作物旱后复水补偿效应产生的源-库-流的响应及机制

[目的]作物在生长过程,尤其在干旱半干旱地区,时常经受干旱和复水(降雨或灌溉)过程。干旱胁迫下作物的生长发育受到抑制,产量降低;同时,经过干旱胁迫后作物对干旱胁迫的耐受性有所提高;而干旱胁迫后复水,为了弥补作物干旱期间的损失,作物往往表现出补偿性生长,在产量上产生补偿甚至超补偿效应。作物旱后复水补偿效应是作物对干旱胁迫的积极响应与复水后补偿性生长的共同结果,在旱区作物生产中合理利用旱后复水补偿效应可以有效提升作物产量和水分利用效率。[方法]“源库”关系被广泛用来解释作物产量的形成过程,调控源库关系也是提高作物产量的重要途径。旱后复水补偿效应的产生与作物“源—库—流”响应关系密切。[结果]基于当前的研究进展,从“源库”关系总结作物旱后复水补偿作用产生的机制。在干旱胁迫过程中,源端表现为气孔关闭、光合降低、可溶性碳水化合物累积增加,而库端表现为库活性增加。复水后补偿效应产生过程中,在源端气孔打开、光合恢复、短时间内甚至高于干旱胁迫前,同时源端(叶片)可溶性碳水化合物代谢增强,促进作物光合作用,碳水化合物的合成能力提高;在库端(籽粒)库活性维持较高水平,同化物卸载和累积速度加快;同时流中同化物转运维持较高水平。在补偿效应产生的源—库响应中同化物的转运积累起着重要的作用,其中蔗糖转化酶(INV)、细胞壁转化酶(CW-INV)和聚糖代谢酶(1-FEH w3)活性在作物旱后复水补偿效应的源库响应过程中起着至关重要的作用。[结论]从源库关系角度对旱后复水补偿效应产生的机制进行较为深入的总结和分析,为理解作物旱后复水补偿效应产生的机制及旱区作物水分高效利用提供理论依据。

不同水氮环境下玉米品种的产量稳定性和干物质积累与分配差异

为深入解析不同玉米品种对水氮环境的适应机制和产量形成过程,通过8个玉米品种在6种水氮处理组合下的田间试验,采用加性主效应和乘性互作(AMMI)模型分析各玉米品种在不同水氮环境下的产量稳定性,探讨这些品种产量构成因素以及干物质积累与分配的差异。结果表明,‘军育535’、‘强盛388’、‘美豫22’和‘盛育367’为产量稳定性较高的品种,‘先耕303’、‘秦龙14’、‘西蒙M1711’和‘金北516’为产量稳定性较低的品种。稳定性较高品种的百粒重以及吐丝期穗和成熟期籽粒的干物质积累量和分配系数显著较高,但灌溉和施氮后,稳定性较低品种的百粒重增幅分别比稳定性较高品种提高21.64%和49.22%。补灌处理后,稳定性较低品种的吐丝期穗和成熟期籽粒干物质积累量增幅比稳定性较高品种分别提高14.92%和24.79%,分配系数增幅分别提高58.40%和34.68%;施氮处理后,稳定性较低品种的吐丝期穗和成熟期籽粒干物质积累量增幅比稳定性较高品种分别提高46.96%和27.55%,分配系数增幅分别提高57.93%和61.19%;补灌和施氮后,稳定性较低品种产量增幅分别为5.91%和97.02%,从而使其在W0N0处理下产量比稳定性较高品种低9.60%,但在W1N2处理下提高0.50%。综上,稳定性较低的品种对增施氮肥或补充灌溉的响应更为敏感,其在较优的水氮条件下可表现出更显著的增产效应。

