灌溉条件对小麦籽粒蛋白质组分积累及其品质的影响

利用防雨池栽方式研究土壤水分对 2个品质类型品种蛋白质积累及品质影响。结果表明 ,籽粒灌浆过程中蛋白质含量的动态变化呈“V”字型曲线。花后 7d和 14d均以水分亏缺严重处理最高 ,但至花后 35d ,济南 17以水分亏缺最严重的最低 ,鲁麦 2 1则以该处理最高。干旱能促进清蛋白和球蛋白含量在灌浆初期的积累 ,但至灌浆末期转为降低。土壤水分亏缺严重或过多均不利于贮藏蛋白的积累。籽粒中谷蛋白大聚合体 (GMP)含量在开花 7d后随着灌浆进程而增加 ,花后 14d土壤水分亏缺有促进积累的作用 ,而后 ,土壤水分严重亏缺或过多均不利于形成较多的GMP。适宜的灌水处理有利于籽粒积累较多的贮藏蛋白和GMP ,从而改善品质。严重水分亏缺降低籽粒容重、面筋含量、沉降值、面团形成时间、稳定时间和评价值 ,但一定程度土壤水分亏缺反而促其升高。

水分胁迫对冬小麦旗叶细胞质膜及叶肉细胞超微结构的影响

随着水分胁迫程度的加剧,冬小麦旗叶的膜质过氧化物丙二醛(MDA)的含量升高,膜脂肪酸不饱和度降低,叶肉细胞内叶绿体、线粒体的形态、结构异常,甚至裂解,质膜内陷,胞质液泡化,胞壁层次减少。表明土壤水分胁迫损害小麦旗叶细胞质膜及叶肉细胞的超微结构,加速其衰老进程。

灌溉量对小麦氮素吸收和运转的影响

在田间遮雨棚中研究了两种灌溉模式和两个冬小麦品种的氮素吸收和运转规律 ,在本试验条件下 ,开花期吸收的氮来自土壤的占 75 77%～ 83 0 9% ,到成熟期为 79 31%～ 83 74 %。灌浆期间灌水增加植株各器官吸收肥料氮的比例 ,而降低了吸收土壤氮素的比例。小麦籽粒氮素的 6 7 4 7%～ 83 37%来自开花前营养器官的贮存氮 ,虽然叶片的总含氮量最大 ,但对籽粒氮素贡献最大的是茎和鞘。改善土壤水分状况可促进氮素自营养器官向籽粒的转移 ,增加总氮素产量和生物产量。

土壤水分对小麦籽粒淀粉合成和积累特性的影响

以防雨池栽的方式研究了限量灌溉对冬小麦籽粒淀粉合成和积累的影响。结果表明 ,冬小麦籽粒中可溶性淀粉合成酶 (SSS)、淀粉粒结合态合成酶 (GBSS)和Q酶 (一种分支酶 )均是在灌浆中期 (花后 14d)活性最高。中度、严重干旱显著地降低了它们的活性。适宜的灌水处理 (处理C和处理D)使三种酶保持较高的活性 ,这是形成较高产量的生理基础。三种酶的活性均是鲁麦 2 1的较高。土壤水分亏缺严重 (处理A)显著降低籽粒中淀粉、支链淀粉和直链淀粉的积累 ,灌麦黄水最终减少了它们的含量。适宜的灌水处理 (处理C和处理D)使它们的含量增加。鲁麦 2 1的淀粉含量、支链淀粉含量高于济南 17,而直链淀粉含量以后者的较高。土壤水分亏缺提高了籽粒中淀粉的支 /直比例 ,鲁麦 2 1的支 /直比例较大。其比值高有利于改善面条的品质。

CO_2浓度倍增和土壤干旱对两种幼龄沙生灌木碳分配的影响

利用大型环境生长箱研究了两种幼龄沙地优势灌木柠条 (Caraganaintermedia)和羊柴 (Hedysarummon golicum)对CO2 浓度倍增和土壤干旱交互作用的响应。CO2 浓度倍增并没有改善两种沙生灌木叶片的水分状况 ,而土壤干旱使叶片的相对含水量 (RWC)显著降低。在土壤水分充足条件下 ,CO2 浓度倍增促进两种沙生灌木植株生长 ,在干旱条件下则主要促进根的生长 ,提高根冠比。土壤干旱显著减少了植株生物量 ,但相对促进了根的生长 ,特别是显著提高了羊柴的根冠比。CO2 倍增使稳定性碳同位素组分 (δ13 C)降低 ,但土壤干旱使之增加。两种沙生灌木叶片与根部的δ13 C值呈极显著线性关系 ,羊柴的斜率大于柠条的 ,表明前者叶片与根部在光合产物分配上具有较高的生态可塑性 ,这和干旱条件下羊柴的根冠比增加相关联。羊柴的“源库”调节特性反映了对土壤水分胁迫具有较高的耐性。

