滴灌小麦根系生理特性及其空间分布

通过管栽滴灌根区水分控制试验,研究不同滴灌条件下,春小麦根系生理特性、垂直分布变化及其产量构成等。结果表明:①孕穗～灌浆初期是滴灌春小麦根系生长的关键时期,此期根系的总根质量和总根长、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力达最大值。②土壤水分过少,根系过氧化物酶活性降低,脯氨酸含量虽有所增加,但后期下降过快,根系过早衰亡;水分过多,影响根系吸收面积增加,根系活力下降,植株贪青晚熟,经济生产效率低;适宜水分(田间饱和质量含水量的70%～75%)处理能有效促进根系生长及生理功能提高,产量最高。通过滴灌控制小麦根区水分状况,可以实现以水调根,促进小麦高产形成并获得较高的水分利用效率。     

不同土壤水分对滴灌春小麦生长·干物质积累与分配的影响

[目的]为春小麦节水栽培提供理论依据。[方法]以春小麦品种新春22为供试材料,设置3种不同的控水处理（亏缺滴灌、适量滴灌和充分滴灌）,研究不同土壤水分条件下小麦产量和干物质的积累与分配特性。[结果]春小麦地上部干物质积累呈＂S＂型曲线变化,增长速率高峰期出现在挑旗期,直线增长期出现在拔节-抽穗期。土壤水分亏缺造成小麦总干物质积累缓慢,个体营养体弱小,干物质分配以茎秆为中心;土壤水分过量造成小麦营养生长过旺,茎秆和穗部发育不良,产量降低;适量土壤水分处理小麦个体生长稳健,营养生长和生殖生长协调,产量结构优化,水分利用效率（WUE）较高。[结论]适量滴灌可协调小麦营养生长与生殖生长的关系,促进小麦增产。     

不同水·氮条件对水稻根系生长的影响

[目的]研究苗期水分胁迫对水稻根系生长的影响。[方法]通过温室水培试验,采用α-萘胺法,测定水分胁迫下水稻的根系活力和吸收面积。[结果]正常水分条件下,NH4+-N使水稻根系平均直径增大,NO3--N使水稻根系总吸收面积增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最大。水分胁迫后,NO3--N营养促进根系平均直径增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最低,水稻的根系总吸收面积和活跃吸收面积均随NO3--N供应比例的增加呈上升趋势。[结论]无论是否水分胁迫,NO3--N营养均可使水稻根系总根长、根表面积、根体积增大,这为旱作水稻的水分控制、氮肥施用提供了理论依据。     

不同抗旱性春小麦根系生长对干旱胁迫的响应及滴灌复水补偿效应

【目的】研究不同干旱敏感型春小麦根系生长对阶段干旱胁迫的形态及生理响应差异，阐明新疆滴灌条件下春小麦的抗旱节水生理机制，为新疆麦区进一步节水高产提供科学依据。【方法】2021—2022年采用土柱栽培法，以强抗旱性品种新春6号和弱抗旱性品种新春22号为材料，分蘖和拔节期分别设置轻度（T1和T3,60%—65%FC,FC为田间持水量）、中度（T2和T4,45%—50%FC）干旱胁迫处理后滴灌复水，以常规滴灌为对照（CK,75%—80%FC），研究生育前期干旱胁迫下根系形态特征（根长密度（RLD）、根体积密度（RVD））、抗氧化系统（丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD））、渗透物质（脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS））及根系活力的时空变化特征，分析滴灌春小麦根系生长对干旱-复水的补偿效应。【结果】随干旱胁迫程度增加，根长密度和根体积密度呈先增后降的变化趋势，轻度干旱（T1和T3）条件下，显著增加了20—60 cm土层的根长密度和根体积密度。各土层根系丙二醛含量随着胁迫程度的加剧呈上升趋势，而SOD、POD、脯氨酸及可溶性糖均随干旱程度加剧呈先升后降趋势，并随土层加...     

膜下滴灌条件下水氮供应对棉花根系及叶片衰老特性的调节

【目的】探讨膜下滴灌条件下,水氮运筹对棉花产量形成期根系及叶片衰老特性、产量和水分利用效率的调节效应,为调控滴灌棉花早衰和提高棉花产量提供依据。【方法】在土柱栽培条件下,采用膜下滴灌技术控制水氮的供应量及分配比例,共设置4个水分、2个氮肥运筹共8个处理,研究水氮供应方式对膜下滴灌棉花根系生长、根系活力、根系及叶片保护性酶活性、产量和水分利用效率的影响。【结果】与其它水氮供应方式相比,播前灌条件下盛花期前限量滴灌后恢复充分滴灌配合重施花铃肥的水氮供应方式显著促进了棉花深层根系生长、增强了根系活力,根系及叶片SOD活性较高、MDA含量较低,延缓了植株衰老进程,提高光合产物向生殖器官分配的比例、增加铃重,从而获得了较高的产量和水分利用效率。【结论】播前灌溉条件下,适当减少盛花前水氮供应、增加生育中后期水氮的分配比例是提高膜下滴灌棉花产量和水分利用效率的有效水氮运筹方式。     

