花前干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响

【目的】研究干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响。【方法】选用周麦22为试验材料,在拔节期和抽穗期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50%~60%)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40%~50%),对比分析了冬小麦根系形态、根系分布、株高及叶面积的变化过程。【结果】干旱胁迫处理根长相比CK均降低,T1、T2、T3处理总根长随干旱程度的加深而增长;经过连续处理的各根系特征在轻旱、中旱条件下均大于单阶段处理,重旱条件下各根系特征则明显降低;但复水后拔节期处理的根系补偿恢复能力高于抽穗期。随着干旱胁迫程度及时间增加,根系向下伸展生长,使各根系指标向深层转移,但根系总体绝对量明显减少,T9处理根干质量相比CK降低64.79%,并且株高、叶面积所受的抑制增大。其中拔节期对株高影响更大,T1、T2、T3处理株高相比CK降低3.78%、7.59%、16.09%;抽穗期对叶面积影响更大,T4、T5、T6处理叶面积相比CK降低8.11%、23.45%、29.43%;而经连续干旱处理后的株高和叶面积都明显低于各单阶段处理;抽穗期经干旱胁迫处理的株高、叶面积在干旱胁迫1周后就表现出较强补偿效应,而拔节期表现则相对迟缓;在经历连续干旱胁迫后均无明显补偿。【结论】在冬小麦实际生产中应避免连续干旱,花前若需控水,应尽量满足拔节期供水,控水在抽穗期保持轻旱水平。     

晋北谷子耗水规律和水分高效利用研究

【目的】阐明晋北地区谷子的耗水规律和水分高效利用模式,为实现晋北地区农业的节水高产提供指导。【方法】以晋谷-53号谷子为研究对象,在拔节期、抽穗期、灌浆期分别设置轻度、中度和重度的水分胁迫处理,拔节期的灌溉下限分别为田间持水率的64.2%(A_1)、50.9%(A_2)和40.0%(A_3),抽穗期的灌溉下限分别为田间持水率的73.6%(B_1)、62.3%(B_2)和50.9%(B_3),灌浆期的灌溉下限分别为田间持水率的68.0%(C_1)、57.0%(C_2)和45.0%(C_3),3个阶段的灌溉上限均为田间持水率的90.0%,研究了不同水分亏缺模式谷子的耗水规律和水分生产效率。【结果】谷子的全生育期耗水量在177.96～454.87 mm之间,各生育阶段耗水量和耗水模数呈现为先增大后减小的规律,依次为拔节期/抽穗期苗期灌浆期成熟期,耗水强度表现为抽穗期拔节期灌浆期成熟期苗期;水分生产效率较高的灌水处理谷子作物系数在0.65～0.78之间;水分生产效率最高的W4(组合A_2B_1C_2)处理在苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期的作物耗水系数分别为0.27、0.68、2.10、0.51和0.42;谷子各生育阶段的水分敏感指数依次为抽穗期拔节期灌浆期;谷子最优灌溉模式是在拔节期和抽穗期分别进行中度和轻度组合的水分胁迫,可将谷子的水分生产效率提高至1.56～1.57 kg/m~3。【结论】晋北地区应在拔节期进行适当的补充灌溉,使谷子农田土壤含水率不低于50.9%的田间持水率。     

桶栽条件下冬小麦产量的连旱效应

为了研究连续干旱对冬小麦产量的影响,以冬小麦品种“矮抗58”为试验材料,通过桶栽试验,在冬小麦的拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱、中度干旱、重度干旱,分别对应土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%,50%~60%,40%~50%.试验设置了单阶段受旱9个、两阶段连旱6个,三阶段连旱4个,试验对照1个,共计20个试验处理.研究结果表明,单旱条件下,拔节期减产最明显,抽穗期其次;拔节期轻旱、中旱和重旱分别减产4.08%,21.71%和36.73%.两阶段连旱条件下,拔节期和抽穗期连续中旱对产量影响最大,减产率达28.42%;抽穗期和灌浆期连续中旱对产量影响相对较小.三阶段连旱条件下,连续轻旱减产不明显,连续中旱和重旱分别减产24.96%,53.99%.总体上,拔节期是冬小麦的需水关键期,中旱及以上水平就会引起显著减产;相反,水资源紧缺条件下,抽穗期和灌浆期可以适当中旱,甚至重旱,对产量影响较小.     

