玉米苗期调亏灌溉的复水补偿效应

利用盆栽人工控水的方法,在玉米苗期造成不同强度的干旱胁迫,并在拔节期复水至充分供水和轻度胁迫,研究不同程度的水分亏缺对苗期玉米生长发育、水分利用效率和根系活力的影响以及复水后的补偿效应。结果表明,干旱胁迫对玉米苗期的植株生长、干物质累积和分配、气孔导度、光合速率、蒸腾速率以及根系活力产生了不同程度的影响;拔节期复水后,各种指标表现出不同程度的补偿生长效应。     

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.     

不同氮素水平与水分胁迫对水稻秧苗素质的影响

通过温室水培试验,研究了秧苗期水分胁迫(PEG模拟)对水稻苗期生长生理特性的影响.结果表明:短期(5d)轻度水分胁迫,水稻秧苗的根冠比、叶片硝酸还原酶活性、根系活力和根系电导率提高;且根冠比随氮素水平的上升而降低,而叶片硝酸还原酶活性和根系活力则相反;随水分胁迫时期的延长,根冠比增加趋势减弱,硝酸还原酶活性和根系活力降低.轻度水分胁迫对叶片叶绿素、丙二醛、各器官可溶性糖和氮含量的影响不大.     

拔节孕穗期水分胁迫对水稻生理特性的影响

采用盆栽试验研究了水稻拔节孕穗期水分胁迫复水后的光合特性和生理活性。结果表明,胁迫后复水叶片净光合速率日变化为双峰曲线,有明显的光合午休,对照则为单峰曲线。轻度5 d胁迫处理的叶片在复水后其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)均高于对照;轻度10 d和重度5 d处理在午前较低而在午后高于对照,但重度10 d处理则低于对照。轻度胁迫处理复水后叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素(CAR)含量和叶绿素(a b)总量均可超过对照,表现出超补偿效应,而重度水分胁迫处理则低于对照。复水短期内胁迫处理丙二醛(M DA)浓度均低于对照,后期则高于对照。长历时水分胁迫降低了水稻的产量和干物质累积量,而短历时胁迫处理与对照接近。     

干旱胁迫对豌豆根系形态及产量的影响

采用盆栽方法,研究了55%的土壤相对含水量在分枝期、孕蕾期、花荚期进行15 d历时的干旱胁迫对豌豆干物质累积、根系生长及产量的影响。结果表明,与全生育期正常供水(75%)相比,三种干旱胁迫处理均降低了豌豆的干物质累积量,胁迫时期越早,复水对豌豆地上部干物质累积的补偿效果越好,分枝期干旱胁迫在成熟期达到了等量补偿;干旱胁迫均显著抑制了根系的生长,分枝期干旱胁迫对根系生长的抑制具有滞后效应,胁迫结束时与对照间差异不显著,在花荚盛期显著低于对照,孕蕾期干旱胁迫根系的复水补偿生长作用较好,各根系形态指标在成熟期均达到了超越补偿;三种胁迫方式均抑制了根瘤的形成及其生长,且复水后均产生了不足补偿,胁迫时期越早,补偿效果越差;花荚初期干旱胁迫对豌豆产量的抑制作用最大,比对照低20.41%,其次为孕蕾期,比对照低6.63%,分枝期干旱胁迫不影响子粒产量。     

不同土壤水分处理对冬小麦根冠生长的影响

通过温室冬小麦不同水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%～100%,65%～55%,35%～45%)盆栽试验,研究了冬小麦根冠对水分的响应。试验结果表明:不同供水量并不影响冬小麦根系、冠层干物质累积过程的总趋势,但随胁迫的增强,根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低,且二者并不呈线性相关关系;根冠比(R/S)随胁迫的增强而增大;水分供应量的减少缩短了冬小麦的生育周期,随胁迫的增强,根冠生物量最大值出现的时间提前;充分供水的处理则有最大的根冠比(R/S)。这可能是由于水分胁迫发生,大量的同化产物运往根系,分配于根系的同化干物质增加,调整了根系的结构,改善其功能以增大水分的吸收量,缓减植株由于缺水造成的损失,导致根系干重增加,根冠比增加。对于供水超过75%的植株,根冠比达到所有处理的最大,可能原因为过量水分促使庞大根系的建成,从而消耗较多的同化产物,使根重增加,冠重减少。     

