遮荫对盐胁迫下油葵生长和光合生理的影响

盐碱地光伏系统下作物生长受到盐分和遮荫的双重影响,研究双重逆境下作物的生理响应对该系统内作物种植有重要指导意义。本研究以油葵(Helianthus annuus L.)为试验材料,采用盆栽试验,设3个盐分水平(在初始含盐量的基础上外加NaCl含量0 g·kg^(−1)、3 g·kg^(−1)和5 g·kg^(−1))和4个遮荫水平(0%、30%、60%和90%),探究遮荫对盐胁迫下油葵生长、光合特性、叶片解剖结构、生物量积累和分配及籽粒产量等的影响,为盐碱地光伏系统下开展作物种植提供理论依据。结果表明,不同盐分水平下,与不遮荫(遮荫水平0%)处理相比,遮荫会破坏油葵叶片光合反应中心,降低光能转换效率,减小叶片厚度和栅栏组织层,减少光合产物积累,进而抑制茎粗和花盘的生长,影响光合产物分配方向,最终降低籽粒产量;但适度遮荫下油葵会通过增加株高、增大叶面积、提高核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco酶)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC酶)活性等方式提高叶片的光捕获能力,促进光合作用进行。不同遮荫水平下,与无盐分处理相比,轻(3 g·kg^(−1)NaCl)、重(5 g·kg^(−1)NaCl)度盐胁迫均会降低油葵的光合效率,抑制株高、茎粗、花盘和叶片的生长,减少光合产物的积累,最终降低籽粒产量,且不同盐胁迫浓度下油葵生长和光合生理特性在不同遮荫水平的变化规律不一致。其中,30%遮荫水平能显著提高轻度盐胁迫下油葵叶片的Rubisco酶和PEPC酶活性,减小叶片厚度,增大栅栏组织层,提高水分利用效率,进而提高油葵光合效率,促进油葵生长。研究表明弱光环境下油葵会通过改变自身形态、光合酶活性、光合产物分配等方式来应对环境胁迫,且遮荫能在一定程度上缓解盐胁迫对油葵造成的负面影响。其中,30%遮荫水平对缓解轻度盐胁迫引起的油葵光合能力降低和生长抑制的效果较好。

轻度盐渍化土壤水氮对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验探求轻度盐渍化地区不同水氮组合对玉米叶片光合特性及其与产量的关系,寻求适合本地区玉米种植的水氮配比,达到防治次生盐渍化的目的。在轻度盐分土壤设置10种水氮处理,对玉米的叶片光合特性和产量进行研究。结果表明:盐渍化土壤,低水分条件下,导致土壤盐分增加,玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE显著降低,增施氮肥效果不明显。中水和高水条件下,增施氮肥可以明显增加玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE,但施氮量超过225kg/hm2后不再增加。适度的节水减肥不会降低玉米的光合速率和叶片WUE,对产量的影响不显著。处理T5的灌水量为2 250m3/hm2比当地灌水量2 925m3/hm2节水30%,施氮量为225kg/hm2比当地施氮量325kg/hm2节氮30.8%,光合速率和叶片WUE分别比T9提高4.83%和3.76%,产量比处理T9降低1.32%。通径分析表明,无水氮处理和低水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受非气孔因素(TL、PAR)的限制。中水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受气孔因素(GS、Ci、Ls)的限制。高水分条件下各氮肥处理的光合作用受气孔因素(Ci、Ls)和非气孔因素(TL、PAR)的共同限制。综合分析,处理T5的水氮组合较优,是轻度盐分土壤上玉米种植较合理的水氮配比。

节水控盐滴灌对土壤盐分、红枣光合及产量的影响

对灌溉定额为1 7501、9702、190、2 380 m3/hm2的矮化密植红枣滴灌试验研究表明：红枣果实膨大中后期土壤积盐明显,且主要集中在0-30 cm范围内,1 750 m3/hm2灌溉定额在红枣生育期使土壤积盐,2 380 m3/hm2灌溉定额洗盐效果明显;红枣生育期需水有两个峰值阶段,第一峰值阶段为初果期,第二峰值阶段为果实膨大中后期-成熟初期,且第二峰值大于第一峰值;红枣叶片日净光合速率有两个峰值,分别为中午13∶00和下午18∶30左右,且第一个峰值比第二个峰值大;2 190 m3/hm2的灌溉定额红枣产量最高。

沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘生境下芦苇的光合及生理生化特性

对于田地区3种不同生境(沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘顶)芦苇的生长环境特征、光合特性、渗透调节及抗氧化系统的特征进行研究。结果表明:芦苇叶片的Pn日变化在沼泽生境呈单峰曲线,在盐化沙丘过渡带和沙丘顶部均为双峰曲线,光合"午休"现象明显,气孔导度降低是其主要原因。脯氨酸和可溶性糖含量随根区土壤水分减少和盐分加剧增加显著,其中可溶性糖含量变化剧烈,对抵御干旱和盐渍化危害的贡献较大。芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱及盐分加剧增加显著,两者对水分亏缺的响应较盐分敏感,且可有效缓解沙丘生境由于缺水所造成的氧化损伤,使丙二醛(MDA)含量维持在相对较低水平。过氧化物酶(POD)活性在沙丘和盐渍化生境内都比较高,对抵抗盐渍化和干旱起着同样重要的作用。

硝酸钙和氯化钠不同浓度对番茄苗期光合生理特性的影响

以Ca (NO3 ) 2 和NaCl按 5∶1的比例均匀混合设计 0 % ,0 1 % ,0 2 % ,0 3% ,0 5 % ,0 7%的盐浓度 6个处理 ,模拟宁夏不同日光温室的土壤含盐量 ,以番茄为试验对象 ,研究了不同浓度盐份对番茄苗期叶绿素含量 ,光合作用 ,荧光参数的影响。结果表明 ,在 0～ 0 5 %盐份处理对叶绿素含量有促进作用 ,在 0 1 %盐份处理对光合作用和光能转换率有刺激作用 ,但随着盐份浓度的加大 ,叶绿素含量降低 ,光合作用下降 ,光能转换率降低 。

轻度盐渍化土壤水氮对玉米光合日变化的影响

通过田间试验,研究了轻度盐渍化地区不同水氮组合对玉米叶片光合日变化的影响。结果表明,不同水氮处理下玉米光合作用日变化均为"双峰"曲线。不施肥不灌水处理和低水分条件下各氮肥处理光合作用主要受非气孔因素限制。中水分条件下各氮肥处理光合作用主要受气孔因素限制。高水分条件下各氮肥处理光合作用受气孔和非气孔因素的共同限制。

“池-田”蓄引水模式改善环渤海棉田水盐运移提高棉花产量

为探明环渤海“池-田”蓄引水模式下棉田水盐运移规律对棉花生产的影响,2017和2018年4-10月对未改造棉田(CK)及模式中的台田(A)、浅层地下水抽提棉田(B)、抑盐排涝棉田(C)进行土壤水分、盐分和pH值、棉花光合指标、产量进行测定,结果表明,模式中棉田0~80 cm土层盐分和pH值显著降低,A和B棉田盐分降至3.0 g/kg左右,pH值低于8.0;C棉田盐分低于5.0 g/kg,7-8月pH值低于8.0。A棉田土壤水分、盐分和pH值最低,滴灌条件下棉花光合性能长期保持高值,光合物质积累的直线增长持续时间和活跃期最长,籽棉产量超过3500 kg/hm^2。B棉田水分0~40 cm土层高于20%,光合性能高值较长,籽棉产量超过3000 kg/hm^2。C棉花7-8月光合性能明显提高,籽棉产量超过2500 kg/hm^2。环渤海“池-田”蓄引水模式显著改善棉田水盐运移,有利于棉花生产,从而提高产量。研究可为高效开发利用滨海盐碱地提供科学模式和理论基础。

不同盐分条件下甜菜的光合特性

对不同土壤盐分条件下甜菜叶片的光合作用过程进行了研究．结果表明：在适宜的盐分浓度范围内，甜菜叶片的光合速率高于非盐分处理（对照）；甜菜光合作用的日进程表现出午后单峰特点．另外对气孔变化与甜菜光合作用的关系也进行了初步研究．

不同浓度NaCl对甜菜生长的影响

研究了营养液中不同盐度(2～280mmol/L)对甜菜生长状况的影响,结果表明,NaCl浓度低于10mmol/L,对甜菜的各生长指标没有明显影响;而NaCl浓度在50mmol/L左右比较适合甜菜生长;超过100mmol/L的高浓度NaCl对甜菜的生长有胁迫作用,浓度越高胁迫作用越强。营养液中盐浓度在280mmol/L以内对甜菜光合作用影响不显著。

滨海盐碱环境下盐肥耦合对续随子荧光特性及土壤微生物的影响

为明确滨海盐碱环境下盐肥耦合对续随子荧光特性及土壤微生物的影响,通过正交试验设计进行田间试验,研究了不同土壤盐分下续随子盐肥耦合效应。结果表明:①2.1~3.5g/kg的土壤盐分可促进续随子生长,盐分增大,生长受到抑制。增施氮肥可缓解盐分胁迫对植株生长的抑制作用,随着施氮量的增加,生物量及株高呈现先增加后下降的趋势;②土壤盐分增大,续随子叶片净光合速率(P_n)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、幼苗叶片光化学荧光猝灭系数(qP)均降低。增施氮肥可显著提高各项指标,以75 kg·hm^(-2)(N_2)、150 kg·hm^(-2)(N_3)水平为佳。③滨海盐碱环境下土壤养分及土壤微生物养分随盐分的增加而下降。增施氮肥后,在75 kg·hm^(-2)(N_2)、150 kg·hm^(-2)(N_3)水平下,土壤全氮、有机质含量以及土壤徽生物氮、碳含量呈现显著增加的趋势。④在盐碱环境下增施氮肥可使土壤微生物物种丰富度指数(H)增大,优势度指数(Ds)减小。由此说明在盐碱环境下增施氮肥,其盐肥耦合作用可促进续随子的生长、提高光合荧光性能、增加土壤养分以及土壤微生物养分,提高土壤微生物多样性,对改善盐碱生态环境有积极的作用。

