水肥调控对水稻植株不同部位磷素含量及分配的影响

根据田间试验资料,分析了水稻植株的含磷量、磷素累积量以及不同部位的磷素分配.结果表明:两种灌溉方式下,与农民习惯施肥(FFP)相比,控制灌溉条件下实地氮肥管理(SSNM)提高了水稻叶片含磷量,生育后期叶片磷素累积量仍保持在较高的水平.同时在拔节孕穗期提高了茎鞘和根系含磷量,茎鞘磷素累积量有所上升.乳熟期SSNM处理水稻穗部含磷量高于FFP处理.两种施肥方式下,与淹水灌溉相比,控制灌溉降低了水稻叶片、茎鞘含磷量,但是在拔节孕穗期SSNM处理下控制灌溉提高了水稻根系含磷量,到了生育后期磷素累积量有所反弹,抽穗开花期控制灌溉水稻穗部含磷量显著高于淹水灌溉.水肥联合分析显示,控制灌溉与实地氮肥管理联合调控促进磷素向生长中心转移,提高了磷素的利用效率.     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

调亏灌溉对香梨叶片光合速率及水分利用效率的影响

试验研究了调亏灌溉对成龄库尔勒香梨树叶片生理指标的影响.在果实快速膨大前期分别施加了2种水分胁迫:轻度水分胁迫,灌水量为蒸发量的60％;重度水分胁迫,灌水量为蒸发量的40％.在果实快速膨大期,灌水量为蒸发量的80％.对照处理为香梨的整个生育期灌水量均为蒸发量的80％.结果表明,调亏灌溉期间,水分胁迫显著地降低了香梨树的叶片光合速率、蒸腾速率与气孔开度;果实快速膨大期,调亏处理恢复充分灌后,叶片光合速率、蒸腾速率及气孔开度均在一定程度上恢复,轻度调亏处理恢复到与对照相同的水平,而重度的水分胁迫处理却始终低于对照.叶片蒸腾速率比光合速率对土壤水分变化更敏感,水分胁迫可提高香梨树的叶片水分利用效率.     

不同生育时期土壤干旱后复水对水稻生长发育的补偿效应

以丰华占为水稻供试品种,通过盆栽实验,在水稻生长的不同生育时期分别进行水分胁迫处理,研究其对水稻植株形态、叶绿素含量、干物质积累及产量的影响。结果表明,不同生育期干旱胁迫后株高、分蘖有所下降,尤以分蘖期控水影响较大,恢复灌溉后大多可恢复到对照水平。各生育期遭受水分胁迫后,水稻地上部干重均有不同程度的降低,均达到显著水平,且复水后均始终低于对照处理。叶绿素含量控水处理后显著下降,恢复供水后除分蘖期可恢复到对照水平,其它处理则始终下降。干旱胁迫后水稻根系活力均显著上升,其中穗分化期、抽穗期干旱处理在复水后均仍然显著高于对照。不同生育期干旱对产量的影响强弱顺序为抽穗期>穗分化期>分蘖期>结实期。分蘖期控水主要影响有效穗数,穗分化期控水影响有效穗数、每穗粒数和结实率,抽穗期控水影响每穗粒数、结实率和千粒重,结实率控水影响结实率和千粒重。     

营养生长期水分胁迫和氮素对大豆干物质及产量的影响

为了揭示水分胁迫强度、历时和氮肥对大豆干物质积累及产量的影响机制,将三者有机结合起来,设计了大豆营养生长期水、氮交互作用对大豆干物质和产量影响试验。根系生长量随着水分胁迫强度的增强和胁迫历时延长呈单峰曲线变化,二者的交互作用对根系的影响更为显著,14d重度胁迫处理的根系达到最大值,为对照水平的1.33倍;地上干物质随氮素提高呈单峰曲线变化,在中度水分胁迫下,高氮处理的地上干物质平均为低氮处理的1.5倍;水、氮的交互作用对产量产生显著正效应,但符合报酬递减规律,14d各种水分胁迫及21d轻、中度水分胁迫下中、高氮处理的产量均产生显著的补偿效应,M14N3处理的产量达到最大值,为对照水平的1.18倍。水分胁迫强度、历时和氮素均是大豆产生补偿生长的关键因素,水分胁迫强度和历时的交互作用可以有效促进根系生长,而增施氮更利于茎叶的累积,正是由于水、氮的协同作用,使大豆处于更好的均衡生长状态,水肥资源获得更有效地利用,因而使产量产生了显著补偿效应。     