不同灌水量对滴灌春小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同灌水量对小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响,以‘新春19号’为材料,利用田间定位试验研究4个灌水量处理(W0:0 m3/hm2、W1:1 500 m3/hm2、W2:4 500m3/hm2、Wck:对照3 750m3/hm2)于拔节期、抽穗期、开花期及成熟期对小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化及对产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期土壤含水量最低,小麦耗水量最大;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)的最大层,也是根系活动最为旺盛的区域;土壤水分适宜(Wck)时,表层根量增加;水分过多会导致根系生长受抑(W2),促使根系活力下降,根系衰亡提前,影响水分的吸收,最终导致水分利用率最低且产量下降;水分亏缺(W1)虽然在一定程度上促进深层根量的增加,有助于干旱条件下小麦根系利用深层土壤的水分和提高水分利用效率,但却造成较低的产量;土壤水分严重缺乏(W0),根系吸水困难,对表层土壤根系数量的增加不利,也会导致减产。可见,在水资源相对充沛条件下滴灌小麦采用Wck处理更有利于实现节水和高产的统一。     

滴灌次数对冬小麦根系生长及时空分布的影响

以新冬18号为材料,利用双管分根管栽法,模拟田间试验研究了拔节期后不同滴灌次数W₁（6次）、W₂（7次）、W₃（9次）、W₄（11次）（每次内、外管分别滴30 mm）对0～100 cm土层含水量,0～100 cm土层初、次生根干重和长度、根系活性分布及产量的影响。结果表明,随滴灌次数及总滴灌量的增加,0～40 cm土层的含水量增加,并延缓该土层的初生根干重和根长的衰减、促进次生根干重和根长增长,增加孕穗期至花后20 d初、次生根干重密度、根长密度及根系活性,而对40～100 cm土层根系的生长影响较小。小麦产量和水分利用效率均以W₄最高,分别为25.5 g·管^-1和1.36 kg·m^-3 。当滴灌量少、湿润土层浅时,小麦深层初、次生根生长易受严重抑制,且根系分布浅,初生根提前衰老,导致千粒重降低而减产。     

氮素对油菜根系生长和产量形成的影响

采用砂培试验,以3个油菜品种为试验材料,研究了5种不同供氮水平对根系生长和产量形成的影响。结果表明,随着供氮水平的增加,3个油菜品种的根质量、根体积、根总吸收面积、根活跃吸收面积、侧根数、根长、根系活力及籽粒产量均增加,表现出根系各项指标与籽粒产量之间的正相关关系。其中,根系干质量、根系体积、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积对油菜籽粒产量的贡献最大,其次是一级侧根数,根长和根系活力的作用最小。开花期根系指标对产量形成的影响大于苗期根系指标。     

玉米生长空间对根系吸收特性的影响

 在不供应和补充供应水、氮条件下 ,研究了限制根系生长空间对玉米根系生理特性、植株养分吸收及产量的影响。结果表明 ,限制根系生长空间虽严重影响了根系自身发育 ,降低了根系吸收总面积和TTC还原量 ,但却增加了根系的活跃吸收面积、比吸收表面、比活跃吸收表面 ,并提高了根系的TTC还原强度。这说明在限制根系生长的逆境条件下 ,作物并不是被动地忍受逆境的胁迫 ,而是主动地调节生理代谢过程 ,增强对水分和养分的吸收能力 ,从而减缓逆境的伤害。水、氮供应促进根系生长 ,增加根系吸收面积和活力 ,促进了根系对养分的吸收 ,从而提高了玉米产量 ,并减轻了因限制根系生长所引起的不良影响。     

不同水分处理对滴灌春小麦水分利用效率及产量的影响

研究不同水分处理对春小麦滴灌水分在土壤中的分布状况、水分利用效率（WUE）及产量的影响。结果表明,不同水分处理对滴灌小麦土壤水分的分布有很大影响,同一土层0～20cm土壤含水率在灌溉前后具有明显的变化;0～40cm土层土壤含水率整体趋于平缓,总体表现为W1处理（150mm）〈W2处理（300mm）〈W3处理（450mm）〈W4处理（600mm）;40～60cm土层距离滴灌带不同远近的土壤含水率变化不明显。W3处理的WUE最高,漫灌的WUE最低。滴灌小麦和漫灌小麦不同水分处理的产量间差异达显著水平,同一水分处理不同行之间由于灌溉量的不同也表现差异性;两品种产量均随灌水增加而增加,灌水过多而降低的趋势。     

