking for which was also similar in all treatments. Relative growth rate and net assimilation rate were greatest with full watering, less in the 78% and least in the 61% regime. Leaf area ratio was less affected by available soil moisture and only in some genotypes.     

水分胁迫对干热河谷乡土树种清香木的光合影响

为了研究水分胁迫对清香木光合特性的影响,根据土壤田间持水量设置不同的土壤水分含量梯度（W1~W6,土壤田间持水量分别为100%、80%、50%、30%、10%、5%）。以清香木为材料,利用Li-6400测量6个不同土壤水分含量梯度下清香木叶片的净光速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)。了解清香木对水分过多或过少胁迫的响应,旨在为云南干热河谷地区的植被恢复、清香木的培育种植提供一定的理论指导和技术参考。结果表明：（1）不同土壤水分含量梯度下清香木净光合速率Pn值显著差异,总体Pn呈现“降—升—降”的态势,日变化曲线呈“双峰”型,具明显的午休现象。Pn下降主要受到气孔限制和非气孔限制因素的影响。W1、W2受到气孔的限制,W3~W6受非气孔限制的因素影响,随着土壤含水量的下降,气孔限制向非气孔限制转变。（2）18:00以后,除了W3以外,其他Pn出现负值,呼吸作用大于光合作用,植物的光合生产力下降,植物死亡;W3则为水分适度的最佳选择,其田间持水量和土壤含水量分别在50%和33.6%左右。（3）气孔导度随着土壤含水量的减小而下降,土壤含水量在W3~W6时,气孔导度Gs日变化曲线无明显,基本呈现平缓状态。W1~W6的Gs值在8:00时最大,主要是空气湿度引起。（4）水分利用率WUE随着土壤含水量的下降而增加,适当的干旱胁迫有利于提高清香木光合生产力和水分利用率。     

冬小麦叶片水分利用生理机制的研究

在8种土壤水分梯度下，对盆栽冬小麦旗叶叶片水分利用效率与土壤水分含量的关系进行了连续的测定，结合大田条件，对冬小麦旗叶的光响应曲线和CO2响应曲线进行了测定，结果表明，旗叶叶片水平水分利用效率与光强、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度关系密切，旗叶叶片水平水分利用效率在土壤水分含量、光强和CO2浓度等环境因子方面存在一定的临界值。