不同土壤水分供应与施锌对玉米水分代谢的影响

采用盆栽试验研究不同土壤水分状况下及施锌对玉米植株水分状况、水分生理特征的影响。结果表明,干旱胁迫下,玉米叶片含水量和水势降低,植株体内自由水分的含量减少,而束缚水含量略有增加,离体叶片失水速率小;叶片气孔阻力增加,导度下降,蒸腾作用和光合速率受到抑制。施锌后玉米叶片的水势和鲜重含水量没有明显变化,但玉米叶片气孔阻力降低,气孔导度增加,叶片蒸腾速率和光合作用速率加大。干旱胁迫下,施锌对玉米植株体内水分生理代谢有一定的调节作用,但是在土壤水分供应充足时,施锌更能增强玉米水分生理代谢,提高水分利用效率。     

水分胁迫下土壤下层水分和硼对苔期油菜的作用

采用分层隔水盆栽试验 ,研究不同土壤状况下 ,表层土壤干旱 ,下层土壤湿润条件下 ,下层土壤中的水分和养分对油菜营养生理的影响 ,结果表明 ,土壤上下层干旱使油菜生长严重受抑 ,而下层湿润且硼含量充分的土壤上栽培的油菜可获得生长所需的水分和硼 ,从而改善其营养状况 ,增加其生物量 .土壤湿润情况下 ,油菜对土壤硼的利用效率增强 ,而土壤中硼各组分对油菜的有效性也有显著变化     

施肥促进作物水分利用机理及对产量影响的研究

在田间及盆栽培试验条件下，以小麦为主要实验材料，研究了干旱下无机营养与作物产量，生长，水分利用效率及抗旱性的关系，结果表明：旱地施肥明显提高了作物产量和水分利用效率，但干旱程度明显影响了肥效的发挥，不同营养元素对作物抗旱性的影响并不相同，氮，钾营养主要通过增强作物的渗透调节和气孔调节改善作物的抗旱性，而磷营养则明显改善了作物抗旱性，最后，从作物水分关系，气孔反应，渗透调节，地上地下关系等方面对施肥     

春小麦与玉米、向日葵间作套种对土壤水分的影响

在河套灌区以春小麦、玉米、向日葵单作为对照,测定并分析了春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种作物生长季0—120cm土层土壤水分及作物产量。结果表明,春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种生长季的土壤水分蒸散强度为双峰曲线,春小麦、玉米、向日葵单作为单峰曲线。春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种的土壤水分蒸散量高于春小麦、玉米、向日葵单作。春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种提高了作物产量,提高了土地当量比,但降低了作物生长期、作物生长季及灌溉水的水分利用效率和水分当量比。建议河套灌区减少间作套种面积,或间作套种时在不同作物之间修建土埂隔挡,根据不同作物对水分的需求分别灌溉。     

大气CO2浓度升高和干旱互作对谷子光合及抗旱生理特性的影响

为明确谷子光合作用以及抗旱生理过程对高大气CO_2浓度和干旱交互作用的响应机制,在开顶式气室中(OTC)开展大气CO_2浓度和干旱交互对谷子影响的研究。设置两个CO_2浓度:环境CO_2浓度(400μmol·mol~(-1))和高CO_2浓度(600μmol·mol~(-1));两个水分处理:正常水分(70%～80%田间持水量)和干旱(45%～55%田间持水量),对高CO_2浓度和干旱互作下谷子光合气体交换参数、荧光动力学参数及抗旱相关生理指标的变化进行了研究。结果表明:高CO_2浓度可降低干旱条件下光合色素含量,加剧孕穗期谷子气孔关闭,减轻灌浆期干旱对谷子净光合速率的负效应并增加其水分利用效率。孕穗期高CO_2处理使正常水分处理下谷子气孔导度下降66.7%,而干旱处理下减少77.7%;灌浆期高CO_2使正常水分处理和干旱处理下谷子净光合速率分别增加19.0%和87.7%,水分利用效率增加37.1%和39.2%。干旱处理显著降低谷子除非光化学淬灭系数(NPQ)以外所有荧光动力学参数值,灌浆期高CO_2能缓解该作用。高CO_2处理显著减少纤维素含量和正常水分处理下过氧化物酶活性。干旱极显著升高POD活性(高CO_2浓度)及脯氨酸含量、可溶性总糖、淀粉含量(环境CO_2浓度)和纤维素含量(高CO_2浓度)。因此CO_2浓度升高能够改善谷子的PSⅡ光化学效率和提高抗氧化酶活性来增强谷子的抗旱性。     

