根系冗余对小麦籽粒产量和水分利用效率的影响

采用盆栽试验,在返青-抽穗期用不同的水分处理来影响冬小麦(Triticum aestivum)的根系,研究根系大小对籽粒产量和水分利用效率的影响.结果显示,到抽穗期,大根系处理小麦的根冠比显著大于小根系处理.两种水分条件下大根系处理小麦花期时的光合速率和根呼吸速率均显著高于小根系处理小麦,而花后干物质积累显著小于小根系处理小麦.在成熟期,两种水分条件下小根系处理小麦的籽粒产量均显著大于大根系处理小麦.而且,小根系处理还提高了小麦的水分利用效率,湿润、中度干旱条件下小根系处理小麦的水分利用效率分别比大根系处理小麦高33.91%和15.82%.因此,认为在干旱、半干旱区以群体产量为目标的小麦抗旱育种不应当选择根冠比大的品种.     

伤根对谷子水分利用效率的影响

通过盆栽试验，研究了伤根对谷子水分利用效率的影响．结果表明，苗期适度伤根能够提高谷子叶片水分利用效率（WUE），而苗期伤根量较严重或拔节期和孕穗期伤根则会降低谷子叶片WUE．在谷子收获期，除TM（高水分条件下，孕穗期中度伤根）和sl（低水分条件下，拔节期轻度伤根）处理外，其余伤根处理的生物量WUE均高于对照．在高水条件下，伤根处理对谷子籽粒产量WUE影响不显著；而在低水分条件下，前期适度伤根能使谷子籽粒产量WUE显著提高，而后期伤根处理的籽粒产量WUE提高不显著．图3表1参11     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应

采用人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下苗期玉米(ZeamaysL.)根系和叶片的生理指标,用以明确苗期玉米根系和叶片对干旱的生理响应。研究结果表明,苗期中度干旱胁迫处理条件下,玉米根系和叶片均表现出对干旱胁迫的生理响应,并各具特点。与对照相比,干旱胁迫使玉米根系和地上部的生物量降低,叶片中的叶绿素含量显著降低、叶片光合面积减小,根冠比增大。干旱胁迫使玉米根系比表面积增大,根系氧化活力和还原活力增强。干旱胁迫导致玉米叶片的光合功能降低,初始荧光升高,初始光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转换效率、PSⅡ潜在活性、潜在光合作用活力均受到抑制。干旱胁迫下玉米叶片和根系脂质过氧化作用增强,根系和叶片中的游离脯氨酸含量升高。     

不同水氮处理对糯小麦品质性状的影响

在盆栽试验条件下,以糯麦12为材料,研究3个水分水平(渍水、对照、干旱)和两个氮肥水平(不追施氮肥、追施氮肥)共6个处理对糯小麦糖类、淀粉、蛋白质含量等品质的性状影响.结果表明:糯小麦的主要品质性状存在显著的水氮效应,且在淀粉、戊聚糖含量、SDS沉降值、PPO活性性状品质上,水氮间存在着显著的互作效应.水分对照处理(水分含量适宜)下,追施氮肥可显著降低糯麦12可溶性糖含量,降低10.7%;干旱处理下糯小麦总糖含量最低,果聚糖含量提高;渍水处理下追施氮肥,糯麦12籽粒中戊聚糖和果聚糖含量分别提高66.8%和69.2%;水氮互作对淀粉含量的影响达显著水平,在水分对照处理+追施氮肥处理下,糯麦12的淀粉含量提高7.84%;水分对照处理下糯麦12的蛋白质含量最高,追施氮肥可进一步提高糯小麦籽粒蛋白质含量;追施氮肥可提高适宜水分和渍水处理条件下糯麦12的SDS-沉降值,并降低其PPO活性.干旱处理下糯麦12的峰值粘度、最终粘度、稀懈值最高,表明干旱条件下有利于提高糯小麦淀粉糊化特性各项指标.本研究结果表明,水氮合理运筹是改善糯小麦品质的重要栽培措施.     