生物炭改良棉花甜菜间作土壤理化性质与盐分效果分析

土壤盐渍化问题已成为制约新疆地区农业发展的主要因素,近年来生物炭在改良土壤方面发挥了极大优势。为研究不同生物炭施用量对土壤理化性质以及盐分分布的影响,于2018—2020年在新疆地区开展生物炭改良盐碱土试验,种植作物为棉花甜菜间作,模式为当地传统“一膜两管四行”栽培模式。2018年试验设置4个生物炭水平,分别为0、10、50、100 t/hm^(2)。2019年增加设置25 t/hm^(2)。综合分析2018年和2019年的试验结果,2020年生物炭施用量调整为0、10、25、30 t/hm^(2)。生物炭混合深度为30 cm。在作物的不同生育期对各个处理不同剖面深度取土测定电导率、pH值和有机质含量,分析不同生物炭施用量对土壤pH值、有机质和盐分的影响。结果表明,添加生物炭显著降低生育初期和生育末期0~30 cm土层的pH值,且降低幅度与生物炭施用量成正比。生物炭对30~40 cm土层的pH值有降低作用,但效果不显著。因生物炭自身有机质丰富,生物炭施用10~100 t/hm^(2)可增加土壤有机质含量31.8%~135.8%。土壤含盐量在垂直方向上,表现出浅层大、深层小的一致性规律;在水平方向上,膜间土壤含盐量大于滴头附近的土壤含盐量。与对照处理相比,生物炭处理增加了0~10 cm、0~40 cm和0~100 cm深度的加权平面含盐量,3年分别增加13.9%~79.2%、6.6%~133.6%和4.7%~103.5%。施用生物炭后可促进盐分淋洗,当施用量为10、25 t/hm^(2)时,脱盐率为14.7%~22.3%,较其他生物炭处理高。综合考虑盐分淋洗和生物炭施用的经济成本,生物炭适宜用量推荐为10 t/hm^(2)。

隔盐层对滨海盐碱地造林效果影响研究

通过对设置隔盐层的绒毛白蜡造林地土壤水分、盐分、土壤脱盐率及其叶片光合参数进行跟踪观测及对其变化过程的分析,研究了隔盐层对滨海盐碱造林地改良效果的影响。结果表明:隔盐层可减缓土壤水分在遭遇暴雨或干旱时变化的剧烈程度;隔断土壤盐分上升的通道,抑制土壤EC值的强烈变化,有效减轻盐碱地高盐分地毒害作用;叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率都较高,而胞间CO2浓度和气孔限制值都较低,隔盐层维持了植株正常的光合作用,促进了绒毛白蜡的生长;从阻盐、脱盐及促进绒毛生长效果上看,炉渣隔盐层处理组(SLIL)>沙子隔盐层处理组(SAIL)>对照(CK)。

崇明岛东滩湿地芦苇光合作用对土壤水盐因子的响应

2015年3-10月,在崇明岛东滩湿地设置7块采样地,以不同水盐条件下生长的芦苇（Phragmites australis）为材料,应用便携式光合系统分析仪（Li-6400）,对芦苇的光响应特征进行实地测定,探讨芦苇光合过程对干旱和盐胁迫的响应机理。结果表明：1各月采样日的水位与土壤电导率显著负相关（n=420,p〈0.01）,适当增加土壤水位,有利于降低土壤电导率,从而缓解植物盐胁迫伤害;28月21日的芦苇叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度与水位显著正相关（n=42,p〈0.01）,而与土壤电导率显著负相关（n=42,p〈0.01）;胞间CO2浓度与水位和土壤电导率不相关。当水位高于-50 cm,净光合速率随着水位下降而降低,非气孔因素可能是净光合速率下降的主要原因;当水位低于-50 cm时,土壤电导率高于10 m S/cm,叶片蒸腾速率快速降低,水分利用效率不断提高,芦苇叶片以较低的净光合速率来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片通过降低最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点等光合生理特征来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片净光合速率和最大净光合速率对土壤水盐因子具有高度相关性,可以作为土壤水盐胁迫程度的反应指标。因此,在芦苇快速生长阶段,合理调控水位,对芦苇光合作用具有重要意义。