植物水分利用效率的影响因子研究综述

在概述植物水分利用效率(WUE)及其层次和测定、计算方法的基础上,介绍了影响植物WUE的内部因素(包括植物种类和品种、叶片解剖结构及生理生化特征等)和外部因素(包括气象、土壤、生物因素等),以及各自的作用机理,尤其是对气孔不均匀关闭、影响Δ13C在田间条件下表现较差的原因、冠层和叶边界层对植物WUE产生的效应及其作用原理进行了探讨,并提出了今后植物WUE研究的重点和方向。     

高大气CO_2浓度下C3植物叶片水分利用效率升高的研究进展

大气CO2升高不仅造成一系列的气候变化反应,而且对植物的生理、生长等都有显著影响。本文对高大气CO2浓度下C3植物叶片的气孔密度、气孔导度以及植物的光合、蒸腾作用和水分利用效率影响的研究进展进行了论述,认为高大气CO2浓度下,植物叶片气孔密度明显降低,而气孔导度同样也下降了约30%左右。光合速率的增幅一般为50%~100%,不同植物蒸腾速率下降幅度表现极为不一致,约为10%~70%,水分利用效率则呈上升趋势,且氮肥处理充足下的WUE增加幅度比氮肥处理不充足的大。本文对它们之间的相互关系进行了分析,为培育高水分利用效率和节水作物品种提供理论依据。     

干旱胁迫下不同玉米品种的耗水特性及其水分利用效率的差异

通过盆栽控水对12个玉米杂交品种的耗水量、生物学产量及其水分利用效率(WUE)进行测试,结果表明:12个品种的耗水量、干物质积累和WUE存在显著或极显著差异,其中郑单958、掖单13、陕单911这3个品种属于高水分利用效率、高产、耗水型品种;中单2号属于高水分利用效率、中产、中等耗水型品种;农大60、陕单902属于高水分利用效率、中产、节水型品种;户单1号、掖单19、沈单10号这3个品种属于中等水分利用效率,生物产量表现一般、节水型品种;户单4号、陕单9号和丹玉13这3个品种属于低水分利用效率、生物学产量较低、节水型品种。     

陇中半干旱区集雨补灌小麦玉米复合群体产量及水分效应

大田条件下研究了陇中半干旱区小麦/玉米复合群体集雨补灌的产量及水分效应。结果表明,复合系统的产量水平和水分利用效率(WUE)因补灌而显著提高,小麦组分也取得明显的边行优势。根据对产量、WUE和灌水利用效率(IWUE)的综合分析,认为在小麦播前补3 mm水,小麦拔节期、孕穗期各补21 mm水,玉米抽雄期补45 mm水是该区最理想的补灌模式。     

叶尔羌河流域胡杨不同叶形水分利用效率

文中以叶尔羌河流域荒漠河岸林典型建群种植物-胡杨(Populus euphratica)为研究对象,运用替代指标法,测定胡杨不同叶形(披针形、卵圆形和锯齿卵圆形)的比叶重、含水量、灰分、叶绿素、N和K等生理指标及土壤含水量,表征胡杨不同叶形的水分利用效率(WUE)。结果表明:运用比叶重、含水量、灰分、叶绿素、N五个指标,分析胡杨不同叶形水分利用效率为锯齿卵圆形>卵圆形>披针形,差异显著(P<0.05);K分析表明胡杨不同叶形水分利用效率为卵圆形>锯齿卵圆形>披针形,差异显著(P<0.05);相关文献中稳定碳同位素技术分析胡杨不同叶形水分利用效率为锯齿卵圆形>卵圆形>披针形。从上述分析结果可以看出,胡杨不同叶形的比叶重、叶片含水量、灰分、叶绿素、N均与稳定碳同位素技术分析结果一致,可以作为替代指标分析植物水分利用效率;叶片K与稳定碳同位素技术分析基本一致,与其他指标相比替代性较弱。     

植物生长调节剂对黄淮井灌区夏玉米水分利用效率的调控

植物生长调节剂的研制和应用为实现玉米高产稳产、节水栽培提供了新的条件。试验于2018年在河南新乡研究了植物生长调节剂对京农科728、新单61、先玉335等品种水分利用效率的调控效应,试验采用裂区区组设计,品种为主区,副区为植物生长调节剂和清水对照。结果表明,不同基因型夏玉米品种产量水平、水分利用效率存在显著差异(P0.05)。植物生长调节剂能显著改善玉米水分利用效率、增加籽粒产量(P0.05),其中,水分利用效率最高增幅达3.12%,籽粒产量最高增幅达3.09%。植物生长调节剂能显著降低倒伏率(P0.05),降幅最高达90.00%,重塑了玉米株型建成。植物生长调节剂调控玉米水分利用效率的效应发生机制,可能在于改变了激素信号转导关键基因表达量,进而使其内源激素如GA_3、ABA含量发生了变化。     