基因型及播种密度对冬小麦分蘖期生长、生物量分配及产量的影响

采用双因素随机区组设计,研究了分别来自干旱与湿润区的4个小麦品种6个播种密度对冬小麦生长、生物量分配及产量的影响.结果表明,在本试验条件下,生长指标、生物量积累各指标及籽粒产量均主要受基因型和播种密度互作(g×d)影响,而成穗数、穗粒数主要受播种密度(d)的影响,基因型(g)则是引起小麦籽粒产量、千粒重及穗长变化的主要因素.白粒三号和川麦39最佳播种密度为315×104 hm-2,籽粒产量达到5 863.8 kg hm-2和5 882.1 kg hm-2;西农2000与陕麦139产量最佳播种密度为195×104 hm-2,籽粒产量分别为6 422.4 kg hm-2和7 062.4 kg hm-2.陕西小麦品种籽粒产量高出四川小麦约12.90%~18.62%.相关分析表明,籽粒产量与成穗数、千粒重呈极显著正相关(r=0.859 7**,r=0.499 3**),而与穗长、地上部干重及根系长度呈极显著负相关,与穗粒数及其它生长、生物量指标无显著相关.研究表明,干旱区小麦在湿润地区种植表现出较大的增产潜力,此外,在生产中应重视基因型和播种密度二者互作所表现出来的优势.表5参31     

塑料地膜对小麦种子萌发及幼苗抗氧化酶系统的影响

研究了中国北方地区常用的塑料地膜对小麦Triticum aestivum L.种子发芽率,芽长根长及幼苗抗氧化酶系的影响以探明塑料地膜的毒性。结果显示500~2 500 mg.kg-1两种质量分数的塑料地膜处理对小麦种子的发芽率几乎不产生影响,在高质量分数（≥5 000 mg.kg-1）处理下小麦的发芽率有所下降。500~5 000 mg.kg-1的塑料地膜能促进小麦叶和根的伸长,但在高质量分数情况下则显著抑制了根和芽的延伸,其中15 000 mg.kg-1添加量下,叶和根的抑制率分别达到了16.70%和15.07%。小麦根系抗氧化酶活性对两种塑料地膜的敏感程度大于叶片。在高质量分数条件下,根系中超氧化物歧化酶（SOD）活性随暴露时间的延长明显受到了抑制。在经地膜1和地膜2处理后,小麦叶片中过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性在不同暴露时间和不同质量分数下没有显著差异,但地膜1处理后的小麦根系中的POD随暴露时间的延长呈先降低后增加的趋势,而CAT活性变化不大。地膜2处理后的小麦根系中的POD和CAT活性随暴露时间的延长而降低。结果表明,高质量分数塑料地膜的处理会对小麦早期幼苗的抗氧化酶系统产生毒害作用。     

河流底泥施用对土壤微生物群落功能多样性和小麦生长的影响

设置0（对照）、20、60和100g·kg-1 3个底泥施用量水平,研究施用底泥对冬小麦籽粒Cd含量以及土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,60和100g·kg-1底泥施用处理小麦穗质量和千粒重显著高于对照（P〈0．05）。各处理间小麦籽粒cd含量无显著差异。与对照相比,施用底泥并没有显著改变土壤中可培养细菌、真菌和放线菌的数量。整个培养过程中土壤微生物平均颜色变化率（IAWCD）以及96h时微生物多样性指数（Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数）在对照与底泥施用处理间无显著差异。主成分分析（PCA）表明,仅有占总变量方差14．22％的PC3能识别出对照土壤微生物群落碳源利用谱与底泥施用处理间的差异,而PCI（21．76％）、PC2（16．32％）和PC4（11．62％）则无法将对照与底泥施用处理区分开来。可见,该试验条件下合理的底泥施用量并不会对小麦籽粒Cd含量、微生物功能多样性和土壤质量产生显著影响。     

