不同抗旱剂（精选5篇）
不同抗旱剂 篇1
1 试验设计
试验地点:右江区龙和乡
试验时间:2013年
大豆品种:桂夏3号
种植模式:与玉米套种
试验方法:
本试验旨在比较不同抗旱剂不同施用量对抗旱效果的影响, 筛选出合适的抗旱保水剂并确定其用量。抗旱保水剂3种, 分别为南京双嘉生物技术有限公司生产的“营养型抗旱保水剂” (A1) 、东莞市安信保水有限公司生产的“农林保水剂钾型 (A2) 、农林保水剂钠型 (A3) ”。设三个施用水平, 分别为亩施用2kg (B1) , 2.5kg (B2) 和3kg (B3) (这三种抗旱保水剂推荐用量均为3.75g/m2) 。大豆播种时, 抗旱保水剂与土壤按1:3均匀混合后撒施于播种沟。试验处理:A1B1, A1B2, A1B3, A2B1, A2B2, A2B3, A3B1, A3B2, A3B3, CK为空白对照。随机区组排列, 三次重复。小区行长5m, 6行区, 收中间4行测产。播种方式:采用人工精量点播, 行距50cm, 穴距20cm, 每穴留苗2株, 667m2密度1.32株。 (参见表一)
2 研究结果
抗旱剂处理大豆株高在51.2~56.1cm之间, 对照为48.5cm (表二) 。不同抗旱剂处理大豆株高均大于对照, 其中又以处理A2B3、A3B3、A1B2较高。各处理分枝在2.1~2.6个间, 对照最少为2.1个, 抗旱剂处理株高均比对照有所增加, 但相差不大。主茎节数各处理间差别不大, 在16.9~17.9节间, 对照为16.9节。单株粒数在62.3~76.4粒之间, 对照最少为62.3粒, 其他抗旱剂处理在70.2~A2B2之间, 粒数最多的处理为A2B2 (A2B2) 。百粒重在16.5~17.8g间, 对照最小, 为16.5g, 其他抗旱处理在17.1~17.8g间, 相差不大。
从表三看出, 施用抗旱剂大豆亩产在130.1~144.7kg, 比对照增产5.1~14.1%。不同抗旱剂处理间增产幅度有差异, 但经方差分析 (表四) 表明, 各抗旱剂处理间产量相差未达显著水平。
结束语
抗旱剂施用可使大豆主要产量相关性状株高、分枝数、单株粒数、百粒重有所增加 (见表二) , 利于产量提高;产量结果表明 (见表三、表四) , 不同种类及不同用量抗旱剂处理间产量差异不显著, 却与对照间有较大差异, 说明抗旱剂施用起到抗旱增产作用。
不同抗旱剂 篇2
关键词：小麦；扩展蛋白；活性；基因表达；抗旱性
中图分类号：S512.01 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0108—03
作为细胞壁蛋白，扩展蛋白（expansins）是一种细胞壁松弛酶，调节细胞壁的伸展性，是调节“酸生长”的关键因子。序列分析表明，扩展蛋白有一个庞大的基因家族，主要可分为expansin A（EXPA）、expansin B（EXPB）、expansin-like A（EXLA）和expansin-like B（EXLB）4个亚家族，其中EXPA、EXPB亚型是植物中存在的主要扩展蛋白。不同家族成员行使不同的功能，包括种子的萌发、根毛的起始和延长、茎和叶的生长、果实成熟、器官脱落、气孔运动等，几乎参与调节植物生长发育的整个过程。
随着研究的不断深入，扩展蛋白的抗逆性功能被逐渐发掘，成为当前研究的热点之一。研究发现，扩展蛋白在植物抵御干旱逆境方面起着非常重要的作用。干旱条件下，水稻通过根尖细胞壁伸展维持根的继续生长，而这种细胞壁的伸展主要是由扩展蛋白引起的。Jones等研究发现，复苏植物C.plantagineum叶片细胞壁在干旱条件下扩展能力明显增强，其扩展蛋白的活性也相应地提高。徐筱等分析了不同翦股颖草坪草品种在干旱环境下AsEXP1基因的表达，发现AsEXP1的表达与草坪草品种的抗旱性呈显著正相关关系。
作为世界性粮食作物，小麦的生长和产量常常受到干旱逆境的影响，其扩展蛋白也越来越受到关注。目前研究已知，小麦扩展蛋白是一个多基因家族，在小麦生长和发育过程中起着重要的作用。已有研究表明，在水分胁迫下，小麥胚芽鞘扩展蛋白基因表达和细胞壁扩展活性增强，过量表达小麦扩展蛋白基因的烟草抗旱性提高。为进一步了解扩展蛋白与小麦抗旱性的关系，本研究分析了5个不同抗旱性的小麦品种扩展蛋白活性、基因表达特性与其抗旱性的相关性，以探讨扩展蛋白抵御干旱胁迫的能力。
1材料与方法
1.1材料与处理
1.1.1植物材料 本研究采用5種不同抗旱性的小麦（Triticum aestivum L.）品种，抗旱性强的小麦有昌乐5号、HF9703；中度抗旱的小麦有鲁麦21；干旱敏感型小麦有济南13、921842。取萌发期胚芽鞘、幼苗期叶片进行试验。
扩展蛋白活性检测材料为黄瓜（中农8号），取下胚轴用于试验。
1.1.2材料培养 小麦胚芽鞘的培养：小麦种子经消毒（0.1%HgCl2浸泡5 min，流水冲洗6 h）和催芽处理后，挑选30粒均匀一致的小麦种子，放置在铺有双层滤纸的培养皿中暗培养24 h；然后加25%PEG-6 000（-1.13MPa）模拟干旱处理（对照为正常水培），24 h后测量胚芽鞘长度。
