调亏灌溉对膜下滴灌辣椒生长及水分利用的影响

通过大田试验研究了调亏灌溉[苗期:SRD1(轻度)、SRD2(中度)、SRD3(重度);开花坐果期:BRD1(轻度)、BRD2(中度)、BRD3(重度);盛果期:FRD1(轻度)、FRD2(中度);后果期:LRD1(轻度)、LRD2(中度);CK为对照]对膜下滴灌辣椒生长、耗水规律、产量和水分利用效率的影响。结果表明:苗期轻度水分调亏和后果期轻度水分调亏对辣椒株高、茎粗和叶面积指数均无显著影响(P0.05),而开花坐果期重度水分调亏使辣椒株高、茎粗和叶面积指数分别比对照显著(P0.05)小39.03%、32.94%和51.21%。同时,与对照处理相比,辣椒生物量随着水分调亏程度的增加而不断下降。其中,苗期中度水分调亏处理SRD2在苗期地上部分和根系干物质量分别比对照处理显著小40.32%和24.99%,但辣椒总产量为35322.79 kg·hm-2,与对照处理无显著差异。不同水分处理辣椒各生育期耗水量和耗水强度均表现为盛果期后果期开花坐果期苗期,并且与对照处理相比,辣椒阶段耗水强度和耗水量均随着水分调亏程度的增加而显著下降。苗期中度水分调亏处理SRD2的辣椒水分利用效率和灌溉水利用效率分别比对照处理显著提高8.45%和9.20%,并且产量处于最高水平。因此,SRD2为本试验方案中的最优灌溉方式。     

苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响

在盆栽条件下,研究了苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响.结果表明,苗期中度(土壤含水量为16%～18%)、重度(土壤含水量为13 %～16 %)调亏灌溉处理对大豆整个生育期的株高、叶面积均有一定影响,均显著低于对照(土壤含水量为23%～26%);重度调亏灌溉处理下,地上重和根重均显著低于对照;重度调亏处理根冠比在整个生育期大于中度调亏和对照处理;苗期中度调亏对大豆产量影响不显著, 重度调亏处理对产量影响较大,参试大豆品系辽51064和辽51095分别比对照减产6.69 g/株、10.79 g/株;耗水量随着水分胁迫加强而降低,两个参试大豆品系辽510 64和辽51095,在中度调亏灌溉处理下水分利用效率(WUE)最高,分别为1.49 g/ kg、1.38 g/kg.     

不同磷钾条件下苗期适度水分亏缺对大豆生长及干物质积累的影响

在盆栽条件下研究了不同磷钾肥施用时苗期水分亏缺对大豆生长、干物质积累及产量的影响。结果表明:磷钾肥施用相同时,苗期轻度缺水处理对大豆干物质积累及产量的提高效果最佳,且其水分利用效率接近或超过正常灌水处理,而中度和重度缺水则明显降低大豆干物质积累及产量。当水分亏缺相同时,施用中量磷钾肥有利于豆荚数和籽粒数的提高,从而提高大豆产量及水分利用效率。因此,本试验条件下,苗期轻度缺水(占田间持水量的60%~70%)与施用中量磷钾肥是提高大豆产量的较好组合。     

灌浆期复水对冬小麦根、冠生长及其相互关系的影响研究

以冬小麦品种北农6号为材料，研究了灌浆期复水对冬小麦生长的影响。结果表明，前期受旱程度不同的植株灌浆期恢复供水后，其株高、单株叶面积、生物量及产量等都超过相应的干旱对照，表现出明显的补偿生长效应。同时，各复水处理与对照相比，分配到冠部的干物质比例均增加，R／S下降。中度水分亏缺后充分供水的处理，可以在少减产的情况下节约大量用水，从而达到节水的目的。     