水分胁迫对盆栽冬小麦叶片生理生化的影响研究

采用盆栽方式种植,研究冬小麦关键生育期不同程度水分胁迫对冬小麦叶片生理生化的影响。结果表明：水分胁迫使小麦光合性能下降,拔节初期土壤相对含水量在45%以下,拔节中期在55%以下时,光合速率随生育进程呈明显下降趋势,拔节期保持土壤相对含水量在65%～75%之间可使蒸腾速率适当降低,减少水分损耗。游离氨基酸含量随拔节期胁迫程度的加剧呈先上升后下降趋势,随生育进程的推进而下降,花后7、14、21d时,处理间差异较大,28d时,处理间差异较小且氨基酸含量较低。灌浆期水分胁迫可使叶片中游离氨基酸含量增加,但胁迫过甚,叶片中氨基酸含量在短暂上升后将快速下降。花后28d时,拔节期水分胁迫使花后叶片可溶性蛋白含量增加,灌浆期水分胁迫使叶片可溶性蛋白含量下降。     

不同水分胁迫下的小麦/玉米间作群体响应机理研究

为探明不同水分胁迫下小麦/玉米间作群体响应机理,试验设置了1个充分灌水、3个不同水分胁迫程度间作处理及2个充分灌水单作对照处理。结果表明:共生期内,各间作处理间普遍存在小麦条带水分捕获当量比高于玉米条带的现象,随水分胁迫的加剧,此趋势愈加明显;随着生育期的推进,此趋势渐弱甚至出现反转,而带间的水分相对竞争能力则呈现逐渐下降的规律。在根系分布特征方面,充分灌溉下间作群体平均根系分布深度为17. 15～17. 24 cm,其根质量密度的90. 42%～90. 77%分布于耕层内,其中小麦为87. 49%～88. 70%,玉米为92. 63%～92. 81%,而水分胁迫会显著影响间作群体根系的空间分布。在间作优势方面,要保持间作优势,每次灌水最少需满足80%左右的田间持水率,随水分胁迫程度的增加,间作群体土地当量比呈现先微升、后下降的规律,且间作玉米的偏土地当量比下降速率快于间作小麦。在种间相对竞争能力方面,表现出随水分胁迫的加剧,小麦相对于玉米先微升、后快速下降,并逐渐近于消失的趋势。间作群体的特殊性造成了两作物条带存在时间与空间上的土壤水分差异,进而导致灌溉水入渗速度及入渗总量的不同,而水分胁迫增大了这种趋势,这在一定程度上满足了灌溉水的最佳去处,从而提高了间作群体的水分利用效率,进而揭示了间作群体的节水增产机理。     

温室滴灌土壤基质势调控对番茄生长、品质和耗水的影响

【目的】获得华北地区日光温室冬春茬番茄优质高产滴灌灌溉制度。【方法】采用田间试验的方法,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值在-15kPa和-15 kPa(S1)、-15 kPa和-30 kPa(S2)、-15 kPa和-45 kPa(S3)、-25 kPa和-25 kPa(S4)、-30 kPa和-15 kPa(S5)、-30 kPa和-30 kPa(S6)以及-30 kPa和-45 kPa(S7),研究了番茄生育期内土壤基质势动态调控对番茄生长、果实品质、耗水量和水分利用效率等的影响。【结果】在试验控制的土壤基质势范围内,①在番茄开花坐果期,番茄株高和茎粗均随土壤基质势阈值的升高而增加,进入结果期后不同土壤基质势处理下的番茄株高差异不明显,但茎粗仍随着土壤基质势阈值的升高而增加;②开花坐果期不同土壤基质势处理下的叶片SPAD值(相对叶绿素量)无显著差异,但结果期不同处理叶片SPAD值差异明显,表现为开花坐果期土壤基质势阈值高于低处理(S5、S6和S7)的叶片SPAD值;③对于开花坐果期土壤基质势阈值较低的处理,其畸形果率低、果实可溶性固形物量高,并且随着结果期土壤基质势的降低,畸形果率呈降低趋势,果实可溶性固形物量呈升高趋势;④番茄产量随着结果期土壤基质势阈值的降低而升高,-45 kPa处理番茄的产量最高;⑤随着整个生育期土壤基质势阈值的升高,番茄灌水量和耗水量显著增加,灌溉水利用效率和水分利用效率显著降低。【结论】综合考虑番茄产量、果实品质、灌溉水利用效率和水分利用效率等,华北地区日光温室秋冬茬番茄高产优质高水分利用效率的土壤基质势阈值为开花坐果期-30 kPa、结果期-45 kPa。     