局部高浓度硝酸盐供应对玉米根系 形态及氮累积的影响

以郑单958和鲁单981为研究对象，进行水培分根试验，在正常供水和水分胁迫条件下，分别以均匀低浓度硝酸盐处理主根和种子根(LPR-LSR)、局部高浓度硝酸盐处理主根（HPR-LSR）和局部高浓度硝酸盐处理种子根（LPR-HSR），测定分析根系形态、生物量以及氮含量。结果表明：与氮低效鲁单981相比，氮高效郑单958具有较高的主根根长、根表面积、根系生物量、地上部生物量和氮累积量。水分胁迫条件下，郑单958和鲁单981的主根的根长、根表面积、根体积、地上部生物量和氮累积量总体上均低于正常水分条件。玉米主根和种子根对局部高浓度硝酸盐的反应存在差异。与均匀低浓度硝酸盐处理相比，局部高浓度硝酸盐处理促进正常水分条件下主根和种子根根系的生长，尤其是根长和根系表面积；在正常水分条件下，主根根长和根系表面积增加幅度范围为6.8%~27.3%和1.9%~21.9%，除HPR-LSR处理条件下的郑单958外，种子根根长和根系表面积增加幅度范围为30.4%~92.7%和10.5%~135.1%；在水分胁迫条件下，主根根长和表面积增加幅度范围为24.6%~152.9%和62.1%~229.9%，然而种子根根长降低了10.0%~29.9%，表明水分胁迫会影响种子根对高浓度硝酸盐的响应。除水分胁迫条件下LPR-HSR处理外，局部高浓度处理可同时增加两侧根系的生物量和氮累积量。无论是正常供水还是水分胁迫，与LPR-LSR处理相比，局部高浓度硝酸盐供应均能够增加地上部生物量以及氮累积量，在LPR-HSR处理条件下，增加幅度范围分别在35.0% ~107.9%和162.9%~291.1%，在HPR-LSR处理条件下分别为56.7%~109.4%和204.1%~377.0%，HPR-LSR处理条件下增加幅度较大，表明在氮素非均匀分布环境中，当主根处于高浓度硝酸盐区域时将会更显著促进生物量的增加和氮累积。     

水分胁迫条件下接种菌根对玉米抗旱性的影响

采用土培试验研究了水分胁迫条件下接种菌根对玉米生长发育、光合作用、养分吸收和水分利用的影响。结果表明：土壤干旱使植株地上部及根系的生长量比对照显著下降，植株的形态发育受到抑制；接种VA菌根菌的植株体内磷营养状况得到改善，提高了土壤磷的有效利用率。接种菌根减轻了水分胁迫对植株生长的抑制程度，提高了植株叶片光合强度，增加了干物质积累。试验结果表明，菌根可以改善植株的水分状况，使叶片相对含水量增加，复水试验表明菌根植物比非菌根植林从干旱逆境中恢复水分的速度要快得多，同时也提高了植株水分利用效率。     

不同形态氮素营养对水稻抗旱性影响的研究

采用溶液培养方法,在不同水分胁迫强度下,分析不同氮素形态(铵态氮、硝态氮、铵硝混合态氮)对水稻生长状况与水分关系的影响.结果表明:在轻度水分胁迫(5%PEG,约相当于-0.05 MPa)条件下,供铵和供铵硝混合态氮水稻生物量高于正常水分条件下的相应供氮形态处理,说明适度水分胁迫可以刺激这2种供氮形态水稻的生长;在重度水分胁迫(10%PEG,约相当于-0.15 MPa)条件下,仅供铵态氮水稻生物量高于正常水分条件下的相应供氮形态处理.此外,在水分胁迫条件下,供铵态氮水稻根系总长、根表面积和根系体积受水分胁迫影响不明显.重度水分胁迫条件下,供铵态氮水稻单位茎截面积的伤流液流速、水分利用率等都显著高于其他供氮形态水稻.因此,与其他氮素形态相比,供应铵态氮可以增强水稻在干旱环境下的生长.     

