干旱胁迫对不同株型玉米大喇叭口期生长的影响

干旱胁迫条件下,在大喇叭口期对2种株型玉米自交系(紧凑株型的廊黄及昌7-2和平展株型的TS141)的形态、生理生化特性进行了研究。结果表明:(1)干旱胁迫导致3个自交系的叶夹角、叶长、叶宽和株高趋于减小,叶向值增大;与廊黄及昌7-2相比,干旱胁迫后,TS141的叶夹角、叶长、叶宽及株高有较大的降低幅度,叶向值有较小的增加幅度。(2)干旱胁迫处理后,3个自交系的地上部鲜重、地下部鲜重、鲜干比、根长和根数都有不同程度的下降;根冠比加大;与TS141相比,廊黄及昌7-2变化的幅度较小;紧凑株型玉米自交系在干旱胁迫下仍能保持较正常的根系形态。(3)干旱胁迫后,3个自交系的相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量、保护酶活性都有不同程度的升高,相对电导率及丙二醛含量在TS141中的上升幅度大于廊黄和昌7-2,而脯氨酸、可溶性糖含量以及保护酶活性在廊黄和昌7-2中上升的幅度大于TS141。(4)干旱胁迫后,3个自交系的雌、雄穗发育都受到不同程度的影响,但廊黄及昌7-2受到的影响小于TS141,花丝数量远远多于TS141。     

崇明岛东滩湿地芦苇光合作用对土壤水盐因子的响应

2015年3~10月,在崇明岛东滩湿地设置7块采样地,以不同水盐条件下生长的芦苇(Phragmites australis)为材料,应用便携式光合系统分析仪(Li-6400),对芦苇的光响应特征进行实地测定,探讨芦苇光合过程对干旱和盐胁迫的响应机理。结果表明:1各月采样日的水位与土壤电导率显著负相关(n=420,p0.01),适当增加土壤水位,有利于降低土壤电导率,从而缓解植物盐胁迫伤害;28月21日的芦苇叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度与水位显著正相关(n=42,p0.01),而与土壤电导率显著负相关(n=42,p0.01);胞间CO2浓度与水位和土壤电导率不相关。当水位高于-50 cm,净光合速率随着水位下降而降低,非气孔因素可能是净光合速率下降的主要原因;当水位低于-50 cm时,土壤电导率高于10 m S/cm,叶片蒸腾速率快速降低,水分利用效率不断提高,芦苇叶片以较低的净光合速率来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片通过降低最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点等光合生理特征来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片净光合速率和最大净光合速率对土壤水盐因子具有高度相关性,可以作为土壤水盐胁迫程度的反应指标。因此,在芦苇快速生长阶段,合理调控水位,对芦苇光合作用具有重要意义。     

钠盐对冬小麦抗旱性增效作用调控机理的生理生态学分析

以冬小麦（烟台-2070）为实验材料,苗期对冬小麦进行不同浓度钠盐(NaCl、Na2CO3、Na2SO4)处理,在随后进行的干旱胁迫和复水过程中进行叶片抗逆生理指标变化对比分析,以期探究盐处理在提高小麦抗旱性中的作用和生理调节机理,为未来干旱区农业实施盐水灌溉提供理论依据。实验采用盆栽法,将冬小麦种子盆栽,待长到第7天进行不同浓度钠盐(70 mM, 135 mM, 200 mM, 270 mM)预处理8 d, 然后进行干旱胁迫12 d和复水5 d。分别在盐处理的第4天,第8天,干旱胁迫的第4天,第8天,第12天,以及复水第5天,从不同盐处理中采集冬小麦叶片,分析叶片相对含水量、丙二醛（MDA）、脯氨酸含量及抗氧化酶活力[超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢（CAT）、过氧化物酶(POD)]的动态变化,同时测定土壤含水量。结果表明,在干旱胁迫过程中,未经盐处理的对照组和低浓度(70 mM)NaCl、Na2CO3、Na2SO4溶液处理的土壤,土壤含水量急剧下降,同时冬小麦叶片相对含水量也相应的急剧下降;而用较高盐浓度处理的土壤和冬小麦叶片含水量降低较慢。在干旱胁迫过程中,对照组冬小麦在短时间（6 d）内干旱叶片便出现萎蔫,并伴随着丙二醛、脯氨酸含量、SOD等抗氧化酶活力急剧增加并一直高于盐处理的冬小麦。相反高浓度盐处理的冬小麦在干旱处理12 d时叶片直立生长良好,叶片MDA、抗氧化酶活力均增加,但增加幅度均低于对照。脯氨酸含量随干旱胁迫增加,但随盐处理浓度增加而上升幅度减小。在复水处理5 d后,叶片含水量均增加,MDA和脯氨酸含量下降,但抗氧化酶活力仍增高。荒漠环境土壤中盐离子一方面可提高土壤和植物的保水率,提高水分利用率,另一方面激活体内的抗氧化酶系统使植物较早获得抗逆能力,这可能是荒漠植物多抗逆性形成的部分生理生化原因。     