不同马铃薯品种干旱适应性与其钾素营养特性的关系

采用盆栽试验,通过对5个马铃薯品种(‘V7’、‘大西洋’、‘实验二号’、‘大丰八号’和‘京张三号’)、2个水分条件(保持80%~85%土壤最大田间持水量,3轮干旱-复水)和2个钾肥水平(0 kg·hm^(-2)和180 kg·hm^(-2))的三因素裂区试验,研究不同马铃薯品种的干旱适应性与其钾素营养特性之间的关系。结果表明:各品种马铃薯的干旱适应能力表现为‘实验二号’>‘V7’>‘大丰八号’>‘大西洋’>‘京张三号’,且干旱适应性与钾素营养特性呈显著正相关关系。钾素利用效率、植株钾素吸收量、块茎钾素吸收量和钾素吸收效率对马铃薯干旱适应性的贡献度分别为28.44%、15.08%、14.01%和8.55%。正常水分条件和干旱处理下的马铃薯水分利用效率与钾素利用效率、植株钾素吸收量和块茎钾素吸收量均呈显著正相关关系(P<0.05),且与钾素利用效率的相关性最强,在正常水分条件和干旱处理下相关系数分别为0.97和0.96,推测钾素利用能力强的马铃薯品种可通过提高水分利用效率增强其对干旱的适应能力。研究结果表明,‘实验二号’更适合在北方旱区推广种植。

黄土高原春玉米氮肥生产力对不同耕作措施的响应:Meta分析

为明确黄土高原不同耕作措施(覆盖种植、秸秆还田、深松耕和免耕)对春玉米氮肥偏生产力(PFP_(N))的影响,探究不同耕作措施下驱动春玉米PFP_(N)变化的因素,本研究采用Meta分析、回归分析和随机森林相结合的方法,以传统耕作措施(裸地种植、无秸秆还田和犁耕)为对照,分析了春玉米PFP_(N)在不同耕作措施下的变化特征。结果表明:与传统耕作措施相比,覆盖、秸秆还田和深松耕分别使春玉米PFP_(N)提高38.8%、10.3%和8.4%,而免耕对春玉米PFP_(N)无显著影响。随机森林模型表明:在覆盖和秸秆还田措施下,年均降雨量和生育期降雨量是影响春玉米PFP_(N)的两个重要因素;在深松耕措施下,年均降雨量和持续时间是影响春玉米PFP_(N)的两个重要因素。亚组与回归分析表明:在年均降雨量≤400 mm、生育期降雨量≤300 mm或年均温度<7℃的区域,覆盖可以使春玉米PFP_(N)提高77.7%~99.5%,且覆盖措施对春玉米PFP_(N)的提高效果与年均降雨量、生育期降雨量和年均温度呈负相关;在年均降雨量400~500 mm或生育期降雨量300~400 mm的条件下,秸秆还田使春玉米PFP_(N)提高10.2%~16.3%;在年均降雨量400~500 mm,深松耕试验持续时间<3 a时,春玉米PFP_(N)可提高14.1%~14.6%。因此,依据区域和气候特征,采用适宜的耕作措施可以进一步提高春玉米PFP_(N),促进旱区作物可持续生产目标的实现。本研究可为提高黄土高原春玉米PFP_(N)以及制定区域可持续发展的农业生产策略提供参考。

达乌里胡枝子愈伤组织及种子EMS诱变研究

为优化达乌里胡枝子愈伤诱导培养基的激素含量及比例,明确甲基磺酸乙酯(EMS)诱变愈伤组织及种子的最佳条件,本研究以达乌里胡枝子种子为外植体,探究了不同激素配比对愈伤诱导的影响,并针对愈伤组织和种子处理分别设置了两时间两浓度(2 h和6 h,0.3%和0.9%)及三时间两浓度(6 h、8 h、10 h,0.4%、0.8%)的EMS处理时间和浓度的组合,研究各处理对愈伤分化系数和后期植株成活率以及种子发芽率、发芽势和幼苗表型变异的影响。结果表明,达乌里胡枝子种子愈伤的最佳激素配比为0.25 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D,此时达乌里胡枝子愈伤诱导率为94.9%。EMS诱变达乌里胡枝子愈伤组织的适宜浓度为0.3%,处理时间为6 h,分化系数和植株相对成活率分别为46.31%和47.78%,接近半致死范围,且生根数、根长和平均株高等指标与高浓度EMS处理相比受到的负面影响较小。EMS诱变达乌里胡枝子种子的适宜浓度为0.8%,处理时间10 h,发芽率、出苗率、成苗率分别为53.61%、51.06%和53.28%,均接近半致死量,同时发现多株幼苗叶片出现了明显的形态变异。本试验在达乌里胡枝子原有种质资源基础上,丰富了达乌里胡枝子突变体库,也为后续开展达乌里胡枝子诱变育种研究提供理论依据。

