宽幅精播技术节水高产理论机制仍不明确.本研究于2017-2019年小麦生长季,以'济麦22'为试验材料,在测墒补灌节水栽培条件下,设置宽幅精播、常规条播两种种植方式和20、25、30 cm3种行距,研究了种植方式对小麦根系生物量、衰老特性、水分利用特性、棵间蒸发量和籽粒产量的影响,以探索宽幅精播种植方式对小麦根系生理特性、耗水特性及籽粒产量的影响.结果表明:宽幅精播条件下行距为25 cm处理(K25)0～20和20～40 cm 土层根重密度、根系可溶性蛋白含量、根系活力较其他处理分别提高7.2％～23.9％、8.7％～25.1％、10.7％～29.9％和 7.3％～27.6％、8.0％～38.5％、15.2％～32.7％;同一行距下,宽幅精播处理土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于常规条播处理,而灌溉量和棵间蒸发量低于常规条播处理;K25处理开花至成熟期耗水量及耗水模系数显著高于其他处理,籽粒产量、水分利用效率和灌水利用效率也显著高于其他处理.综上,本试验条件下采用基本苗180～270株·m-2、行距25 cm是黄淮海麦区宽幅精播种植方式下节水高产的适宜种植模式.

[目的]考察密旋链霉菌Act12发酵液对石油胁迫下紫花苜蓿幼苗生长及生理特性的影响,探讨其缓解石油胁迫的作用机制.[方法]以'中苜3号'紫花苜蓿为供试植物,采用盆栽试验,考察质量分数3％(W/W)石油胁迫和不同浓度(0、1％、10％和100％)Act12发酵液处理下紫花苜蓿幼苗生长、根系构型、光合特性、渗透调节物质含量和抗氧化能力等指标的变化.[结果]相较于对照组(CK),3％石油胁迫显著抑制了幼苗的光合作用和生物量,同时增加了丙二醛(MDA)的积累,降低了可溶性糖和可溶性蛋白含量,改变了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性.中低浓度(1％和10％)的发酵液处理可以有效缓解石油胁迫对紫花苜蓿幼苗的毒害,并以10％的Act12发酵液效果最佳;与不施用Act12发酵液处理相比,10％Act12发酵液处理幼苗的株高、地上部干质量、地下部干质量、茎耐受指数、根耐受指数、总根长、根表面积、根体积和根尖数均显著增加,地上部分和地下部分MDA含量分别降低了 42.49％和56.45％,可溶性糖含量分别增加了 79.25％和89.83％,可溶性蛋白含量分别增加了 167.63％和256.15％,根系SOD和POD活性分别提升了 35.81％和57.33％.[结论]中低浓度密旋链霉菌Act12发酵液能有效增强石油胁迫下紫花苜蓿幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节能力,降低MDA含量,提高光合作用能力,增加生物量,有效缓解石油胁迫对幼苗生长的抑制.

以前期在铜污染矿区修复中筛选出的耐铜樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)为材料,通过盆栽模拟实验,以不添加铜为对照(CK),设置50、150、300、600、900、1 200 mg/kg 6个处理浓度,胁迫处理60 d后,测定樟树的生物量积累、叶绿素含量、生理生化指标及樟树对铜离子的富集和转移量,分析不同浓度铜处理对耐铜樟树生长、生理生化的影响,以及铜在不同组织的富集转运规律.结果显示,樟树对铜胁迫表现出低浓度(150 mg/kg)促进生长,高浓度抑制生长的趋势.超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)、游离脯氨酸和可溶性糖含量等生理指标在 900 mg/kg处理时没有显著升高;谷胱甘肽还原酶(Glu-tathione reductase,GR)随着处理浓度的升高逐渐降低;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量则随着处理浓度的升高逐渐升高.各器官铜含量的大小顺序为根>叶>茎,樟树主要将铜富集在根系,往地上茎和叶的转移率很低,极大地降低了对茎、叶的铜毒害作用,且随着处理浓度的增加,铜由根系向叶片的转移率IF(Leaf/Root)由对照处理的 0.078逐降至 1 200 mg/kg处理时的 0.007;铜由根系向茎的转移率IF(Stem/Root)由对照处理的0.06逐降至1 200 mg/kg处理时的0.005.综合其生长、生理及铜的富集转运特性,樟树对铜具有较好的耐受性,耐受浓度可达900 mg/kg,是可用于铜污染土壤种植的理想材料.