水分胁迫持续时间对冬小麦根冠生物量累积的影响

为了解冬小麦根、冠对土壤含水量变化的响应,对不同水分条件下温室盆栽冬小麦作了分析研究。该试验包括七个水分状态,充分供水A处理(75%~100?,FC为田间持水量),中度胁迫B处理(55%~65?)和重度胁迫C处理(35%~45?)以及分蘖期开始中度、重度胁迫到孕穗期复水的BA1、CA1处理和抽穗期复水的BA2、CA2处理。试验结果表明:分蘖期开始的水分胁迫无论何时恢复供水都不影响冬小麦根、冠生长过程的总趋势;但随胁迫程度、胁迫持续时间的增加,胁迫期内根、冠的相对生长率,根、冠总重均降低,但根重占有量增大,且水分供应量的减少和胁迫时间的延长使冬小麦生育周期提前结束;随胁迫的增加,胁迫时间的延续,最大根重减小,但较大根重维持的时间延长;当复水后,各处理对复水存在不同程度的滞后效应和激发补偿生长,导致短期胁迫的根重占有量小于长期胁迫处理,中度胁迫小于重度胁迫,冠重也随之改变。造成此现象的原因:水分胁迫影响植株的功能,但自适应能力的作用促使分配于根系的同化物质增加,改善和提高根系的吸水能力,缓减植株由于缺水造成损失;对于供水超过75?的植株,生育后期的冠重占有量较小,根重较大则归因于生长过程已形成的庞大根系。     

沟灌渗透对直播水稻干物质积累和产量的影响

采用田间对比试验、植株分析方法,研究了相同畦宽(200cm)、不同灌水量的沟灌渗透栽培和常规淹水栽培对直播水稻茎蘖生长及干物质积累的影响。结果表明:不同时期直播水稻茎蘖生长、干物质积累、冠层叶性状和产量在不同处理之间均存在一定的差异;其中,以处理1(节水38.6%的沟灌渗透)的茎蘖生长适宜,分蘖质量高,干物质积累量大,冠层叶叶绿素含量高,有效穗数、穗长、穗粒数、实粒数和千粒重显著高于常规淹水处理,增产达8.74%。     

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。     

分蘖期干旱胁迫下养分管理对双季晚稻生长及产量的调控效应

针对丘陵双季稻区易发生季节性干旱导致养分供应受阻、水稻生长发育受影响、产量下降等问题,研究了干旱条件下5种养分管理措施(即T1:增施钾肥+喷清水;T2:叶面喷施0.2%Zn SO4;T3:增施钾肥+叶面喷施肥0.2%Zn SO4;T4:提高后期施N比例+喷清水;CK:常规施肥+喷清水)对双季晚稻生长发育、产量形成以及产量的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫下,不同养分管理对双季晚稻生长发育和产量的影响具有明显的差异,其影响程度由强到弱依次为:T3T1T2T4CK。T3在分蘖期干旱胁迫下能有效促进水稻分蘖能力,提升苗峰值和有效分蘖数,最高分蘖数比CK高7.26%,并显著提高拔节期和齐穗期的叶片SPAD值、叶片光合速率和叶片蒸腾速率以及根系活力,同时还显著增加拔节期、齐穗期和成熟期地上部单株干物重,改善植株干物质的积累,其增幅分别在2.19%~25.22%,从而显著提高双季晚稻每公顷有效穗数、每穗实粒数、每穗总粒和结实率等产量构成因素,最终使双季晚稻在干旱胁迫条件下获得较高产量。T3的产量在所有处理中最高,达10.07 t·hm~(-2),分别比T1、T2、T4及CK高6.34%、7.70%、14.17%和25.56%。     

不同灌溉方式对水稻根系生长的影响

采用根箱试验研究了间歇灌溉与淹灌两种灌溉方式对汕优10号根系生长的影响.结果表明,间歇灌溉处理具有更高的根系活力,较高的根系生物量和较深的根层分布,抽穗以后土表10 cm以下根系生物量比例高于淹灌处理.这可能是间歇灌溉条件下,稻株氮素吸收及利用率增强,后期干物质积累及产量提高的重要生理原因.     

