过氧化钙缓解冬油菜苗期渍害胁迫的效应研究

为评价过氧化钙缓解冬油菜苗期渍害(渍水)胁迫的效应,以常规冬油菜品种沣油958(FY958)为试验材料,通过盆栽试验,设置不同施用量的过氧化钙(0、0.7、1.2、1.7、2.2、2.7 g/kg)处理,研究渍水条件下,不同的过氧化钙施用量对油菜幼苗存活率、叶片抗氧化酶和根系发酵酶活性以及根系活力等生理指标的影响。结果表明,渍水胁迫严重影响了油菜生长,造成油菜幼苗的存活率、鲜质量和叶片SPAD值显著降低。施用过氧化钙可明显缓解渍水胁迫对油菜的影响。与渍水条件下未施用过氧化钙的植株相比,施用过氧化钙后,油菜幼苗的鲜质量和叶片SPAD值显著提高,幅度分别为85.4%~108.0%和24.3%~43.0%;叶片抗氧化酶与根系发酵酶活性显著降低;同时,根系活力显著提高,增幅为66.7%~316.7%。并且,随着过氧化钙施用量的增加,其改善渍水胁迫的效果更加明显。上述研究结果表明,渍水胁迫会抑制油菜幼苗的生长。适宜的过氧化钙施用量(1.7~2.7 g/kg)能降低根系无氧呼吸,减轻过氧化胁迫对油菜的影响,提高油菜根系活力和叶片叶绿素含量(SPAD值),从而提高叶片碳水化合物合成能力,进而恢复油菜幼苗生长、保证油菜后期产量。本研究验证了过氧化钙缓解冬油菜苗期渍害胁迫的可行性。

渍害胁迫时期和持续时间对冬小麦产量及其构成因素的影响

为研究渍害胁迫时期和持续时间对小麦产量及其构成因素的定量化影响,以扬麦13号为供试品种,在拔节期、孕穗期和灌浆期,开展不同渍害胁迫持续时间(0、5、10和15d)的盆栽试验,观测不同渍害胁迫处理下小麦产量及其构成因素的变化。结果表明,不同生育时期发生渍害胁迫均可导致小麦减产,且随渍害胁迫时间的延长,小麦产量下降均达到显著水平(P<0.05)。渍害胁迫造成的减产呈现为孕穗期>拔节期>灌浆期,渍害胁迫每增加1天,孕穗期、拔节期和灌浆期小麦单株产量分别下降0.79、0.59和0.48g,表明孕穗期是小麦渍害胁迫的敏感期。此外,不同生育时期渍害胁迫对小麦产量构成的影响存在明显差异。拔节期渍害胁迫同时降低小麦株穗数、穗粒数和千粒重,但主要通过降低小麦穗粒数造成产量下降;灌浆期渍害胁迫对小麦株穗数和穗粒数的影响较小,主要通过降低千粒重造成小麦产量下降;孕穗期处于小麦从营养生长转为生殖生长阶段,此时发生渍害胁迫,对小麦株穗数和穗粒数的影响大于灌浆期,对千粒重的影响大于拔节期,因此,孕穗期渍害胁迫造成小麦减产最严重。为预防渍害胁迫造成小麦严重减产,应在孕穗期前后密切关注天气状况,在田间及时开沟排水。

生物炭缓解稻麦轮作区小麦渍害胁迫的作用

稻麦轮作是长江中下游地区最主要的粮食生产方式,然而在该地区季风气候的背景下,小麦生长季易发生渍害胁迫,导致小麦减产甚至绝收。施用生物炭是一种有效的土壤改良方式,目前,已在长江中下游稻麦轮作区开展应用研究,但定量评估施用生物炭对长江中下游地区小麦渍害的影响研究尚未见报道。开展土柱和小区试验,研究水稻秸秆生物炭对稻麦轮作土壤和小麦生长前期的影响。结果表明,施用生物炭能显著降低稻麦轮作土壤的容重。不同深度的土壤水分动态变化也表明,施用生物炭有利于土壤水分向下迁移,可改善稻麦轮作土壤排水不畅的特点。同时,与未施用生物炭的处理相比,施用10 t hm-2生物炭能加快小麦出苗,促进小麦生长。播种后90 d的采样结果显示,施用生物炭处理下小麦株高、主根长和最后一片完全叶的叶绿素相对含量(SPAD值)均显著高于对照(p<0.05)。根系特征显示,施用生物炭处理下的小麦主根长虽然显著高于对照,但2个处理间的总根长和总根面积却无显著差异。综上,施用生物炭能显著改善稻麦轮作土壤的排水条件,促进小麦前期生长,将有助于小麦在关键生育期抵御渍害胁迫。