滴灌棉田根区水分对棉花干物质生产及水分利用效率的影响

[目的]研究滴灌条件下根区水分对棉花干物质生产、分配及水分利用效率的影响,为制定滴灌棉花水分精确管理制度提供依据.[方法]选用对水分敏感性不同的棉花品种为试材,分别设置常规滴灌和充分滴灌处理,在灌水前后监测土壤水分变化,同时测定棉花根系生长与分布、株高、叶面积指数及生物量等生理指标.[结果]常规滴灌量条件下土壤水分活动层集中在0～60 cm的土层中,且滴水前耕层土壤相对含水率均低于55;、滴水后可保持70;～80;的水分状况,有利于诱导根系纵向生长,维持生育后期较高的叶面积指数,并促进光合产物向产量器官蕾铃分配,从而提高了经济产量水分利用效率.不同品种对根区水分的反应差异较大,新陆早6号常规滴灌条件下皮棉产量低于新陆早8号,经济产量水分利用效率与新陆早8号无明显差异;充分滴灌条件下总生物学产量水分利用效率高于新陆早8号,经济产量水分利用效率显著低于新陆早8号.[结论]滴水总量在4 050～4 275 m3/hm2,依据品种对水分响应的差异,通过协调相关栽培技术,调控干物质生产及其在器官中的分配,可实现滴灌棉花产量与水分利用效率协同提高.     

水稻根系生长对弱光胁迫的响应

通过盆栽控光试验,研究不同生育阶段遮荫对冈优906根系生长的影响以及不同品种对弱光胁迫的响应.结果表明:抽穗前遮荫处理,随遮荫程度加重,冈优906根系体积、总吸收面积和活跃吸收面积均有所降低,根系生长受到抑制;始穗后轻度遮荫处理(遮53％光强),其根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积和根冠比增加,根系生长得以促进,衰老延迟;始穗后重度遮荫(遮73％光强)则不利于其根系正常生长,根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积和根系α-萘胺氧化力降低.不同品种根系生长对弱光的反应不同:冈优906耐荫性较强,有较高的根系a-萘胺氧化力和活跃吸收面积;耐荫性较弱的Ⅱ优498则表现为根系α-萘胺氧化力和活跃吸收面积的较大幅度减少.灰色关联度分析表明,根系α-萘胺氧化力和活跃吸收面积可以作为耐荫性敏感鉴定的有效指标.     

灌溉方式对黄瓜生长、产量及水分利用效率的影响

以黄瓜为试验材料,研究常规沟灌、滴灌、交替沟灌和固定沟灌4种灌溉方式对日光温室内黄瓜生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:4种灌溉方式对黄瓜株高、茎粗、叶片数和叶面积的影响不同;黄瓜前期产量是交替沟灌滴灌常规沟灌固定沟灌,中期和后期产量是滴灌交替沟灌固定沟灌常规沟灌,总产量的变化与中期和后期产量的变化相同;滴灌和交替沟灌的黄瓜根系活力无显著差异,但二者的根系活力极显著地高于常规沟灌和固定沟灌;水分利用效率和水分产出率的变化趋势一致,滴灌最高,交替沟灌次之,常规沟灌最低,而耗水量的变化与水分利用效率和水分产出率的变化相反.说明日光温室内黄瓜适宜的灌溉方式为滴灌和交替沟灌.     

北疆滴灌春小麦耗水特征及作物系数的确定

为探索滴灌春小麦耗水特征, 2012年设置315、360、405、450、495、540 mm 6个滴灌春小麦水分处理,研究不同处理下春小麦各生育期土壤水分动态变化、耗水量及作物系数。结果表明,滴灌小麦根系主要吸收0~60 cm土层水分,苗期、分蘖期主要消耗0~40 cm土层水分,拔节期后主要消耗0~60 cm土层水分,80~100 cm土层含水率变化不大;水分适宜处理的春小麦生育期耗水量为523.53 mm,各阶段耗水量占全生育期耗水量的12.64%、12.91%、25.36%、33.97%、15.11%,相应的日平均耗水强度分别为3.31、6.15、8.85、11.11、3.60 mm/d,拔节期和抽穗期为小麦需水关键期,尤其在抽穗期对水分最敏感;小麦的作物系数各生育期分别为0.76、0.77、1.11、1.16、0.46,全生育期作物系数为0.87。     