水分胁迫对桶栽冬小麦产量和品质的影响

通过对桶栽冬小麦在拔节期和灌浆期设计不同水分胁迫处理,研究了不同程度、不同时期水分胁迫对冬小麦产量和品质的影响,分析了产量和品质的相关关系。结果表明,灌浆后期干旱可明显提高小麦品质,当籽粒蛋白质含量在14%~16%之间时,高产和优质的矛盾不突出;拔节、灌浆期任何程度的水分胁迫都将导致产量下降,重度胁迫下降幅度较大;拔节期干旱对有效穗数、穗粒数和产量影响大,而对千粒重影响最敏感的时期是灌浆期,拔节、灌浆生育后期胁迫处理对产量及其构成因子的影响比前期小;灌浆期土壤相对含水率控制在55%~70%之间可实现节水、高产、优质三者的协调统一。     

不同时期水分亏缺对冬小麦根系效率及后期抗旱性的影响

采用盆栽试验方法研究了不同生育期水分亏缺对冬小麦根系效率、后期抗旱性和水分利用效率的影响。试验设3个水分亏缺处理时期：越冬—拔节期、返青—拔节期、拔节—抽穗期;每个时期水分亏缺程度均为田间持水率的45%～50%。设置对照（CK）土壤含水率为田间持水率的70%～75%。结果表明,返青—拔节期水分亏缺提高了小麦的根系效率和...     

复水前后冬小麦光合生理特征对保水剂用量的响应

为探明干旱胁迫复水前后作物水分消耗过程中冬小麦生理特征对保水剂用量的响应及作用机理,采用盆栽试验以不施保水剂为对照,测定了保水剂不同用量(无保水剂、27 mg/kg、54 mg/kg、81 mg/kg)条件下,复水前后的土壤含水率及光合参数的持续变化特征.结果表明:干旱胁迫时,保水剂降低了小麦叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度,提高了水分利用效率.复水后,对照的光合速率、蒸腾速率及气孔导度仍较高,保水剂处理依次为:54 mg/kg、81 mg/kg、27 mg/kg.而当土壤含水率降至田间持水量的55％左右时,各处理光合参数依次为:27 mg/kg、CK、54 mg/kg、81 mg/kg;水分利用效率依次为:81 mg/kg、27 mg/kg、CK、54 mg/kg.随保水剂用量的增加,小麦生物量增加,但81 mg/kg处理显著高于对照.同时,保水剂会影响叶片光合参数之间的相关性,其中,小麦气孔导度与光合速率、蒸腾速率的相关性以54 mg/kg处理最紧密,依次为81 mg/kg处理、对照,27 mg/kg处理最差.而气孔导度与土壤含水率、水分利用效率及光合速率与土壤含水率、蒸腾速率、水分利用效率的相关性强弱从大到小的处理依次为:81 mg/kg、54 mg/kg、CK、27 mg/kg.说明小麦叶片光合参数对保水剂的响应以54 mg/kg与81 mg/kg处理最显著.     

玉米光合指标与土壤水分的关系研究

在防雨棚内膜下滴灌条件下,通过小区试验研究玉米拔节期和抽雄期光合指标(蒸腾速率、光合速率、气孔导度)与土壤水分的关系。结果表明,在玉米拔节期,当土壤水分达到田间持水率的70%时,玉米光合强度最强;光合指标与土壤水分的典型相关系数为0.919,其相关性极显著(P0.01),在光合要素中,蒸腾速率的权重最大。在玉米抽雄期,当土壤水分达到田间持水率的85%时,玉米光合强度最强;且各光合指标均高于拔节期,此时其典型相关系数为0.742,相关性极显著,在光合要素中,则变为光合速率的权重最大,成为主要被影响因素。结合各时期产量,可以确定玉米在拔节期和抽雄期的最适宜土壤含水率分别为田间持水率的70%和田间持水率的85%。     

