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1.
《农业环境科学学报》2017,(5)
为了更准确地监测农田水稻镉污染状况,结合水稻冠层能量平衡和结构参数LAI(Leaf area index),构建水稻生理功能敏感指数P_f(Physiological function sensitivity index),分析水稻镉胁迫水平:首先利用遥感影像数据和实测数据,基于能量平衡模型模拟实验区水稻潜热通量LE(Latent heat flux),然后结合LE与LAI构建水稻生理功能敏感指数P_f,最后根据P_f识别水稻镉胁迫。结果表明,镉胁迫越重水稻LE、LAI和P_f值越小,LE可将水稻镉胁迫区分为重度和轻度/中度两个水平;LAI可将水稻镉胁迫区分为中度/重度和轻度胁迫两个水平;P_f能更好地将水稻镉胁迫区分为轻度、中度和重度三个水平,其区分准确度分别为70.59%、69.05%和84.79%。P_f能有效诊断并定量分析水稻镉污染胁迫状况,为作物重金属污染监测提供重要参考。 相似文献
2.
不同浓度镉胁迫下水稻冠层光谱特征及其预测评价 总被引：2，自引：1，他引：1
以南粳44和两优培九两个水稻品种为材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度镉胁迫下水稻冠层光谱特征及植株各器官镉含量间的定量关系。结果表明,两水稻品种整株、茎、叶和穗各器官镉含量均随着镉胁迫处理浓度的增加而加大,且茎中含量最高;不同浓度镉污染胁迫下的水稻冠层反射光谱曲线在可见光红光波段也存在差异,随着镉处理浓度增大,光谱曲线反射值降低,去除包络线后归一化深度加大,红边位置在两个品种中有不同程度的红移。通过构建植被指数NDV(Ix)与水稻器官中镉含量的多种关系模型,比较了模型预测的显著性,分别构建了适用于两个水稻品种各器官的镉胁迫遥感监测的预测模型,南粳44分别为y整株=86.207x2-56.633x+9.7361,y茎=157.65x2-101.89x+17.317,y叶=21.619x2-14.192x+2.5283以及y穗=4.7011x2-1.4549x+0.1628;两优培九分别为y整株=41.495x2-29.34x+5.1829,y茎=53.364x2-36.778x+6.3612,y叶=22.981x2-15.768x+2.7588,y穗=36.347x2-25.477x+4.4473。进而说明,地面高光谱遥感对水稻重金属镉污染及其胁迫水平有较好的响应,可通过水稻冠层光谱的差异性分析,实现水稻镉污染的快速、无损伤探测。 相似文献
3.
《贵州农业科学》2021,49(9)
【目的】探明不同浓度镉污染土壤条件下镉在水稻中的迁移转化特征,为控制镉在水稻中的迁移及保障粮食生产安全提供参考依据。【方法】通过人工模拟镉污染的盆栽试验,研究不同镉污染程度(轻微、轻度、中度及重度污染)土壤对分蘗期和成熟期水稻各器官镉积累、富集能力及土壤-水稻系统各部分间转运特征的影响。【结果】水稻各器官镉积累量及富集能力均随土壤镉污染程度增加而增大,镉在水稻中的富集能力表现为根系茎叶糙米。镉在土壤-水稻系统各环节转运能力表现为土壤-根系根系-茎叶茎叶-稻米。镉胁迫浓度与土壤-水稻系统各部分间转运系数无明显相关性。【结论】镉在水稻不同部位的含量与土壤中镉浓度成正相关关系。 相似文献
4.
5.
施用锌肥对水稻吸收不同污染水平土壤中镉的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
通过田间小区试验研究了3种镉污染水平土壤上施用锌肥对水稻植株镉积累的影响。结果表明:叶面喷施锌肥能抑制水稻籽粒中镉的积累,在轻度、中度和重度镉污染的土壤上叶面喷施锌肥后水稻籽粒中镉含量分别比对照(不施锌肥)降低了25.93%、20.51%和16.17%;土施锌肥对轻、中度污染土壤上生长的水稻籽粒中镉积累有明显的抑制作用,分别比对照下降了37.04%和28.21%,但在重度污染土壤中土施锌肥增加了水稻籽粒中镉的积累,比对照增加了13.23%。 相似文献
6.