[目的]盐胁迫易导致月季生长发育不良、观赏品质下降,严重影响其在高盐环境或沿海地区室外绿化应用,探究施用外源褪黑素(MT)和接种丛枝菌根真菌(AMF)对其幼苗生长、叶绿素荧光参数以及激素代谢的调控作用,解析它们促进月季适应盐胁迫的生理生化机制,对于增强月季抗盐性,扩大月季应用范围具有重要意义.[方法]以月季品种'月月红'幼苗为试验材料,采用室内盆栽试验,设置对照(CK)、100 mol/L NaCl胁迫、根际施用MT、根际接种AMF幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)及其组合等8个处理,考察各处理对月季幼苗生长、叶绿素荧光参数、激素代谢及抗氧化系统的影响.[结果](1)施用MT可以促进AMF对月季幼苗根系的侵染,提高侵染率、丛枝着生率、泡囊数和侵入点数;(2)月季幼苗株高、茎粗以及生物量等在盐胁迫下显著下降,在MT或AMF处理下均不同程度增加,而AMF+MT处理下株高、茎粗无显著变化,地上部干重、地下部干重分别显著增加24.1％和37.0％;(3)月季幼苗叶绿素含量在盐胁迫下显著下降,叶绿素荧光参数也降低,MT或AMF处理能提高盐胁迫月季幼苗叶绿素含量以及叶绿素荧光参数,AMF+MT处理则使叶绿素总量、叶绿素a/b分别增加46.2％和67.2％,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/Fo)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、有效光化学量子效率(Fv'/Fm')、光化学淬灭系数(qP)分别增加4.9％、51.0％、175.0％、168.7％和92.5％,而NPQ下降42.7％;(4)在盐胁迫下,月季叶片中玉米素(ZT)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)含量下降,而脱落酸(ABA)含量增加,MT或AMF处理有利于盐胁迫下ZT、GA、IAA含量的提高以及ABA含量的下降,AMF+MT处理后ZT、GA、IAA分别增加146.9％、116.9％、35.7％,ABA下降21.1％;(5)在盐胁迫下,抗氧化酶SOD、CAT活性增强,超氧阴离子(O2(·-))产生速率和H2O2累积大量增加,MT或AMF处理有助于增加抗氧化酶活性并减少O2(·-)产生速率和H2O2含量,而AMF+MT处理能够进一步激活SOD、CAT活性,降低O2(·-)产生速率和H2O2累积.[结论]接种AMF、添加MT或者AMF+MT处理均可以提高盐胁迫下月季幼苗叶绿素含量,保护叶绿素荧光系统,维持植物内源激素的平衡,激活SOD、CAT等抗氧化酶活性以及降低脂质过氧化和H2O2累积,以减轻盐胁迫对月季幼苗的伤害,促进月季生长,并以AMF+MT处理增强月季幼苗抗盐性的效果更佳.