小麦幼苗培养：挑选均匀一致的小麦种子，经消毒后，放在被水润湿的滤纸上发芽24 h，然后将发芽的种子有序地放进盛有石英砂的塑料盆（高8 cm，直径10 cm）中，在温度为（25±1）℃、光/暗周期为14 h/lO h条件下进行沙培，每天浇灌Hoagland营养液。当培养至小麦3叶1心时进行干旱胁迫处理，用25%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，以正常营养液作为对照（CK）。3 d后，剪取其叶片用于试验测定。
黄瓜下胚轴培养：黄瓜种子经浸种和催芽（27℃、1 d）后，栽入湿蛭石中，在27℃下暗培养5 d，剪取子叶下约3 cm长的下胚轴，用于试验测定。
1.1.3酶及生化试剂 RNA提取试剂盒、Taq酶、反转录试剂盒等均为宝生物工程（大连）有限公司产品。
1.1.4 PCR引物 PCR引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成，引物序列来源于文献[10]，具体引物序列如下：
1.2试验万法
1.2.1小麦叶片细胞壁扩展蛋白的提取扩展蛋白提取参照McQueen-Mason等的方法进行。随机采取100 g小麦幼苗叶片，经匀浆、提取、离心、沉淀、回溶等步骤，获得扩展蛋白粗提液，-80℃保存、备用。
1.2.2扩展蛋白活性测定采用体外重组法进行扩展蛋白活性测定。以-20℃下冰冻保存的黄瓜下胚轴为底物，检测热失活的下胚轴在扩展蛋白提取液中的伸展活性，以此来表示扩展蛋白活性。仪器采用植物组织伸展测定仪，参考高强的方法，自行组装。
1.2.3 RT-MR检测扩展蛋白基因的表达 利用RNA提取试剂盒提取总RNA，然后进行反转录，得到cDNA。再按下列程序进行PCR反应：94℃1 min，55～65℃50 s（不同的引物退火温度不同），72℃1 min，30个循环。扩增所用引物见“1.1.4”节，所用内参为Tubulin，引物为Tubulinl、Tubulin2。在相同的条件下进行以上PCR扩增，扩增产物在1%琼脂糖凝胶上进行电泳分析，用Lab Assistant TM Gel 3000 Series凝胶成像分析仪检测条带亮度，对反转录产物进行RT-PCR半定量分析。
1.2.4统计分析 所有试验测定均为3次或3次以上重复，试验结果的表示形式均为3次或3次以上重复试验的“平均值±标准差”。采用DPS软件（浙江大学）进行统计分析。根据所测定的试验项目选用多因素或双因素进行方差分析。采用Duncan’s新复极差法进行多重比较。
2结果与分析
2.1小麦品种的抗旱性鉴定
研究表明，低水势下胚芽鞘的长度可以作为小麦抗旱性鉴定的一个生理指标，成为小麦抗旱性鉴定的一个快速有效的方法，干旱条件下胚芽鞘长的小麦品种抗旱性强。因此，本研究利用胚芽鞘法对5个小麦品种——抗旱性强的昌乐5号、HF9703，中等抗旱的鲁麦21以及不抗旱的济南13、921842的抗旱性进行鉴定。结果发现，5个小麦品种的胚芽鞘长度依次为昌乐5号>HF9703>鲁麦21>济南13>921842（表1），这与生产上公认的品种抗旱性相一致。
nlc202309031607
2.2干旱胁迫下不同抗旱性小麦品种扩展蛋白活性
扩展蛋白作为一种细胞壁蛋白，在细胞伸长生长方面起着重要的作用，其促进细胞壁伸展的能力常用来表示扩展蛋白活性大小。研究表明，在干旱胁迫下，扩展蛋白活性增强，有利于提高植物的抗旱性。扩展蛋白活性检测有2种不同的方法，一种是直接检测活体植物细胞壁的酸伸展性，来表示植物本身内源扩展蛋白活性；另一种是通过重组法检测提取的扩展蛋白活性。本研究采用重组法，利用黄瓜下胚轴为媒介，检测了抗旱性不同的小麦幼苗扩展蛋白活性。结果如图1所示，在正常水分条件下，抗旱性不同的小麦扩展蛋白活性不同，抗旱性强的昌乐5号、HF9703的扩展蛋白活性显著高于干旱敏感性的济南13、921842，昌乐5号扩展蛋白活性几乎是921842的1.5倍；中等抗旱的鲁麦21的扩展蛋白活性介于中间水平。在水分胁迫下，5个小麦品种扩展蛋白活性均明显增强，尤其是昌乐5号、HF9703，其活性分别增加了33.0%、30.5%。
为了进一步明確扩展蛋白活性与小麦抗旱性的相关性，本研究分析了两者之间的相关系数，结果发现，扩展蛋白活性与小麦胚芽鞘长度之间的相关系数达98.7%，其相关性极显著。这些结果表明，扩展蛋白活性与小麦对水分胁迫的响应密切相关，且与小麦的抗旱性有一定关系。
2.3不同抗旱性小麦扩展蛋白基因表达对干旱胁迫的响应