[目的]为明晰镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征,以期为开发简便高效的桑树原位修复镉污染增效措施提供支撑.[方法]以桑树"粤桑11号"为供试植物,设置不同Cd胁迫浓度(0,2,3,5 mg/kg)进行盆栽试验,分析镉胁迫下桑树根际土壤环境演变特征.[结果]桑树中Cd富集含量随桑树生长而呈上升趋势,且85％的Cd存在于根部;3种镉污染水平下(2,3,5 mg/kg)桑树3个时期的根际土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量均低于对照,但根际土壤速效磷、全钾和速效钾、土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、微生物生物碳和生物氮、土壤呼吸强度、土壤硝化作用强度则显示中度(3 mg/kg)和轻度Cd(2 mg/kg)污染水平下均高于对照,且中度污染条件下最高,而重度Cd(5 mg/kg)污染水平则低于对照;相关性分析显示桑树根际土全镉含量与土壤中pH和微生物生物量氮含量呈显著负相关,与土壤有机质、碱解氮和速效钾含量呈极显著负相关,与土壤脱氢酶和氧化还原酶呈极显著正相关和显著正相关;PCA分析显示镉污染水平下的桑树土壤微环境特征与对照差异很大.[结论]不同镉污染胁迫下引发的桑树根际土壤微环境应激响应不同,桑树根际土壤微环境可良好适应中度和轻度Cd污染胁迫,但其在重度Cd污染胁迫下被显著抑制. 相似文献
7.
[目的]为明晰镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征,以期为开发简便高效的桑树原位修复镉污染增效措施提供支撑.[方法]以桑树"粤桑11号"为供试植物,设置不同Cd胁迫浓度(0,2,3,5 mg/kg)进行盆栽试验,分析镉胁迫下桑树根际土壤环境演变特征.[结果]桑树中Cd富集含量随桑树生长而呈上升趋势,且85％的Cd存在于根部;3种镉污染水平下(2,3,5 mg/kg)桑树3个时期的根际土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量均低于对照,但根际土壤速效磷、全钾和速效钾、土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、微生物生物碳和生物氮、土壤呼吸强度、土壤硝化作用强度则显示中度(3 mg/kg)和轻度Cd(2 mg/kg)污染水平下均高于对照,且中度污染条件下最高,而重度Cd(5 mg/kg)污染水平则低于对照;相关性分析显示桑树根际土全镉含量与土壤中pH和微生物生物量氮含量呈显著负相关,与土壤有机质、碱解氮和速效钾含量呈极显著负相关,与土壤脱氢酶和氧化还原酶呈极显著正相关和显著正相关;PCA分析显示镉污染水平下的桑树土壤微环境特征与对照差异很大.[结论]不同镉污染胁迫下引发的桑树根际土壤微环境应激响应不同,桑树根际土壤微环境可良好适应中度和轻度Cd污染胁迫,但其在重度Cd污染胁迫下被显著抑制. 相似文献
8.
镉胁迫下硅对水稻幼苗根生物量及其镉含量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为阐明硅缓解镉对水稻幼苗的毒害机制提供理论依据,采用溶液培养试验,研究不同浓度的硅对镉胁迫下水稻幼苗根生物量及其镉含量的影响.结果表明:在硅镉胁迫下(4 mg/L),SiO2浓度30～180 mg/L范围内,随着浓度的增加,根鲜重和干重呈现出增加趋势,当浓度≥30 mg/L时,根鲜重分别为无镉胁迫处理的68.02%、85.59%、86.63%、84.25%,根干重分别为无镉胁迫处理的86.25%、92.22%、99.66%、95.99%;浓度为130 mg/L时,根的干重接近无镉胁迫处理的生物量;在镉胁迫下,经SiO2缓解的根的镉含量均比无SiO2缓解的低. 相似文献
9.
遥感同化WOFOST模型动态监测水稻重金属污染胁迫 总被引：1，自引：1，他引：1
为研究土壤重金属污染对作物生长尤其是根系生长的影响,探讨了利用遥感与作物生长模型同化方法获取水稻根重WRT(Weight of Root)的变化,进而动态监测水稻重金属污染胁迫的可行性。以吉林省长春市两块不同污染水平的水稻种植区为研究对象,以叶面积指数LAI(Leaf Area Index)为结合点,使用灰色关联度分析选择与根重关联度最高的作物参数CVR(干物质转化为根重的效率,Efficiency of Conversion into Roots),通过粒子群优化算法PSO(Particle Swarm Optimization)优化CVR,实现作物生长模型WOFOST(World Food Studies)与CCD遥感数据的同化,并用同化后的WOFOST模型模拟WRT进行水稻重金属污染胁迫状况分析,最后对研究区水稻重金属污染胁迫进行了分级评价。结果表明,整个生长期污染严重区域水稻根重比污染较轻区的水稻根重低,二者比值范围为0.894~0.972,均值为0.922,在水稻分蘖期比值最低达到0.894。可见根重的变化是监测水稻重金属污染胁迫的有效指标,该方法能够在水稻生长的早期(分蘖期)就监测到重金属污染胁迫。 相似文献
10.