改良剂对重金属复合污染土壤中菜用大豆品质及生理特性的影响

通过盆栽试验,研究了在重度Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤上,分别施用凹凸棒土(25 g·kg-1)、硅藻土(25g·kg-1)、泥炭(25 g·kg-1)和腐植酸(4 g·kg-1)4种改良剂对菜用大豆(Glycine max)(以下简称大豆)植株生长、籽粒食用品质及叶片生理特性的影响.结果表明:有机物料能有效提高大豆籽粒产量和粗蛋白含量,改善大豆籽粒的食用品质,但黏土矿物对大豆籽粒产量及品质的影响不明显;有机物料、黏土矿物能缓解重金属对植物的毒害,腐植酸、泥炭、凹凸棒土处理大豆叶片苗期SOD活性显著高于对照(P＜0.05),而硅藻土处理大豆苗期SOD活性与对照之间差异不显著(P＞0.05),但成熟期SOD活性却显著高于对照(P＜0.05).除腐植酸处理外,添加其他改良剂处理苗期、成熟期大豆叶片叶绿素含量与对照之间差异均未达显著水平(P＞0.05);腐植酸降低大豆籽粒中重金属含量的效果最好,该处理大豆籽粒中Zn、Cu、Cd、Pb含量分别比对照降低28.8%、21.6 %、35.0%和12.5%,硅藻土次之,而添加泥炭、凹凸棒土对大豆籽粒中重金属含量的影响与对照相比未达显著水平(P＞0.05).     

湖泊底泥土地利用对土壤中重金属铅、铜形态影响

采用田区试验研究了田间种植冬小麦条件下,底泥土地利用前后土壤中重金属铅、铜的形态演变及小麦各器官中铅、铜的富集。结果表明,随着底泥施用量的增加,土壤中重金属铅、铜的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态均有不同程度的增加,本试验所有处理中,可交换态铅的质量分数范围为0.02~0.10 mg·kg-1,碳酸盐结合态铅的质量分数范围为0.04~0.24 mg·kg-1,铁锰氧化物结合态铅质量分数为0.41~1.88 mg·kg-1,有机物结合态铅质量分数范围为1.23~4.92 mg·kg-1,残渣态铅质量分数范围为4.82~23.66 mg·kg-1;各处理与对照相比,可交换态铜质量分数增加了40.00%~200.00%,碳酸盐结合态铜质量分数增加了36.84%~363.16%,铁锰氧化物结合态铜质量分数增加了7.17~45.15%,有机结合态铜质量分数增加了7.98%~62.61%,残渣态铜质量分数增加了0.12%~9.69%,各处理的残渣态铅、铜质量分数均较高。随着底泥用量增加,小麦根系、茎叶、籽粒中铅、铜质量分数均呈增加趋势,植株对重金属铅、铜的富集顺序为根系>茎叶>籽粒,铜的富集系数均大于铅。小麦籽粒产量、茎叶生物量及地上部生物量随着底泥施用量的增加,均出现了先增加后减少的现象,当小麦籽粒产量达到最大值时,籽粒中铅、铜质量分数未超出我国相应标准,依此确定底泥环境安全施用量为3051.29 t·hm-2。     

开花前后变水条件对春小麦的补偿效应

在防雨棚内的盆栽实验条件下，研究了4种梯度的10种不分组合对红芒麦和宁春10号产量及耗水量等的影响。结果表明，试验期间充分灌水，轻度，中度，重度干旱处理，随着干旱程度的加剧，株高，干物质积累，产量，耗水量都逐渐减少；红芒麦灌浆期不同程度的,匀有利于产量的形成，促进物质运输，提高千粒重，同时减少水分消耗，提高WUE；孕穗期干旱处理后，灌浆期复水，会造成减产，和灌浆期相比，孕穗期是水分的敏感的时期，而灌浆期对水分亏缺不敏感，两种小麦相比较，宁春10号耗水量大，产量低，抗旱性较强，图2表2参7     