自扩展蛋白被发现以来，已有大量关于扩展蛋白基因表达及功能研究的报道，小麦扩展蛋白也備受关注。Lin等已经从小麦中克隆了18个扩展蛋白基因，包括9个EXPA、9个EXPB基因。本研究从其中选择了6个扩展蛋白基因，包括3个EXPA基因TaEXPA1、TaEXPA2、TaEXPA3，3个EXPB家族扩展蛋白基因TaEXPB1、TaEXPB7、TaEXPB9，通过RT-PCR分析，检测了这些扩展蛋白基因在小麦幼苗叶片中的表达情况以及对干旱胁迫的响应。结果发现，6个基因在小麦幼苗叶片中均有不同程度的表达，这与Lin等的结果一致，但表达特性不尽相同（图2）。在正常水分条件下，TaEX-PA1、TaEXPA2、TaEXPB1、TaEXPB7的表达在不同小麦品种中没有明显的差异；TaEXPA3的表达具有明显的品种效应，即在抗旱性强的品种昌乐5号、HF9703中表达量较高，而在干旱敏感性的济南13、921842中的表达较弱；而TaEXPB9的表达与小麦品种的抗旱性没有明显的规律性。在受到水分胁迫处理后，扩展蛋白基因的表达受到不同程度的影响，TaEXPA1、TaEXPB1的表达比正常水分条件下的增加，但在品种间没有差异；TaEXP42的表达在昌乐5号、HF9703中的表达高于正常水分条件，但在鲁麦21、济南13、921M2中的表达与对照相比没有明显的差别；TaEXPB7的表达与对照相比差异不明显，且无品种问差异；TaEXPB9的表达仍然没有明显的规律性；与品种抗旱性有一定关系的TaEXPA3的表达在干旱胁迫下明显增加，而且不同品种增加的程度不同，这与小麦抗旱性呈一定的正相关关系。结果表明，小麦中不同的扩展蛋白基因可能行使不同的功能，因此其表达特性也有所不同。但确实有些基因，如TaEXPA3的表达可能与小麦的抗旱性有一定关系。
3结论与讨论
扩展蛋白在植物生长过程中起着重要的调节作用，而且与植物抗旱性密切相关。因此，本研究以抗旱性不同的小麦品种为材料，研究其扩展蛋白活性、基因表达特性在不同品种问的差异以及干旱胁迫后的变化，分析了扩展蛋白与小麦抗旱性之间的关系。
不同抗旱性小麦品种扩展蛋白活性不同，具体表现为：昌乐5号>HF9703>鲁麦21>济南13>921842，与其抗旱性强弱相一致。而且在干旱胁迫条件下，扩展蛋白活性明显增强，增强程度也因品种抗旱性不同而不同，其活性与品种抗旱性之间的相关系数达98.7%。基因表达分析结果表明，小麦扩展蛋白基因是一个多基因家族，不同成员表达特性不同，可能行使不同的功能。基因TaEXPA3的表达在干旱胁迫下上调，且与品种抗旱性相关，表明干旱胁迫诱导的扩展蛋白活性的提高与扩展蛋白表达上调有关，这与先前报道的其他植物扩展蛋白相一致。玉米扩展蛋白在水分胁迫下根维持生长中起着重要作用，Sabirzhanova等分析发现，干旱条件下玉米叶片中扩展蛋白基因转录水平提高；翦股颖扩展蛋白基因AsEXP1在干旱条件下的表达与品种的抗旱性呈显著正相关。这些结果表明，干旱胁迫通过诱导扩展蛋白基因表达上调，提高扩展蛋白活性，这对于维持干旱条件下细胞的伸长生长、提高植物抗旱性是有利的。
总之，扩展蛋白作为一种细胞壁蛋白，它在植物抗逆性方面的作用越来越受到关注，其作用机理还有待于进一步研究。
不同玉米品种的抗旱性研究 篇3
1 材料与方法
1.1 材料
试验以黑龙江省西部地区10个主栽玉米品种为供试材料,分别是郑单958、先玉335、先玉508、兴垦3号、誉成1号、鑫鑫2号、垦单10号、嫩单15、嫩单13、吉单27。
1.2 方法
1.2.1 试验设计试验于2014年5-10月在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院科研基地的干旱棚中进行。分为正常供水(CK)和干旱胁迫(DT)两种处理,干旱胁迫处理只供充足苗期水,人为造成玉米抽雄期严重土壤水分胁迫。试验小区单行区,行长3.0m、行距0.65m、株距0.2m,采用随机区组设计,3次重复。土壤条件黑钙土、有机质含量1.16%,按大田正常施肥作基肥,磷酸二铵作种肥。在玉米的抽雄吐丝期测定各项生理指标。相对电导率采用DDs-ⅡA型电导率仪测定,水势采用小液流法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,脯氨酸含量采用茚三酮比色法测定,SOD活性采用分光光度法测定,POD活性采用愈创木酚法测定,MDA采用硫代巴比妥酸法测定,叶绿素含量采用分光光度法测定,同时测定玉米抽雄至吐丝的间隔(ASI)以及叶夹角［２－５］。
1.2.2 抗旱指标模糊隶属函数综合评价不同抗旱指标的量纲通过模糊隶属函数法消除。模糊隶属函数法可以将不同的指标进行标准化。这种方法使得不同指标可以进行计算。能够系统准确地对不同玉米品种的抗旱性进行比较综合全面的评价［５］。模糊隶属函数法［６］可以根据公式计算各抗旱指标的隶属值(Xu):
式中,X为每个玉米品种某种抗旱指标的测定值,Xｍｉｎ为所有品种某指标的最小测定值,Xｍａｘ为最大测定值。如果指标和抗旱性成正相关用1式,如果指标和抗旱性成负相关则用2式。累加各品种各指标的抗旱隶属值,求其平均值,平均值越大,抗旱性越强［６－７］。Xu≥0.7的玉米品种为高抗旱品种,0.4≤Xu≤0.7的玉米品种为中等抗旱品种,Xu<0.4的玉米品种为不抗旱品种［６］。胁迫敏感指数(SI)(%)=[正常对照测定值(CK)-干旱胁迫测定值(DT)]/正常对照测定值(CK)×100。
