[目的]根据土壤墒情的实时变化研究甘蔗各关键生长期根系的吸水特性,为直观可靠地诊断甘蔗水分亏缺和指导科学灌溉提供技术方法和理论依据。[方法]在甘蔗根际安装"智墒"水分测定仪,根据苗期、分蘖期、伸长期的根系剖面分布实时监测各关键生长期主根区土壤墒情变化,并利用测量的数据进行根系昼夜吸水动态分析和缺水胁迫诊断。[结果]甘蔗根系总体上是从上午8:00开始吸收土壤水分,18:00之后逐渐停止吸水,表现出明显的昼夜变化规律。在无外源水分补充的条件下,苗期、分蘖期和伸长期根区土壤含水量均呈现出波动下降的变化趋势,当墒情曲线由阶梯状最终变平缓时,可以判断根系吸水受到抑制,甘蔗出现水分亏缺。[结论]对土壤墒情的实时监控能够及时掌握甘蔗根系每天吸水情况的变化,实现缺水胁迫的快速诊断,从而为开展节水灌溉和制定抗旱决策提供预测预报。

【目的】提出西藏高原农业种植区土壤水分亏缺、氮素淋失等因素耦合作用下的作物根系吸水胁迫响应函数,并基于Penman-Monteith公式构建作物根系吸水模型。【方法】于2015年春青稞生育期,在江达灌区和西藏农牧学院农田水利实验场开展同步试验,测定灌区典型田块及实验室参照模式和常规模式下的春青稞根系吸水过程、土壤水分及NH+4-N和NO-3-N淋失过程,基于全局性最优方法率定了根系吸水模型参数,采用Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差对模拟精度进行检验。【结果】所构建的根系吸水模型可用于边界条

甘草(Glycyrrhiza uralensis)为豆科甘草属多年生草本植物，具有极高的药用价值，是我国干旱、半干旱地区重要的经济和生态作物。土壤水分是限制甘草生长的主要环境因素之一，研究其抗旱适应性表现对甘草资源可持续利用具有重要意义。本研究采用聚乙二醇6000 (PEG-6000)模拟干旱胁迫，研究胀果甘草(G. inflata)和乌拉尔甘草(G.uralensis)幼苗的光合特性和根系吸水能力对干旱胁迫的响应。结果表明：干旱胁迫7 d后胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗地上部干重和根系干重均显著降低，其中地上部干重分别降低56.10%、62.50%，地下部干重分别降低16.67%和28.57%，而根冠比均有所增加。干旱胁迫均造成了胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)的降低，与对照相比，其下降幅度分别为41.73%、67.22%,62.21%、75.38%,66.02%、82.60%。干旱胁迫下甘草幼苗荧光特性也被显著抑制(P <0.05)，其中胀果甘草幼苗的光系统Ⅱ潜在活性(F_v/F_o)和最大光能转换效率(F_v/F_m)与对照相比分别降低21.94%和9.09%，乌拉尔甘草幼苗的F_v/F_o和F_v/F_m与对照相比分别降低35.10%和10.39%；胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗的光化学淬灭系数(qP)在15%PEG胁迫下分别降低17.65%和27.27%。干旱胁迫降低了两种甘草幼苗叶片相对含水量和叶水势，其中胀果甘草幼苗叶片相对含水量降低11.07%，叶水势降低19.54%；乌拉尔甘草幼苗叶片相对含水量降低13.91%，叶水势降低62.56%。干旱胁迫抑制了两种甘草的根系生长，根表面积和根体积减少但增加了总根长，其中胀果甘草根系显著小于乌拉尔甘草，但胀果甘草干旱胁迫下整株根系水力学导度降幅小于乌拉尔甘草。说明在受到干旱胁迫时，胀果甘草可以保持较高的光合作用优势，同时其根系较小具有更高的根系效率，通过更强的根系吸水能力提高了作物水分利用效率，具有更强的抗旱能力。本研究可为补充完善甘草耐旱性理论提供依据，并为人工栽培及旱生植物资源保护与利用提供策略。

