水肥配合对夏玉米养分吸收及根系活性的影响

研究不同水肥条件对夏玉米养分吸收及根系活性的影响,解释水肥配合下夏玉米养分吸收规律和根系活跃吸收面积的变化特征。采用管栽试验,研究不同水肥条件对夏玉米不同生育期养分积累特征和根系吸收面积的影响。夏玉米干物质积累量与植株全量N、K的积累量变化趋势基本一致,植株内全量N、K积累量以拔节-大喇叭口阶段最多,P素积累主要集中于抽雄-成熟阶段。不同生育期根系活跃吸收面积与总吸收面积变化均呈单峰式曲线,峰值分别出现在大喇叭口期和抽雄期。在玉米生长季水肥充足条件下,根系活跃吸收面积对植物体内干物质和养分的积累起主导作用。施肥促进了根系活跃吸收能力,养分吸收积累量增多;生育期灌水也能促进根系生长和对养分的吸收。不同生育时期均以W2F1处理的干物质量和N、P、K积累量最高。

土壤耕作方式对冬小麦根系生理特性的影响

为了明确轮耕对土壤小麦根系活力和活跃吸收面积比例的影响,2020~2021年小麦季,在辛集市马兰农场,通过大田试验方式,选择前期已进行耕作处理连续3 a的麦田进行不同的土壤耕作方式处理,耕作方式设连年深松(S)、隔年深松(SR)、隔2 a深松(SRRS)和连年旋耕(R,CK)4个处理,测定了各土壤耕作方式下不同土层深度的小麦根系活力和活跃吸收面积比例,并分析了小麦根系活力与根系活跃吸收面积比例的相关性。结果表明:(1)旋耕或旋耕/深松交替的地块,均有利于提高0~15 cm土层的小麦根系活跃吸收面积比例;而深松/旋耕交替,尤其是隔年深松,有利于提高15~45 cm土层的小麦根系活跃吸收面积比例。(2)旋耕(R)有利于提高0~15 cm土层土壤的小麦根系活力,而旋耕与深松交替(SR或SRRS)处理则利于提高15~60 cm土层的小麦根系活力,平均较单独深松或旋耕处理提高33.3%和16.9%。(3)根系活力在不同土层相关性较高,上层与下层根系活力具有显著正相关(平均r为0.68~0.90);活跃根系吸收面积比例在上下土层之间相关性较差。在连续采用小麦季旋耕、玉米季免耕的小麦—玉米一年两熟种植区,隔年深松可有效提高小麦根系活力,增大小麦根系活跃吸收面积的比例,具备大面积推广应用的潜力。

干旱胁迫下氮素对不同基因型小麦根系活力和生长的调控

为了探讨不同水氮耦合处理对小麦根系活力和吸收氮素能力的影响,以多穗型小麦品种西农979和大穗型小麦品系2036为材料进行营养液培养试验,设置正常水分供应、轻度和重度水分胁迫及低氮、中氮和高氮处理,研究了不同水氮耦合对小麦根系形态、根系吸收面积、根系活力、植株氮素积累量的影响。结果表明,水分与氮素存在着明显的互作效应,重度水分胁迫和低氮处理都会降低小麦的生物量、根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力、氮含量和植株的氮素积累量,低氮处理增加了根长和根冠比。高氮处理的西农979根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力较低,中氮处理显著提高,且分别比2036高11%、14%、27%。西农979在中氮和高氮处理之间的氮素积累量无显著性差异。中氮处理下西农979的植株氮素积累量比2036高13%~62%。相关分析表明,小麦的活跃吸收面积、根系活力与植株氮素积累量呈极显著正相关(P<0.01),和根冠比呈极显著负相关(P<0.01)。在轻度水分胁迫下,增加氮素供给能有效提高西农979的根系吸收面积和根系活力;过高的氮素不利于2036根系的生长,表明不同基因型小麦的根系活力和生长对不同水氮耦合的响应不同。通过适宜的水氮耦合调控,有利于创造良好的小麦根系形态,提高根系活力及对水分和养分的吸收能力。

邻苯二甲酸二丁酯对辣椒根系生理特性和土壤酶活性的影响

通过在土壤中添加邻苯二甲酸二丁酯(DBP),测定辣椒根系的生理指标、土壤酶活性,研究DBP对辣椒生长的影响。结果表明:高浓度DBP对辣椒根系生理代谢有显著抑制作用,辣椒根系丙二醛(MDA)含量显著升高,根系活力、活跃吸收面积、过氧化物酶(POD)活性显著降低。同时根际和非根际土壤的脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性被显著抑制,低浓度DBP对根系活力、活跃吸收面积、POD活性则有促进作用,对根际土壤蔗糖酶和脱氢酶也有类似作用。