调亏灌溉对夏玉米根冠生长关系的调控效应

以夏玉米(zea may L. cv.)为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,进行调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对根、冠生长的影响研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段和调节亏水度,为建立节水高产、优质高效作物RDI模式提供技术参数。试验采用二因素随机区组设计,设置4个水分调亏阶段:三叶～拔节(Ⅰ),拔节～抽穗(Ⅱ),抽穗～灌浆(Ⅲ),灌浆～成熟(Ⅳ);每个调亏阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率分别为60%～65%FC(Field capacity)、50%～55%FC和40%～45%FC;设全生育期保持适宜土壤水分(75%～80%FC)作为对照(CK)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。结果表明,玉米生长中、后期水分调亏具有促进根系发育和减缓根系衰亡的"双重效应",反映出玉米根系在生育后期比生育前期对水分适应能力强的特性。玉米根冠比(R/S)受水分影响最大的阶段是三叶-拔节期,受水分影响最小的阶段是灌浆期;拔节-抽穗期水分调亏期间能显著增大R/S,复水后分配到冠层与根系的物质比较平衡,维持较为适宜的R/S,表明此阶段为通过RDI调控玉米R/S的适宜阶段。玉米三叶-拔节期水分调亏改善了穗部性状,表明在作物营养生长阶段的适度水分调亏有利于作物生殖生长。RDI可以有效调控根/冠生长关系,提高经济产量。     

不同水分处理对胡麻干物质积累与分配及水分利用效率的影响

在大田试验条件下,以陇亚杂1号为材料,设置不灌水(CK)、分茎水80 mm(T1)、分茎水60 mm+盛花水40 mm(T2)、分茎水80 mm+盛花水40 mm(T3)、分茎水60 mm+现蕾水40 mm+盛花水40 mm(T4)5个处理,研究了不同水分处理对胡麻干物质积累与分配、籽粒产量及其水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率,以T2处理最高,分别增加了91.37%、45.09%;灌水量过多显著减少光合产量向籽粒的分配,使籽粒产量降低;随灌水量增加,胡麻全生育期耗水量显著增大,籽粒产量先升高后降低,灌水利用效率显著降低;T2处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,分别比CK增加了40.72%、11.71%。综合考虑胡麻的籽粒产量和水分利用效率,T2处理为本试验条件下高产节水的最佳灌水处理。     

Low soil temperature reducing the yield of drip irrigated rice in arid area by influencing anther development and pollination

Drip irrigation can produce high rice yields with significant water savings; therefore, it is widely used in arid area water-scarce northern China. However, high-frequency irrigation of drip irrigation with low temperature well water leads to low root zone temperature and significantly reduce the rice yield compared to normal temperature water irrigated rice, for example, reservoir water. The main purpose of this paper is to investigate the effects of low soil temperature on the yield reduction of drip irrigated rice in the spike differentiation stage. The experiment set the soil temperatures at 18°C, 24°C and 30°C under two irrigation methods(flood and drip irrigation), respectively. The results showed that, at the 30°C soil temperature, drip irrigation increased total root length by 53% but reduced root water conductivity by 9% compared with flood irrigation. Drip irrigation also increased leaf abscisic acid and proline concentrations by 13% and 5%, respectively. These results indicated that drip irrigated rice was under mild water stress. In the 18°C soil temperature, drip irrigation reduced hydraulic conductivity by 58%, leaf water potential by 40% and leaf net photosynthesis by 25% compared with flood irrigation. The starch concentration in male gametes was also 30% less in the drip irrigation treatment than in the flood irrigation treatment at soil temperature 18°C. Therefore, the main reason for the yield reduction of drip irrigated rice was that the low temperature aggravates the physiological drought of rice and leads to the decrease of starch content in male gametes and low pollination fertilization rate. Low temperature aggravates physiological water deficit in drip irrigated rice and leads to lower starch content in male gametes and low pollination fertilization rate, which is the main reason for the reduced yield of drip irrigated rice. Overall, the results indicated that the low soil temperatures aggravated the water stress that rice was under in the drip irrigated environment, causing declines both in the starch content of male gametes and in pollination rate. Low temperature will ultimately affect the rice yield under drip irrigation.