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫对不同玉米品种MDA含量和脯氨酸含量的影响
干旱胁迫下,不同玉米品种丙二醛(MDA)的含量见表1。玉米叶片丙二醛含量在受到干旱胁迫后明显增加,说明丙二醛含量受干旱影响较大。不同品种受干旱影响后丙二醛含量变化不同［６］。多重比较表明,嫩单15、垦单10号、郑单958这3个品种的MDA含量与对照差异不显著,且SI绝对值低于4.5%,先玉508、吉单27、兴垦3号这3个品种的MDA含量与对照差异显著。
脯氨酸是植物体内一种具有渗透调节性的物质。在植物体遇到干旱胁迫时,脯氨酸含量较对照均表现为上升趋势,但不同品种增加量存在差异［８］。由表1可见,在水分胁迫下,嫩单15、郑单958、先玉335和垦单10号增幅较大,且SI绝对值高于90%,说明4个品种遇干旱胁迫时通过增加体内脯氨酸含量来抵御伤害的能力较强,而吉单27、先玉508、兴垦3号增幅较小。
不同字母表示同一品种不同处理在P<0.05水平上差异显著。下同。Different letters mean significant difference of the same variety of different treatment at 0.05level.The same below.
2.2 干旱胁迫对不同玉米品种相对导电率和叶绿素含量的影响
由表2 可见,干旱胁迫下郑单958、垦单10号、嫩单15的相对电导率与对照差异不显著,SI的绝对值低于7%,说明干旱胁迫对其细胞膜系统破坏程度较低;而吉单27、先玉508、誉成1号的相对电导率与对照差异显著,且SI的绝对值均高于75%,说明其对干旱胁迫较敏感,因而干旱胁迫对其膜系统损害较大。
干旱胁迫后,不同玉米品种叶片叶绿素分解速度不同。抽雄吐丝期玉米叶绿素含量最高,在此期间内遇到干旱胁迫会加快叶绿素分解的速度,影响玉米光合作用从而影响产量［９］。因此,叶绿素含量相对稳定的玉米品种可以较好的抵御干旱胁迫所造成的伤害,维持较高的光合速率。田间观察发现,干旱胁迫的玉米叶片卷曲,叶色变浅发黄,而抗旱性较好的品种变化幅度较小。由表2可以看出,干旱胁迫下,嫩单15、郑单958、垦单10号、吉单27叶绿素含量降低较小,说明在干旱的条件下,上述4个品种可以通过减缓叶绿素的降解,较好地维持正常的光合作用。而鑫鑫2号、兴垦3号和誉成1号叶绿素含量显著下降,从而影响正常的光合作用。
2.3 干旱胁迫对不同玉米品种SOD和POD活性的影响
由表3可以看出,在干旱胁迫下,嫩单15、垦单10号、鑫鑫2号的SOD活性较高,且与对照差异显著,SI绝对值高于85%;而吉单27、先玉508、兴垦3号与对照差异不显著,且SI绝对值低于30%。不同玉米品种的POD活性变化规律与SOD变化相似。
2.4 干旱胁迫对不同玉米品种可溶性糖含量和叶片水势的影响
由表4可知,干旱胁迫下,可溶性糖的含量均表现为增加趋势。吉单27、兴垦3 号、先玉508增加幅度较大,SI绝对值均高于50%,嫩单15、垦单10号和嫩单13增加量较少,SI绝对值低于30%,说明水分胁迫下,吉单27、兴垦3号、先玉508通过增加体内可溶性糖含量来增强叶片渗透调节作用,减轻干旱损伤。
玉米植株体内自由水流动的趋势就是叶水势,是植株内自由水高低的度量。它在一定程度上可以表示叶片细胞液的浓度。叶水势越高,说明叶片的细胞液浓度越低,细胞吸水能力也就越弱。当玉米受到干旱胁迫时,叶片水势的变化幅度可以作为衡量玉米抗旱的指标之一。叶片水势变化越小,干旱对玉米的影响越小,如:嫩单15、郑单958、垦单10号;叶片水势变化大,在受到干旱胁迫后水势变化的影响就越大,如:先玉508、吉单27和鑫鑫2号。
2.5 干旱胁迫对不同玉米品种ASI和叶夹角的影响
玉米抗旱性最重要的一个指标是ASI,即抽雄期和吐丝期间隔。ASI是植物抗旱的最重要的指标之一,但植物的抗旱性不是由单一性状决定的,它是由多个性状综合影响控制的［１０］。ASI时间过长会使玉米田间生产减产甚至绝产。由表5可知,在干旱胁迫后,嫩单15、郑单985、垦单10号的ASI值保持在4~5d,极个别的达到6d。而兴垦3号、吉单27、先玉508均达到7d。玉米棒三叶是对玉米籽粒产量最重要的叶片［１１］。由表5可知,嫩单15、郑单985、垦单10号的玉米株型收敛更有利于抗旱,而兴垦3号、吉单27、先玉508的叶夹角大,为披散型的玉米品种,其耐旱能力较弱。
2.6 玉米品种抗旱性的模糊隶属函数综合评价
玉米抗旱性不是由单一性状决定的,而是由多个不同的生理生化指标综合控制的结果。从试验中发现,抗旱性强的玉米品种并不是每一项生理指标都优于抗旱性差的玉米品种。,因而单一的指标性状并不足以完整反映玉米的抗旱性。因此,本研究采用了模糊隶属函数法对10个玉米品种10个抗旱性指标进行综合分析,抗旱性较强的玉米品种隶属均值较大。由表6可知,模糊函数隶属均值大于0.7的品种:嫩单15、郑单958、垦单10号的抗旱能力较强;隶属均值小于0.4的为不抗旱的品种,有兴垦3号、吉单27、先玉508;其余品种的隶属函数均值在0.4~0.7,确定为中等抗旱的品种:嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号。