胡麻生理生化代谢指标对干旱胁迫的响应及其模拟模型的研究

为进一步研究胡麻生理生化代谢指标响应干旱胁迫时对胡麻产量的影响,采用盆栽控水法模拟胡麻干旱胁迫,依据2013—2014年甘肃省定西市西巩驿镇胡麻试验数据,建立并检验胡麻干旱胁迫模型,模拟干旱胁迫时对胡麻生理生化指标及产量影响,利用均方根误差（RMSE）和决定系数（R²）描述模型拟合度。结果表明：（1） 模型产量模拟值的RMSE为41.3159~155.6685 kg·hm^-2,平均值为80.1837 kg·hm^-2;R²为0.8929~0.9894,平均值为0.9387,该模型具有较好的拟合度、可行性也较强。（2） 在重度干旱胁迫下,抗氧化代谢指标——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）中,CAT活性表现趋势为下降,终花期POD活性增幅（26.09%~28.00%）最大;渗透调节的3种物质含量均显著上升,其中脯氨酸增幅最大,达236.22%。（3） 呈现出极显著相关性的各指标有3组,分别是脯氨酸与叶绿素、丙二醛和CAT活性;可溶性蛋白与丙二醛和CAT活性;POD活性与SOD活性。胡麻生理生化指标响应不同程度干旱胁迫与胡麻的产量有极强的关联,此模型的建立是对胡麻生理生化指标响应干旱胁迫的科学补充,进一步为胡麻的高效生产管理及农业生产系统提供理论依据和支持。     

沙漠腹地醉鱼草（Buddleja alternifolia） 栽培苗对水盐胁迫的响应

为了研究盐、旱及其交互胁迫下植物生长和生理特性的变化，了解沙漠腹地极端生境下互 叶醉鱼草（Buddleja alternifolia）幼苗的适应性，确定合理的灌溉方式，为沙漠腹地醉鱼草的引种提 供理论依据。通过大田控制实验，设计了 3 个水分梯度和 4 个盐分梯度随机结合实验，定位测量生 长量和生化指标，最后基于隶属函数法综合评价醉鱼草的抗旱耐盐性。结果表明：（1）在干旱胁迫 或低浓度盐胁迫下，醉鱼草的地径、新枝和冠幅生长量均呈上升趋势，而在高盐浓度胁迫下均降 低；水盐交互胁迫下,不同的盐浓度与干旱交互胁迫效果不同,低盐浓度与干旱交互胁迫时（W1S1、 W2S1），植物生长量均上升，高盐浓度与干旱交互胁迫时（W1S3、W2S3），植物生长量均降低。（2）无论 是盐胁迫、干旱胁迫还是盐、旱交互胁迫，醉鱼草游离脯氨酸（Pro）含量随着胁迫程度的增加均呈显 著上升的趋势。（3）醉鱼草的超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性变化相对复杂， 除了在干旱胁迫时，SOD 活性和 POD 活性都显著下降外,在盐胁迫和交互胁迫时它们各自的变化并 不一致。醉鱼草在盐胁迫、交叉胁迫和干旱胁迫时，渗透调节物质和酶活性各自对应的发生了变 化，没有明显的同步性，存在相互协调的可能，同时植物细胞的敏感性远远强于表型生长的变化， 高盐浓度的伤害并没有表现在植物外部形态上，但酶活性及渗透调节物质却有显著变化。通过隶 属函数分析显示，醉鱼草最佳的生长水盐条件是盐浓度为 8 g·L^-1、灌水量为 25 L·次^-1，对水盐胁迫 的抗旱耐盐性为：干旱胁迫＞交互胁迫＞盐胁迫。     

