涝渍胁迫对冬小麦生长因子变化的影响研究

通过田间试验,研究了水位调控下不同生育阶段涝渍胁迫对作物生长指标(茎蘖数、株高、冠层叶面积指数(CLAI)及地上干物质量)的影响。结果表明,返青分蘖期涝渍胁迫使小麦茎蘖数增多,拔节孕穗期和抽穗开花期涝渍胁迫则使小麦茎蘖数迅速下降,而乳熟期涝渍胁迫则对小麦茎蘖数影响不明显;返青分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期控水对株高影响最为明显,应尽量避免在拔节孕穗期受涝渍胁迫;返青分蘖期、拔节孕穗期涝渍胁迫不利于叶片生长,导致冠层叶面积指数下降,抽穗开花期受渍胁迫导致小麦晚熟,冠层叶面积指数增大,乳熟期受涝胁迫加速了叶片的衰老,导冠层叶面积指数迅速下降;考虑到小麦地上干物质量的积累,应避免在返青分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期涝渍胁迫,且应以较大的地下水降落速度排出地下水。     

旱涝交替胁迫对水稻荧光参数与光合特性的影响

为探明控制灌排条件下旱涝交替胁迫对水稻不同生育阶段荧光参数和光合特性的影响,以农田水位为调控技术指标,采用蒸渗测坑进行水稻栽培试验,在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期分别设置先旱后涝胁迫（HZL）、先涝后旱胁迫（LZH）2种旱涝交替胁迫模式,测定叶片相对叶绿素含量（SPAD）、主要荧光参数及光合指标的变化。结果表明,旱涝交替胁迫会减少SPAD,其中HZL处理产生的抑制作用更强;分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫光能转化效率、光化学淬灭系数、最大潜在电子传输速率、光饱和点、净光合速率、潜在水分利用效率等荧光参数和光合指标可以恢复甚至超过对照水平,而在抽穗开花期、乳熟期产生不可逆的影响;旱涝交替胁迫下蒸腾速率、气孔导度分别在分蘖期、乳熟期受到抑制,拔节孕穗期得到促进;HZL处理提高了非光化学淬灭系数,其他主要荧光参数和光合指标HZL低于LZH处理。水稻分蘖期、拔节孕穗期LZH处理对光合作用的补偿作用更大,抽穗开花期、乳熟期HZL处理对光合作用的抑制作用较LZH处理更明显,因此,在水稻生育后期应尽量避免重度的旱涝交替胁迫,尤其要避免发生旱涝急转。     

水稻旱涝胁迫条件下的Morgan模型研究

为了构建旱涝胁迫条件下水稻Morgan模型,以稻田水位作为水稻灌排调控指标,以测坑试验为基础,分析了旱涝交替胁迫对水稻干物质积累的影响,构建了以田间水位超过田间适宜水深上限的累积值和地下水位低于适宜埋深下限的累积值为自变量的修正系数,建立了水稻旱涝胁迫条件下的Morgan模型。结果表明,先涝后旱条件下受涝敏感指数中由大到小为:抽穗开花期分蘖期乳熟期拔节孕穗期;受旱敏感指数由大到小为:拔节孕穗期抽穗开花期分蘖期乳熟期,该结论与静态模型分析结果一致。     

农田水位调控对水稻根系活力和产量的影响

以稻田水位作为调控指标,通过测坑控水试验,研究受涝、受旱两种控水条件对水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期根系活力状况和产量及其构成因子的影响。结果表明：受旱处理能增强根系活力,延缓根系衰老,抽穗开花期受旱对水稻根系活力的促进效果最为显著;稻田淹水会降低根系活力;水稻各生育期受涝或受旱处理都会影响最终产量,受旱的影响大于受涝;分蘖期受旱会显著降低有效穗数;水位调控对穗粒数、结实率和千粒重的影响不显著;拔节孕穗期和抽穗开花期受涝或是受旱都会对穗粒数产生不利影响;抽穗开花期和乳熟期受旱处理对千粒重最不利。     

