多个涝渍过程连续作用对棉花的影响

现蕾花铃期是棉花产量形成的关键生殖生长阶段,该阶段长江中下游地区处于雨季,棉田受多个涝渍过程连续作用比较常见。通过测坑试验研究发现,在多个涝渍过程连续发生的条件下,受涝3 d、涝后3 d将地下水位控制在30 cm,对现蕾开花结铃期的棉花植株正常生长有显著影响;作物相对产量Ry与受涝累积时间Tw和地下水位埋深小于某一特定值的作用时间Tx之间有极显著的二元一次相关关系;涝、渍对作物的影响不同,3年资料综合分析表明,它们对作物的影响度分别为0.676~0.713和0.287~0.324。     

涝渍胁迫对棉花形态与产量的影响

为揭示棉花对涝渍胁迫的响应规律,于2008—2011年在武汉大学校园灌溉排水试验场开展了测坑试验研究,分析了涝渍胁迫不同形式(涝渍单一和涝渍综合)及不同生育期(蕾期、花铃期和吐絮期)对棉花形态(叶面积指数、茎粗和株高)和产量(籽棉和干物质)的影响,建立了"涝渍胁迫-形态特征-产量水平"结构方程模型,比较分析了各因子间的作用效果。结果表明:在形态响应方面,单渍胁迫即使历时更长,对棉花形态生长的影响仍小于单涝胁迫,而涝渍综合胁迫的抑制作用最大;蕾期和花铃期内遭遇涝渍综合胁迫均会显著(p0.05)抑制棉花形态生长,而吐絮期内抑制作用很小;叶面积生长受涝渍胁迫的抑制作用最大,其余依次是茎粗和株高。在产量响应方面,单涝胁迫的减产作用大于单渍胁迫,与涝渍综合胁迫基本相同;花铃期内棉花遭受涝渍综合胁迫会导致显著减产,蕾期次之,而吐絮期内减产作用较小;籽棉产量受涝渍胁迫的减产作用比干物质产量大。涝渍胁迫对棉花产量的作用效果大于形态;在所选的涝渍胁迫单一和综合指标中,以涝渍时间单一指标(受涝期间累积地表受淹深度和累积超标地下水位SWFDH、受渍期间地下累积超标地下水位SEW30)最适合描述涝渍胁迫对棉花形态及产量的影响。     

多次涝渍胁迫间歇作用对棉花产量的影响

在多雨湿润地区,夏秋作物在生长季节多次遭遇涝渍综合胁迫比较常见,研究这一问题对农业涝渍灾害评价和减灾有重要意义。采用测坑试验研究了棉花遭遇多次涝渍胁迫问题,分析表明,从蕾期—吐絮初期,棉花遭遇间歇性、多次涝渍综合胁迫显著影响产量,其中以7月中旬至8月中下旬的胁迫影响最大;作物相对产量与各阶段受涝时间之间有极显著的相关关系;7月中下旬大气温度与湿度对产量的影响大于其他时段,该阶段气温日较差和大气相对湿度与产量之间的关系比较密切;在棉花主要生长阶段天气无剧烈变化时,涝、渍对作物的影响居于首位;当5 d内温度变幅>9℃或空气饱和差>8 hPa的天气过程频繁发生时,涝、渍对作物的影响居于次要位置。     

多过程连续涝渍胁迫对棉花产量的

在长江中下游平原湖区，棉花生长期间适逢雨季，常受多过程涝渍胁迫。通过测坑试验发现棉花受多过程涝渍胁迫后减产严重，涝渍程度可用涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50)来描述，棉花相对产量(Ry)与涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50) 之间存在着显著的线性关系。     