土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响

研究了土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响,结果显示：（1）土壤含水量的下降导致马铃薯幼苗叶片含水量和叶绿素含量降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛（MDA）含量、相对电导率（REC）及超氧阴离子（O₂^-·）产生速率升高,抗氧化酶活性增强,株高、茎粗、根长、匍匐茎数、地上部分干重降低,马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质、Vc含量下降;（2）不同水分条件下增施适量磷肥,显著提高了马铃薯叶片含水量、叶绿素含量,相对增强了抗氧化酶活性,降低了相对电导率、MDA含量和活性氧水平,且马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质和Vc含量显著增加。（3）比较包括对照在内的6种磷肥增施量,增施15.3 g·m^-2磷肥对马铃薯幼苗抗旱性及生长发育的促进效果最佳。综上所述,干旱胁迫显著抑制了马铃薯幼苗生长发育,而增施适量磷肥可通过提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,有效缓解干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片的脂质过氧化程度及细胞膜损伤,减轻干旱对生长发育的抑制,增强植株整体抗旱性。     

晋西北丘陵风沙区不同种植年限柠条(Caragana korshinskii)种子更新早期过程对干旱胁迫的响应机制北大核心CSCD

土壤干燥化是风沙区人工林种子萌发、更新幼苗存活与生长、种子更新的关键限制因子。选取4个种植年限(7、13、19、51 a)柠条(Caragana korshinskii)种子为研究对象,通过盆栽控水模拟不同程度干旱胁迫,分析重度、中度和轻度干旱对不同年限柠条种子萌发、幼苗生长、生理及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫显著抑制各年限柠条种子出苗率,出苗率随干旱程度增加而降低,13 a出苗率均高于其他年限,19 a出苗率次之,51 a最低。随着干旱程度的增加,各年限幼苗株高、叶片数及总生物量均显著下降,13 a与其他年限相比减少量最小;同时,各年限幼苗根冠比均增加。不同年限柠条幼苗叶片可溶性糖含量随干旱程度增加均呈上升趋势,其中13 a含量最高,为30.19 mg·g^(-1);游离脯氨酸含量也随干旱的加剧呈增加趋势,其中19 a含量最高,为2 683.73μg·g^(-1)。各年限幼苗丙二醛(MDA)含量在干旱胁迫下逐渐升高,在重度胁迫时达到最大,51 a增幅最大。不同年限柠条幼苗叶绿素a、b及叶绿素含量在干旱胁迫下总体呈先降低再升高最后降低的趋势,下降最多的为51 a幼苗叶片。在不同程度的干旱胁迫下,各年限柠条幼苗的生长均受到一定程度的抑制,但13 a和19 a能够通过自身渗透调节物质来减轻伤害,维持正常生理代谢,保障幼苗生长发育,而51 a幼苗渗透调节能力较低,MDA含量最大,使细胞膜损坏严重,导致死亡率显著增加。隶属函数法表明,不同年限柠条幼苗抗旱能力13 a>19 a>7 a>51 a。     