调亏灌溉对绿洲灌区膜下滴灌辣椒生长发育和产量的影响

为探明不同调亏灌溉对绿洲灌区辣椒全生育期生长和产量形成的作用机理，于2017年采用大田试验研究了调亏灌溉对膜下滴灌辣椒生长发育、产量和水分利用效率的影响。以全生育期充分灌水（75%~85%田间持水量θ_f）为对照，设置不同调亏灌溉处理：苗期轻度水分亏缺(65%~75% θ_f）WD1，苗期中度水分亏缺(55%~65% θ_f)WD2，苗期重度水分亏缺(45%~55% θ_f)WD3，苗期轻度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD4，苗期中度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD5，苗期重度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD6，测定了各水分处理下的辣椒不同生育期生长指标（株高、叶面积指数和根冠比）及其产量和水分利用效率。结果表明：在辣椒苗期进行一定程度的水分胁迫均会抑制辣椒株高和叶面积的生长，其中WD2和WD3在后果期株高、叶面积指数分别比对照减小18.0%~37.4%和22.6%~54.6%，差异均显著（P<0.05，下同）；WD2的根冠比在后果期较对照处理显著增加14.97%；WD1对辣椒产量影响不显著，WD2和WD3与对照处理相比分别显著减产了4.3%和17.2%。全生育期辣椒耗水量受水分调亏程度影响较大，耗水量随调亏程度增大与对照处理相比减小0.7%~19.8%;WD5的水分利用效率最高，为139.47 kg·mm·hm^-2，产量达34 746.12 kg·hm^-2；后果期进行轻度调亏不影响辣椒株高和叶面积指数，且在不减产的情况下水分利用效率提高9.20%。因此，苗期施加中度水分调亏，后果期施加轻度水分调亏，其他阶段进行充分灌溉是实现绿洲灌区辣椒节水、高产高效栽培的一种较优灌溉方式。     

限量灌溉和施磷对冬小麦生长及水分利用的影响

在大田条件下研究了不同灌水和施磷组合对冬小麦生长及水分利用的影响。结果表明:灌水和施磷均可提高冬小麦的株高、生物量、产量及其产量构成。在不同水分条件下,冬小麦的株高随灌水量的增加而增加,水分对冬小麦的产量和千粒重的影响达到显著水平,而不同水分条件对穗长、穗重和穗粒数没有显著影响。在不同施磷处理下,随着施磷量的增加,分蘖数、穗数、千粒重、产量及其灌溉水利用效率有显著增加,但施磷对株高没有显著影响。本试验条件下,施磷量120 kg/hm2时,株高、干物质及其产量达到最大,当施磷量超过120 kg/hm2时,相关物质生产指标呈下降的趋势;灌水量为180 mm与施磷肥量为120 kg/hm2是冬小麦干物质积累和产量的最优组合。     

不同灌溉水平对冬小麦耗水构成及利用效率的影响

以北京地区为典型区域,设计5种不同灌溉处理,即按照生育时期分别进行无灌溉、灌1水、灌2水、灌3水及灌4水处理,利用中子仪和水分平衡法测定冬小麦耗水量,分析全生育期和关键时期的耗水特征.结果表明:冬小麦全生育期耗水量随灌溉次数增加呈增大趋势 ,拔节～抽穗期的耗水量最大,耗水量最少时期为苗期;随着灌溉次数的增加,土壤水消耗量逐渐减少;降水、灌溉和土壤供水是冬小麦耗水的主要来源,降水较少年份土壤供水和降水在耗水构成中所占比例较大,而降水较多年份冬小麦耗水的主要来源为降水;随着灌溉量的增加,灌溉逐渐成为冬小麦耗水构成的主要部分;产量随着耗水量增加渐次增加,水分利用效率和灌溉水利用效率则呈降低趋势.     

水分亏缺对玉米植株干物质累积、水分利用效率及生理指标的影响

在玻璃日光温室条件下,利用盆栽人工控水的方法,研究不同程度的水分亏缺对玉米干物质累积、根系活力、水分利用效率(WUE)、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及复水后的变化.结果表明:水分亏缺显著抑制玉米植株的生长、叶面积的扩展及干物质的累积,抑制程度与亏缺程度有关,复水后的株高和叶面积得到了较大幅度的补偿,随着亏缺程度的加重,根冠比、根系活力除了重度亏缺外均有所提高,WUE依次下降,Pro的累积量显著增加,而SOD活性先增大后减小.复水后各处理的WUE均高于对照,SOD活性除中度略高于对照外,其余均低于对照.     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

玉米生长指标的土壤水分上下限调控机理

采用桶栽试验,开展了土壤水分不同上下限组合处理对夏玉米生长指标调控效应的研究。结果表明:不同灌水上下限处理夏玉米株高、茎粗、叶面积等生长指标及产量和水分利用效率(WUE)均存在显著差异;苗期55%θF(拔节期以后60%θF,下同)灌水下限的中度水分胁迫和85%θF(90%θF)灌水上限的中水复水有利于提高水分利用效率(2.93)和产量(113.70 g·株-1),相比于苗期65%θF(70%θF)灌水下限的充分灌溉,灌水上限为苗期75%θF(80%θF)的高频次低定额灌溉有利于提高产量(115.44 g·株-1);苗期~拔节期,(根重/干物质重)×全株干重(2.604)较小,拔节~灌浆期,茎粗/根重(5.010)和(茎粗/株高)×干物质量(7.860)较小,灌浆~成熟期,干物质重/株高(0.914)、(茎粗/株高)×干物质重(17.434)或穗重/叶面积(0.044)较大。叶干重/茎干重(0.930)较大的夏玉米为试验条件下节水高产的合理生长株型,对应的水分处理为:苗期~拔节期灌水上下限分别为85%θF和55%θF;拔节~灌浆期,灌水上下限分别为80%θF和70%θF;灌浆~成熟期,灌水上下限分别为100%θF和50%θF。     