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。     

棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响

通过桶栽土培试验,分别在苗期(S)、蕾期(B)、花铃期(F)和吐絮期(T)进行淹水2、4、6、8、10 d的处理,淹水深度均为5 cm,并以全生育期不淹水为对照(CK),探索了黄淮地区夏季棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响。结果表明,在棉花苗期、蕾期和花铃期淹水6 d后,株高和叶面积开始显著小于CK(P0.05)。不同生育期淹水处理均会导致棉花株高、叶面积、果枝数、节数、铃数和单铃质量的下降,且淹水历时越长,下降幅度越大。淹水导致棉花减产最为严重的生育期为花铃期,其余依次为蕾期、苗期和吐絮期,4个生育期在淹水2~10 d条件下的平均减产率分别为28.0%、12.9%、7.3%和2.9%。在棉花苗期,当淹水不超过6 d时,如果排涝及时,其形态指标及产量构成均能在吐絮期恢复至与CK无显著差异水平。在棉花蕾期淹水关键期为4 d,而在花铃期即使淹水2 d也可导致其形态发育停滞,产量无法恢复至CK水平。     

田间涝渍对棉花产量的影响分析

根据棉田小区涝渍动态观测资料,计算了农田涝渍程度,分析了涝渍作用特点和涝渍作用强度对棉花产量的影响。分析表明,仅受渍的情况下,当受渍程度(SEW30)达到126 cm.d时会造成棉花明显减产(15%左右),当SEW30达到455 cm.d时可致棉花减产过半;针对涝渍相随发生情形,当涝渍综合作用强度(SFEW)达到70 cm.d时就会对棉花产量有明显影响(减产10%以上),SFEW100 cm.d左右时棉花减产20%以上,SFEW253 cm.d时致棉花减产近半。     

咸水造墒条件下蕾期淹水对棉花生长的影响

为了探索棉花蕾期涝盐胁迫下的响应特征,采用筒栽试验,研究了不同矿化度咸水造墒条件下蕾期淹水对棉花生长过程的影响。结果表明:当造墒水矿化度大于2g/L后,棉花的出苗率、株高、茎粗、叶面积和干物质质量显著降低;与正常处理相比,蕾期淹水处理的棉花叶片叶绿素相对含量、株高、干物质质量和成铃数降低,茎粗增加;蕾期淹水进一步加重了盐分胁迫下棉花株高和叶面积的生长,但造墒水矿化度大于2g/L的淹水处理在排出淹水后40d出现了2次生长。综上所述,涝盐胁迫对蕾期棉花生长的抑制表现出叠加效应,盐分胁迫程度相对较高的处理在排出淹水后棉花表现出生长补偿效应。     

利用累积湿润指数评估湖北棉花生育期内旱涝灾害特征

【目的】揭示湖北省棉花生育期内旱涝灾害特征,为棉田旱涝灾害防控工作提供依据。【方法】基于湖北省1961―2019年26个典型气象站点逐日气象资料计算了棉花生育期内旬累积湿润指数,以此分析棉花各生育期内旱涝变化特征,并揭示各生育期内旱涝强度与棉花气象产量的关联性。【结果】湖北省平均涝渍强度除棉花蕾期外,苗期、花铃期和吐絮期均呈下降趋势,平均干旱强度在除吐絮期外的其余生育期均呈下降趋势。平均涝渍强度在1965年苗期发生显著(p0.05)增强,在1965年和1985年吐絮期分别发生显著增强和减弱;平均干旱强度在1975年吐絮期发生1次显著的降低。湖北棉花旱涝灾害以涝为主,干旱次数较少且强度较低。棉花易在苗期和蕾期受涝,湖北省平均涝渍频率分别为58.42%和48.98%;易在花铃期和吐絮期受旱,湖北省平均干旱频率分别为10.59%和11.00%。涝渍频率整体呈西南部最高的特征,干旱频率整体呈现中北部高、西南部低的特征。棉花在花铃期最易因涝减产,且仅在该时期内气象产量与涝渍强度极显著(p0.01)相关;此外,涝害的减产作用大于干旱。荆门市、孝感市和黄石市蕾期为因涝减产的高风险地区/时段;黄冈市花铃期为因旱减产的高风险地区/时段。【结论】湖北省棉田旱涝防治工作以除涝为主,尤其需注意在蕾期和花铃期内及时灌溉和排水;各地区的旱涝防治工作因旱涝形式和发生时期而异。     