密度、施肥对旱地春小麦产量、水分利用效率和籽粒养分含量的补偿效应(英文)

为了探明旱作条件下无机营养对作物产量和水分利用效率的补偿效应,我们在宁南黄土高原半干旱地区开展了为期两年的春小麦密度与肥料试验.通过4种播种密度和5种肥力水平的综合研究结果表明,在不同处理的籽粒产量和水分利用效率排序中,播种密度为500粒/m2时,以施肥量90kg/hm2N和135kg/hm2P2O5处理的产量和水分利用效率为最大.与不施肥的对照相比,增施肥料与籽粒产量和水分利用效率的提高成显著的正相关关系,相关系数分别达到0.959和0.894,而播种密度则与产量和水分利用效率的相关性不显著.增施肥料虽然能够提高可育小花数,但随着播种密度的增大,穗粒数和千粒重反而呈下降趋势,表明可育小花数对肥料水平反应敏感,而穗粒数和千粒重主要受播种密度的影响.施肥能够促进春小麦根系的生长发育,特别是促进浅层根量的增加,增强了作物的水分养分吸收.另外,不同种类肥料配施的结果表明,单施P肥或者N、P、K配合施用,可使春小麦产量分别提高44.6%和55.4%.N、P、K配合施肥还能够提高品质,使籽粒中的P、N、K含量分别提高18.5%、18.4%和8.1%.上述研究结果说明,控制播种密度、改善土壤肥力对于促进旱地春小麦高效利用有限水分具有明显的补偿效应.

有限供水条件下旱地春小麦水分的高效利用(英文)

全球气候变化最令人担忧的问题是干旱 ,而水分又是影响小麦产量的重要因素之一 ,农田水分的管理与有效利用已经受到人们的高度重视。作者以春小麦为实验材料 ,采用盆栽和小区试验相结合的方法 ,针对黄土高原半干旱地区的有限水分环境 ,研究了有限供水的高效利用问题。盆栽条件下 ,采用 3种肥力水平与拔节期、孕穗期和灌浆期有限供水组合处理。对生长发育、产量构成和水分利用效率等指标测定的结果表明 ,施肥可以显著增大叶面积 ,促进根系生长 ,提高子粒产量 ;而施肥条件下 ,拔节期有限供水能够显著增加穗粒数和粒重。小区试验结果表明 ,满足春小麦最大产量所需的灌水量约为 2 0 0 m m ,获得作物水分利用效率最高时的适宜灌水量约为 10 0 m m ,而拔节期 60 m m的灌水量可以使灌水利用效率接近最大值。拔节期 60 m m灌水条件下 ,耗水量、作物水分利用效率和灌水利用效率同步增长 ,同时土壤的贮存水也得到了有效利用。根据以上结果可得出 :在黄土高原缺水地区 ,春小麦有限灌溉的适宜灌水量下限应不低于 60 m m。

延安中尺度生态农业研究区域中不同土地类型粮食生产潜力的评估

在以往对黄土高原地区作物生产潜力研究的基础上 ,建立了水土流失环境下不同土地类型粮食生产潜力的数学模型 ,并对模型的参数进行了设定和推算。对延安生态农业研究区粮食生产潜力的估算结果表明 ,不同土地类型粮食生产的潜力趋势为 :水地坝地 >川台梯田 >坡耕地 ;不同作物之间的生产潜力顺序则表现为 :玉米 >马铃薯 >谷子 >冬小麦 >大豆 ;在光照、温度和降水这 3个难以调控的环境因子中 ,水分不足是限制潜力的瓶颈 ,不同土地类型的潜力差异很大 ,基本农田是开发作物潜力最适宜的土地类型。建议在治理水土流失、建设生态农业过程中 ,把提高有限土地上的粮食单产作为粮食生产潜力开发的主攻方向 ,并认为 ,少种高产是解决生态农业建设中水土流失治理与粮食生产矛盾的结合点。