3 结论
本研究采用模糊隶属函数综合评价方法,对10个供试玉米品种的10个抗旱性指标(叶片水势、脯氨酸、可溶性糖、外渗电导率、叶绿素、丙二醛、SOD、POD、ASI及叶夹角)进行了综合评价。通过试验评出了高抗旱品种、中等抗旱品种及不抗旱品种,高抗旱玉米品种有:嫩单15、郑单985和垦单10号;中等抗旱品种有嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号;不抗旱品种有有兴垦3号、吉单27和先玉508。
摘要：为了筛选出抗旱性较强的玉米品种,以黑龙江省西部地区10个主栽的玉米品种为试验材料,在人工控制干旱条件下,采用模糊隶属函数法对其抗旱性进行比较与评价。结果表明:嫩单15、郑单985和垦单10号为高抗旱玉米品种;嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号为中等抗旱玉米品种;兴垦3号、吉单27和先玉508为不抗旱玉米品种。
不同抗旱剂 篇4
贵州地处亚热带季风气候区, 距南部海洋较近, 水汽丰富, 年降水量多在1 100~1 300 mm, 其中半数集中在4—8月。由于典型喀斯特高原地理环境, 地形复杂, 地势陡峭土层瘠薄, 石漠化严重, 土壤蓄水保水能力差, 再加上降水时间、空间分布不均匀, 年际之间变化大, 常有区域性、阶段性的干旱发生。2009—2013年连续4年贵州大部分地区遭受特大干旱, 给人民群众生活、生产造成了严重的影响。为寻求抗旱保水剂用于白菜种植上的效果及最佳用量, 笔者研究了保水剂不同用量对白菜的生长发育及产量的影响, 旨在探讨抗旱保水剂用量与白菜生长发育及产量的关系, 为贵州省蔬菜产区节水抗旱技术提供理论依据[2]。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验于2013年4月15日至6月15日在贵阳市花溪区石板镇花鱼井村蔬菜基地内进行。供试土壤为黄壤, 土壤质地为壤土, 土壤肥力为中上等, 土壤含有机质量27.23 g/kg、全氮2.01 g/kg、碱解氮81.73 mg/kg、有效磷14.98 mg/kg、速效钾156.75 mg/kg, p H值6.60。供试白菜品种为早熟5号 (全生育期50 d) 。保水剂为“农神”牌生物酶土壤抗旱保水剂NSLNYSAP-M。施用肥料为西洋牌复合肥 (10-10-10) 和腐熟农家肥, 追肥采用尿素为贵州赤天化股份有限公司生产 (含N 46%) 。
1.2 试验设计
试验设4个处理, 分别为:保水剂用量45 kg/hm2 (A) 、60 kg/hm2 (B) 、75 kg/hm2 (C) , 以不施保水剂作对照 (CK) , 4次重复, 共16个小区, 试验采用随机区组排列[3,4,5,6], 每小区种植白菜148株, 小区形状为长方形, 长9.3 m, 宽3.0 m, 长宽比为3.1∶1.0, 小区的面积27.9 m2。农家肥45 t/hm2结合整地施入, 底肥复合肥750 kg/hm2一次性施用, 试验用保水剂随底肥一次性施用;追肥施尿素150 kg/hm2, 于5月5日追肥1次。
2 结果与分析
2.1 不同保水剂用量对白菜生物学性状的影响
从表1可以看出, 白菜的株高呈现出处理B=处理C>处理A>CK的趋势;叶数呈现出处理C>处理B>处理A>CK的趋势;叶长呈现出处理C>处理A>处理B>CK的趋势;叶宽、叶数、根长呈现出处理C>处理B>处理A>CK的趋势;开展度呈现出处理A>CK>处理B>处理C的趋势。
由此可见, 相对于CK, 处理A、处理B、处理C的各项生物学性状基本都好于CK (除处理A开展度外) , 以处理C的各项生物学性质最优。开展度变化趋势表现出与叶长、叶宽、叶数变化趋势相反的状况, 可能是因为长势好的白菜包芯程度较高, 开展度相应较低的缘故。
2.2 不同保水剂用量对土壤含水量的影响
从表2可以看出, 保水剂施用20 d后, 土壤含水量在27.1%~28.4%, 而CK (未施用保水剂) 仅为26.8%, 较施用保水剂处理低了0.3~1.6个百分点的土壤含水量;施用保水剂的土壤含水量在40 d后趋于稳定, 而未施用保水剂的CK40 d的土壤含水量仅为23.7%, 较不稳定。
注:土壤水分采用烘干法测定。
2.3 不同保水剂用量对白菜产量及产值的影响
从表3可以看出, 小区的平均产量处理C>处理B>处理A>CK, 其中处理C的产量水平明显高于其他处理, 说明施用保水剂75 kg/hm2的处理较其他处理有明显的增产的效果, 产量达41 650.99 kg/hm2, 增产率16.21%。利用EXCEL2007和DPS7.05对不同处理产量进行多重比较, 结果如表4。从表4可以看出, 根据数理统计学的结果来看:在0.05的显著水平上, 处理C与处理A、处理B、CK之间差异显著, 其他各个处理间差异不显著;在p=0.01的显著水平上, 各处理间没有显著差异。
