旱后复水条件下磷添加对白羊草根系形态及氮磷累积的影响

植物生长及养分利用特征可揭示半干旱区植物对多变水肥环境条件的适应策略。在白羊草分蘖期设置2个供水条件(正常供水和干旱胁迫21天后复水)和2个磷添加水平(复水当日1 kg干土添加0,0.2 g P2O5),2周后测定其根冠生物量、根系形态以及氮磷含量。结果表明,旱后复水条件下,磷添加后白羊草根冠生物量、总生物量和根冠比无显著变化,总根长和根表面积显著增加27.1%和24.1%,比根长和比根面积分别显著增加18.3%和15.9%,根系平均直径显著降低1.3%;白羊草地上部、根系和整株磷含量分别显著增加61.1%,35.8%和49.6%,磷累积量分别显著增加68.6%,52.0%和61.3%,氮磷比显著降低。除地上部氮累积量外,各水分和磷处理下白羊草地上部、根系和整株氮磷累积量与总根长和根表面积呈显著正相关关系。本研究表明,根长和根表面积增加是白羊草响应水肥环境条件改善的主要策略。

转多抗基因新疆大叶苜蓿光合生理特征对土壤水分变化的响应

以新疆大叶苜蓿及其为母本的4种转基因株系(SN:转AtNDPK2基因;SC:转codA基因;SOR:转IbOr基因;SAF:转AtABF3基因)为研究材料,通过盆栽控制试验,比较研究了不同土壤水分条件下始花期各株系苜蓿的光合和荧光参数特征。结果表明,随土壤含水量从80%FC(田间持水量)降至40%FC,各株系叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均呈下降趋势,叶片瞬时水分利用效率(WUEi)呈上升趋势。在40%FC时,各转基因株系Pn值(11.19～21.58μmol·m^(-2)·s^(-1))均显著(P<0.05)大于非转基因株系(6.06μmol·m^(-2)·s^(-1)),各株系间WUEi无差异但以转AtABF3基因株系最大(3.22μmol·mmol^(-1))。土壤水分降低过程中,各株系叶片初始荧光(Fo),最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP)值总体呈下降趋势,实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观电子传递效率(ETR)值呈先上升后下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)值整体呈上升趋势。转基因株系qP值出现显著下降时的土壤水分含量(50%FC)低于非转基因(70%FC)苜蓿。在40%FC时,转基因株系Fv/Fm(0.78～0.82)值显著高于非转基因苜蓿(0.58)。总体表明,转多抗基因均不同程度地提高水分胁迫条件下新疆大叶苜蓿的光合性能,其中转codA基因株系可维持较高光合速率,转IbOr基因株系能维持较高光能利用能力,转AtABF3基因株系能够高效利用水分,转AtNDPK2基因株系总生物量最高。

水分和磷处理对建植当年柳枝稷根系生长和形态特征的影响

明确柳枝稷(Panicum virgatum)根冠生长及根系形态特征与水肥供应关系,可为旱区柳枝稷草地的水肥管理提供依据。本研究采用裂区设计,通过盆栽试验,以水分水平[高水:80%FC(田间持水量field capacity)和低水:40%FC]为主区,施磷处理(0、0.05和0.1 g P2O5·kg^–1干土,以每千克干土施P2O5的量计算)为副区,生育期末测定各处理下柳枝稷根冠生物量及根系形态特征。结果表明,不论施磷与否,高水下柳枝稷根冠生物量、总根长、根表面积和根系平均直径均显著(P<0.05)大于低水条件,而水分利用效率、比根长显著降低(P<0.05)。高水下施磷显著提高了根冠生物量、总根长和根表面积,降低了柳枝稷根冠比。低水下,施磷可显著提高柳枝稷水分利用效率,施磷(0.1 g·kg^–1)可显著提高总根长和根表面积、促进细根(0~0.5 mm)生长,表明低水条件下适当施磷有助于提高建植当柳枝稷根系吸收能力和对干旱的适应性。

水磷供应对柳枝稷和达乌里胡枝子生物量、水分利用效率及种间关系的影响

明确水磷供应对柳枝稷(Pancium virgatum L.)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica S.)生物量、水分利用效率(Water use efficiency,WUE)和种间关系的影响,可为黄土丘陵区二者混播草地建设提供依据。本研究采用盆栽试验,分析了2种水分水平(充分供水和干旱处理),3个磷处理(0,0.05和0.1 g P2O5·kg-1干土)和5种组合比例[12:0(柳枝稷∶达乌里胡枝子),8∶4,6∶6,4∶8和0∶12]下二者的生物量、WUE和种间关系。结果表明:二者混播相对总生物量(Relative yield total,RYT)为0.91~1.34;不论施磷与否,柳枝稷竞争攻击力系数(Aggressivity,A)和达乌里胡枝子相对竞争强度(Relative competition intensity,RCI)在干旱处理下显著低于充分供水(P<0.05);2种水分下,施磷(0.1 g·kg-1)显著降低柳枝稷A值,对达乌里胡枝子RCI无影响。干旱处理下,4∶8比例(柳枝稷∶达乌里胡枝子)下RYT最高且WUE较高,施磷显著提高混播总生物量和WUE,且0.05和0.1 g·kg-1间均无显著差异,表明采用4∶8比例并施磷0.05 g·kg-1可提高生物量和WUE。