氧肥对渍害胁迫下西瓜生理特性、产量及品质的影响

针对西瓜[Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum.et Nakai]渍害胁迫,采用大田试验方法,研究了施用氧肥对西瓜在渍害胁迫下平作和垄作2种不同种植方式的生理特性、果实品质和产量的影响。结果表明,开花坐果期渍害胁迫对2种种植方式的西瓜生长都有抑制作用,但对垄作西瓜的影响较小,且氧肥对垄作渍害的缓解作用也最明显。施用氧肥的处理比单独淹水的平作和垄作处理其西瓜叶片的SOD活性分别提高了7.9%和9.3%,POD活性分别提高了15.0%和20.0%,MDA含量分别降低了25.9%和31.4%,叶绿素含量分别提高了40.3%和25.4%,西瓜果实维生素C、还原糖、瓜氨酸含量分别提高了14.8%、8.5%、9.1%和15.6%、8.8%、8.8%,产量分别提高了8.5%和10.5%。表明氧肥可以有效提高西瓜对渍害胁迫的耐受性,并能改善品质,提高产量。但不同种植方式施用氧肥的效果存在差异,垄作结合施用氧肥处理对缓解西瓜渍害胁迫的效果更明显一些。

渍害胁迫对芝麻籽粒及制油品质的影响

为了研究渍害胁迫对芝麻籽粒及制油品质的影响,以豫芝11号等6个芝麻品种为材料,在芝麻生长-盛花期时,采用耐渍池分别进行0,36 h的连续淹水处理,成熟后收集芝麻籽粒,并从籽粒的外观、营养组分、矿物质及油制品等方面进行深入的品质分析。结果表明,渍害胁迫处理后,不同品种的芝麻籽粒种皮颜色变深,瘪粒增多,降低了芝麻的商品价值,但不改变芝麻籽粒的长度和宽度,其平均值分别在3.00,1.80 mm左右。渍害胁迫使籽粒中的营养成分粗脂肪、粗蛋白、总糖含量存在不同程度的变化,其变化幅度分别为-3.73%~2.03%,-0.10%^-2.16%,-0.93%~5.80%;同时也导致了粗纤维和灰分含量的增加。胁迫处理使矿物质元素Ca、K、Mg、Na含量存在不同程度的变化。其中Ca元素随着品种不同,不存在规律一致的变化。但是K、Mg、Na含量均呈升高趋势。芝麻油制品的变化则主要表现在酸值和过氧化值基本呈升高趋势(品种M5的过氧化值例外),油酸、亚油酸和棕榈酸含量无显著性变化,花生酸、亚麻酸、棕榈油酸含量存在一定变化,微量成分芝麻素、芝麻林素含量的变化因品种而异。

水稻秸秆生物炭对渍害胁迫下稻麦轮作土壤的影响

长江中下游地区稻麦轮作的生产方式往往导致土壤排水不畅和养分流失。且该地区小麦生长季多阴雨,导致小麦渍害胁迫减产。探索合理的方法来缓解小麦渍害胁迫有重要意义。本研究开展盆栽试验,设置不同生物炭施用量和渍水处理,研究水稻秸秆生物炭对稻麦轮作土壤理化性质的影响。结果表明,随着生物炭施用量的增加,土壤容重呈下降趋势,有助于改善稻麦轮作土壤排水不畅的特点。同时,施用生物炭可显著增加土壤pH值、有机碳和有效磷的含量(P<0.05)。施用生物炭和渍水处理对土壤总氮含量没有显著影响,但生物炭施用量达到40t/hm^(2)时,渍水处理会导致土壤碱解氮含量显著下降(P<0.05),表明生物炭有助于固定土壤氮。总体来看,施用水稻秸秆生物炭可改善稻麦轮作土壤的排水条件,维持土壤养分,有助于抵御渍害胁迫造成的小麦减产。

渍害胁迫对小麦幼苗糖代谢的影响

为揭示渍害胁迫下幼苗期小麦(Triticum aestivum L.)糖代谢的变化,以正常生长条件下和渍害胁迫下不同处理阶段(0、1、3、5、7d)的叶片为供试材料,比较分析了幼苗期小麦叶片中叶绿素的含量、可溶性糖和淀粉含量及蔗糖转运蛋白(sucrose transporters,SUT)基因的表达水平。结果表明,渍害胁迫初期(1d),叶绿素含量、可溶性糖含量和淀粉含量均显著高于相应的对照组,TaSUT1基因的表达量与对照组无显著差异;随着胁迫时间的持续,叶绿素含量则显著低于对照组,叶片光合作用受到显著抑制,同化产物显著减少,表现为可溶性糖含量和淀粉含量均呈现较大的降幅,同时处理组TaSUT1基因的表达水平也显著低于对照组。由此可见,短期渍害胁迫处理能够促进幼苗期小麦叶片的糖代谢过程,利于其生长发育;但长期的渍害胁迫处理严重破坏了幼苗期小麦叶片内的糖代谢系统,导致处于营养生长初期阶段的小麦幼苗因营养物质供应短缺而生长缓慢。