淮北平原典型中低产土壤砂姜黑土质地黏重、易旱易涝,严重限制了冬小麦的生产.因此如何改善砂姜黑土不良水分性状,是促进冬小麦生长的关键.通过盆栽试验,研究干旱胁迫下施加生物炭对砂姜黑土冬小麦叶片生理特性、根系形态以及土壤化学性质的影响.共设 4 种施肥处理:T0(常规施肥)、T1(常规施肥+1%生物炭)、T2(常规施肥+3%生物炭)和T3(常规施肥+6%生物炭),播种后第 30 天进行干旱胁迫处理.结果表明:(1)干旱胁迫处理显著促进冬小麦叶片H2O2 含量以及CAT、SOD和POD活性,施加生物炭处理则显著降低了干旱胁迫下冬小麦叶片H2O2 含量和CAT活性,对SOD和POD活性无显著影响.(2)干旱胁迫抑制了冬小麦根系生长,施加 3%生物炭处理冬小麦根系总表面积和平均根系直径与不施加生物炭相比,分别增加了 48.0%和 34.7%;6%生物炭处理显则著促进干旱胁迫下冬小麦总根长、总表面积、平均根系直径和总根体积增加.(3)施加不同生物炭处理均显著提高土壤pH值和有机质含量,且土壤有机质含量随着生物炭施加量的增加呈上升趋势;施加 6%生物炭土壤速效磷和速效钾含量与对照比,分别上升了 70.3%和 110.5%,土壤碱解氮含量无显著变化.研究结果表明,施加适量生物炭能够降低干旱胁迫下冬小麦体内活性氧积累,促进冬小麦根系发育,提高砂姜黑土养分含量,促进冬小麦在干旱胁迫下生长.

褪黑素是缓解逆境胁迫对大豆损伤的有效途径之一.研究苏打盐碱胁迫下喷施褪黑素对大豆幼苗生长的调控效应,为大豆幼苗缓解苏打盐碱胁迫提供理论基础和技术支撑.以合农71为试验材料,采用砂培试验方法,设置常规+喷施清水处理(CK)、常规+喷施褪黑素处理(CKM)、苏打盐碱胁迫+喷施清水处理(S)、苏打盐碱胁迫+喷施褪黑素处理(SM)4个处理,研究大豆苗期不同生理指标对苏打盐碱胁迫的响应.结果表明,与常规处理(CK和CKM)相比,苏打盐碱胁迫下(S和SM)大豆幼苗生长均受到抑制;与S处理相比,SM处理大豆叶片PSⅡ反应初始荧光(F0)与最大荧光产量(Fm)显著增加,非光化学淬灭系数(NPQ)升高,作物光合机构过剩光能的耗散增强,PSⅡ反应中心光保护能力提升,净光合速率(Pn)显著增加,叶片抗氧化酶活性(SOD、POD、APX)和清除ROS能力显著增强,根系和茎秆可溶性糖和可溶性蛋白含量显著增加,叶片和根系中MDA产生速率显著下降,根系干物质积累量、总表面积、总体积和根平均直径显著增加,维持了叶片细胞内激素水平,叶片IAA、CTK、ETH和MT含量分别提高了 15.9％、31.9％、8.7％和55％(P＜0.05).综上所述,喷施褪黑素能够缓解盐碱胁迫对大豆苗期相关生理指标的不利影响,提高大豆幼苗耐盐碱特性.

为了解耐盐水稻HD96-1 幼苗期耐盐生理调控特性,该研究以籼型水稻HD96-1(耐盐性强)和93-11(耐盐性弱)为材料,采用营养液水培法,设置3 种NaCl盐浓度(0、60、120 mmol·L-1),对3 叶期幼苗进行了7d盐处理,测定和分析了两个材料的生长参数和生理生化指标.结果表明:(1)在盐胁迫下,水稻幼苗均表现为株高和假茎宽减小,根冠比增加;与 93-11 比,HD96-1 株高和茎宽减小幅度低,根冠比增加幅度高;地上部和根系干重,HD96-1 增加,而 93-11 减少.(2)盐胁迫后,水稻幼苗的丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O2-)和过氧化氢(H2 O2)含量均上升,但HD96-1 增幅较 93-11 低.(3)在盐胁迫下,水稻幼苗体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,以及抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量均升高,HD96-1 增幅高于 93-11.综上表明,两个水稻材料幼苗应答盐胁迫的生理机制相似,差异在于耐盐性强的HD96-1 应对盐胁迫较 93-11 具有更强的抗氧化与渗透调节能力,使生长发育受抑制更小.