【目的】探究锰胁迫对酸性土壤氮素转化、酶活性及甘蔗氮素吸收利用的影响,为酸性土壤上甘蔗的合理施肥提供参考依据。【方法】在室内开展模拟酸性土壤锰胁迫培养试验,在玻璃温室中进行甘蔗盆栽试验,测定、分析锰胁迫下土壤氮素组分含量、pH和土壤酶活性的差异及其与甘蔗氮素吸收累积的关系。【结果】锰胁迫可使土壤铵态氮含量和净氨化速率显著提高(P0.05)。相关分析结果表明,土壤脲酶活性与土壤铵态氮含量和pH分别呈显著和极显著(P<0.01,下同)正相关;土壤蛋白酶活性与土壤铵态氮含量呈显著正相关,与土壤硝态氮含量和净硝化速率分别呈极显著和显著负相关。在锰胁迫下,甘蔗的株高、生物量、植株氮素累积量和氮素吸收效率均显著降低。【结论】锰胁迫能抑制酸性土壤的硝化作用,减少铵态氮向硝态氮转化,同时使土壤脲酶活性降低,土壤转化酶活性升高,从而减少酸性土壤中甘蔗可利用氮素含量,使甘蔗对氮的吸收利用减少。

以ROC22和云蔗05–51为试验材料,在防雨棚内进行土柱栽培试验,以田间持水量的85%为对照,研究轻度干旱胁迫(田间持水量的70%)和重度干旱胁迫(田间持水量的50%)对甘蔗根系生长及产量、株高的影响。结果表明:甘蔗产量与根总长、根总表面积、根总体积、根鲜质量、根干质量呈极显著正相关;与对照相比,干旱胁迫下的株高和产量均降低,轻度干旱胁迫下甘蔗的根总长、根系总表面积和总体积均高于对照;重度干旱胁迫处理,ROC22的根系较发达,根总长、根系总表面积、总体积和抗旱系数均高于云蔗05–51。

该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似为倒圆锥体,随着树木的生长,根系交叉,假设根系吸水半径为两棵树距离的一半,建立树木竞争条件下的林分耗水模型,并分析林木在竞争和无竞争条件下耗水模型的转换关系。以油松为例进行模型验证。结果表明,2006年6—8月份模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.134mm/d,平均误差为4.27%,但是9月份的误差偏大。

植物根系吸水模型是目前树木耗水研究领域的热点问题。树木作为一个独立的个体,是林分的基本单位。土壤水是林木耗水的源泉。该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似看作为倒圆锥体,建立了树木根系吸水模型,并以油松为例对模型进行了验证。结果表明:6—8月份的模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.110mm/d,平均误差为3.61%,但是9月份的误差偏大。

为探明低温对甘蔗根系的影响,本研究采取水培试验的方法,选用不抗寒品种ROC22和抗寒品种GT28的完整根系为供试材料,测定常温(25℃)与低温(4℃)条件下甘蔗幼苗根系的根长、根体积、根细胞排列、根系活力、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖与可溶性蛋白质含量以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性相关指标。结果表明:在低温胁迫下,GT28根长、根体积均大于ROC22,但都显著低于常温生长;低温胁迫3d后,根系细胞膨大变形,细胞结构散乱,以ROC22更为明显;随着低温时间的延长,2个品种根系活力均显著降低,而ROC22的降幅更大;在低温持续胁迫下,根系MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶...

在臭柏长期室内石砾土栽培条件下,通过培养液中加入PEG以调节溶液渗透势,设置对照区(pF值3.0)、水分胁迫区(pF值2.3)2种处理,并分别从匍匐茎中部人工培养不定根,测定有不定根和无不定根匍匐茎小枝的蒸腾速率、气孔导度及其水势的日变化和叶片水分特性。结果表明:1)在水分胁迫条件下,匍匐茎先端小枝通过降低正午水势提高吸水能力;基部小枝通过控制蒸腾,维持枝条水势防止失水。2)有不定根的匍匐茎通过降低质壁分离时的水势(ψtwlp)和充分吸水时的渗透势(ψssat)提高吸水能力,而且增加细胞弹性率,迅速降低膨压保证失水时能尽快关闭气孔;而无不定根匍匐茎虽然吸水能力较差,但细胞壁柔软,即使蒸腾失水,...

