适度局部水分胁迫提高玉米根系吸水能力

局部根区灌溉可以刺激灌水区根系吸水的补偿效应。为了揭示局部灌溉条件下玉米根系补偿效应的动态变化及其影响因素，以聚乙二醇6000（polyethylene glycol 6000，PEG-6000）营养液的渗透势模拟水分胁迫，采用分根技术，通过水培试验模拟局部根区水分胁迫，设置3个水分胁迫程度处理（-0.2、-0.4、-0.6 MPa）和1个对照处理（无营养液），于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系的生长及导水率。结果表明，局部根区受中度及其以下（≥-0.6 MPa）经水分胁迫0.25 d内，所有处理胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均与非胁迫区和对照无显著差异（P＞0.05）。胁迫持续时间超过0.25 d，胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均显著小于非胁迫区（P＜0.05），降低程度随水分胁迫程度而增大，各处理间胁迫区根系总导水率的差异随胁迫持续时间延长也逐渐增大。对于非胁迫区，轻度胁迫（-0.2 MPa）持续0.5 d，单位根长导水率较对照高10.11%（P＜0.05），1～9 d与对照持平；-0.4 MPa胁迫持续9 d，单位根长导水率为25.08×10^-11 m^2/（MPa·s），显著高于对照（P＜0.05）；中度胁迫（-0.6 MPa）持续0.5～3 d单位根长导水率显著小于对照（P＜0.05），较对照低19.05%～40.11%，5 d后与对照持平。说明局部根区水分胁迫能有效刺激非胁迫区根系吸水的补偿效应，这种补偿作用在局部水分胁迫0.5 d时就已发生，受到局部水分胁迫程度和持续时间的影响，且根系吸水补偿效应的临界胁迫程度为≥-0.4 MPa。该研究可为更好的发挥局部灌溉在农业节水中的作用提供理论依据。

局部根区水氮耦合对玉米幼苗养分吸收利用的影响

研究局部根区水分胁迫下不同氮形态与供应部位对玉米幼苗养分吸收利用的影响。氮设三种形态(50%NO3--N+50%NH4+-N;NO3--N;NH4+-N)。采用分根培养的方法,用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫。PEG和氮只加入到分根装置的一侧根室,形成局部根区水分胁迫下水氮同区、水氮异区六个处理。收获时测玉米幼苗植株生物量和各养分浓度。结果表明,水氮同区比水氮异区更利于玉米幼苗生长,氮、磷、钾、钙、镁、铁总含量和增量都高于相应氮形态的水氮异区处理。不同氮形态相比,混合氮有利于促进玉米幼苗生长和增强氮的吸收能力;相对于铵态氮,硝态氮促进了钾、钙、镁、铁总量和增量的增加;养分利用效率基本上与其地上部分该养分浓度的高低呈负相关。

局部根区水分胁迫下氮对玉米生长的影响

通过分根培养的方法,用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫,研究3种氮形态(NO 3--N,NH 4+-N,50%NO 3--N+50%NH 4+-N)及其供应部位对局部根区水分胁迫下玉米生长的影响。水分胁迫处理16d后,测定叶绿素荧光参数及茎、叶、根形态指标。结果发现,同一氮形态下,水氮同区处理(氮供应在非水分胁迫一侧)比水氮异区(氮供应在水分胁迫一侧)更有利于玉米植株的生长;水氮同区处理下光能利用与转化效率较高,半饱和光强(Ik)增加;根、茎、叶长势良好;水氮异区处理下,植株生长减缓。在不同的氮形态比较中,混合氮有利于促进植株生长,Yield、ETR、qP、ETRm、Ik较高。PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)在水氮同区处理中,呈随着混合氮、硝态氮、铵态氮减低的趋势。

固定根区水分胁迫下氮形态对玉米幼苗水分利用的调节与作用机制

通过研究固定根区水分胁迫下氮形态对玉米水分利用的调节与作用机制,为局部根区灌溉水氮高效利用提供理论依据。实验采用分根装置,氮处理设3种形态(NH4+-N;NO3--N;50%NO3--N+50%NH4+-N),并向一侧根室加入聚乙二醇模拟局部根区水分胁迫。结果发现固定根区水分胁迫下,随着胁迫时间延长,混合氮处理能相对维持植株较高的水分运输速率;叶肉和叶片厚度大,导管数目较多,直径较大,有利于促进水分吸收与运输,适应水分胁迫。而NH4+-N对木质部汁液pH及ABA的调节作用较强,各部位ABA浓度高于其他两个氮形态;在胁迫后期NH4+-N供应的植株木质部汁液pH增加,从而更有利于调节蒸腾作用,提高水分利用效率。因此,在局部根区水分胁迫下,混合氮相对促进玉米生长,而铵态氮有利于提高水分利用效率。