为明确外源褪黑素对沙芦草干旱胁迫的缓解效应,以'盐池'沙芦草为试材,采用聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,研究沙芦草幼苗对干旱胁迫的响应以及外源添加不同浓度(0、1、10、50、100、150和200 mg-L-1)褪黑素对干旱胁迫下沙芦草幼苗生长和生理特性的影响.结果表明:干旱胁迫显著抑制沙芦草幼苗的生长,而外源添加不同浓度的褪黑素均能够缓解干旱胁迫引起的沙芦草幼苗生长抑制,并且当褪黑素浓度为100 mg.L-1时缓解效果最显著.与单独干旱胁迫处理相比,在干旱胁迫下外源添加100 mg·L-1褪黑素后沙芦草幼苗株高、地上干重和叶片相对含水量分别增加58.2％、121.2％和48.1％,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加48.7％、80.8％和38.3％,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和根系活力分别增加12.6％、33.9％和39.1％,抗坏血酸和谷胱甘肽含量分别增加19.5％和18.3％,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别提高16.2％、32.6％和14.3％,而丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量分别降低45.8％、65.8％和30.8％.综上,外源添加100mg·L-1褪黑素能够显著促进沙芦草幼苗生长,增强抗氧化能力,增加渗透调节物质含量,抑制干旱胁迫下沙芦草植株体内活性氧的过度产生,降低膜质过氧化水平,从而提高沙芦草幼苗的耐旱性.

以蒸馏水为对照,探究不同浓度不同比例的盐碱混合溶液对红花幼苗生理特性的影响.结果表明:在盐碱溶液处理下,红花叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及丙二醛的含量均发生不同程度的变化;可溶性糖和脯氨酸的含量均高于对照;超氧化物歧化酶活性部分高于对照,部分低于对照,而过氧化物酶活性均低于对照.根系活力除胁迫为NaCl∶NaHCO3 = 1∶1,0.3 mol/L时低于对照,其余均高于对照.因此,在盐碱地栽培红花时,要根据土壤的盐碱浓度范围,选择适宜红花品种,才能为优质高产打下基础.

作为北京市常见园林灌木树种之一,迎春(Jasminum nudiflorum)因其在早春独特的观赏性而深受市民喜爱.Cu污染是北京市较为严重的重金属污染类型之一.为探讨迎春对城市Cu污染的修复作用,该文通过模拟北京市土壤和大气Cu污染条件,采用盆栽试验,设置9 种不同浓度的土壤和大气Cu处理,以验证迎春Cu富集能力及生理生长特性.结果表明:(1)土壤和大气沉降处理均能显著增加迎春根、茎、叶中的Cu含量,其中土壤贡献率为63.48%～96.99%.各处理中Cu含量均表现为根>茎>叶.(2)大气处理下光化学转化效率(Fv/Fm)和相对叶绿素含量(SPAD值)提高,初始荧光(F0)降低,光合能力增强,而土壤处理及土壤和大气双重处理则对迎春的光合作用产生抑制影响.(3)与大气处理相比,土壤处理及土壤和大气双重处理导致活性氧(ROS)积累增多,膜脂过氧化作用加剧,丙二醛(MDA)含量大幅升高,抗氧化酶活性与脯氨酸(PRO)含量逐渐下降,造成生物膜系统损伤.(4)低浓度 Cu 处理对迎春生长有促进作用,而高浓度 Cu 处理(SHAL、SHAH)则抑制迎春生长,迎春根系耐性指数(TI)最小值为 69.19%,属于高耐受型植物.综上认为,在模拟北京市Cu污染处理下,迎春可以在维持自身正常生理生长活动的同时,有效吸收土壤和大气中的Cu.该研究结果为北京市Cu污染防治、生态环境修复提供一定的理论依据.