水分胁迫及复水对冬小麦粒叶比的影响

以北农6号为材料，采用温室管栽试验，研究了不同土壤水分条件对冬小麦粒叶比和产量的影响。结果表明，冬小麦粒叶比对水分变化十分敏感，水分胁迫抑制了叶片的光合活性，使粒叶比降低，产量减少。水分胁迫越重，粒叶比降低越多，产量越低；复水则使叶面积扩大，库容量提高，粒叶比升高，促进了同化物从源向库的运转，从而使产量增加。拔节期复水的处理，粒叶比提高最多，产量也最高，接近于一直保持充分供水的对照。其次是开花期复水的处理，而灌浆期复水增产效果最差。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦干物质积累、分配和运转状况。试验结果表明:与对照地面灌溉相比,在冬小麦生长的中前期(分蘖期～拔节期),喷灌条件下冬小麦地上部干物质总量较小,但是在冬小麦生长的中后期(抽穗期～成熟期),喷灌有利于植株对干物质的积累,其干物质总量明显高于地面灌溉条件下;在抽穗前,喷灌和地面灌溉条件下各器官干物质的分配率差异不显著,在抽穗后的灌浆期,喷灌条件下叶片、籽粒中的干物质分配率提高,其茎鞘的干物质分配率则降低;喷灌条件下叶片、颖壳、茎鞘贮藏物质的转化率均低于地面灌溉,其抽穗后生产的干物质对籽粒的贡献率较地面灌溉显著提高;喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%1、.23 g、491.4 kg/hm2,差异在处理间均显著;喷灌条件下冬小麦的耗水量小于地面灌溉,水分利用效率高于地面灌溉。     

干旱年份播期对旱地冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过田间大区试验研究了干旱年份播期对旱地小麦生长发育、籽粒产量和水分利用效率的影响.结果表明,9月30日播种,分蘖成穗率高,群体合理,灌浆前中期旗叶叶绿素SPAD相对值最高,上三叶总干物质转移量和总转移率居中,快、缓增期籽粒灌浆持续时间T2和T3最长,灌浆平均速率最高,成穗数最多,千粒重最高,籽粒产量最高,达2 623...     

Drought priming during the vegetative stage can enhance post-anthesis drought tolerance by improving photosynthetic capacity in winter wheat

Drought stress during the reproductive period of cereal crops leads to significant yield reductions, therefore, exploring effective methods to improve tolerance to post-anthesis drought is necessary. Pot experiment was carried out to investigate the effects of pre-drought priming on physiological characteristics and grain yield with drought stress at post-anthesis. Moderate water deficits (60–65% of the field capacity) were imposed to prime wheat plants during either the tillering or jointing stages, while severe drought stress (40–45% of the field capacity) was applied during the grain filling stage. The priming treatments significantly improved grain yield resulting in higher biomass. Compared to the control, the grain yield and biomass of the non-priming, tillering priming, and jointing priming treatments were reduced by 15.7, 9.1, and 9.3% and by 11.1, 6.1, and 10.5%, respectively. The primed plants exhibited higher adaptability to subsequent severe drought stress during grain filling, showing higher photosynthetic capacities and light use efficiencies with higher leaf water potentials, soluble protein contents, and Rubisco contents and enhanced enzymatic antioxidant systems. The tillering stage is more responsive to drought priming based on the observed grain yield. These results indicate that moderate drought during the vegetative period is conducive to the development of water-saving agriculture to cope drought stress during grain-filling in wheat.     