支气管哮喘阶梯式治疗及系统教育的临床研究

该文对４０例支气管哮喘（哮喘）患者按病程严重度分类，采用阶梯式治疗并对哮喘患者进行系统教育。教会患者如何正确地估计病情，及应用平喘药物，呼气峰流速的测定，如何使用定量雾化器和储雾罐，如何预防哮喘复发等。通过教育显著提高了哮喘患者对其疾病认识水平，学会在家中监测病情变化，掌握哮喘急性发作或恶化时自己进行简单处理的方法。该研究表明采用哮喘阶梯式治疗、开展哮喘教育是落实防治哮喘措施、提高防治水平的重要环节，对于提高患者的生活质量。

延安生态农业建设中粮食增产的综合配套技术体系

延安地区 70 %以上的耕地为山坡旱地 ,我国每年进入黄河的泥沙约 81 %来源于坡耕地。严重的水土流失是坡耕地作物低产的主要原因。但由于坡耕地面积大 ,存在着巨大的粮食生产潜力 ,只要合理开发 ,就有可能为该地区社会经济的可持续发展提供最基本的粮食安全保障。

半干旱区春小麦高效利用有限灌水的研究

在宁夏南部半干旱山区的研究结果表明，满足籽粒产量最大时所需的补充灌水量为200mm；满足作物水分利用效率最高时所采的补充水量为100mm；满足灌水效率最高时所需的补充灌水量为60mm。60mm补充灌水条件下可使春小麦的耗水量从240mm增加到320mm左右，同时明显地使作物产量、水分利用率和灌水效率得以同步提高，作物对土壤储水和利用程度也相应增强。据此认为，旱地春小麦有限灌水量的适宜下限为60mm。对不同生育期有限灌水的研究结果表明，拔节期是春小麦有限供水的最佳时期。

逆境条件下种子萌发成苗生态生理研究进展

关于种子萌发逆境生理的研究,可追溯到上世纪初 De Saussure 在人工摸拟干旱条件下不同作物的种子萌发试验。此后,许多学者相继作了一系列的研究工作。本世纪50年代,70年代,Levitt,Hsiao 等作了关于作物抗逆性方面的综述。Kramer、Turner、Hadas、Boyer 和 Koller 等继60年代植物水势概念提出之后,又取得了一批新的研究进展,并再次较全面地论述了植物抗逆的生理生化机理。近年来,粮食不足已成为许多国家所面临的严峻问题,提高低产地区的作物生产力也越来越受到国际上的重视。在抗逆境提高产量的技术方面也取得了一批新的进展。我国的干旱半干旱地区范围广阔,占国土总面积高达52.5%,约有耕地2800万公顷。

春小麦胚芽伸长过程中渗透调节与能量代谢

本文用PEG模拟水分亏缺对春小麦红芒麦和绵阳11号胚芽伸长过程中生长、膨压、渗透势、水势和渗透调节能力与ATP含量、能荷变化及能量代谢间的关系进行了研究。结果表明,通过降低能荷,改变分解代谢与合成代谢的比率,使渗透调节物质积累,增加了幼苗的吸水能力,从而使其在一定的ATP能量水平上维持缓慢生长;抗旱品种红芒麦在水分亏缺下成苗速率较快,能保持一定的ATP能量水平和能荷值,渗透调节和吸水能力都比较强。

渭北地区冬小麦的有限灌溉与水分利用研究

采用越冬前、拔节、抽穗和灌浆４个灌水时期和每次６０与１２０ｍｍ两个灌水量的组合设计，在大田条件下对冬小麦的灌水量与耗水量、产量、水分利用效率（ＷＵＥ）以及灌水效率（ＩＵＥ）和有限灌溉的下限与适宜的灌水时期进行了小区试验研究，并建立了冬小麦产量与耗水以及ＷＵＥ与耗水的回归数学模型。试验结果表明，冬小麦在渭北地区的耗水量与产量和ＷＵＥ之间均呈现非线性关系；满足最大产量时所需的补充灌水量约为１８０～２２０ｍｍ；满足ＷＵＥ最大时的补充灌水量为６０～８０ｍｍ。研究结果还显示，在底墒良好的条件下，拔节期６０ｍｍ的有限灌溉可以同步提高子粒产量和ＷＵＥ冬季６０ｍｍ和拔节期６０ｍｍ的两次有限灌溉，对于改善渭北地区冬小麦的苗期生长发育和提高产量。