干旱对扁穗牛鞭草生长、营养及生理指标的影响

西南地区干旱频繁,当地的主栽牧草扁穗牛鞭草经常遭受干旱危害。试验设置正常供水,轻度、中度和重度干旱4种处理,盆栽试验研究了干旱对牛鞭草生长、营养和生理指标的影响。结果表明:中度和重度干旱显著抑制地上部生长,生物量减少20%～34%,但对地下部无显著影响,致使根冠比提高,有益于增强抗旱性。干旱条件下,氮、磷、钾吸收量显著减少,可能与根系活力降低有关。干旱降低了地上部的养分积累量,但对地下部养分积累量无显著影响,说明干旱改变了植株体内的养分分布。值得注意的是,干旱显著提高了根系含钾量,最高增加了36%,这有益于提高根细胞渗透压,增强水分吸收能力。此外,干旱不同程度地降低了叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力,可能是造成光合速率降低、养分吸收减少、生物量降低的原因之一。在其它生长和生理指标未发生显著变化的情况下,脯氨酸含量增加了约1.7倍。可以认为脯氨酸的积累可视为植物对干旱,尤其是轻度干旱产生的一种保护性生化反应。     

土壤干旱下氮磷营养对玉米气体交换的影响

在盆栽条件下就氮磷营养对玉米叶片气体交换的影响进行了比较研究。结果发现 :虽然土壤干旱条件下 ,氮磷均增大了玉米叶片的气孔导度 ,但氮对促进干旱条件下气孔开放的作用要显著大于磷的作用 ;土壤干旱条件下 ,氮磷均有增大玉米叶片光合速率的作用 ,但氮有同时减小光合的气孔和非气孔限制的作用 ,而磷提高干旱条件下的光合速率则主要以减小光合的非气孔限制 (提高叶肉光合活性 )为主 ;由于氮磷对玉米叶片气孔导度和光合作用的不同影响 ,因而表现出其在提高干旱条件下玉米叶片水分利用效率方面的不同作用 ,其中磷对提高干旱条件下玉米水分利用效率的作用更为明显     

不同管理措施对黄土塬区农田土壤水分调控和硝态氮淋溶累积的影响

【目的】研究黄土区旱作农田不同施肥和覆盖处理对土壤水分与硝态氮淋溶的影响，以提高水肥利用效率，增加作物产量，为选取适宜于该区可持续生产的农田管理措施提供理论基础。【方法】选取渭北旱塬定位试验中不施肥对照、施氮磷化肥、氮磷化肥配施钾肥、氮磷化肥配施生物炭、氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖、氮磷化肥与生育期地膜全覆盖和氮磷化肥与全年地膜全覆盖共7个处理。分析了不同处理连续耕作冬小麦15年后收获期剖面硝态氮累积和生长季内土壤剖面水分变化状况。【结果】与对照相比，施氮磷化肥处理显著增加了硝态氮在0—300 cm土层中的累积，累积量是对照的6.1倍。与施氮磷化肥相比，在氮磷化肥基础上生育期地膜全覆盖、配施生物炭、配施钾肥和全年地膜全覆盖处理显著减少了土壤硝态氮累积量，分别减少了78.7%、73.2%、66.0%和59.7%，氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖土壤硝态氮含量较施氮磷化肥处理虽无显著差异，但硝态氮累积量也减少19.2%。与对照相比，施氮磷化肥处理对0—300 cm土层水分补给和消耗量无显著影响。与施氮磷化肥相比，氮磷化肥基础上配施钾肥和生物炭对土壤水分补给和消耗量也无显著影响，而施氮磷化肥基础上的休闲期地膜全覆盖、生育期地膜全覆盖和全年地膜全覆盖显著增加土壤水分补给量，其中只有氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖处理显著增加了土壤水分消耗量。硝态氮在土壤中的累积受土壤水分运移影响，其在土壤中的累积量随着水分补给量的增加而增加。土壤水分运移能显著影响硝态氮在土壤剖面的分布，其结果是氮磷化肥与生育期地膜全覆盖和氮磷化肥配施生物炭处理硝态氮主要分布在0—20 cm土层，氮磷化肥配施钾肥和氮磷化肥与全年地膜全覆盖处理硝态氮主要分布在0—100 cm土层，而施氮磷化肥和氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖处理硝态氮主要分布在0—200 cm土层，其中施氮磷化肥和氮磷化肥基础上配施钾肥、全年地膜全覆盖、休闲期地膜全覆盖4个处理出现硝态氮累积峰。【结论】不同农田管理措施通过对水分的调控减少硝态氮淋溶，进而提高氮素利用效率，其中在施氮磷化肥的基础上增加生育期地膜全覆盖能有效调控土壤水分运移和减少硝态氮淋溶累积，是旱塬区改善农田水肥状况，增加作物产量的适宜措施。     

