雨水利用与水土保持和农业持续发展

雨水资源是西北黄土高原旱作区农田生产的主要水源。该区域年均雨水总量２７５７亿ｍ＾３，是当前前年地表水和地下水用量的９．２倍。因降水时空分布不均，“易失多变”，水土流失和干旱问题严重，卫水利用率４０％左右，作物水分利用效率仅３．０－４．５ｋｇ（ｈｍ＾２．ｍｍ）。人工收集与调配利用雨水，是水土保持和农业生产的一个结合点，可使降寸桑加增效，人工收集利用雨水在西北历史悠久，有坝、塘、池、井、窖和卫坡梯田等     

富平县东新村以节水为中心的农业综合调查与规划

在对东新村社会经济基本情况，农业气候资源，水资源及灌溉现状，土地资源及利用现状和种植业现状进行调查的基础上，对东新村当前的农业生产现状进行了综合分析评价，认为东新村光，热，土地资源丰富，但属严重缺水灌溉，在渭北地区具有典型代表性，具有建立以节水为中心的农业综合综合试验区的基本条件和要求，最后就今后４－５年内的规划提出了初步设想。     

水分胁迫对不同倍性小麦穗部干物质积累和分配及转运的影响

为了进一步挖掘小麦穗部的干物质生产潜力,以野生一粒小麦（Triticum boeoticum,二倍体）、野生二粒小麦（T.dicoccoides,四倍体）、碧蚂1号（T.aestivum Bima 1,六倍体）3种不同染色体倍性小麦为材料,在干旱和灌水两种水分处理下,比较不同倍性小麦品种穗部干物质分配规律、转运特性及对产量的贡献率。结果表明,在两种水分条件下,不同倍体小麦穗部各器官干物质分配规律存在差异,与六倍体和二倍体小麦相比,四倍体小麦的穗轴、颖壳干物质分配率最低,其花前干物质转运量、转运效率及对籽粒的贡献率最高。六倍体的花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率均大于其他两种小麦。水分胁迫由于降低了营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的再分配及花后干物质的积累与转运,从而降低了产量。水分胁迫下,四倍体小麦的产量下降幅度最小,可能与四倍体小麦穗部干物质分配率低、转运效率高有关,其穗部器官干物质能更多地向籽粒转运分配,滞留物最少,使得千粒重增加。因此,水分胁迫下,四倍体小麦表现出更强的耐旱性。     

不同倍性冬小麦根系生长对水分和密度的响应

为探讨不同倍性冬小麦根系生长对水分和密度的响应,利用3个倍性小麦材料（二倍体栽培一粒、四倍体栽培二粒、六倍体现代品种‘长武134’）通过在不同水分条件下进行密度试验,研究其拔节期和开花期的根系生长和水分消耗特征,结果表明,在拔节期密度的增加显著提高了小麦根系干物质累积量和根长总量,而竞争加剧使得高密度处理的根量优势到花期显著减弱;拔节期四倍体和六倍体的根重和根长均表现出高于二倍体的趋势,花期各倍性材料之间的根重无显著差异,但是高倍性材料仍保持显著的根长优势;干旱和高密度处理均减少了花期根系在表层的分布,增加了深层根系的分布量,利于深层水分的利用。最终得到结论,六倍体现代小麦根系在不同生育期的根系干物质分配更利于产量增长,而在水分亏缺地区构建合理的群体有益于根系下扎,从而促进土壤深层水分的利用,并提升产量。     

剪根与水分胁迫对小麦单根和细胞导水率及TaPIP基因表达的影响

剪去小麦部分根系能瞬间打破其水分平衡,研究根系导水特性对剪根的响应有助于解释静水压对作物根系吸水的调节机制。通过对苗期小麦(Triticum aestivum)剪根与水分胁迫处理,用压力探针技术测定单根和细胞两种尺度上的根导水特性变化,以及根中TaPIP1;2和TaPIP2;5的转录调节变化。结果显示,剪根处理或水分胁迫处理使叶片蒸腾速率和气孔导度均显著低于对照,而单根导水率和细胞导水率均与对照无显著差异。剪根处理的叶片蒸腾速率、气孔导度、叶水势、单根导水率和细胞导水率均显著高于水分胁迫处理,而剪根且水分胁迫处理的各参数均显著低于其他处理。各处理的单根导水率与细胞导水率显著正相关。各处理根中TaPIP1;2和TaPIP2;5相对mRNA含量的变化规律与单根和细胞导水率的变化规律相似。剪根处理显著上调了TaPIP1;2和TaPIP2;5转录,水分胁迫处理显著下调了其转录,但TaPIP1;2和TaPIP2;5在剪根且水分胁迫处理中的转录水平最低。这些结果表明,小麦的根导水特性在单根尺度和细胞尺度上具有一致性;剪根短期内能够增加小麦幼苗的水分敏感性。推测TaPIP1;2和TaPIP2;5参与了静水压对小麦根导水特性的调节过程。     