从表5可以看出, 处理C效果最为显著, 投入保水剂成本为2 325.0元/hm2, 产值达124 953.0元/hm2, 纯收益达到122 628.0元/hm2, 增产效益与CK比较增加效益14.0%。
注:保水剂成本价为31 000元/t;白菜单价以出产地6月的批发价均价3.0元/kg计算。
3 结论与讨论
通过保水剂不同用量对白菜株高、叶长、叶宽、开展度、叶数、根长等生物学性状的影响比较, 以施用保水剂75 kg/hm2处理显著好于其他处理, 且其产量最高, 与不施保水剂处理间的差异水平显著, 产量达41 650.99 kg/hm2, 比常规施肥增产13.95%;投入保水剂成本为2 325.0元/hm2, 产值达124 953.0元/hm2, 纯收益达122 628.0元/hm2, 增产效益达14.0%。试验结果表明, 施用保水剂可促进白菜生长, 保持土壤水分, 增加作物产量和经济效益, 保水剂用量以75 kg/hm2时, 经济效益更高。
参考文献
[1]张智峰.保水剂研究进展[J].磷肥与复肥, 2010 (5) :63-65.
[2]姚安义.浅析贵州干旱的成因及解决的办法[J].科技向导, 2012 (18) :303.
[3]潘月庆, 张玉涛, 韩明娟, 等.保水剂在新定植葡萄苗上的应用效果[J].山东农业科学, 2012, 44 (7) :110-111.
[4]张跃龙, 刘小红, 张乐平, 等.自制保水剂在甘薯抗旱栽培上的应用效果初报[J].湖南农业科学, 2012 (8) :29-31.
[5]池文泽, 周斌, 盛玮, 等.保水剂在棉花生产上的应用[J].江苏农业科学, 2013, 41 (5) :73-75.
不同抗旱剂 篇5
作物抗旱节水品种快速诊断指标是生物节水研究的前沿领域[4]。国内外从经济性状、形态学、生理生化和分子四个水平入手,对作物抗旱节水鉴定方法与筛选指标体系进行了大量研究。但迄今为止,可靠、简便、快速、可操作的方法与指标比较缺乏。冠层温度(Canopy temperature,CT)与小麦生育状况的关系一直受到人们的重视,在相同背景条件下,不同小麦基因型存在明显的冠层温度分异特性。冠层温度作为衡量作物缺水的重要指标,已被广泛地用来推断作物水分状况,由于冠层温度作物水分利用密切相关,近年来成为作物抗旱基因型选择的重要依据[3],。
从20世纪70年代起,随着红外测温技术的形成与完善,国内外广泛开展了与作物冠层温度相关的研究,但大多是以冠层温度或者冠气温差作为衡量指标,研究判断作物水分是否亏缺和是否需要灌溉的临界值[5]。国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)[6]将冠层温度和冠气温差作为选择小麦抗热性的重要指标。前人研究结果表明:在干旱条件下,冠层温度与产量和水分利用效率之间存在显著负相关关系[7,8]。但是对于判断作物水分亏缺忍耐的自身调节能力或者对生理水分胁迫表达的遗传型研究较少。本试验在前人的基础上,利用手持式冠层测温仪,在甘肃陇东旱塬研究不同水分下,不同基因型冬小麦灌浆期冠层温度的差异及其与产量关系,旨在为抗旱节水品种筛选提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计和材料
试验于2006-2007年在农业部甘肃镇原黄土旱塬生态环境重点野外科学观测站(35°30'N,107°29'E)进行,海拔1254m,年均降水量540mm,其中60%分布在7、8、9三个月,年平均温度8.3℃,土壤为黑垆土,属完全依靠自然降雨的西北半湿润偏旱区,长期盛行以冬小麦为主的一年一熟制或填闲复种的两年三熟轮作制。
田间试验材料来源于在该站进行的国家北方旱地冬小麦区域试验的19个品种(品系):陇育216,9840-0-3-2-1,0052-1-3,宁麦5号,0052-1-6-1,0052-17-2,9840-0-3-3-1-3,9840-2-3-15,9840-0-3-1-6,0052-1-4-1,长6878,陇鉴386,定鉴3号,陇鉴385,陇鉴387,陇鉴301,陇鉴127,陇鉴196,94164-1和美国德克萨斯州的21个品种1R34,1R13,1R8,1R5,1R2,1R4,1R1,1R11,1R17,1R24,1R25,1R26,1R27,1R35,1R14,1R19,1R38,1R39,1R6,1R40,1R20。