广西岩溶峰丛洼地内涝现状分析与综合治理对策研究

在南疆干旱气候生态条件下,以矮秆品种新春22和高杆品种新春19为试验材料,研究了滴灌条件下不同土壤水分对春小麦生长、产量及水分利用效率(WUE)的影响,结果表明:拔节-扬花期是春小麦水分敏感期,水分亏缺将显著影响小麦株高、生物量、叶面积和产量形成。各水分处理中T2(出苗-拔节期、拔节-扬花期、扬花-乳熟期田间相对含水量分别为65%-70%、70%-75%、65%-70%)的产量、WUE和收获指数(HI)最高,其次是T4(出苗-拔节期相对含水量为45%-50%,其余时期同T2),其WUE、HI、穗粒数和粒重与处理T2差异不显著,在调亏灌溉中此处理是经济可行性的。不同基因型品种对土壤水分反应有差异,矮秆品种新春22受水分调控较大,各处理的耗水量均低于新春19,是个节水型品种。研究表明南疆春小麦实现高产节水的适宜滴灌量范围:矮秆品种为318.86 mm-368.72mm,高杆品种为394.52 mm-458.14mm。     

粳稻根系性状与植株产量及其构成因素的关系

通过盆栽试验,研究了粳稻根系性状与植株产量及其构成因素的关系。结果表明,粳稻根系总吸收面积、根体积、活性吸收面积、单株根系氧化力、伤流速度和根数与产量相关显著,并且显著时期集中在孕穗期至灌浆中期。其中,总吸收面积在孕穗之后一直对产量起作用,根体积、伤流速度与活性吸收面积在孕穗至灌浆前期、根数与单株根系氧化力在灌浆期对产量具有显著影响。而根干质量与总根长在水稻生长前期与单株产量的相关性较小。根系主要性状与结实率,一、二次枝梗数,一、二次枝梗粒数,一、二次枝梗粒重呈显著正相关,与穗长相关性较小,与有效穂数呈负相关。     

不同增氧滴灌方法对温室樱桃番茄产量、品质及光合作用的影响

为了筛选出温室樱桃番茄的最佳增氧滴灌方法,以樱桃番茄品种福特斯为试验材料,分析了物理增氧滴灌(T1)、化学增氧滴灌(T2)和综合增氧滴灌(T3)3种方法对樱桃番茄根系生长、产量、品质及光合作用的影响。结果表明,与常规滴灌(CK)相比,增氧滴灌可提升灌溉水溶氧量,促进温室樱桃番茄根系生长,光合作用效率、产量、品质及水分利用率显著提升(P0.05),以综合增氧滴灌(T3)效果最佳。与CK相比,T3处理平均溶氧量、根系总根长、总根干质量、总根表面积、总根体积、平均直径、根尖数、根系活力、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、结果数、单株产量、667 m~2产量、水分利用率,以及可溶性糖、可溶性蛋白质、可溶性固形物、V_C、番茄红素含量分别增加29.88%、20.11%、16.71%、18.29%、26.67%、22.22%、20.23%、22.87%、11.24%、18.86%、8.72%、24.31%、12.6个、24.65%、21.78%、21.80%、8.68%、38.40%、37.63%、7.67%和12.41%;可滴定酸含量降低19.23%,单果质量无显著差异。     

低钾胁迫对不同钾效率苎麻基因型根系发育 及纤维产量品质的影响

以2个钾营养高效基因型苎麻和2个低效基因型为试验材料,研究了低钾胁迫对不同基因型苎麻根系生长、纤维产量和品质的影响。结果表明,低钾胁迫下,苎麻生物量减少,植株显著矮化,根系生长受抑,根系吸收面积和阳离子交换量减小。但高效基因型苎麻低钾胁迫下仍具有较强的生长势(相对根系干重、相对细根干重、相对根系总吸收面积、相对根系活跃吸收面积较大),其纤维产量所受影响程度小于低效基因型(相对产量较高),有效降低了低钾胁迫对纤维品质所引致的负面影响。     

紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

 【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标（根干重、根长度、根体积和根条数）及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为：潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力（根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性）及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm 土层根长密度和根干重密度的增加,但单根的吸收能力呈下降趋势;3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成,但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫,而是积极主动地调节其生理代谢过程,以减缓紧实胁迫伤害,但缓解能力有限,且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。     

水分胁迫下氮磷营养对小麦根系发育的影响

通过对3个水分水平下施肥对春小麦根系生理特性影响的研究，结果表明：随着水分胁迫程度的加剧，无论施肥与否，小麦根系均表现出体积减小，干物质积累减少，根系长度缩短，根系活跃吸收面积减小，根系活力下降的趋势，尤其在严重水分胁迫下，这种表现就更加突出。施磷可以提高和增大根体积、根干重、根长度、根系活跃吸收面积和根系活力；而在严重水分胁迫条件下施氮可导致根干重和根体积的明显下降，在轻度水分胁迫下施氮对小麦根系的生长发育有明显的促进作用。在水分胁迫条件下，施用肥料，特别是磷肥，可以明显增强作物对干旱缺水环境的适应能力，提高作物的抗旱性。