小麦抗旱适应性的营养调控研究

试验研究新型复合营养调控剂“活力王”对小麦抗旱适应性的影响结果表明,小麦孕穗期叶面喷施1次“活力王”可改变干旱小麦叶片结构,降低其组织细胞水势,使细胞吸水保水能力增强,植株相对含水量及水分利用效率提高,蒸腾作用得以调节,根系生物量增加。使用“活力王”复合营养调控剂可增强小麦代谢活性,提高小麦对干旱环境的适应性。     

氮素营养对旱作小麦光合特性的调控

水分和氮素营养对小麦光合特性具有明显的调控作用，其中土壤水分状况直接影响到氮素营养的作用强度。氮素营养在不同土壤水分条件下对作物光合的影响不同，表现在叶片气体交换参数值、光合受抑部位及冠层结构等有所不同。在干旱条件下，光合速率主要受制于非气孔因素，此时氮素可加剧对叶绿体光合能力的抑制。作物生产上的施肥与耕作等措施都应适宜于当时的田间水分状况，这样才能充分协调作物与环境的关系，使作物光合机构运转处于较高水平，以实现合理利用水肥资源和增加产量的目的。     

Effect of Phosphorus Additions and Arbuscular Mycorrhizal Fungal Inoculation on the Growth,Physiology, and Phosphorus Uptake of Wheat Under Two Water Regimes

Drought stress greatly affected the growth and development of wheat in the world, while wheat growth could benefit through improvement of water status and nutrient uptake by mycorrhizal symbiosis or addition of phosphorus (P). Experimental treatments were (a) phosphorus addition (0 and 90 kg/ha), (b) soil water condition (40% field capacity and 95% field capacity), and (c) arbuscular mycorrhizal fungi (AMF, Glomus intraradices) (noninoculation and inoculation) which were conducted in a growth chamber. The results showed that addition of phosphorus and AMF inoculation significantly increased the relative water content and specific leaf area of flag leaves especially under 40% field capacity (water deficit (WD)). The leaf gas exchange parameters were all decreased under WD. The water use efficiency (WUE) and instantaneous WUE (WUEi) was enhanced by WD, AMF inoculation, and phosphorus addition. AMF inoculation and WD significantly decreased the carbon isotope discrimination (CID) of leaf. The P concentrations in stem, grain, and leaf were significantly increased by phosphorus addition, WD, and AMF inoculation. Significant correlations were found between WUE and grain P, stem P, and leaf P concentrations. Leaf CID was significantly negatively correlated with WUE and stem P concentrations. Inoculation of AMF or phosphorus addition could improve the growth, physiology, and phosphorus uptake in spring wheat under drought conditions.     