田间试验表明，在冬小麦生长前期，根系对土壤水分的吸收主要集中在８０ｃｍ以上的土层，随着根系向纵深方向的伸展，根系对深层土壤水分的利用逐步增大。影响根系对某一层次土壤水分利用的主要原因是该土层土壤中根量的大小、根系本身的吸水活力和土壤水分状况。在冬小麦生长后期，其上部土层中根系吸水活力出现下降。根系吸水在土壤中的分布可用活根的根长密度在土壤中的分布和根系吸水与土壤湿度有关的参数来描述。

在土壤－作物系统中，根系吸水模型是连接土壤和作物的桥梁，然而又是最难处理的一个环节。按植物生长发育规律模拟根系在各个土层中生长速率和绝对量分布的方法，难以获得满意的结果。将几个影响根系吸水的因素综合起来考虑，用线性方程进行描述，建立根系吸水模型，是近些年来出现的一个较为简捷的新途径。本文通过对北京地区冬小麦田间试验的实际测定与模拟结果相比较，证明了在土壤－作物系统中采用线性根系吸水模型可取得较为理想的结果。

以 Hg Cl2 作为水通道蛋白的抑制剂 ,采用根压液流法测定干旱、未干旱胁迫下西红柿的根系水导速率和根系水分介导常数 (Lp)。结果表明 ,用 5 0 ,10 0μm ol/ L Hg Cl2 处理根系 ,未干旱胁迫株根系水导速率分别较对照下降了 4 6 .7%和 6 5 .6 7% ,用 5 0 0 ,10 0 0μmol/ L ME处理 ,可分别恢复到对照的 88.6 %和 80 .5 9% ;同样条件下干旱胁迫株根系 ,水导速率分别较对照下降了 4 0 .6 7%和 5 8.82 % ,并相应恢复到对照的 72 .0 3%和 79.4 1% ;并且干旱胁迫株根系在 0 .1～ 0 .3...

采用3种浓度乙烯利溶液(0、100、200 mg/L)分别对甘蔗新台糖22号(ROC22)、桂糖17号(GT17)和新台糖10号(ROC10)在下种前进行10 m in浸种处理,测定根系中的蛋白质含量、蛋白酶活性、核酸含量及土壤含水量的变化。结果发现,在水分胁迫条件下,100、200 mg/L乙烯利处理的蔗根均有较高的蛋白质含量和总核酸含量,GT17和ROC10的蔗根有较低的蛋白酶活性;100、200 mg/L乙烯利处理对ROC22和ROC10蔗根的RNA/DNA值有明显的促进效应,其效应以100 mg/L处理大于200 mg/L处理。试验表明乙烯利浸种可提高甘蔗品种的抗旱性。

从蛋白质角度对水分胁迫下甘蔗苗期根系蛋白质SDS-PAGE电泳图谱的变化进行研究,以揭示水分胁迫下甘蔗苗期根系蛋白质的表达差异。甘蔗品种新台糖16号砂培育苗至苗期茎高约25 cm进行处理,将幼苗根系放入含100 g/L聚乙二醇6000的Hoagland营养液中进行模拟干旱胁迫处理,处理不同时间段采取根样品,SDS-PAGE电泳分析法探讨水分胁迫对供试甘蔗品种根系蛋白质变化与水分胁迫强度的关系。与对照相比,在水分胁迫处理的24 h内,稳定出现的新诱导合成蛋白条带分子量为14.2KDa蛋白;对胁迫响应最快的是81.7和52.6 KDa蛋白条带,胁迫开始2 h就显著下调;而33.8 KDa蛋白条带在...

【目的】研究甘蔗基因型与土壤水分条件对甘蔗生物量的影响与互作效应,为甘蔗抗旱育种等相关研究提供依据。【方法】在适度水分胁迫条件下,对9份不同基因型甘蔗种质开展水分梯度胁迫桶栽试验,测定并分析生物量、水分利用效率(WUE)、叶片叶绿素相对含量(SPAD)、叶面积、根冠比等指标。【结果】甘蔗生物量与用水量呈极显著正相关,相关系数达0.947,不同基因型甘蔗种质间的生物量及WUE均达到极显著水平(P