田间涝渍与棉花产量之间的关系

【目的】定量分析涝渍对棉花产量的影响。【方法】根据1999—2016年棉田5—8月涝渍监测资料,将田间涝渍分为4种情形:一次持续受渍过程、多次受渍过程、一次涝渍连续过程和多次涝渍过程。以地下水连续动态指标(SEW30)反映田间受渍程度,以降水引起的田间涝水深累积值(SFW)反映田间受涝程度,以田间积水期间地下水连续动态指标与地表水涝水深累积值之和(SFEW30)反映涝渍综合影响程度,研究了涝渍对棉花产量的影响。【结果】在棉花生育期内仅发生1次受渍过程,且地下水埋深小于30 cm的时间(Tg-30)为2～4 d,减产幅度在8%以内;多次受渍,且Tg-30介于10～20 d之间,减产幅度一般为10%～20%。在涝渍伴随发生条件下,花铃期受涝持续时间4～10 d,地下水埋设小于30 cm的持续时间为7～13 d,结果造成棉花减产25.8%～49.1%;无论苗期、现蕾期还是花铃期,半月内多次受涝、受渍,且受涝累计时间不少于5 d,棉花减产达35.0%～49.5%。此外,作物相对产量与SEW30、SFW、SFEW30极显著线性相关。【结论】多次受涝、受渍均造成棉花减产;相同持续时间的涝害和渍害,涝造成危害远大于渍害。     

水分调控对麦茬棉产量和水分利用效率的影响

为研究麦后移栽棉对水分调控的响应,于2012年6月~2012年10月通过人工控水试验研究了水分供应对麦后移栽棉生长、产量和品质的影响。小区试验结果表明,蕾期轻度水分亏缺花铃期充分灌水处理(T2)的籽棉产量、成铃数以及单铃质量均为最大,但蕾期和花铃期轻度水分胁迫处理(T4)的产量与处理T2差异不显著,但水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了23.93%和34.01%;管栽试验结果表明,对照处理(T7)的单株成铃数的收获籽棉产量均最高,与对照处理相比,全生育期轻度水分胁迫处理(T8)减产3.98%,水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了9.70%和20.02%;桶栽试验结果表明,灌水定额为1.6倍ETp处理(T11)的籽棉产量和单株成铃数均最高,与处理T11相比,灌水定额为1.3ETp处理(T12)的籽棉产量仅降低了9.7%,而灌水定额为1.0 ETp处理(T13)的籽棉产量降低了30%。说明适宜的水分胁迫(灌水下限为60%~65%FC,灌水上限为80%~85%FC)有利于麦后移栽棉的高产和水分利用效率的提高。     

中稻灌浆期对淹水胁迫的响应及排水指标研究

为了定量揭示淹水胁迫对水稻的影响和科学评估灾损并在此基础上提出相应的排水指标,在中稻(丰两优香1号)灌浆期设计了不同淹深(株高的1/4、1/2、3/4和4/4高度)及不同淹水持续时间(3、6和9 d)交互试验,研究了稻株生长和代谢对淹水胁迫的响应。结果表明,中稻灌浆期受淹水胁迫后,株高、节间显著增长;剑叶中的MDA质量摩尔浓度和POD活性随着淹水时间和淹水深度的增加会逐步上升;剑叶中的SOD活性和根系中POD和SOD活性的变化趋势为:当淹水时间为3 d时,会随着淹水深度增加而升高,而达到6 d和9 d时会呈现先升高后降低的趋势;根系中的MDA表现较灵敏,在同一淹水时间下,其质量摩尔浓度均会随着淹水深度增加呈现先增高后降低的趋势。在产量构成方面主要表现为穗结实率显著下降,其次是千粒质量和实际产量降低,当受涝深度分别为1/4PH(株高的1/4)、1/2PH、3/4PH和4/4PH时,受涝时间达到3 d以上,水稻会分别减产10.73%、10.82%、22.23%和45.81%以上。若以水稻减产20%为排水指标,当中稻灌浆期受到株高的(灌浆期株高137 cm)1/4、1/2、3/4和4/4高度的涝水时,应分别在9.9、5.0、3.3和2.5 d内将田面涝水排到其田面正常蓄水深度。     