不同锰处理对镉胁迫下2种油菜重金属累积和根系形态的影响

采用水培试验,研究Cd胁迫(10μmol·L~(-1))条件下,不同浓度Mn(0,0.1,1,10,100μmol·L~(-1))处理对2种镉累积能力不同的油菜生物量、Cd和Mn含量以及根系形态参数的影响。结果表明,与正常营养处理Mn1相比,缺Mn和Mn过量处理显著降低2种油菜的地上部和镉低积累油菜"华骏"的根部生物量,而对普通油菜"寒绿"的根部生物量没有显著影响。与Mn1处理相比,缺Mn处理下2种油菜的Cd累积总量和"华骏"地上部Cd含量显著降低;Mn过量处理下2种油菜根部和地上部Cd含量均呈升高趋势,2种油菜的Cd累积总量无显著变化或显著降低。随Mn处理浓度升高,2种油菜地上部和根部Mn含量显著升高,缺Mn处理下2种油菜根部的Mn含量低于Mn缺乏的临界值。与Mn1处理相比,缺Mn处理下"华骏"的根长、表面积、体积、平均直径和根尖数显著降低;Mn过量处理下"寒绿"的根长以及"华骏"的根系表面积、体积显著降低;缺Mn处理下2种油菜细根表面积所占的比例增加,粗根表面积比例降低;Mn过量时,"寒绿"的粗根表面积比例增加,细根比例降低,而"华骏"则相反。总的来看,缺Mn处理影响油菜根系和地上部生长,减少地上部Cd含量和植株Cd累积总量;Mn过量处理下油菜生长也受到抑制,但是油菜地上部和根部Cd含量有所升高;2种油菜的根系形态学参数在不同Mn处理下变化规律不同,表现出不同的响应策略。     

松科植物对干旱胁迫的反应

水分亏缺是制约树木生长的重要环境因子，植物通过形态、生理以及分子水平来适应水分亏缺．渗透调节使植物在低水势下维持正常生理活动，是植物忍耐水分亏缺的重要生理机制．干旱胁迫下，植物形态结构变化有利于水分吸收和传导，从而提高水分利用效率；同时，生物量向根部的分配增加，叶面积/边材面积比发生变化，这种生物量分配转移提高了根和茎向叶片输水能力，从而防止气穴现象；干旱胁迫容易引起光能过剩，过剩的光能会对光合器官产生潜在的危害．依赖于叶黄素循环的热耗散是光保护的主要途径；同时酶促及非酶促系统也是防止光合器官破坏的重要途径；脱落酸作为一种激素逆境信号，活化了与抗旱诱导有关的基因．本文从形态变化、渗透调节、气穴现象、光合作用、水分利用效率、脱落酸以及分子机理等方面阐述了松科植物对干旱胁迫的响应，并对耐旱指标的筛选进行了讨论，干旱胁迫下，各耐旱机理相互制约，需要联合各个方面的因素来考虑整个植物对干旱的反应．参99。     

毛竹根系生物量分布与季节动态变化

采用挖土柱法研究了安徽黄山地区毛竹（Phyllostachys edulis）根系生物量的分布规律,连续观测了根系生物量的季节变化,并分析了根系生物量与温度、降雨等环境因子相关性。研究结果表明：毛竹林的根系生物量平均为12.891 t·hm^-2,88.8%的根系分布在0-40 cm土层,随土层加深根系生物量逐渐减少,0-20 cm土层中的生物量占总生物量的62.3%,分别是20-40 cm与40-60 cm根系生物量的2.35倍与5.56倍;根系总生物量具有明显的季节动态,变化范围为7.686-17.386 t·hm^-2,表现为单峰型,7月份最高,2月份最低;不同深度土壤中毛竹根系生物量也存在明显的季节动态,均从2月份开始上升,达到最大值后逐渐下降,与总生物量的季节变化规律类似,其中0-20 cm与20-40 cm土层根系生物量最大值出现在7月,与总生物量一致,而40-60 cm土层最大值出现在6月,存在一定偏差;毛竹林根系生物量与气温因子显著相关,三次拟合方程为Y=0.0001X3-0.0013X2＋0.2398X＋7.6022（R2=0.956）,与降雨量因子无显著相关性。     