不同生育期旱涝交替胁迫对水稻产量及构成的影响

以农田水位作为水稻旱涝交替胁迫调控指标,在蒸渗测坑进行了水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期旱涝交替胁迫试验,研究了不同生育阶段旱涝交替胁迫条件下水稻生长、产量及构成要素的变化.结果表明4个主要生育期旱涝交替胁迫均会对水稻产量造成影响,抽穗开花期影响最大(减产14.67%和20.16%).分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫会降低有效穗数(降低了5.76%~8.94%);拔节孕穗期、抽穗开花期旱涝交替胁迫会对每穗粒数产生抑制(降低了6.07%~9.57%).抽穗开花期、乳熟期胁迫会影响结实率,其中抽穗开花期影响最大(减少了5.89%和7.24%).乳熟期胁迫会使千粒质量降低(降低了3.81%和5.70%).多个生育期连续旱涝交替胁迫会产生叠加效应,严重影响水稻产量,在日常种植中应尽量避免.     

先旱后涝胁迫下水稻茎蘖及株高动态响应

为了解先旱后涝胁迫下水稻的茎蘖和株高生长动态,采用测坑试验方法研究先旱后涝胁迫对水稻分蘖数和株高的影响,根据分蘖变化拟合分析了水稻茎蘖消长动力学模型,根据株高动态变化拟合了Logistic增长模型.试验结果表明:先旱后涝胁迫过程在分蘖期和拔节孕穗期均不同程度地抑制水稻分蘖;水稻在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受涝可促进株高增长,在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受旱则抑制株高增长;茎蘖消长动力学模型较好地拟合了茎蘖消长的过程,具有实践意义;Logistic模型拟合株高动态变化拟合度也较高,且适用合理.研究结果可为合理制定灌溉方案和提高水稻产量提供依据.     

水稻各生育阶段分别受旱条件下产量及敏感系数差异性研究

水稻整个生育期的生长需要经过不同的6个生育阶段,分别是返青期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期和黄熟期,每个生育阶段的需水量不尽相同.其中,返青期需要返青活苗,这个时期必须保证供应足够的水量以使得稻苗成活;黄熟期需要落干晒田,不需要进行水量补充;其他4个生育期对水量的要求各不相同.在试验的基础上,研究在中间4个生育期内给予水稻不同的受旱处理,分析其最后的产量差异及各个生育期的水分敏感系数(缺水系数)的大小,结果表明,对于缺水最为敏感的时期是抽穗开花期,其次是拔节抽穗期,最后是分蘖期和乳熟期.试验的研究可以为今后灌区水稻的分阶段灌溉提供合理的依据,把宝贵的水资源用在最重要的环节,为灌区制定合理的灌溉制度提供参考.     

寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。     

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片性状的影响

采用盆栽试验,设置2个旱涝交替胁迫处理(旱-涝-旱连续胁迫,其中涝为保持水深10 cm;轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片含水率、叶面积、叶倾角和不同叶位叶片形状的影响。结果表明,水稻分蘖期受旱后叶片含水率降低,且胁迫程度越大叶片含水率越低;分蘖期旱涝交替胁迫抑制水稻叶片的叶面积增加,在后期复水后叶面积仍处于较低水平(T-LD、T-HD处理仅为CK的42.43%、53.90%),但黄熟期T-HD处理叶片比叶质量比CK低1.01%。旱涝交替胁迫下水稻上层叶倾角表现出大于CK的趋势,在抽穗开花期,水稻剑叶和倒二叶生长迅速。     

水稻旱作覆膜土壤水分控制指标的试验研究

通过对水稻旱作覆膜条件下不同生长阶段的不同土壤水分控制指标对水稻生育性状及产量影响的试验研究 ,分析得出水稻旱作覆膜条件下的水分敏感期为拔节孕穗期。试验结果表明 :分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期的适宜灌水下限分别为 70 %、85 %、80 %和 70 %。这为合理灌溉提供了可靠依据     