氮肥缓解苗期干旱对小麦根系形态建成及生理特性的影响

为揭示氮肥缓解苗期干旱对小麦根系生长的影响,以高产高蛋白品种Spitfire(S)和抗旱品种Drysdale(D)为材料,采用沙培方式研究了不同氮素处理(180和22.5 kg·hm^-2)和水分处理(干旱和正常浇水)对苗期小麦根系形态建成和生理生长的影响。结果表明,苗期干旱下增施氮肥减小了2个品种小麦根系总根长、根系表面积、总根体积、根尖数和分枝数,显著增加了根系直径和根系活力,S品种根系干重减小7.0%,而D品种根系干重增加12.0%。施高氮还降低了干旱下2个品种小麦根系可溶性糖含量,并提高了游离氨基酸含量,且耐旱性品种D变化幅度较大,2个品种根系可溶性蛋白含量的变化均不明显。此外,增施氮肥能促进根系对氮素的吸收,提高根系硝酸还原酶(NR)活性和含氮量。综上,在苗期干旱下增施氮肥能够促进小麦根系生长,提高根系活力和NR活性,以增强根系对氮素的吸收同化能力,促进氮代谢水平,从而提高小麦的抗旱性,但不同耐旱品种对干旱下增施氮肥的响应程度存在差异。本研究结果为通过增施氮肥有效缓解干旱进而提高小麦产量提供了理论依据。     

小麦根系对水分和氮肥的生理生态反应

利用模拟土柱研究了不同水分和氮素营养条件下春小麦根系的生理生态反应。结果表明 ,适量施氮 (尿素 60 0kg/hm2)增加了总根重和深层土壤中的根重 ,改善了根系的水分关系 ,提高了细胞膜的稳定性 ,因而有助于提高小麦的抗旱性 ;过量施氮 (尿素 150 0kg/hm2)增加上层根重对抗旱性的意义并不大。严重水分胁迫下 ,过量施氮导致根细胞膜伤害率明显增加 ,根系水分关系恶化 ,根系保水能力下降 ,使小麦抗旱性降低     

玉米、小麦细胞磷、锌营养及交互作用的研究

采用溶液培养研究玉米、小麦在不同磷、锌浓度下细胞磷、锌营养及交互作用。结果表明,随着外界磷浓度（０,０．１２,０．６,３．０ｍｍｏｌ／Ｌ）的提高,玉米、小麦根系和叶片细胞壁、细胞质和液泡中磷含量也随之增高,但细胞壁和液泡中磷的含量高于细胞质中的含量。介质中磷浓度的提高使根细胞壁中锌的含量增加,但高磷（３．０ｍｍｏｌ／Ｌ）处理使细胞质、液泡中锌的含量下降。高磷处理抑制了两种作物的锌由根系向地上部的转运,同时叶片中大部分锌被结合在细胞壁中,因而叶细胞中的细胞质和液泡处于相对的低锌状态。与足量锌（２．０ｍｏｌ／Ｌ）供应比较,低锌（０．１ｍｏｌ／Ｌ）处理使玉米、小麦根系和叶细胞壁、细胞质和液泡中磷的浓度增高。低锌和过量磷的供给抑制了植株的生长,最终使干物质的积累下降。     

基于模式识别的半干旱区雨养春小麦干旱发生状况判别

为准确判断作物生长发育过程中农业干旱的发生状况,并预估作物产量,该研究以半干旱区1986-2011年生育期气象和产量资料为基础,分析雨养春小麦产量形成所受因素,以产量变动状况作为春小麦干旱和正常年景的判断标准。采用模式识别法,迭代求解建立可预测春小麦年景的线性分类方程,对半干旱雨养区农业干旱的发生状况进行判定。研究结果表明:半干旱雨养区春小麦产量形成受诸多因素影响。若不剔除其他因素的影响,仅以气象要素为基础无法建立判别方程,从而难以定量判断春小麦生育期农业干旱的发生状况。但在剔除播前50 cm层次土壤相对含水率大于55%的年份后,以主要生育期平均温度和降水量能够建立判别方程预测春小麦年景,从而可以对春小麦生长发育过程中的农业干旱发生状况进行定量分析。同时,5月份降水量对春小麦生长发育具有非常重要的作用,在播前50 cm层次土壤相对含水率小于55%时,只用5月份降水量一个气象要素即可较为准确地模拟估测春小麦产出。该研究可为干旱致害机理的进一步深入探讨提供参考依据。     