CO_2浓度倍增条件下土壤干旱对两种沙生灌木碳氮含量及其适应性的影响

研究利用大型环境生长箱模拟了两种沙地优势灌木柠条和羊柴对 CO2 浓度倍增和土壤干旱交互作用的响应。 CO2 浓度倍增使柠条和羊柴的生物量分别增加了 6 2 .90 %和 5 0 .0 0 % ,使植株叶面积分别增加了 4 1.86 %和 4 5 .84 %。 CO2 浓度的倍增效应随着土壤干旱的增加而下降。 CO2 浓度倍增和土壤干旱都增加单位叶面积质量 (L MA) ,但 CO2 浓度倍增主要增加了水分充足时的 L MA。 CO2 倍增使柠条和羊柴叶片含氮量分别降低了 10 .4 0 %和 5 .0 6 %。柠条叶片含氮量在所有土壤干旱条件下均呈现出增加的趋势 ,而羊柴叶片的含氮量仅在严重干旱条件下增加。 CO2 倍增使叶片的碳氮比显著增加 ,但土壤干旱使之降低。CO2 浓度倍增降低叶肉细胞质膜的过氧化产物丙二醛 (MDA )的含量 ,干旱使之增加。叶片含氮量与 MDA呈显著正相关。研究表明 CO2 倍增有保护叶片免受严重土壤干旱的作用 ,但干旱的负面影响是 CO2

草原生态系统对气候变化和CO_2浓度升高的响应

近年来,全球变化和区域响应已成为生态学、植物学、地学和农学的研究热点之一。全球变化引起全球温度升高、降水格局发生变化和土地利用方式改变,研究草原生态系统对全球变化的响应与适应是了解发展和预测陆地生态系统与全球变化相互关系的重要方面。文章对近十年来国内外在CO2浓度升高、温度增加、水分变化等方面对草原生态系统影响的研究进行了评述,以期加深草原生态系统对全球变化响应的理解,启发研究思路,激发兴趣。最后提出了应着重加强研究的8个科学问题。

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

采用生长箱控制的方法研究了羊草 (Leymuschinensis)幼苗叶片光合参数对 5个温度和 5个水分梯度的响应和适应。结果表明 :轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长 ,对气体交换参数亦无显著影响 ,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以 2 6℃时最大 ,其它依次为 2 3℃、2 0℃、2 9℃和 32℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加 ,却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用 ,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响 ,降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。

不同栽培条件下旱地麦田土壤水分变化规律

旱地冬小麦能利用较深层次的土壤水分，土壤水分亏缺程度不同，冬小麦利用土壤水分的深度不同。大田自然栽培条件下能较好地利用到深达２１０ｃｍ的土壤水分，而在防雨池栽条件下只能利用到１６０ｃｍ深的土壤水分。拔节至挑旗期间的日耗水量最大，土壤吸力迅速加大。结果表明在本地区旱地麦田应充分考虑利用较深层的土壤水分及加强拔节至挑期间土壤水分供应的重要性。

植物氮代谢及其环境调节研究进展

氮代谢是植物的基本生理过程之一 ,也是参与地球化学循环的重要组成部分 .植物氮素同化的主要途径是经过硝酸盐还原为铵后直接参与氨基酸的合成与转化 ,期间硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺合酶 (GOGAT)、天冬酰胺转氨酶 (AspAT)等关键酶参与了催化和调节 .以氨基酸为主要底物在细胞中合成蛋白质 ,再经过对蛋白质的修饰、分类、转运及储存等 ,成为植物有机体的组成部分 ,同时与植物的碳代谢等协调统一 ,共同成为植物生命活动的基本过程 .文中概述了植物氮素同化的途径、几种关键酶的特性和调控机制 ,简述了氮素代谢的信号传导、植物细胞蛋白质的形成、转运、储存和降解过程 .基于水分胁迫等关键生态因子对氮代谢的影响及其调节机制的评述 ,强调了未来需加强研究的

限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响

在自然大田和人工防雨池栽条件下，研究了限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响。结果表明，田间土壤耗水强度以拔节至挑旗期间为最大，此期间限量灌水较显著地减缓了冬小麦生育后期光合面积的衰减，使叶片的气孔阻力降低，蒸腾强度升高，群体和叶片的光合速率均升高，改善了光合性能。

限量灌溉对冬小麦水分利用的影响

利用防雨池栽方式研究了不同灌水处理的土壤水分变化规律及其土壤干旱对冬小麦水分利用的影响。实验结果表明,冬小麦对土壤供水具有较高的利用能力。耗水强度最大的时期是拔节至开花期,平均日耗水量达到5.71mm;耗水强度最小的是越冬至返青期,日耗水量不足0.25mm。灌水后使耗水强度加大,总灌水量为420mm的处理(E)的耗水强度是只在播前灌60mm底墒水处理(A)的4.65倍,而前者全生育期耗水量是处理A的1.92倍。生育后期过多灌水或土壤严重缺水均显著影响冬小麦对土壤水分的利用效率。过多灌水显著地降低了灌溉的边际效益,造成了水资源的浪费。

植物的水分阈值与全球变化

近年来,全球变化和区域响应引起全球温度升高,降水格局发生变化,研究水问题显得日益迫切。淡水资源在世界特别在我国变得越来越匮乏,研究植物的水分关系显得更加重要,而对水分变化影响植物的生长、生理生态过程进行定量分析是解决问题的重要途径。论文对近年来国内外在植物生长和生理生态变化过程中的水分阈值研究进行了评述,对有关温度等关键因素的阈值也进行了讨论,最后提出了应着重加强研究的4个科学问题。