干旱对高产小麦宁麦9号旗叶光合特性的影响

通过土壤自然干旱法,以共有一亲本但产量较低的宁麦8号为对照,研究了高产小麦宁麦9号旗叶光合特性。结果表明,土壤相对含水量RWCS、叶片相对含水量RWCL、净光合速率Pn、气孔导度gs、蒸腾速率E以及叶肉导度gm在整个自然干旱过程中不断降低;在干旱前8d,胞间CO2浓度Ci降低,水分利用效率WUE增加,而在干旱的8～12d,Ci增加,WUE降低。Pn与gm的变化呈显著的正相关(R2=0.938,P<0.0001),而与gs无明显的相关性。因此,在土壤干旱胁迫下,叶肉导度gm是抑制Pn的主导因素,而gs的影响较小。和宁麦8号相比,宁麦9号具有较高的Pn、gs、gm、WUE和较低的E。因此,较高的光合能力、水分利用效率以及较强的抗旱性可能是宁麦9号高产的生理基础,而其抗旱性强可归结为水分利用效率较高。     

土壤干旱时苹果果实对叶片水分利用效率的影响

以盆栽新红星苹果树为试材,研究了土壤干旱条件下果实对水分利用效率（WUE）及有关参数日变化的影响。结果表明：有果短枝叶的WUE高于无果短枝叶,有果短枝叶的叶水势（Ψw）和相对含水量（RWC）高于无果短枝叶。果实对WUE的调节是通过提高其周围叶片的光合和降低蒸腾两个生理过程双重作用的结果。     

不同保护性耕作方式对冬小麦叶片水平水分利用效率的影响

比较河西灌区传统耕作方式和4种保护性耕作方式对冬小麦抽穗期旗叶叶片水平水分利用效率以及与之相关生理生态因子的影响,探索高产节水、保护耕地的冬小麦栽培措施。结果表明:秸秆翻压(TIS)、免耕(NT)和免耕覆盖(NTS)的耕作方式使冬小麦的叶片水分利用效率(WUEl)日变幅缩小,而免耕立茬耕作方式(NTSS)使冬小麦WUEl日变幅加大;NT、NTS和TIS的日光合量均明显高于传统耕作,但由于它们的日蒸腾量也明显高于传统耕作(T),使得这三种耕作方式的日累积水分利用效率和日平均水分利用效率都低于T。NTSS和T耕作方式的叶片水平水分利用效率在11∶00~13∶00的高峰区有可能就是Pn和Tr达到优化组合的一种状态。免耕覆盖可以减少棵间蒸发,缓慢释放CO2,使植株间的CO2浓度升高,从而提高作物的水分利用效率;RHin是冬小麦水分利用效率(WUE)变化的一个重要值,在生产实践中采用各种提高RHin的生产措施,都能有效地提高作物叶片水平WUE。     

亏缺灌溉及叶面喷锌对番茄产量品质及水分利用效率的影响

通过盆栽试验,研究了3个土壤水分水平(W1:田间持水量的60%～65%、W2:75%～80%、W3:90%～95%)、两个锌溶液水平(Z0:0%、Z1:0.2%)对番茄生长、果实产量及品质、耗水、水分利用效率的影响.结果表明,随土壤水分的增加,番茄株高、植株生物量显著提高,W3处理的生物量分别比W2、W1高出20.8%和35.9%,但果实产量表现为先升高后降低的趋势,即W2＞W3 ＞W1的变化规律,过高的土壤水分或土壤干旱使果实产量明显降低;叶面喷施锌溶液对生物量的影响不明显,但使W1、W2、W3下的果实产量分别提高9.4%、9.2%和3.1%,且使果实口味改善、品质提高;土壤水分的提高使植株的耗水量增加,却降低了水分利用效率,水分和喷施锌溶液对以生物量计的水分利用效率影响不显著,但对以果实产量计和营养成分计的水分利用效率均达到显著程度,W2Z1处理的水分利用效率最高分别为:WUE产量=61.62 kg/m3、WUEVc=9.56 mg/m3、WUE糖=4.7 g/m3.