不同滴灌量下冬小麦耗水特性及干物质积累分配研究

在2013—2014年、2014—2015年田间试验研究了W1(2 550、2 325 m3·hm~(-2)),W2(3 450、3 000 m3·hm~(-2)),W3(4 350、3 675 m3·hm~(-2)),W4(5 250、4 350 m3·hm~(-2))4种滴水量处理对0~140 cm土层含水量及小麦叶面积指数、光合势、干物质积累分配、水分利用效率及产量等的影响。结果表明,拔节至灌浆期间,在每次滴水225~900 m3·hm~(-2)的范围内,增加滴水量主要直接增加0~60 cm土层含水量,间接减少60~140 cm土层储水消耗量,W4土壤储水消耗较W1减少50%左右;增加拔节至成熟期间冬小麦群体叶面积指数、光合势;增加干物质积累量和花后光合产物对子粒的贡献率,降低花前营养器官贮藏物向子粒的转移量、转移率和其对子粒的贡献率,增加产量、降低灌溉水利用效率。总滴水量大于3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节至灌浆期间的滴水量大于2 700 m3·hm~(-2))增产不显著,并且大幅度降低灌溉水利用效率。降水量对冬小麦产量形成影响很小,灌水量对小麦产量和水分利用效率起决定性作用;北疆冬小麦全生育期适宜总滴水量为3 450~3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各450~675 m3·hm~(-2)),可以获得的产量是6 737.4~8 604.1 kg·hm~(-2)。     

黄土塬区降水变化对冬小麦土壤耗水特性及水分利用效率的影响

采用人工遮雨棚和自流滴灌系统来实时人工干预降水,研究了黄土塬区不同降水条件即正常降水(CK)、降水减少1/3(R-1/3)和降水增加1/3(R+1/3)条件下,麦田0~4 m土壤水分变化、冬小麦耗水特性及WUE。结果表明:(1)降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用和补给;降水减少,冬小麦对土壤水的利用增强,导致生育期和休闲期深层土壤含水量降低,且很难补充恢复;降水增加,冬小麦也会部分利用深层土壤水,土壤含水量在生育期呈降低趋势,在冬小麦收获后,土壤水得到补给,土壤含水量会逐渐恢复并高于前期土壤含水量。(2)冬小麦优先利用降水转化而来的土壤水,然后利用土壤前期储水;对于越冬~成熟期的总耗水量(ET)组成,R-1/3处理的冬小麦对降水和0~2 m土壤水分的利用增强,降水量(P)和0~20 m土壤贮水变化量(ΔW0-2 m)各自约占ET的40%;R+1/3处理P占ET的比例约是ΔW0~2 m的1倍多;CK处理P占ET的比例比ΔW0~2 m高15%左右;降水减少,降水占耗水量的比例降低,0~2 m土壤水占耗水量比例增加;降水增加,则有相反的结果。(3)降水减少,WUEbio(基于生物量的WUE)相对于CK处理降低了1.3%,但产量下降程度(7.1%)小于耗水下降程度(14.2%),WUEgrain(基于籽粒产量的WUE)反而增加;降水增加,相对于CK处理生物量减少5.3%而籽粒产量增加4.5%,但水分的消耗增加了11.4%,WUEbio和WUEgrain均降低。总之,降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用、土壤水的补给、冬小麦的耗水组成以及生物量和产量的平衡,最终影响冬小麦WUE。     

分蘖期干旱胁迫对水稻光合特性及产量的影响

采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖期采用轻中度控水措施,有利于滴灌水稻光合作用和产量的提高。     

不同生育期土壤水分亏缺对双季超级稻产量及其构成的影响

通过盆栽试验研究了不同生育期土壤水分亏缺对双季稻生长发育及产量形成的影响。结果表明:双季超级稻生育前期土壤水分亏缺对株高存在较大影响,其中均以拔节孕穗期受土壤水分亏缺影响最重,早稻株高下降4.53%~11.1%,晚稻下降3.09%~10.04%,且水分亏缺程度越重,株高下降越多,而生育后期影响较小。双季超级稻不同生育期土壤水分亏缺处理的叶、穗、根及总的干物质积累量均低于浅水灌溉对照,且均表现为随土壤水分亏缺程度的加剧而积累量越少,根冠比也表现为相同规律。但土壤水分亏缺却一定程度上促进了茎鞘的发育,产生补偿作用,但作用较小。双季超级稻所有土壤水分亏缺处理的产量均低于对照浅水充分灌溉,早稻产量为对照的58.73%~99.42%,晚稻产量为对照的55.15%~96.74%。各生育期的双季稻产量均表现为随土壤水分亏缺的加剧而下降严重。双季超级稻产量受水分亏缺影响敏感程度排序:早稻为拔节孕穗期有效分蘖期抽穗开花期无效分蘖期乳熟期,晚稻为拔节孕穗期抽穗开花期有效分蘖期乳熟期无效分蘖期。水分亏缺对双季超级稻有效分蘖期的穗数和拔节孕穗期的穗粒数影响程度最大,可引起大幅减产。无效分蘖期和乳熟期受水分亏缺影响减产程度较小。