抽穗开花期涝渍胁迫对冬小麦生理指标的影响

通过蒸渗测坑在小麦抽穗开花期设置4种不同模式的涝渍处理,来研究不同涝渍胁迫下,小麦净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）等生理指标的日变化规律。试验结果表明：农田水位调控对小麦生理指标有显著的影响,且不同处理下生理指标变化趋势存在差异性。在抽穗开花期内,轻微的渍水胁迫对小麦生理指标产生有利影响,使其保持在较高水平。较严重的涝渍胁迫会导致净光合速率等生理指标较大幅度的下降,在小麦抽穗开花期内要尽量避免出现这种情况。     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

不同灌溉模式对水稻抽穗后叶绿素荧光特征及产量的影响

以"南粳44"为试验品种,设置浅水勤灌(FSI)、湿润灌溉(WI)、控制灌溉(CI)和蓄水-控灌(RC-CI)4种灌溉模式,通过小区试验,研究不同灌溉模式下水稻抽穗后叶绿素荧光特征的差异及其与产量之间的相关关系。结果表明,抽穗开花期不同灌溉模式下水稻叶片叶绿素量(SPAD值)及荧光参数(最大光化学量子产量Fv/Fm、实际量子产量ΦPSⅡ、光化学淬变qP和非光化学淬变qN)无明显差异。随着生育期推进,SPAD值、Fv/Fm、ΦPSⅡ和q P不断下降,不同灌溉模式降幅表现为FSI处理WI处理CI处理RC-CI处理,同时qN不断上升,不同灌溉模式增幅表现为RC-CI处理CI处理WI处理FSI处理;与FSI处理相比,WI、CI和RC-CI处理水稻结实率分别增加4.45%、5.95%和6.77%,千粒质量分别增加1.86%、3.49%和6.08%,每穴产量分别增加8.81%、13.78%和16.44%。相关分析表明,乳熟期和黄熟期叶片SPAD值、荧光参数(Fv/Fm、Φ_(PSⅡ)、qP和qN)与结实率、千粒质量、每穴产量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系。合理水分调控能延缓水稻生育后期叶绿素分解,提高叶片PSⅡ反应中心的光能转换效率、开放比例、潜在活性和稳定性,有利于提高结实率和千粒质量,可使水稻增产。     

控制灌溉增氧对超级稻生理生化特性及水分利用效率的影响

为了提升超级稻灌溉用水的利用效率,采用控制灌溉技术与增氧灌溉技术相结合的灌溉方式进行试验.以超级稻“陵两优268”为研究对象,设置4组处理:控制灌溉机械增氧(JX)、控制灌溉超微泡增氧(WP)、控制灌溉(CK)、淹水灌溉(YS),探究控制灌溉条件下增氧对超级稻返青期后的各生育期生理生化特性指标及产量的影响.试验表明,叶片叶绿素含量,在水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期差异并不明显,但乳熟期最大提升了38.2%.净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均有显著提升,其中在抽穗开花期,早稻分别提升了44.9%,18.5%,25.0%;晚稻分别提升了14.3%,11.5%,22.2%.根系活力,在抽穗开花期,对比YS组最大提升了44.6%,对比CK组最大提升了11.5%.同时,对土壤氧化还原电位进行定期监测,得知控制灌溉条件下增氧处理后,其各时期基本均处于氧化态,而淹水灌溉下基本处于还原态.在全生育期耗水量上,控制灌溉条件下3组处理的节水效率显著提高,控制灌溉增氧条件下全生育期最大有效节水达18.5%.     