盐土条件下不同品系藜麦生理特性和 产量指标对花期渍水胁迫的响应

【目的】探索盐土条件下不同藜麦品系花期遭受渍水胁迫的响应机制,促进沿海地区藜麦的引进、选育和推广种植。【方法】选取4个藜麦品系(SL 21、SL 44、SL 24和SL 45),采用盆栽实验,以不渍水为对照(CK),研究了盐土环境下藜麦花期对不同渍水持续时间(4、8和12 d)的生理特性和产量构成响应,并明确了排水指标。【结果】盐土条件下,随着渍水时间的增加,4个品系藜麦叶片的丙二醛(MDA)物质的量浓度呈增加趋势,叶绿素Chl(a+b)量、可溶性蛋白(SP)量、可溶性糖(SS)量、光合指标参数(Pn、Tr、Gs、Ci)和叶绿素荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm)均呈降低趋势。渍水4 d后,4个品系藜麦叶片MDA物质的量浓度显著均高于CK,SL 21和SL 24的Chl(a+b)量和SS量显著低于CK,但4个品系的Pn、Fv/Fo和Fv/Fm未受到显著影响,渍水胁迫对SL 24和SL 45光合特性参数的影响大于SL 21和SL 44。渍水持续12 d后,4个品系的各项生理指标均显著低于CK,藜麦生理代谢遭到严重破坏。在产量构成上,每株主穗产量占总产量的65%以上,4个品系在渍水4 d后单株总产量均显著降低,产量高低表现为SL 44>SL 21>SL 24>SL 45,在渍水8 d后主穗产量和千粒质量显著低于CK,渍水持续12 d后,分枝产量绝收。【结论】4个品系中SL 44的耐渍性相对较好,若在花期遭遇涝渍灾害,以藜麦减产15%~20%作为排水控制标准,允许的渍水时间为3.2~4.1 d。     

冬小麦不同生育期受涝对其生长和产量的影响

以当地小麦品种新原958为对象,在孕穗期和灌浆期分别进行1、3、5和7 d的淹水处理,并以当地常规灌溉处理为对照(CK)在测坑中进行受涝试验,观察和分析了涝害对冬小麦生长和产量的影响。结果表明,孕穗期和灌浆期淹水处理对小麦叶绿素、灌浆速率和产量有一定的抑制作用,且随着淹水历时的增加,抑制作用越明显。与CK相比,孕穗期淹水7 d(wb7)处理的叶绿素显著降低了16.64%,籽粒灌浆速率降低了95.02%,产量降低29.6%,千粒质量降低了6.15%;灌浆期淹水7 d(wg7)处理的产量较CK减产25.9%。孕穗期和灌浆期淹水处理都会造成小麦减产,尤其是孕穗期淹水处理。因此,在小麦生产的日常管理中,应及时采取排水措施,以免造成小麦减产。     

孕穗期高温与涝对水稻光合特性和产量的影响

【目的】探究孕穗期高温与涝胁迫对水稻光合特性和产量的影响。【方法】采用盆栽试验,设置3个胁迫处理,分别为涝胁迫(T1,15 cm),高温胁迫(T2),高温×涝胁迫(T3,15 cm),以浅水勤灌为对照(CK),分析了孕穗期高温与涝胁迫条件下水稻光合特性和产量变化。【结果】孕穗期胁迫结束后,T2处理相比CK降低了水稻的光合速率,较降低了30.77%,T3处理会增加水稻叶片的SPAD值和光合速率以及气孔导度,尤其是气孔导度较CK显著增加了51.90%;所有胁迫处理的地上部干物质量都低于CK,直至成熟期,T1、T2和T3处理的地上部干物质量分别较CK显著降低了6.65%、32.40%和12.98%;T2和T3处理均会降低水稻产量,且分别较CK显著减产80.09%和12.33%,千粒质量分别较CK下降了16.31%和11.86%;且T3处理千粒质量和产量分别较T2处理显著增加了5.32%和3.40倍。【结论】水稻孕穗期若遭遇极端高温天气时,可以将田间水层保持在15 cm左右,以缓解高温对水稻造成的热害。     