松嫩平原盐碱土盐碱胁迫对水稻分蘖及产量的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
采用盆栽法研究了不同盐碱度对水稻分蘖数、分蘖前期和分蘖末期干物质积累状况及产量的影响。结果表明:盐碱胁迫推迟了一次分蘖的时间,降低了水稻分蘖数和有效分蘖数约50%。随盐碱胁迫加强,水稻干物质积累的变化趋势为轻度>对照>中度>重度,产量的变化趋势为对照>轻度>中度>重度。 相似文献
11.
为探讨棉花秸秆生物质炭减缓镉对水稻（Oryza sativa L.）生长的胁迫影响,采用室外盆栽试验,以水稻品种‘特丰优2号’为试验材料,在镉浓度为0、1、4、8 mg·kg-1的稻田土壤中分别添加炭土质量比为0%（C0）、1%（C1）、2.5%（C2.5）和5%（C5）的棉花秸秆生物质炭,分析水稻拔节期、孕穗期、灌浆期和完熟期施用生物质炭对水稻株高、叶片SPAD值、光合特性、叶片水分利用率等生理及产量指标的影响。结果表明:①C0处理条件下,镉胁迫处理均使水稻株高、叶片SPAD值、光合能力、叶片水分利用率和产量降低,并随着镉浓度的增加,降低幅度增大。C1和C2.5处理显著提升了水稻叶片光合能力,C2.5处理的水稻叶片SPAD值较C1更高（P<0.05）。②镉胁迫处理下,与C0相比,C1处理可以显著提高水稻株高、叶片水分利用率,并使水稻增产（P<0.05）。在0、1、4、8 mg·kg-1四个镉浓度梯度下,与C0相比,C1处理的水稻产量分别增加45.45%、30.63%、22.20%和12.98%。综上,重金属镉对水稻生长具有胁迫效应,降低水稻光合能力及产量,施用1%生物质炭后可以有效减弱镉对水稻造成的胁迫,提高水稻产量。 相似文献
12.
Suriyan Cha-Um Souvanh Thadavong Chalermpol Kirdmanee 《Frontiers of Agriculture in China》2009,3(3):266-273
Osmotic stress is one of the most important abiotic factors which inhibit growth and development in both the vegetative and
reproductive stages of many plant species. The aim of this investigation was to compare the biochemical and physiological
responses in C3 rice and C4 sorghum to water deficit. Chlorophyll a (Chla), chlorophyll b (Chlb), total chlorophyll (TC) and total carotenoid (Cx+c) contents in both rice and sorghum seedlings under osmotic stress were adversely affected, related to increasing osmotic
pressure in the culture media. In addition, the chlorophyll’s fluorescence parameters and net photosynthetic rate (P
n
) decreased, leading to growth reduction. Also, a positive correlation was found between physiological and biochemical data,
while proline accumulation showed a negative relationship. The Chlb, P
n
and fresh weight were maintained better in osmotic-stressed (− 1.205 MPa) C4 sorghum seedlings than those in C3 rice seedlings. The growth and physiological responses of C3 rice and C4 sorghum decreased depending on the plant species, the osmotic pressure in the media and their interactions. Pigment content
and P
n
ability in C4 sorghum grown under mannitol-induced osmotic stress increased to a greater degree than in C3 rice, resulting in maintenance of growth. 相似文献
13.