不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应研究

【目的】探究不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应,确定草莓节水灌溉适宜模式。【方法】采用3种灌溉模式:充分灌溉(FI,CK)、分根灌溉(PRI)和亏缺灌溉(DI),PRI和DI模式下设置3个水分胁迫水平:轻度(LS)、中度(MS)和重度(SS),研究了不同灌溉模式下水分胁迫对草莓叶片叶绿素量、光合与蒸腾速率、渗透调节物质和丙二醛(MDA)量的影响。【结果】DI与PRI灌溉模式下,草莓叶片叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)量都显著低于CK,且随着基质水分胁迫程度的加剧而呈下降趋势;与DI模式相比,PRI模式下草莓叶片叶绿素量相对较高;随着水分胁迫程度的增强,DI和PRI草莓叶片蒸腾速率下降幅度明显,分别为35.2%~44.7%和21.0%~47.0%,而净光合速率变化不明显;MS和SS水平下DI和PRI的水分利用效率(WUE)分别较CK高101.8%~117.9%和68.8%~149.8%;不同水分胁迫水平下,PRI草莓叶片脯氨酸(PRO)累积量显著高于CK(19.0%~26.0%),且在LS和MS水平下显著高于DI;PRI草莓叶片MDA累积量仅在SS水平下显著高于CK(30.2%),而DI草莓叶片MDA累积量在MS和SS水平下显著高于CK,分别为34.4%和56.4%。【结论】PRI模式草莓比DI模式具有更强的渗透调节能力和耐旱性,PRI-MS组合为草莓节水灌溉适宜模式。

温室甜椒对不同灌溉方式的生理响应

为了分析不同灌溉方式的节水效果和作物对不同灌溉方式条件下的生理响应,通过对温室甜椒进行常规灌溉(GI)和分根交替灌溉(APRI)的试验,分析了不同灌溉方式对甜椒叶片光合特性、水分参数、叶绿素相对含量(CC)、根冠比(R/S)和根系导水率(RHC)的影响,以及不同灌溉方式甜椒对水分胁迫和复水的生理响应。试验结果表明:分根交替灌溉处理能够有效地调节气孔开度,减少无效蒸腾失水,比常规灌溉处理节水25.93%,WUE、叶片细胞液浓度(CSC)、叶绿素相对含量(CC)和R/S分别提高了3.19%、6.56%、8.04%、15.38%,RHC减小了3.01%。两种灌溉方式受水分胁迫复水后都表现出叶片光合速率(Tr)、水分饱和亏(WSD)、CSC值下降,叶鲜重含水率(FWC)值上升,且分根交替灌溉甜椒(APRI)对水分胁迫和复水都具有更优的生理调节功能。

局部根区水分胁迫下氮形态与供给部位对玉米幼苗生长的影响

通过向玉米幼苗分根装置一侧根室的营养液中加入聚乙二醇(PEG 6000)来模拟植物水分胁迫,并设3种供氮形态(硝态氮、铵态氮、两者各占50%的混合氮),且只加入到一侧根室(当氮加入到和PEG同侧时为水氮异区,加入到无PEG一侧时为水氮同区),测定各处理的光合、生理指标,以研究局部根区水分胁迫下氮形态与供给部位对玉米幼苗生长的影响.结果表明:同一氮形态供给下水氮同区植株的光合速率(Pn)、最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、CO2饱和点(CSP)、叶绿素a、b及叶绿素总含量、根系活力、氮含量和生物量高于水氮异区,光呼吸速率(Rp)、CO2补偿点(CCP)、木质部汁液脱落酸(ABA)浓度、氮利用效率、水分利用效率低于水氮异区;供混合氮和硝态氮的植株Pn、Pmax、LSP、CSP、氮含量和生物量高于供铵态氮的植株,而CCP、Rp、木质部汁液ABA浓度、氮利用效率、水分利用效率变化趋势则相反.可见,同一供氮形态下,水氮同区比水氮异区更利于植物生长,而水氮利用效率在水氮异区下较高;混合氮和硝态氮对植物生长的促进作用优于单一供给铵态氮,但铵态氮更有利于提高水氮利用效率.