不同温度条件下土壤水分对羊草幼苗生长特性的影响

采用生长箱控制方法 ,研究了羊草幼苗生长对 5个温度和 5个水分梯度的响应。结果表明 ,不同温度改变了羊草生物量对土壤水分变化的响应类型。在 2 0～ 2 6℃下羊草植株生物量对土壤水分的响应曲线呈三次多项式或抛物线变化规律 ,而在 2 9～ 32℃下为指数方程。在温度较低或适度时 ,轻度乃至中度干旱有促进生长的作用 ,但在温度较高时轻度干旱及比其程度更高的干旱显著地影响羊草的生长 ,表明羊草在较高温度下对水分更加敏感。在适当的温度下 (2 6℃ ) ,羊草根的贡献率或根冠比与土壤水分呈直线关系。高温加强了干旱对羊草幼苗生长的抑制作用 ,表明高温降低了羊草对干旱的适应能力。

全球变化下植物的碳氮关系及其环境调节研究进展——从分子到生态系统

在全球变化条件下,温度的升高和降水格局的变化,导致淡水资源更加匮乏。环境因子胁迫,如干旱和高温等,它们单独或联合的作用将导致作物大幅度减产,引发自然生态系统退化。植物的碳氮代谢及其分配相互联系、不可分割,其生物过程及外界环境调节共同决定着植物的净生产力和营养水平。该文试图从分子、组织、器官、个体和生态系统等层面上,就植物的碳氮关系及其环境调节(温度、水分和CO2浓度等)进行综述,并提出了进一步展开相关研究应重点关注的几个方面。

农业水分利用率及其对环境和管理活动的响应

全球变化引起全球温度升高,降水格局发生变化,使淡水资源更加匮乏。农业是占据首位的用水大户。如何节约农用水,提高农业水分利用率(WUE)是节约淡水资源,促进水资源的可持续利用,加快干旱和半干旱地区社会经济发展的关键。农业水分利用效率的概念及其表达式根据不同尺度、应用目的等而不同。提高WUE主要有两种原则:减少地表径流和蒸发,以及提高作物的蒸腾效率。论文描绘了提高农业水分利用率的模式图,提出了今后应着重研究的方向。

陆生植物对全球变化的适应性研究进展

全球变化的过程正在加剧,影响植物的生态因子也将发生不同程度的变化。大气CO_2浓度升高、温度升高、降水格局的变化及由于臭氧层变薄而引起的紫外线B辐射增强等已经严重地影响了植物的生理生态过程。从不同方面,特别是从植物对关键生态因子变化的生理生态适应机制和它们间的交互作用等方面,评述了国内外近年来的研究进展,提出了未来全球变化背景下植物对全球变化的适应性研究需重视的方面。

强筋小麦高产优质高效灌溉方案的研究

在池栽防雨条件下研究了强筋小麦高产优质高效的灌溉方案。确定底水、拔节水、孕穗水 3水的组合是兼顾小麦营养品质、加工品质、产量、效益的基本灌溉方案。

干旱和复水对羊草碳氮分配的影响

植物的碳氮营养及其相互关系是最重要的基本生物过程之一,阶段性干旱对植物碳氮分配的影响研究甚少。实验以中国北方草原的典型植物羊草为材料,研究不同干旱持续期复水对羊草碳氮含量、分配及其相互关系的影响。结果表明:短期和中期干旱使植株生物量、氮素水平和单株总氮量增加,但长期干旱使之降低。水分处理对碳含量的影响不显著。干旱后复水降低了各器官特别是绿叶的碳氮比。中度持续干旱的氮素利用率(NUE)最高、短期干旱最低。羊草各器官氮素绝对量占整株的百分比从大到小依次为:绿叶、根茎、根、枯叶和茎鞘,其中叶片的氮素总量占植株的一半以上;随着干旱持续期的增加,氮素对根部的投资亦加大。羊草受到适当干旱驯化后复水引发的超补偿作用可促进羊草植株生长、提高氮素水平,并在一定程度上通过碳氮分配的调节作用来适应于阶段性的干旱胁迫。

土壤干旱对小麦叶片光合和氮素水平及其转运效率的影响

研究了两个冬小麦品种(济南17和鲁麦21)的叶片氮素含量动态变化及其转运效率对4个土壤水分水平分别占土壤最大持水量的75%～80%、55%～60%、40%～45%及30%～35%)的响应。结果表明:中度和严重土壤干旱显著降低了叶片相对含水量、叶绿素含量、光合速率、气孔导度、氮素含量和生物产量,但中度干旱提高了叶片氮素转运效率和籽粒蛋白质含量。尽管高蛋白小麦品种济南17叶片的氮素含量较低,但氮素转运效率较高,适度土壤干旱对其籽粒蛋白质的激发作用亦较强。表明适度土壤水分亏缺可促进叶片氮素向籽粒运转,有利于改善小麦品质。