粳型杂交稻寒优湘晴与武育粳3号苗期光合特性的比较

研究了粳型杂交稻与粳型品种的光合特性 .结果表明 :杂交稻的根系活跃吸收面积、叶片单位鲜重的光合色素含量明显优于粳型品种 ,它的PSⅠ还原能力、PSⅡ氧化能力和叶片的光合速率 ,以及对光能的吸收能力均高于非杂交稻 .杂交稻类囊体膜中与光合放氧有关的相对分子量为 16 0 0 0 - 180 0 0、2 2 0 0 0 - 2 5 0 0 0 ,多肽组分在量上也优于粳型品种 .根据所得的实验结果 。

淹水弱光复合胁迫对夏玉米根形态结构、生理特性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,玉米生长季气象灾害频发,阴雨寡照已成为黄淮南部地区玉米的主要非生物灾害之一。本研究通过比较2个敏感性不同玉米品种在花期淹水弱光复合胁迫的根系生长动态、结构特征和生理特性,以期探明玉米根系对花期阴雨寡照胁迫的响应特征。【方法】以郑单958和豫玉22为材料,设对照(CK)、淹水(W)、弱光(S)、淹水+弱光(WS)4个不同胁迫处理,采用盆栽试验比较不同胁迫处理下玉米根干重、长度、根表面积、根体积、节根层数的动态变化特征,探明根形态结构、根生理指标及产量对淹水、弱光及复合胁迫的响应特征。【结果】淹水、弱光及其复合胁迫下玉米根总干重、根总长度、根表面积和根体积均显著下降,3种逆境以淹水弱光复合胁迫降幅最大,其次是淹水、弱光单一胁迫,W、S、WS处理的单株根干重和根长度平均比CK降低15.21%、5.08%、21.07%和14.86%、5.52%、18.14%,根表面积和根体积则比CK平均降低9.83%、4.62%、12.72%和12.62%、6.61%、16.23%;WS处理的根干重、根长度、根表面积和根体积比W处理平均降低6.64%、3.84%、3.21%和4.12%,比S处理平均降低16.55%、13.10%、8.41%和10.32%,且WS与S处理间差异显著,与W处理之间差异不显著。淹水及复合胁迫下根通气组织发达,根气腔数量、面积、孔积率和节根层数明显增加,其中W、WS处理根单位面积上气腔数量比CK平均增加5.29和10.03倍,气腔面积较CK平均增加5.76和13.27倍,根孔积率较CK平均增加8.01和10.00倍,W和WS处理节根层数平均比CK增加1—2层,但S处理与CK无差异。淹水、弱光及复合胁迫使玉米根系生理指标和产量显著降低,尤其以复合胁迫下降幅度最大,各指标处理间变化趋势为WS<W<S<CK;逆境处理期间2个品种WS处理的根活力、根总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收比CK平均降低52.82%、28.48%、36.72%和20.00%,玉米产量比CK平均下降24.52%,差异显著。随淹水、弱光时间延长,根形态和根生理指标降幅越大,而根通气组织数量、面积和孔积率则增幅越大,花期处理5—7 d是根系生长忍受淹水弱光胁迫的阈值。不同品种对淹水、弱光及复合胁迫的响应程度不同,钝感型品种(郑单958)在淹水弱光胁迫下根干重、根长度、根活力、根吸收面积等指标下降幅度小于敏感型品种(豫玉22),其中郑单958的W、WS、S处理根干重和根活力比CK平均降低13.71%、4.39%、16.28%和31.95%、9.99%、51.45%,而豫玉22降幅则分别为16.71%、5.78%、25.85%和43.83%、13.44%、51.19%,且郑单958根系适应胁迫5 d后表现出恢复性生长,而豫玉22则部分指标持续下降。2个品种在淹水弱光胁迫后根结构的变化亦表现不同,郑单958根系形成的融生型气腔规则,腔壁完整,细胞排列整齐,而豫玉22根系气腔不规则,腔壁部分断裂,部分薄壁细胞裂解;郑单958根气腔面积、数量和孔积率的增加幅度远大于豫玉22,且郑单958节根层数比豫玉22增加1—2层,表现出根系更强的逆境适应性和补偿性;郑单958产量降幅小于豫玉22,其中郑单958的W、S和WS处理比CK降低17.66%、13.30%、23.47%,而豫玉22产量比CK则分别降低20.86%、14.14%、25.53%。【结论】花期淹水、弱光胁迫严重限制根系生长发育、生理特征及产量,复合胁迫的效应远大于单一胁迫,淹水胁迫效应大于弱光胁迫;根系生长花期胁迫的阈值为5—7 d,根系通过增加节根层数、改变根结构、增加气腔数量和扩大气腔面积应对逆境胁迫,并且对逆境胁迫具有主动的自调节效应和适应性生长。