镉胁迫下硅对水稻幼苗生长与生理响应的影响 总被引：1，自引：3，他引：1
以水稻(Oryza sativa L.)"辽粳9"为试验对象,在消除阳离子影响的条件下,通过水培试验,研究镉胁迫下硅对水稻幼苗的生长与生理响应的影响。试验设置5个处理,除对照外,各处理初始镉离子(Cd~(2+))浓度均为1 mg·L~(-1),施硅量(以SiO_2计)依次为0、50、100、150 mg·L~(-1)。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗生长受到抑制,施硅显著地提高了水稻茎叶和根的干重;镉胁迫下,水稻幼苗过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量受到诱导而处于较高水平,过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制;随施硅量的增加,POD活性逐渐降低(P0.05),CAT活性逐渐增加(P0.05),MDA含量降低(P0.05);镉胁迫下,水稻细胞受到损伤出现质壁分离现象,叶绿体基粒、片层模糊并且排列紊乱,线粒体膜部分破裂解体、嵴模糊甚至消失;施硅使水稻叶片细胞结构趋于完整、有序,叶绿体内淀粉粒数目增多、嗜锇颗粒减少并变小、片层排列逐渐整齐,线粒体及其嵴的数目增多、双层膜结构逐渐恢复。综合来看,镉胁迫下施硅促进水稻幼苗生长,缓解逆境生理响应,改善细胞超微结构,增强其抗镉胁迫能力。本试验条件下,硅施加量为150 mg·L~(-1)时,水稻幼苗缓解镉胁迫效果最好。 相似文献
14.
ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析 总被引：6，自引：1，他引：6
【目的】明确不同耐旱性水稻品种抗旱机理、研究ABA缓解水稻干旱胁迫生理机制。【方法】以粳型旱稻品种早玉香粳和常规粳稻品种南粳44为试验材料,通过盆栽试验,研究孕穗期干旱胁迫下喷施150 mg·kg-1的脱落酸（ABA）对2个抗旱性不同水稻品种抗氧化酶（SOD、CAT）活性、膜脂过氧化程度（MDA含量）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、叶绿素含量及可溶性糖（SS）含量生理特性和生物量积累、产量及产量结构的影响,并比较两个品种抗旱性不同的生物学及生理原因和对ABA响应的差异。【结果】与正常水分管理相比,干旱胁迫下水稻超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;大量合成可溶性糖,维持细胞渗透调节;净光合速率持续下降;气孔导度随着干旱胁迫加剧,亦呈现下降趋势;蒸腾速率表现与气孔导度较一致;叶绿素a合成受抑制,含量下降;水稻干物质积累和每盆产量下降,两品种对干旱胁迫响应差异明显,早玉香粳抗旱性显著强于南粳44。喷施ABA,短期内降低了水稻净光合速率与干物质积累,但进一步提高了水稻干旱胁迫时叶片SOD活性、降低MDA含量;同时诱导干旱胁迫时气孔关闭和降低蒸腾速率,减少水分过度消耗,提高水分利用率;对干旱胁迫时水稻有明显的保护作用,减轻干旱对水稻生理代谢功能损伤,加快复水后功能修复,保持较高叶绿素a含量,防止叶片早衰。其中对抗旱性强的品种早玉香粳作用更为明显,复水后Pn、Gs、Tr快速恢复,叶绿素a含量显著上升,促进干旱胁迫时可溶性糖合成,干物质积累更迅速,最终显著提高其干旱胁迫时单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱,南粳44本身耐旱性弱,受干旱胁迫影响大,生理及生长特性恢复慢;对ABA较钝感,ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重,但未显著提高每盆产量。【结论】ABA对水稻具有短期“休眠”的效果,能够有效缓解孕穗期干旱胁迫对水稻生理代谢功能的损伤,促进复水后的功能修复,减轻干旱对产量的影响。抗旱性不同的水稻对ABA的响应存在差异性,抗旱性越强的品种,对ABA越敏感,喷施ABA作用越明显。 相似文献
15.
土壤盐渍化严重影响植物生长发育,为探讨微生物对盐胁迫下植物种子萌发及幼苗生长的调控作用,以宁粳28号水稻种子为材料,采用培养皿滤纸萌发的方法研究不同耐盐菌株组合对150 mmol·L-1 NaCl胁迫下与水稻种子萌发及幼苗生长相关的生理代谢的影响。结果表明:不同菌株组合对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长均有一定的促进作用。与盐胁迫下不加菌的对照处理相比,枯草芽孢杆菌+苏云金芽孢杆菌+阿氏芽孢杆菌(ABD)和枯草芽孢杆菌+苏云金芽孢杆菌+多黏类芽孢杆菌+阿氏芽孢杆菌(ABCD)菌株组合可使发芽率提高约20%,ABCD组合使水稻芽长和根长分别提高4.75倍和0.72倍,种子活力指数提高3.19倍,幼苗耐盐指数提高3.20倍,叶绿素含量与根系活力均显著增加(P<0.05),相对盐害率显著下降(P<0.05)。菌株组合不同程度地降低了盐胁迫下水稻幼苗丙二醛(MDA)含量,提高了过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及超氧化物歧化酶(SOD)活性,可缓解盐分对水稻造成的毒害,但各处理之间存在一定的差异,其中多菌株复配能较好地提高幼苗SOD活性。研究表明,耐盐微生物能够增强水稻耐盐性,促进水稻种子萌发及幼苗生长,多菌株复配效果优于单菌株。 相似文献
16.