干旱胁迫下牛心朴子的渗透调节机制研究

为探讨荒漠植物牛心朴子(Cynanchum komarovii)响应干旱胁迫的渗透调节机制,采用不同浓度（0~25%）的聚乙二醇（PEG-6000）对愈伤组织进行模拟干旱胁迫,检测了不同程度干旱胁迫下牛心朴子中渗透调节物质K+、Na+、脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖（果糖、蔗糖和海藻糖）的含量。结果显示,与对照组相比,处理组牛心朴子的脯氨酸和可溶性糖含量显著升高（P<0.05）,且具有浓度和时间依赖效应。在可溶性糖中,果糖和蔗糖只在高浓度处理组有所增加,而海藻糖含量在所有处理组均明显升高（P<0.05）,且增幅较大（10%PEG浓度组为31%,25%PEG浓度组为98%）,同时海藻糖含量与PEG处理浓度的相关系数最大（R2=0.9437,P<0.01）。以上研究结果表明,海藻糖是牛心朴子响应干旱胁迫主要的渗透调节物质。     

干旱对大豆叶片葫芦巴碱含量和渗透调节的影响

以两个抗旱性不同的大豆品种绥农14号和黑农38号为研究材料,研究了土壤干旱胁迫下大豆叶片葫芦巴碱含量的变化和渗透调节能力。结果表明,土壤干旱下两个大豆品种叶片水势、渗透势和压力势降低,且绥农14号叶片的压力势在干旱胁迫下明显高于黑农38号。干旱胁迫下两个大豆品种的渗透调节能力提高。在0~8 d 干旱期间,叶片的葫芦巴碱含量增加较快,脯氨酸含量增加较慢;在8~12 d干旱期间,叶片中葫芦巴碱含量下降,而脯氨酸含量迅速增加。因此,葫芦巴碱在轻度干旱下可能起到渗透调节物质的作用,在严重干旱下该作用减弱。     

红花岩黄芪(Hedysarum multijugum)、灌木铁线莲(Clematis fruticosa)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)幼苗适应干旱的生理特征比较

以红花岩黄芪(Hedysarum multijugum)、灌木铁线莲(Clematis fruticosa)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)幼苗(3～4月龄)为试验材料,分别用水和150 mmol·L~(-1) NaCl溶液浇灌至土壤水分含量达到饱和后进行自然干旱处理,比较分析低盐和无盐条件下3种灌木幼苗叶片抗旱适应的生理响应特征,并采用隶属函数法对3种灌木幼苗的抗旱性进行综合评价。结果表明:随着干旱胁迫时间延长,3种植物叶片的株高和叶面积有所增加,但增幅减少;相对含水量均有不同程度降低,丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性糖含量显著增加;红花岩黄芪和灌木铁线莲的可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升后降,而互叶醉鱼草则显著升高,抗氧化酶系统相对较为稳定;红花岩黄芪和灌木铁线莲的光合色素含量逐渐减少,而互叶醉鱼草则先增加后减少。无盐和低盐条件相比,低盐下3种植物的株高和叶面积增幅相对较大,叶片相对含水量、MDA含量和光合色素含量的变化幅度较小,渗透调节物质的累积量和抗氧化酶的活性较高。隶属函数法综合分析得出,3种灌木幼苗的抗旱性:互叶醉鱼草灌木铁线莲红花岩黄芪,低盐环境明显促进了3种灌木的抗旱适应能力。     

不同气温与土壤湿度条件下籽蒿幼苗的表型可塑性

  植物表型可塑性是其适应环境的结果。为了探讨构件水平和全株水平表型可塑性的差异,我们选择籽蒿进行了双因素(气温:35 ℃、30 ℃、20 ℃; 土壤水分:对照、轻度、中度、重度胁迫)随机化区组实验以分析不同环境条件下植物的表型可塑性。结果表明,气温对籽蒿株高生长率有显著影响,土壤水分胁迫对籽蒿株高生长率无显著影响; 气温和土壤水分胁迫对籽蒿地上部生物量和根重生长率均无显著影响; 土壤水分胁迫对籽蒿幼苗根冠比有显著影响,而气温对其则无显著影响。这说明气温和土壤水分胁迫对籽蒿幼苗构件表型可塑性和全株表型可塑性的影响是有差异的。进一步分析表明,气温对籽蒿幼苗的叶含水量有显著影响,而对籽蒿幼苗的叶饱和亏无显著影响,这说明气温对籽蒿幼苗株高生长率的影响是通过影响其叶含水量来实现。     