半干旱地区不同年代冬小麦品种根系生长和水分利用效率对种植密度的响应

优良的品种与科学合理的种植密度是提高小麦产量的基础。试验以3个不同年代在黄土高原半干旱地区大面积推广的冬小麦品种为试验材料,设置了3个种植密度（100万株/hm²、250万株/hm²、350万株/hm²）,通过田间小区实验研究了种植密度对其根系生长,产量及其水分利用效率的影响。结果表明:不同年代冬小麦品种的根系生长,水分利用效率及其产量对种植密度的响应不同。1960s品种（丰产3号）的根系生长、产量及水分利用效率随种植密度的增加而降低;1980s品种（小偃6号）在中密度时根系生长,产量及水分利用效率最大,低密度次之,高密度最小;现代品种（长旱58）根系生长,产量及水分利用效率随种植密度的增加而提高。在本实验条件下,现代品种较前品种的最高水分利用效率和最高产量均显著增加,而相应的根重密度和根长密度却显著降低。这表明在黄土高原半干旱地区小麦品种更替过程中,小麦的根系生长可能存在对其产量和水分利用效率不利的冗余,只不过这种根系生长的冗余随品种的更替而降低,并因此提高了其水分利用效率和产量。     

水分亏缺条件下玉米根系TIP1-1基因的表达

以一组具有不同抗旱性状的玉米遗传材料杂交种户单4号(抗旱)及其父本803（不抗旱）,母本天四（抗旱）为供试材料,以微管蛋白基因为内参基因,水通道蛋白基因TIP1-1为检测基因,在PEG-6000模拟水分亏缺条件下,采用半定量逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）体系检测TIP1-1基因在玉米根系中的表达情况。在正常     

不同倍性小麦材料对水分和密度条件的响应

以栽培一粒(2n)、栽培二粒(4n)和长武134(6n)为材料在大型活动防雨棚条件下研究不同倍性小麦材料在不同密度和水分条件下的产量适应性变化.结果发现,在两种水分条件下随着染色体倍性从2n→6n的增加,产量、千粒重、水分利用效率(WUE)和收获指数均呈增加趋势,在水分胁迫下各材料穗粒数和穗数则呈降低趋势,而在正常供水下穗粒数则呈增加趋势.在水分胁迫下栽培一粒、栽培二粒和长武134最高产量分别出现在中、低、高密度群体,而同一材料不同密度群体间变异系数分别为6.73%,1.98%,9.07%;不同倍性材料千粒重均随着密度增加而减小,而穗数则逐渐增加,二倍体的穗粒数以中密度最高,四倍体的穗粒数随着群体密度的增加而减小,六倍体则相反;三种材料WUE和收获指数分别以低、高、低密度最高.正常供水下随着染色体倍性从2n→6n的增加,三个倍性材料最高产量分别出现在高、低、低密度群体,而同一材料不同密度群体间变异系数分别为6.01%,17.12%,2.46%;千粒重表现为中密度>低密度>高密度,而穗粒数均以低密度群体最高,二倍体和四倍体以高密度群体最低,六倍体则以中密度群体最低,穗数则随着密度群体增加而增加;二倍体WUE以高密度群体最大,中密度最小,四倍体和六倍体随着群体密度的增加而逐渐减小,二倍体收获指数以低密度最高,中密度最低,四倍体和六倍体表现为低密度>中密度>高密度.上述研究结果为干旱半干旱地区小麦节水高产栽培和育种提供了理论依据.     

植物水分利用效率及其研究进展

概述了植物水分利用效率（WUE）的研究进展，并重点就植物水分利用效率的影响因子、植物品种间WUE差异的生理生化基础及其遗传背景、植物水分利用效率研究方法的改进以及今后的研究重点进行了讨论。     

节水灌溉的生理生态依据

<正> 节水农业系指充分利用自然降水和有限灌溉水的农业,其特点是灌溉农业和旱地农业的结合,包括节水灌溉,农田水分保蓄、节水耕作方法和栽培方法,适水种植的作物布局以及与之相适应的节水新材料、新制剂和抗旱作物新品种的开发选育及节水管理体制的建立。其目的是在灌溉农业中节约大量用水的同时实现高产,在旱地农业中增加少量供水达到显著增产。节水灌溉是节水农业的中心,其研究内容包括工程技术和生物学两个方面,前者主要从蓄水、输水及灌水的