肺结节病的误诊分析

目的提高对肺结节病的认识和诊断符合率。方法对1990～2001年诊治的6例结节病患者的临床误诊资料进行分析。结果和结论肺结节病临床表现不典型,胸部X线及CT常表现为肺门增大,以双侧肺门肿大为主,易误诊为肺结核或肿瘤。经纤维支气管镜活检或皮肤粘膜、淋巴结活检可确诊。肺结节病多见青中年成人,女性发病率高,临床症状不典型,在诊断上要结合临床表现、胸片以及纤维支气管镜、皮肤粘膜、淋巴结活检进行病理检查。

转基因作物的生态环境效应评估

本文就转基因作物对农业生态系统造成可能影响进行了评述，分析结果显示，转基因作物的大面积推广，有可能破坏农作物品种的遗传多样性，使作物种植中品种单一化，加速了作物基因资源的流失；使抗除草剂作物的基因向野生或半野生植物转移的可能性加大，有可能创造出“超级杂草”，使那些带有病毒型转基因作物的基因重组有可能创造新的植物病毒，造成人为的遗传污染；大田中的害虫很快会对抗虫作物分泌的毒素产生抗性；抗虫作物对其它生物造成的威胁还会对农业生态系统中食物链和养分循环造成负面影响。作者强调。

渭北旱作节水农业的新技术

在分析渭北旱作农业粮食生产历史和现状的基础上，提出了进一步开发粮食生产潜力的抗旱节水新技术，并对抗旱保苗、覆盖栽培、有限灌溉。

黄土高原生态环境与粮食生产潜力开发技术

在分析黄土高原生态环境特点与“七五”、“八五”黄土高原综合治理中粮食潜力开发技术成果基础上，认为土壤补水期覆盖能显著减少土壤蒸发，开发作物节水潜力的有限灌溉，集雨补灌以及膜上灌水等新技术，有可能成为未来黄土高原粮食生产潜力开发和技术突破口。

干旱胁迫下褪黑素对小麦幼苗生长、光合和抗氧化特性的影响

为探究褪黑素对小麦幼苗抗旱性的调节作用,明确褪黑素提高小麦抗旱能力的作用途径,以小麦水地品种西农9871为材料,通过盆栽试验,分析了干旱胁迫下根施褪黑素(100μmol·L-1)对小麦幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了小麦的生长,降低了叶片叶绿素含量、气孔导度、净光合速率及PSⅡ最大光化学效率,导致过氧化氢(H2O2)与丙二醛(MDA)积累增加及抗氧化酶活性、抗氧化剂含量升高。在干旱胁迫下根施褪黑素可增加小麦幼苗的生物量和根冠比,维持较高的相对叶片含水量、叶绿素含量、净光合速率及光化学效率,并进一步提高过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)活性及抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)的含量,减少了H2O2与MDA的积累。复水后,根施褪黑素处理的小麦幼苗生长表现出较快的恢复能力。以上结果说明,在干旱胁迫下,褪黑素通过增加根冠比,促进水分吸收,改善叶片的水分状况,并通过增强抗氧化能力,减轻氧化伤害。褪黑素处理的植株表现出较好的水分状况和较轻的氧化伤害,有利于其维持较高的光合能力,从而提高小麦幼苗的抗旱性及恢复生长的能力。

水分和盐分胁迫下春小麦幼苗渗透调节物质积累的比较研究

利用不同浓度 Na Cl和 PEG处理 3种不同基因型春小麦幼苗 ,在处理的第 7天采样测定叶片组织含水量、胁迫伤害率、游离脯氨酸、可溶性糖及无机离子 Na+、K+含量。结果表明 ,在等渗条件下 ,Na Cl胁迫引起的小麦叶片组织含水量的下降、胁迫伤害率的增大及叶片和根部的脯氨酸、可溶性糖、Na+、K+含量的增加 ,均大于PEG胁迫引起的变化。小麦改良品种京 3377在盐分和水分胁迫下 ,其抗旱抗盐性都较强 。