我国干旱区植物抗旱机理研究进展

干旱、水资源缺乏是制约我国干旱地区经济、社会发展和生态环境保护的关键因素。在我国西部干旱区,研究植物的抗旱机理,选育抗旱植物,提高节水栽植技术,对我国的生态环境建设及西部大开发都具有十分重要的意义。从不同方面综述了干旱胁迫下植物的形态、生理和生态适应特性,包括叶片与根系结构、光合作用、抗氧化酶系统、丙二醛、渗透调节、内源激素、抗旱蛋白和δ13C值等的变化,并简要提出今后研究工作的重点。     

科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植物群落结构对极端干旱的响应

为了探究沙地植物群落结构特征对极端干旱的响应,通过野外模拟试验开展了极端干旱（生长季减雨60%与干旱60 d）对沙质草地和固定沙丘植物群落丰富度、地上生物量和叶性状等群落结构特征影响的研究。结果表明：（1）生境变化对植物群落地上生物量和叶干物质含量（LDMC）具有显著影响（P<0.05）,草地地上生物量和LDMC显著高于固定沙丘,而物种数、植被盖度、高度和比叶面积（SLA）在两种生境间无显著差异（P>0.05）;（2）极端干旱处理显著影响沙地植物群落盖度、地上生物量和LDMC（P<0.05）,减雨60%显著降低了植物群落盖度和地上生物量,而干旱60 d显著降低了植物群落盖度、地上生物量、高度和LDMC;植被特征和叶性状在减雨60%和干旱60 d处理间无显著差异（P>0.05）;（3）减雨60%和干旱60 d显著降低了草地和固定沙丘的植被盖度和地上生物量,而干旱60 d也降低了固定沙丘的植物高度和LDMC（P<0.05）;（4）相关分析表明,沙地植物群落地上生物量与盖度、高度和LDMC显著正相关（P<0.05）。极端干旱事件的发生会极大地改变沙地一年生为主的植物群落组成和功能,而沙地不同生境植被则通过改变植物群落组成、优势种及其关键性状的变化来适应极端干旱。     

不同倍性马铃薯品种的抗旱性

通过沙基培养试验,对“陇薯3号”（四倍体）、“大西洋”（四倍体）、“2-27”（二倍体）、“富利亚”（二倍体）、“03129-488”（六倍体）和“03120-565”（六倍体）6个不同倍性马铃薯品种的抗旱性进行了比较分析。利用10%PEG6000处理马铃薯试管幼苗,测定分析与品种抗旱性有关的多项生理生化指标,并将各性状的抗旱系数作为衡量各单项抗旱能力的指标。同时,利用主成分分析、隶属函数评价法、综合评价法、聚类分析法对马铃薯抗旱性进行评价。结果表明：6个马铃薯品种的可溶性糖含量和SOD活性与干旱胁迫处理时间具有较高的正相关性（R²分别为0.87、0.92）,且可溶性糖含量和SOD活性之间有较高的负相关性（R²=-0.83）。“大西洋”和“富利亚”的叶绿素变化不同于其他4个品种,而与干旱胁迫时间呈负相关关系,分别低于对照6.06%和11.85%。在胁迫72h条件下,“陇薯3号”的根系活力最高,而干旱处理后“03129-488”和“2-27”的根系活力较对照明显降低了78.26%和52.17%;与“陇薯3号”和“03120-565”相比,其他4个品种的脯氨酸含量与胁迫时间呈负相关关系,随处理时间的延长而不同程度的下降,降幅26.48%~54.98%。隶属函数与综合评价反映出各品种马铃薯抗旱性为“陇薯3号”> “2-27”> “03129-488”> “大西洋”> “富利亚”> “03120-565”,结果能够反映抗性较强的四倍体“陇薯3号”的抗旱特性,二倍体“2-27”和六倍体“03129-488”抗旱性也强于对照“大西洋”。     