不同灌水量对盆栽棉花干物质积累和分配的影响

为研究不同灌水量对转基因抗虫棉生物量的影响,在盆栽条件下,以华杂棉H318为试验材料,参照自然蒸发量,设置5个灌溉处理(T1、T2、T3、T4、T5),研究不同灌水量对棉花干物质积累和分配的影响。结果表明,随灌水量增加,生殖器官干质量和铃数呈上升趋势,根系和地上部分生物量增加。"果节/叶面积"以T5最大,"铃数/叶面积"T1最高,"生殖器官干质量/叶面积"随灌水量减少而降低。T3处理根冠比和生殖器官干物质分配率较高,生物量灌溉水利用效率最大。在提高水分利用效率的前提下,T3为最佳的灌水比例。     

高温与涝交互胁迫对水稻孕穗期生理指标的影响

我国黄淮以南地区水稻易遭受高温与涝交互胁迫影响。【目的】充分利用雨水资源,降低面源污染,为暴雨后稻田恰遇高温时排水管理方式提供理论依据。【方法】通过盆栽试验,设置5个高温与涝交互胁迫处理(T1:高温,T2:高温与轻涝,T3:高温与重涝,T4:轻涝,T5:重涝)和1个对照(CK:常规灌溉),观测了孕穗期水稻剑叶叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和抗氧化酶系统,研究了孕穗期高温与涝交互胁迫对水稻剑叶生理指标的影响。【结果】①孕穗期高温与涝交互胁迫处理降低水稻叶片叶绿素量,T2处理和T3处理分别较CK降低17.27%和19.54%,但恢复自然生长条件20 d后,T2处理表现出一定的超补偿效应,叶绿素量超过CK,且较CK增加12.22%;②孕穗期高温与涝交互胁迫后,水稻叶片中可溶性糖量先增加后降低,尤其是T2处理,胁迫结束时,较CK增加12.36%,恢复自然生长条件20 d后,较CK降低33.33%(P<0.05);③孕穗期高温与涝交互胁迫会提高水稻剑叶中SOD、POD、CAT活性,胁迫结束时,T2处理(高温与轻涝交互)的SOD、POD和CAT活性分别较CK提高102.08%、43.42%和39.80%(P<0.05)。【结论】孕穗期高温与涝交互胁迫可以降低水稻叶片的叶绿素量,可以增强水稻叶片中抗氧化酶的活性;与单一的高温相比,高温与涝交互胁迫可以降低高温对水稻的伤害,但与单一的淹涝相比,高温与涝交互胁迫起到一定的加剧作用。     

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻生理指标的影响

采用盆栽试验,以常规灌溉为对照(CK),研究了水稻在分蘖期轻度旱涝交替胁迫(T-LD)和重度旱涝交替胁迫(T-HD)前、后及复水后各个生育期的部分生理指标变化,以探讨旱涝交替胁迫对水稻生长影响的机理。结果表明,T-LD处理的水稻叶片硝酸还原酶(NR)活性显著高于T-HD处理和CK;与CK相比,旱涝交替胁迫处理显著降低了水稻叶片中丙二醛(MDA)的质量摩尔浓度和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,显著增加了水稻叶片中叶绿素总量;复水后(黄熟期)GS活性均明显提高并高于CK。说明分蘖期旱涝交替胁迫可以增强水稻叶片的生理活性,延缓叶片衰老,不会降低水稻后期的耐淹能力。