基于冠层温度的水稻关键生育期缺水诊断

以船行灌区水稻为试验作物,在2014年7-10月水稻生长发育的分蘖期、拔节孕穗期、开花结实期等3个关键期进行水稻需水试验,研究水稻冠层温度、大气温度与土壤含水量的关系,提出作物缺水诊断方法.研究结果表明:冠层温度晴天变化趋势随气温变化差异较大,阴雨天与大气温度差异不大,这与晴天水稻蒸发蒸腾强度高而阴雨天蒸发蒸腾强度低有关;抽穗开花期冠气温差在午间呈现正值,其他时间大多为负值,而成熟期冠气温差基本为正值且午间最大;通过水稻拔节孕穗期和开花结实期间冠气温差和对应时段内土壤适宜含水率上下限的对比,确定直播和插秧稻在拔节孕穗期的冠气温差上限达到1.5 ℃时,在开花结实期冠气温差上限分别超过2.4 ℃和2.5 ℃时,土壤水分已达胁迫水平,应对水稻进行灌溉.通过监测冠层温度,可以便捷地获取水稻缺水状况.     

干旱胁迫下腐植酸对燕麦叶绿素荧光特性的调控效应

【目的】明确腐植酸(HA)对干旱胁迫下燕麦叶片叶绿素荧光特性的调控效应。【方法】采用盆栽试验,研究了在正常供水(75%田间持水率)、中度干旱胁迫(60%田间持水率)、重度干旱胁迫(45%田间持水率)3个水分条件下喷施HA对燕麦叶片叶绿素量及荧光参数的影响。【结果】①水分胁迫导致Chla+Chlb、Chla/Chlb、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo和qP显著降低,而Fo和NPQ显著升高;②与CK相比,干旱胁迫下HA处理Chla+Chlb提高0.6%~40.82%、Chla/Chlb提高1.13%~30.09%、Fm提高0.7%~121.19%、Fv提高1.0%~171.79%、Fv/Fm提高0.2%~83.89%、Fv/Fo提高1.9%~211.56%、qP提高0.1%~68.30%、NPQ提高6.02%~73.36%、而Fo降低0.70%~14.06%,其中在重度干旱胁迫下均达到显著差异。【结论】干旱胁迫对燕麦PSⅡ光反应系统产生明显伤害,喷施腐植酸可缓解其影响,且在重度干旱胁迫条件下效果最明显。     

不同灌水量和灌水频率对番茄植株生长、光合与荧光特性的影响

针对水资源短缺且用水浪费的问题,本研究设置4个灌水量和2个灌水频率,4个灌水量按生育期进行调整,完全随机设计试验,旨在研究不同灌水量和灌水频率对番茄植株生长、荧光和光合参数的影响。研究结果表明:番茄株高、茎粗、光合参数以及荧光参数Fo、Fm、Fv等和均随着灌水量的增加呈增加的变化趋势,其中株高、茎粗和叶绿素随着频率的增加也增加,苗期L1P1的NPQ显著高于L2P2 17.6%;而荧光参数Fv/Fm苗期和开花坐果期时随着灌水量的增加呈先上升后下降的变化趋势,盛果期上升后无下降趋势,开花坐果期时L3P2比L2P2显著高出6.2%;qP和ETR在盛花期和盛果期随着灌水量的增加呈先增加后降低的变化趋势;利用隶属函数综合各指标分析得出:苗期至开花坐果期灌水量以100 m L/(株·d),开花坐果期至结果初期以250 m L/(株·d),盛果期至采收以灌水量450m L/(株·d)番茄产量保证且节约灌水,灌水频率为一天2次时对番茄生长有促进作用。     

不同灌水量对枸杞光合特性和产量的影响

通过对防雨棚下测坑中种植的枸杞进行不同灌水量控制试验,研究了不同灌水量对枸杞生理特性的影响。结果表明:不同灌水量对枸杞光合气体交换参数有显著的影响,随着灌水量的增加,枸杞光合气体交换参数(光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度)均呈现先增加后减弱的趋势;荧光参数(Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo和Fm/Fo)随着灌水量的增加呈先增加后减少的趋势;枸杞叶绿素含量较对照相比均上升,且处理间差异显著;水分利用率随着灌水量的增加而逐渐减少;根据不同灌水处理下经济效益和土壤水分的可持续利用原则,最佳灌水量为675mm。