垄作模式下甜高粱对农田渍害胁迫的响应

我国长江中下游地区常年降水较多,易形成农田渍害。为探究渍害胁迫对甜高粱(Sorghum dochna)产量性状和抗氧化酶系统的影响,设计了平作和垄作两个处理,在甜高粱三叶期对其进行渍水处理,测定并比较各处理的抗氧化酶系统活性和产量性状。结果表明,苗期遭受渍害胁迫,垄作处理下甜高粱的茎粗、单株干重、叶数、叶面积指数均显著高于平作(P<0.05)。株高和茎叶比在两个处理间无显著差异(P>0.05);与平作处理相比,渍害胁迫下甜高粱叶片的抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性更强。研究表明,垄作耕作方式能够提高甜高粱耐受渍害胁迫的能力,获得更高的产量。

安徽沿江江南地区渍害胁迫条件下油菜AquaCrop模型验证

【目的】评估AquaCrop模型在安徽沿江江南地区模拟油菜生长的适用性,探讨其在农业气象业务服务应用中的可行性。【方法】基于作物、气象、土壤等数据以及2010―2013年油菜大田涝渍试验资料对AquaCrop模型参数进行率定及模拟效果检验,并利用油菜观测点的产量数据开展模型在安徽沿江江南地区的适用性验证。【结果】基于参数率定的AquaCrop模型模拟结果显示,油菜生物量和产量的实测值和模拟值平均绝对误差分别为328.1和101.9kg/hm^2,平均相对误差为6.3%和6.8%,模型性能指数为0.89和0.91,模型总体上能较好模拟油菜花期遭受阴雨寡照天气条件下的油菜生物量和产量;此外,AquaCrop模型在安徽沿江江南地区的适用性验证显示宣城农业气象试验站多年油菜产量模拟相对误差为5.2%~8.1%,池州、东至和歙县等观测站产量模拟相对误差为6.8%~11.2%。【结论】虽然个别样本的模拟相对误差超过10%,存在一定程度的偏差,但总体上AquaCrop模型在模拟安徽省沿江江南地区油菜产量方面具有一定的参考价值。

孕穗期不同渍害时长对小麦生理特性及产量的影响

【目的】小麦渍害是长江中下游小麦生产中的主要非生物胁迫因素,研究孕穗期不同渍害时长对小麦生理特性及产量的影响,为小麦孕穗期的耐渍性机理研究和生产提供理论依据。【方法】以小麦品种扬麦16和中麦895为供试材料,采用盆栽控水方法,研究孕穗期渍害时长对小麦生长及产量的影响。【结果】(1)孕穗期发生渍害,小麦叶片的叶绿素含量显著降低,渍害时长越久,叶片SPAD值下降程度越大;受害越重的叶片SPAD值下降幅度越大,倒二叶较同期的旗叶受害严重。(2)小麦的CAT、SOD和POD等抗氧化物酶的酶活性在渍害期间呈现“∧”型变化趋势,活性氧(ROS)含量在渍害前期有降低或缓慢增加现象,而在渍害后期呈急剧升高趋势。(3)孕穗期短期内渍害有效穗数、穗粒数和千粒重等产量要素有小幅度增加现象,这可能是小麦的应激反应所致。(4)孕穗期渍害对小麦株高无显著影响,长期渍害导致小麦产量显著下降,有效穗数、穗粒数和千粒重的降低是引起小麦减产的主要因子;在渍害15 d后,中麦895和扬麦16的单株产量分别较CK降低了51.47%和43.99%。【结论】孕穗期渍害显著降低了小麦叶片叶绿素含量,破坏了植株体内活性氧代谢和抗氧化酶系统之间的平衡,过量积累的活性氧致使细胞脂膜过氧化,导致细胞结构和功能受损,进而影响植株光合作用和营养物质的传输和积累,使小麦生物量大幅降低,从而导致籽粒灌浆不足,造成空粒、瘪粒和无效穗数显著增多,最终造成小麦减产。此外,在整个渍害胁迫过程中,供试的2个小麦品种的耐渍性强弱表现为:扬麦16>中麦895。

渍害条件下有机肥替代化肥对小麦产量、产量构成因素及氮素吸收的影响

小麦在渍害条件下,通过研究花后进行有机肥替代化肥对其产量、产量构成因素以及氮素吸收的影响,以期筛选出最适宜小麦的施肥配比。结果表明:有机肥替代化肥30%且进行追肥的处理4在渍害和正常环境下产量、产量构成因素等指标都起到了促进作用。其中,有机肥替代化肥50%且进行追肥的处理6也可以适用于渍害条件下小麦的生长,但没有处理4的效果突出。试验确定了2种环境下最适宜小麦生长的有机肥与化肥配施比例,为小麦的抗渍害栽培和肥料的合理配施提供了理论依据。