不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响 总被引：7，自引：3，他引：7
为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。 相似文献
17.
为优化玉米覆盖和灌溉制度并为其提供必要的理论依据,在河西绿洲灌区,通过田间试验研究玉米各生育时期内光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶水势(W_p)等水分生理指标对覆膜比例(70%覆盖和100%覆盖)与灌水水平(低、中、高)的响应特征及其与籽粒产量的相互关系。结果表明,2种覆盖比例对玉米水分生理指标和籽粒产量的影响不显著,但灌水水平影响显著,两者的互作效应显著。70%覆盖条件下,中灌水水平处理玉米生育期平均P_n、G_s、叶片水分利用效率(WUE)较低灌水处理分别提高22.5%、21.1%和56.1%,较高灌水分处理别提高44.5%、4.5%和18.5%;生育期内平均T_r为高灌水水平最大,比中、低灌水水平分别增大21.1%和43.2%;生育期平均Wp则为中灌水水平最高,在大喇叭口期比低灌水提高19.6%,在灌浆期比高灌水提高12.1%。此外,70%覆盖结合中灌水处理的玉米籽粒产量最高,比相同覆膜比例下低、高灌水处理分别提高13.1%和9.1%,但收获指数较100%覆盖中灌水处理显著降低。玉米P_n、WUE及G_s与玉米籽粒产量呈极显著正相关(P0.01)。因而,70%覆盖结合中灌水水平能优化玉米生育期内各项水分生理指标,可作为该区玉米生产的推荐模式,从而实现节水与增产。 相似文献
18.
为揭示根系在褪黑素缓解植物镉胁迫效应中的作用,利用水培实验探讨了外源褪黑素对不同浓度镉处理(0、2、10 mg·kg-1)下紫苏(Perilla frutescens)生长、根系形态及解剖结构、镉及相关必需元素含量等的影响。结果显示:镉处理显著抑制了紫苏地上部生长,未造成紫苏根系生物量显著改变,但根系形态和解剖结构发生显著变化,长度变短、直径变粗、表面积减小、中柱变粗、皮层占横切面的比例降低;低浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后,地上部生物量显著提高,根系镉含量和累积量、镉转运系数以及地上部镉含量和累积量显著下降,同时根系长度变长、中柱变细、皮层占比增加,根系中锌和铁的含量显著增加;高浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后,镉转运系数和地上部累积量显著降低,根系中锌含量显著增加,但地上部生物量没有增加。研究表明,外源褪黑素可以通过改变紫苏根系形态和解剖结构,同时增加锌和铁元素吸收,降低根系对镉的吸收以及向地上部位的转运,进而缓解镉胁迫对紫苏生长的抑制作用,但缓解作用因紫苏受镉胁迫程度不同而有所差异。 相似文献
19.
为了解水淹胁迫对细胞壁镉富集能力的影响,以秋华柳(Salix variegata Franch)扦插苗为研究对象,设置镉胁迫和水淹胁迫试验,测定了不同处理组下秋华柳根、茎细胞壁不同组分的镉积累特征。结果表明:所有处理组秋华柳存活良好,表现出水淹和镉的双重耐受性;所有镉浓度处理下,秋华柳根、茎细胞壁果胶和半纤维素均具有良好的镉离子结合能力,其中果胶的镉离子结合能力最大;水淹、镉胁迫及两者的交互效应均对秋华柳根、茎细胞壁组分镉含量造成了不同程度的影响。水淹显著降低了茎细胞壁组分镉含量,但对根组分中镉含量无显著影响;水淹条件下,秋华柳根、茎细胞壁果胶和半纤维素镉含量有所降低,但果胶和半纤维素仍为细胞壁镉积累富集的主要组分。上述结果表明,水淹对秋华柳根、茎细胞壁组分中镉的分配策略没有明显改变,镉仍被固定于细胞壁中以减少重金属对植物细胞的伤害,因此秋华柳可以作为三峡库区消落带镉污染土壤修复的备选物种。 相似文献