不同土壤水势与氮素营养对杂交水稻生理特性和产量的影响

以超级杂交水稻“两优培九”为试验材料，研究了不同土壤水势和氮素营养对其生理特性和产量及氮肥利用率的影响。结果表明， 1）同一土壤水势下，植株地上部分干重与总干重随氮肥水平的提高而提高，而根冠比则降低。2）在同一氮肥水平下，叶片净光合速率、叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值及叶片水势随着土壤水势的降低而降低，而叶绿素a/b、丙二醛的含量和过氧化物酶的活性随之而增加；同一土壤水势下，叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值均随氮肥水平的提高而提高，而叶片水势、叶绿素a/b和丙二醛的含量随之降低。3）在同一氮肥水平下，水稻产量随土壤水势的降低而降低；土壤轻度干旱时，水稻产量高低顺序为高氮中氮低氮；而当土壤水分充足或土壤重度干旱时，则表现为中氮高氮低氮。随着土壤水势的降低，中、高氮处理的氮肥农学利用率降低。试验结果还表明，225 kg/hm2施氮水平在0 kPa土壤水势下有明显的增产效果，过度增施氮肥并不利于水稻增产与氮肥利用率的提高。     

NUTRIENT UPTAKE,PHYSIOLOGICAL RESPONSES,AND YIELD ATTRIBUTES OF WHEAT (TRITICUM AESTIVUM L.) EXPOSED TO EARLY AND LATE DROUGHT STRESS

The response of different wheat cultivars to drought imposed after three and six weeks of seedling emergence was evaluated in the wire house. The seeds of recommended local wheat cultivars were sown in plastic pots. The drought stress decreased the water relation, nutrient uptake and grain yield of all the wheat cultivars. The early drought stress significantly reduced the nitrogen (N) uptake by 38% while late drought stress decreased nitrogen uptake by 46%. The phosphorus (P) and potassium (K) uptake were decreased by 49% and 37% under early drought stress, respectively while their uptake was decreased by 51% each under late drought stress. Grain yield was reduced by 24% under early drought stress while it was reduced by 60% under late drought stress. Water deficit at early growth stages reduced grain weight by 10% while it was reduced by 35% under water deficit at later stages of growth.     

水磷互作对黑垆土春小麦生长及产量的影响

在温室条件下进行了黑垆土水磷互作对春小麦生长及产量影响的研究。结果表明,水分和磷素对春小麦苗期与抽穗期内株高和叶面积皆有一定影响,但交互作用的表现不同;适宜的水分与磷素配合既满足了春小麦物质生产过程中对水分和营养元素的需求,又促进了春小麦生长发育,提高了生物产量、经济产量及水分生产效率,从而可以达到以水促磷和以磷促水的目的;而缺水高磷组合或高水低磷组合均不利于春小麦生长发育,其产量与水分生产效率也较低。     

黄土塬区旱作农田长期定位施肥对冬小麦水分利用的影响

对长期定位施肥试验第22年度的测定数据进行了分析，探讨了旱地施肥对冬小麦水分利用的影响。试验结果表明，测定年份冬小麦的耗水深度受播种前雨季降雨入渗深度的影响位于地下200 cm左右。长期施肥单施磷肥处理，播种期土壤有效贮水量与不施肥的对照接近，而单施氮肥，氮磷配施和氮磷钾配施均显著低于对照；在施P2O5 90 kg/hm2配施氮肥或施N 90 kg/hm2配施磷肥，随着施氮量或施磷量从0增加到180 kg/hm2，播种期土壤有效贮水量均逐渐降低，但前者作物的土壤水分消耗表现出降低趋势，而后者表现出增加趋势。与对照相比，各施肥处理均提高了土壤有效底墒的利用率。氮磷配施比单施磷肥降低了土壤供水占作物耗水的比例，使得作物生长和产量的形成对当季降水的依赖性增加。与对照相比，氮磷配施及氮磷钾配施显著提高了冬小麦收获指数、产量和水分利用效率，而单施磷肥和氮肥使收获指数、产量和水分利用效率显著降低。施P2O5 90 kg/hm2的条件下，不同施氮量之间收获指数差异较小，而产量和水分利用效率均高于单施磷肥；施N 90 kg/hm2的条件下，不同施磷量作物的收获指数、产量和水分利用效率均得到提高。