Effects of N:P ratio of Artemisia ordosica on growth influenced by soil calcium carbonate

Soil calcium carbonate(CaCO_3) has a strong solid phosphorus effect, and high content of CaCO_3 can significantly reduce the effectiveness of soil phosphorus. To reveal the limiting effect of soil CaCO_3 on the growth of plants on sand land and its mechanism of plant physiology, we performed pot experiments with a two-factor randomized block design and a three-factor orthogonal design for different soil CaCO_3 content treatments using Artemisia ordosica seedlings. In the experiments, we surveyed plant height, aboveground biomass, root length and root weight and analyzed N, P concentrations and RNA content of the seedlings, and discussed the relationships between relative growth rate(RGR) of the seedlings and N:P ratio as well as RNA. Results show that, the RGRs of plant height and above-ground biomass of the seedlings decreased significantly with the increase of soil CaCO_3 content, and those for root length and root weight decreased. The RGRs of plant height and above-ground biomass of the seedlings were significantly negatively correlated with leaf N:P ratios, but significantly positively correlated with leaf RNA content and leaf P concentrations. It can be seen that soil CaCO_3 is a stress factor for the growth of A. ordosica seedlings, and the growth response of the seedlings under the influence of soil CaCO_3 is in line with the Growth Rate Hypothesis.     

三种荒漠灌木根系的构形特征与叶性因子对干旱生境的适应性比较

以古尔班通古特沙漠南缘原始荒漠的三种建群灌木多枝柽柳、梭梭和琵琶柴为研究对象,采用挖掘法调查其根系构性特征及其与土壤水分的关系,同时测定其比叶面积(SLA),比叶重（LMA）,单位重量叶氮含量(Nmass)及单位面积叶氮含量(Narea)。结果表明,三种荒漠灌木的根系分属不同的功能型,多枝柽柳是深根潜水性植物,琵琶柴是浅根性植物,而梭梭介于两者之间。而且,三种荒漠灌木随着根系分布的由深到浅,即随着土壤水分亏缺的加剧,在叶性因子方面做了一定的适应性调整。这些事实表明,在水分为主要限制因子的干旱生境中,根系构型特征在很大程度上决定了灌木的叶性策略。同时研究表明,荒漠灌木在抗旱和生长之间存在相对平衡的关系。     

Growth and water relation parameters in drought-stressed Coriaria nepalensis seedlings

In the present study, growth and water relation parameters were analysed in drought-stressed Coriaria nepalensis Wall. seedlings. C. nepalensis seedlings were subjected to four drought cycles of 7, 14, 21, and 28-days, and to one control level (watered on alternate days) in a glasshouse. The seedlings failed to survive a 28-days drought during summer. Osmotic adjustment (defined as the decrease in osmotic potential at zero or full turgor in response to water deficit) was measured as the difference between the osmotic potential of seedlings watered on alternate days (control) and those subjected to 21-days drought cycle. Seedlings subjected to 21-days drought had a predawn water potential of −2.60 MPa, and showed an osmotic adjustment of −1.95 MPa at full turgor and −2.17 MPa at zero turgor. The growth of seedlings was positively related to moisture and with water potential. With decline in soil moisture the root:shoot ratio increased while leaf weight ratio decreased. Leaf characteristics, such as leaf number, leaf area, leaf area ratio, specific leaf area and leaf drop, were also affected by moisture stress. This study has indicated that osmotic adjustment is a major adaptive mechanism of C. nepalensis that aids successful regeneration of seedlings in degraded sites with inhospitable soil conditions.