试验采取随机区组设计,设有两个主处理,即自然降雨和灌溉处理,每个主处理两次重复,每小区长5m,宽3m,小区面积15m2,行距0.2m,于2006年9月25日按375万/hm2基本苗开沟撒播。每公顷播前施磷酸二胺225kg,尿素150kg,返青后追施尿素112.5kg。其他管理按常规措施进行,本试验灌溉处理是在冬小麦拔节前期(2007年4月20日)一次大水漫灌,灌水量大约70mm。2006年9月至2007年6月冬小麦全生育期降水193.5mm,较多年平均值250mm减少22.6%,因此本试验年份为干旱年。
1.2 测定项目和方法
(1)冠层温度(CT)的测定采用国产BAU-1型手持式红外测温仪,分辨率为0.1℃,响应时间为2-3s。选择晴朗无云的天气,于冬小麦灌浆初期(5月17日)、灌浆中期(5月28日)、灌浆中后期(6月5日)测定各小区的CT值,每次测定时间为午后1.00pm到3.00pm。观测时,按照农田小气候观测的对称法进行,测定时视场角取5°,手持测温仪,置于1.5 m高度左右,以30°瞄准小区内中间的冠层,其测点为群体生长一致、有代表性的部位,避开裸地影响,直接在显示屏上读取数据。为减少误差,每个小区重复测定5次,取其平均值作为该次测定的CT值。小区产量计算是在冬小麦成熟时,按每个小区实收计产。
(2)土壤水分测定和水分利用效率WUE(Water Use Efficiency)计算,播种前和收获时分别用土钻法测定每个小区2m土层(每20cm为一个层次)的土壤含水率,转化为以mm为单位的播前和收获时的土壤贮水量。小麦生育期降雨量通过自动气象站获得。利用土壤水分平衡方程计算每个小区作物耗水量。
抗旱指数DI(Drought Resistance Index)=(测试材料旱地产量Yield Dryland Yd/对照品种旱地产量Control Yield Dryland)×(测试材料抗旱系数Drought Coefficient/对照品种抗旱系数Control Drought Coefficient)
作物水分利用效率WUE(kg/hm2·mm)=小麦籽粒产量(Yield,Y)/耗水量(Evaporated,ET)。
试验数据采用SPSS软件进行处理。
2 结果与分析
2.1 不同水分处理不同基因型冬小麦冠层温度的变化
小麦冠层温度高低既受外界环境变化的影响,又与品种本身的遗传特性密切相关。小麦灌浆期冠层温度(CT)的测定结果表明,40个供试品种(系)及3个生育期之间,不论是灌溉还是自然条件下CT值均存在明显差异(表1)。在旱作条件下,灌浆初期(5月17日)、灌浆中期(5月28日)和灌浆中后期(6月5日),各品种(系)的CT平均值依次为35.3℃、33.9℃和36.0℃,而在灌溉条件下其CT值分别是30.1℃、30.6℃和31.7℃;旱作与补灌条件下,40个供试品种(系)三个观测日平均值之差分别为5.23℃、3.26℃和4.3℃,在同一观测日测定的CT值结果表明,干旱条件下明显高于灌溉条件下,这与刘学著等人研究结果一致,与干旱麦田相比,湿润麦田CT值明显较低[9],不同基因型冬小麦没有受到水分胁迫,品种之间差异不显著。土壤水分不足可导致作物的气孔关闭,从而引起作物冠层温度升高[10]。三个观测日相应的变异系数为:干旱条件下比灌溉时高出0.23%、1.12%和0.82%。旱作条件下灌浆前期CT平均值为35.3℃,而到中期为33.9℃,后期达到了36.0℃。灌溉条件下,在三个观测日的CT值都是平稳增加,这说明在越是干旱的条件下,CT值受到外界大气温度的影响越久越明显,原因是当作物水分供应减少时,蒸腾作用减缓,蒸腾消耗热量减少,感(显)热通量增加,从而引起作物冠层温度升高。作物冠层温度与空气热容量、空气饱和差及太阳净辐射等环境因素关系密切[11]。
2.2 不同水分处理不同基因型冬小麦水分利用效率和抗旱指数的变化
40个不同基因型冬小麦水分利用效率和抗旱指数之间存在很大差异(表1),变异系数分别为16.46%和17.39%,其中水分利用效率在旱作条件下最高为10.89 kg/hm2·mm,补灌条件下为11.03 kg/hm2·mm。旱作比补灌条件下平均值高出0.17 kg/hm2·mm。反映了不同小麦品种对水分利用的遗传差异。不同品种间耗水量差异不显著,变异系数分别为2.19%和2.32%,补灌时明显高于旱作,补灌时正处于春旱最严重时期,土壤水分蒸发快,水分利用效率减小。
选取在镇原试验站国家区试品比试验的对照长6878为抗旱对照品种,40个小麦品种抗旱指数差异极显著,变异系数为20.52%,其中7个品种抗旱指数大于1.3,抗旱性极强;11个品种小于0.89,抗旱性弱,最高的为陇鉴385。
2.3 不同水分条件下不同基因型冬小麦冠层温度之间的方差分析
对不同水分处理下不同基因型冬小麦CT值方差分析(表2),结果表明,不论是旱作还是灌溉条件下不同灌浆时期不同基因型冬小麦冠层温度均达到差异极显著水平(P<0.001),不管每个观测日受到水分胁迫有多大,不同品种之间的CT值都出现了明显的分异现象,即冬小麦灌浆期CT值受品种遗传特性的影响很大。