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。     

土壤水分对枣树光合特性及耗水量的影响

以3年生盆栽梨枣幼苗为试验材料,测定了正常水分、中度和重度干旱胁迫下梨枣树果实膨大期和成熟期的光合特性以及蒸腾耗水量。结果表明,在果实膨大期和成熟期,中度和重度胁迫均降低叶片的最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQY)、光合有效辐射范围以及暗呼吸速率(Rd),但果实膨大期光合能力显著高于成熟期。果实膨大期中度胁迫使得净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)升高,但水分利用效率(WUE)保持不变,而重度胁迫下气孔导度(Gs)、Pn、Tr和WUE均下降。果实成熟期中度和重度胁迫均降低Gs、Pn和Tr,但中度胁迫下WUE不降反升。此外,梨枣树这2个时期总耗水量均随着土壤含水率的降低而显著减少,且相同土壤含水率下果实膨大期耗水量均大于成熟期。     

华北冬小麦拔节期和灌浆期水分胁迫的WUE效应研究

选用2个华北冬小麦代表品种石家庄8号和YM20,采用盆栽试验,研究了拔节期和灌浆期水分胁迫对冬小麦产量和水分利用率的影响。结果表明,华北冬小麦WUE对拔节期和灌浆期的水分亏缺均很敏感,胁迫程度越大其对产量和WUE的负效应越大;轻度亏缺复水后WUE恢复较快,重度时则恢复慢而有限;拔节期水分胁迫主要减少粒数,灌浆期则主要降低粒质量;田间持水率为60%的轻度胁迫对产量和WUE影响最小,拔节期的适宜胁迫历时为5d,灌浆期可为10d。     

不同生育期干旱胁迫对温室葡萄WUE、产量及品质的影响

【目的】探讨不同生育期干旱胁迫对设施栽培葡萄水分利用效率、产量和品质的影响。【方法】在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展了葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,在葡萄新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟期分别以55%田间持水率(θ_f)为灌水下限的干旱胁迫处理,依次为新梢生长期干旱胁迫(PS)、开花期干旱胁迫(FS)、果实膨大期干旱胁迫(ES)、着色成熟期干旱胁迫(CS),其他生育期灌水下限均为75%θ_f;全生育期以75%θ_f为灌水下限的处理为(CK)充分供水,研究了不同处理对葡萄粒径膨大速率、产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)以及品质的影响。【结果】新梢生长期干旱胁迫处理能抑制葡萄粒径膨大,但不会影响其生长的"双S"变化规律,且复水后粒径恢复生长并出现复水补偿效应;横、纵径在膨大期后14 d左右和52 d左右时达到膨大高峰,且第1次膨大高峰时的膨大速率远大于第2次的;新梢期和着色成熟期干旱胁迫较对照依次增产44.6%、42.5%,WUE依次提高71%、57%,果实膨大期干旱胁迫较CK可减产9.7%,WUE降低1.2%;新梢生长期、开花期和果实膨大期干旱胁迫单穂质量、单粒质量均显著(P<0.05)高于CK,开花期干旱胁迫花青素量显著(P<0.05)高于CK,着色成熟期干旱胁迫果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物量显著(P<0.05)高于CK,并可抑制葡萄果实可滴定酸的积累;隶属函数综合分析表明,着色成熟期干旱胁迫葡萄产量和品质最优。【结论】着色成熟期干旱胁迫为当地设施栽培葡萄最佳的水分调控处理,可达到节水和提高葡萄果实产量和品质的生产效果,其水分调控模式为:土壤含水率为田间持水率的55%～80%,灌水定额为270 m~3/hm~2。     