干旱胁迫对青海杨不同种群的影响

通过对青海杨的两个分别来自极端干旱和湿润地区的种群进行不同水分处理,研究其在生物量的积累与分配、气体交换、脱落酸积累以及水分利用效率上的种群差异.结果表明:①不同种群在各种生长和形态指标上均表现出了显著性差异,例如株高(Ht)、基径(Bd)、总生物量(Tb)、总叶面积(La)和细根比(Ft).②不同种群在各种生理指标上也表现出了显著性差异,例如净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(g)、水分利用效率(WUEi)和脱落酸(ABA)积累.③与来自湿润地区的种群相比,来自干旱地区的种群表现出了较小的生长和形态指标值以及较大的生理指标值.这些对水分可利用性的形态和生理适应性表明,不同种群在其幼苗早期生长和建立方面采用了不同的生存策略,来自湿润地区的杨树种群采用耗水策略从而抗旱性低,而来自干旱地区的杨树采用节水策略从而抗旱性高.这些对干旱的不同反应可以为不同气候地区选择相应的生态型提供一定的参考标准.表4参26     

酚类化合物短期暴露对小麦和大麦苗期根伸长的影响

采用小麦和大麦为受试作物,以其在受试化合物污染的土壤中培育3 d后获得的根伸长的半数抑制浓度(IC50)评价了12种酚类化合物的毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,酚类对作物根伸长均存在剂量-效应关系。小麦对受试酚类的IC50范围为:12.92~231.76 mg·kg-1,其中邻苯二酚只在最高浓度500 mg·kg-1时对小麦的毒性效应显著。大麦对受试化合物的IC50范围为:7.15~478.31 mg·kg-1。小麦对3-甲基酚、双酚A、2-萘酚和壬基酚相对敏感,而其它8种化合物则是大麦相对更敏感。酚类化合物对小麦和大麦的毒性强度整体趋势一致。     

磷对铝胁迫下荞麦根际土壤铝形态和酶活性的影响

采用土培法,以耐铝性明显差异的两个荞麦Fagopyrum esculentum基因型“江西养麦”(耐性)和“内蒙荞麦”(敏感)为材料,研究铝胁迫下磷对荞麦生长和根际土壤铝形态、土壤酶活性的影响.结果表明,0.4 g·kg~(-1)铝配施0.2 g·kg~(-1)磷的内蒙和江西荞麦根系生物量分别比不施磷组增加了67.9%和21.2%,磷能显著缓解铝对荞麦根系生长的抑制,提高根系生物量和根冠比.磷铝互作下根际土壤的交换态铝含量显著降低,毒性较小的吸附态羟基铝和络合态铝含量显著增加.根际土壤酶活性变化复杂,过氧化氢酶活性与磷质量分数呈正相关,w_p=0.2 g·kg~(-1)对铝胁迫下荞麦根际土壤转化酶活性最有利.说明施磷降低铝胁迫根际土壤的交换态铝含量,提高土壤过氧化氢酶活性,减缓铝毒对植株生长的抑制作用.     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

谷子根系对群体压力胁迫的生物学响应

采用根管土柱栽培的方法,比较了在相同根管土柱体积上种植不同株数谷子时谷子根系的主要特征,如根系数量,根系入土最大深度,根系SOD、POD活性,总根长,根系MDA含量及根系总吸收面积与活性吸收面积等对群体密度变化的可塑性.结果表明,不同群体下,谷子单株根数前期差异小,中后期差异大;而单位土体中的根量前期差异大,后期差异小.群体大(密度高),谷子根量、总根长及根系总吸收面积与活性吸收面积达到高峰的时间早,但衰亡时期也早,且入土深度较浅.群体小根量高峰出现得迟但维持的时间较长,根系在土体中的延伸深度也较大,有利于后期营养的获取和产量的提高.群体在作物生长中起着量的决定作用,而个体生长发育由于群体不同而引起质的差异.在生产上要想获得理想的产量,既要有足够量的保证,又要求达到一定质的标准,以使群体与个体协调发展.表4图2参18