不同基因型冬小麦冠层温度除受冬小麦基因型(P<0.001)和水分处理(P<0.001)的显著影响外,还受基因型与水分处理交互作用的影响,但是不同水分处理与基因型之间的互作影响差异不显著(P=0.71),农田冠层温度受环境和植物诸因素影响,作物水分胁迫主要取决于大气蒸发需求和土壤有效水分,试验设计了在冬小麦拔节期一次补灌70mm,到灌浆期由于大气干旱导致外界条件处于同一水平,灌水处理小麦蒸腾加大,CT值较低,因此,外界环境对冠层温度的影响较大,选择适宜的时期测定尤为重要。不同测定时期的方差分析表明,灌浆前期、灌浆中期和后期,不同基因型冬小麦表现出明显的冠层温度差异。这是因为冠层温度与水分利用特性密切相关,由此可以推断,在外界环境大致相同的情况下,这些差异可作为判别小麦对水分利用和环境综合适应性的指标之一。
注:*表中平均值后括号中数据代表变异系数,单位是%。
2.4 不同基因型冬小麦冠层温度和水分利用效率与抗旱指数之间的相关性
将两个水分条件下水分利用效率平均,然后进行相关和回归分析,结果表明(图1,图2),水分利用效率和抗旱指数之间显著线性相关,相关系数r=0.769***,由此表明,抗旱指数越高水分利用效率越高,抗旱指数能够反映小麦水分利用效率的高低。
旱作和灌水条件下冠层温度进行平均,然后和抗旱指数进行相关和回归分析,结果表明(图1,图2),抗旱指数和冠层温度之间存在显著负相关关系,相关系数r=0.772***,冠层温度越高抗旱指数越低,抗旱指数大于1.3的抗旱性极强的7个品种,分别为陇鉴386、陇鉴127、陇鉴196、宁麦5号、94164-1、1R2和1R34,7个品种平均冠层温度为31.93℃,较40个冬小麦品种平均值32.93℃低1℃。抗旱指数小于0.89的抗旱性弱的11个品种平均冠层温度为33.61℃,较平均值高0.68℃,冠层温度与抗旱指数线性负相关,小麦品种本身遗传特性可以通过冠层温度直观反映,这说明冠层温度可以作为抗旱指标在田间应用。
3 结论与讨论
本文选择了来自国内北方与美国旱地40个不同品种(系)冬小麦,研究了自然降雨和在拔节前期补灌条件下冠层温度的差异,并对各个品种抗旱性与冠层温度之间的关系进行研究,结果如下:
(1)在大气环境与其他栽培措施相同但水分处理不同的条件下,小麦不同基因型之间冠层温度存在着高度的分异现象,灌溉条件下的冬小麦冠层温度值明显低于自然降雨条件下的,灌溉条件下的40个品种(系)之间的变幅较自然降雨条件下的小,两种水分下变异系数相差1%左右。不同基因型对土壤水分利用的差异及叶片蒸腾降温的不同与此有关。
(2)不同品种冬小麦水分利用效率和抗旱指数都存在高度分异现象,抗旱指数和水分利用效率之间有显著的线性关系(r=0.769***),抗旱指数高,水分利用效率就高。在补水和干旱条件下不同冬小麦品种其形态特征指标变化不同,但是遗传特性外在变现基本一致,40个小麦品种水分利用效率差异显著,由本身抗旱性决定,抗旱指数能够反映出冬小麦水分利用效率的高低。
(3)通过灌浆期冠层温度与抗旱指数相关性分析,结果表明:抗旱指数与冠层温度呈极显著负相关关系,冠层温度低的品种其抗旱指数高,6个抗旱指数高的品种其冠层温度平均值低于40个品种平均值1℃。证明冠层温度偏低的小麦品种具有高产和水分高效利用性能,可作为筛选高产节水品种的重要指标,为育种工作者提供更为可靠直观的参考。由此推测在灌浆期,冠层温度低的品种有利于缓解高温和干热风的不利影响,增大灌浆强度,延缓衰老,有较强的抗旱性。参考文献:
参考文献
[1]张嵩午,王长发.冷型小麦及其生物学特征[J].作物学报,1999,25(5):608-615.
[2]苘辉民,于国华,殷锡圣,等.旱地冬小麦生育后期有关光合特性及光合产物分配规律研究[J].核农学报,1999,13(4):206-213.
[3]刘正辉.冷型小麦表观性状研究[J].西北农业学报,2001,10(1):79-83.
[4]王玮,等.作物抗旱性鉴定研究进展[A].作物抗旱生理生态研究[G].山东科学出版社,199430-33.
[5]徐祝龄,王汉,衣纯真.作物水分胁迫检测的国内外研究进展[J].中国农业气象,1995,16(4):41-47.
[6]Reynolds M P,Nagarajan S,Razzaque M A,et al.Using canopy temperature depression to select for yield potential of wheat in heat stressed environment[J].Mexico,D F(Mexico),CIMMYT,1997,51.
[7]刘建军,肖永贵,祝芳彬.不同基因型冬小麦冠层温度与产量性状的关系[J].麦类作物学报,2009,(02):283-288.
[8]黄晓林,李妍,李国强.冠层温度与作物水分状况关系研究进展[J].安徽农业科学,2009,(04):1511-1512,1515.
[9]刘学著,张连根.不同水分胁迫条件下冬小麦冠层温度日变化差异性研究[J].北京农业大学学报,1994,20(2).
[10]高鹭,陈素英,胡春胜.喷灌条件下冬小麦冠层温度的试验研究[J].干旱地区农业研究,2003,23(2):1-5.