小喇叭口至灌浆期水分胁迫对玉米产量和水分利用效率的影响北大核心

针对宁夏地区水粮供需紧张的问题,开展玉米关键发育期水分胁迫试验,为区域粮食安全和合理灌溉提供理论依据。以玉米‘先玉556’为试验材料开展水分胁迫试验,设置1个对照组CK(无胁迫处理)和4个试验组(抽雄至灌浆期水分胁迫,T1;小喇叭口至抽雄期水分胁迫,T2;小喇叭口至灌浆期水分胁迫,T3;小喇叭口至灌浆期水分胁迫后加灌,T4)。根据玉米发育期和灌溉时间测定土壤含水率和光合作用,在成熟期测定产量结构,计算水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)和收获指数(Harvest Index,HI)。结果表明:小喇叭口至灌浆期水分胁迫使玉米受干旱胁迫导致气孔因素限制光合作用,灌浆期灌水后净光合速率较CK提高62.7%。T3处理的穗性状受水分胁迫影响显著,穗长、穗粗、穗重、穗行数、穗粒重和穗粒数较CK显著下降22.6%、24.9%、63%、28.7%、67.7%和71%,此外,株高、穗茎、成穗率、籽粒产量和收获指数也明显下降。结合产量和水分利用效率来看,T1、T2处理WUE均高于CK,T2的产量较CK降低18.9%,T1产量较CK下降1.3%,WUE提高36%;T3、T4的产量均显著低于CK,T4处理没有有效提高玉米产量,反而降低了WUE。各处理玉米的叶、鞘含水率变化趋势一致,灌浆期前无明显差异,乳熟至成熟期表现为T3/T4>T1>T2>CK。CK、T2、T4的茎、穗含水率变化趋势一致。综合结果来看,要达到保证玉米产量最佳、籽粒结构优质和节水灌溉的目的,需要综合平衡好小喇叭口至灌浆期的水分。     

锌肥对干旱下冬小麦产量形成及籽粒锌积累动态的影响

干旱胁迫是造成冬小麦减产的主要原因之一,为探寻干旱防御技术,本研究以豫农211为材料,在拔节期、灌浆期对小麦进行不同水分和锌肥处理,研究了施用锌肥对干旱条件下冬小麦SPAD值、叶片相对含水率、地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累动态及产量形成的影响。结果表明,干旱胁迫下,冬小麦叶片SPAD值、叶片相对含水率、单株地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累速率、产量及其构成因素均显著下降,施用适量锌肥可以提高小麦叶片含叶绿素量,增加叶片相对含水率及单株干物质总量,提高籽粒灌浆速率,促进籽粒锌积累速度及最终籽粒含锌量,提高产量。本试验条件下,锌肥能增加干旱下小麦产量4.80%,籽粒含锌量36.86%。     

受旱试验与相对生长率相结合的小麦旱灾系统敏感性识别与评估

【目的】揭示小麦不同生长发育过程中干旱致灾因子危险性经承灾体脆弱性转换为旱灾损失的干旱致灾机制。【方法】基于小麦受旱试验,运用相对生长率生长函数,构建了小麦旱灾系统敏感性曲线,据此进行小麦旱灾系统敏感性的定量识别与评估。【结果】小麦分蘖期受旱胁迫均会造成干物质累积总量相对生长率小幅降低(相对无受旱胁迫),但随受旱胁迫度的增加变化幅度并不明显,当期受旱会激发小麦的自适应能力,促进根系纵向生长,从而对后期生长发育有利;小麦拔节孕穗期轻度受旱对生长发育影响较小,但在重度受旱时系统敏感性最大;小麦抽穗开花期系统敏感性较大,轻度受旱即会对小麦生育造成较大影响;小麦灌浆成熟期系统敏感性也较大,轻度受旱就会显著抑制小麦生长发育。【结论】小麦拔节孕穗期轻度受旱胁迫对小麦生长发育影响较小,但在重度受旱时系统敏感性最大,宜保证该生育期土壤含水率高于田间持水率的55%;小麦抽穗开花期和灌浆成熟期系统敏感性均较大,轻度受旱均会对小麦生育造成较大的影响,宜保证这2个生育期土壤含水率高于田间持水率的75%。     

水分胁迫对贺兰山东麓酿酒葡萄光合特性的影响

为了掌握土壤水分胁迫对酿酒葡萄光合特征的影响,以5a生酿酒葡萄蛇龙珠为材料,在大田设置常规持水量(CK),轻度胁迫(LS),中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS)4个田间持水量水平进行研究,分别测定不同处理下的光合指标。结果表明,随着胁迫程度的加大,葡萄叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、叶片气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均呈现出不同程度的下降趋势,且CK和LS差异较小,MS和SS差异较小,水分利用效率(WUE)呈现CK-LS组和MS-SS组上下交替趋势,且酿酒葡萄的光合能力随着水分胁迫程度的增加而下降。     

植物生长营养液对干旱复水马铃薯根系及光合特性的影响

基于盆栽试验,研究了不同干旱胁迫(重度胁迫,中度胁迫和正常供水)与复水条件下植物生长营养液处理对马铃薯根系活力、叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率及产量的影响。结果表明,不同干旱胁迫与复水条件下,植物生长营养液均能有效改善马铃薯根系活力及光合特性。与CK相比,根系活力增加3.19%～20.23%,光合速率增加6.36%～32.70%,气孔导度降低5.49%～32.32%,蒸腾速率降低2.30%～28.10%。马铃薯产量增加3.19%～7.55%,增产幅度为:重度胁迫>中度胁迫>正常供水。3种干旱胁迫下,植物生长营养液对重度胁迫马铃薯产量的增幅最大。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

水分胁迫对不同倍性小麦光合和水分利用影响

在遮雨条件下采用称量法控制土壤水分,利用逐步干旱胁迫和复水条件,连续观测二倍体、四倍体和六倍体3种倍性小麦后的光合速率、蒸腾速率、单叶水分利用效率等的变化。结果表明,不同倍性小麦的光合速率都下降,下降速度为二倍体>四倍体>六倍体;水分胁迫对二倍体的蒸腾速率影响最大,对六倍体的蒸腾速率影响最小;水分胁迫对六倍体小麦的气孔导度影响小于四倍体和二倍体;水分胁迫结束后,3种倍性小麦品种的光合速率和蒸腾速率均能迅速恢复,以六倍体的气孔导度的恢复速率最快。水分胁迫下不同倍性小麦的水分利用效率均下降,以六倍体小麦下降程度最小,复水后3种倍性小麦均能快速恢复到几乎相同的水准。在相同的水分条件下,随着光强的增强,3种倍性小麦光反应动力曲线变化趋势相似,在400～1 200μmol/(m2.s)范围内,二倍体和六倍体小麦二者均显著高于四倍体。     

微咸水灌溉对冬小麦光合特征及产量的影响

【目的】寻求合理的微咸水利用方式以及揭示微咸水灌溉下作物生理生长响应机理。【方法】在黄河三角洲地区的典型引黄灌区开展了冬小麦微咸水灌溉试验,研究了微咸水灌溉对冬小麦光合特性、干物质及产量的影响。【结果】与淡水灌溉相比,采用矿化度3 g/L微咸水灌溉时,拔节期、灌浆期灌2水和拔节期灌1水均会导致气孔导度和蒸腾速率的下降,但是对净光合速率的影响却不显著,微咸水灌溉在降低蒸腾速率的同时维持着较高的净光合速率,叶片水分利用效率提高了2.8%~43.2%;微咸水灌溉抑制了冬小麦的株高和干物质积累,淡水-微咸水组合灌溉虽然导致产量降低3%~13%,但节约淡水资源50%~67%;相同灌溉水质下,与灌浆期不灌水相比,灌水有利于籽粒的灌浆,提高了千粒质量,实现冬小麦增产11.2%~11.4%。【结论】因此,淡水-微咸水-微咸水的灌溉模式用于该地区冬小麦田间灌溉是可行的。     

花前干旱复水对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

为了明确冬小麦花前光合特性、产量及水分利用效率对干旱及复水的响应,选用"周麦22"为试验材料,通过移动防雨棚下桶栽控水的方式,在足墒播种、安全越冬基础上为拔节期和抽穗期间施加不同的水分控制条件,考察冬小麦的光合特性、产量和水分利用效率(WUE),探讨作物干旱复水机理,以期为冬小麦抗旱高产稳产提供理论和技术支撑。取得主要结果如下:①净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)变化趋势保持高度一致,皆随着干旱程度的加重以及干旱时间的增加而显著降低。且干旱对不同生育期影响表现为:连续干旱抽穗期拔节期。在复水后,只有单阶段轻旱处理可以恢复到正常水平,其中抽穗期恢复程度最高。②短期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是重旱,长期干旱条件下则是中旱和重旱。③相比之下短期轻旱减产不显著,且产量随着干旱程度加重和干旱时间增加而显著降低,抽穗期干旱要比拔节期产量高。在经历轻旱和中旱复水后,冬小麦水分利用效率明显提高。综合研究认为,冬小麦花前短期轻旱能够在不显著降低产量的情况下增加水分利用效率,在抽穗期遭受干旱复水后补偿效应更高,同时应避免连续干旱。