以土水势为灌溉指标的水稻节水灌溉研究

2002年5月～10月在河南省惠北试验站进行大田试验,以土水势为灌水下限控制指标,研究了不同水分胁迫条件下的中稻生物效应和水分生产率。结果表明:水分胁迫通过对不同生长阶段根、茎、叶等器官生长发育的影响和降低有效分蘖数而最终影响水稻产量。与传统灌溉相比,以土水势-30kPa为灌水下限控制指标,对产量无显著影响,且可以大大节约灌水量,提高水分生产率,是该地区中稻较为适宜的灌水制度。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄光合特性的影响

为了探究水分胁迫对赤霞珠葡萄光合特性的影响,以限根条件下3a生赤霞珠为材料,根据叶片的基础水势Ψb,结合时控仪实现全自动控制灌水,以叶片的基础水势Ψb,在0 MPa≥Ψb≥-0.2 MPa范围时,葡萄处于无水分胁迫(CK)为对照,分别设置3个水分胁迫水平(轻度水分胁迫T1,Ψb在-0.2 MPa≥Ψb≥-0.4 MPa范围内;中度水分胁迫T2,Ψb在-0.4 MPa≥Ψb≥-0.6 MPa范围内;重度水分胁迫T3处理,-0.6 MPa≥Ψb时),研究了不同程度水分胁迫对赤霞珠葡萄光合特性的影响。结果表明:水分胁迫能不同程度的抑制赤霞珠光合色素(叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素和总的叶绿素含量)的合成,并促进其分解,最终导致光合色素含量降低。同时,水分胁迫导致赤霞珠葡萄净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)呈现下降的趋势,促使胞间CO2浓度(Ci)呈现先下降后上升的趋势,但水分胁迫在一定程度上增加了水分利用效率。     

水氮耦合下黑土稻作碳氮磷累积分配和化学计量特征

为阐明黑土稻作碳氮磷吸收累积分配对水氮耦合模式的响应机制并解析氮磷养分限制状况,设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（S）和控制灌溉（C）3种灌溉模式,0、85、110、135kg/hm2（N0、N1、N2、N3）4个施氮量水平,共计12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻各生育期植株碳氮磷含量、累积量、分配比例、化学计量比以及氮磷养分限制状况的影响。结果表明：不同水氮耦合处理下,生育期内茎鞘碳氮磷含量分别为35.87%~39.43%、0.44%~2.19%、0.14%~0.32%,叶碳氮磷含量分别为36.34%~40.83%、0.76%~3.70%、0.14%~0.36%,穗碳氮磷含量分别为37.05%~41.72%、0.82%~1.63%、0.24%~0.39%。控制灌溉可提高拔节孕穗期至成熟期碳氮累积量,常规淹灌生育期内磷累积量始终高于浅湿灌溉和控制灌溉。3种灌溉模式下,成熟期N1、N2、N3处理较N0处理碳累积量分别提高31.46%、52.55%、57.37%,氮累积量分别提高52.98%、117.63%、144.88%,磷累积量分别提高50.28%、79.85%、93.89%。水稻茎鞘碳氮磷分配比例先增后减,叶碳氮磷分配比例持续减小,穗碳氮磷比例持续增加。与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式对水稻植株碳含量影响较小,但能提升水稻植株生长中后期氮含量,并降低植株磷含量,从而降低水稻植株C/N,提高水稻植株C/P和N/P。施氮处理显著提高水稻植株氮含量,小幅提升水稻植株磷含量,对水稻植株碳含量影响相对较小,进而降低水稻植株C/N、C/P,提高水稻植株N/P。常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部植株从磷限制过渡到氮磷共同限制再到氮限制状态,控制灌溉模式下,水稻地上部植株仅从磷限制过渡到氮磷共同限制状态。总体上,控制灌溉可促进氮素吸收并提升水稻产量,综合考虑CN2为最佳水氮耦合模式。     

不同生育期水分胁迫对玉米农艺性状的影响

为了研究不同生育期玉米水分胁迫对玉米农艺性状的影响,为干旱、半干旱地区玉米抗旱提供理论依据。以玉米在苗期、拔节期、抽雄-吐丝、灌浆-成熟期进行水分胁迫,测量玉米株高、穗位高、叶面积、穗部性状,对比充分灌水与非充分灌溉下玉米农艺性状差异。利用Jensen模型求解出玉米各生育期水分敏感系数,验证水分胁迫对玉米产量的影响。结果表明在拔节期进行干旱处理的株高、穗位高、叶面积受影响较大,有明显的抑制作用。抽雄—吐丝期干旱胁迫对穗部性状的形成较为明显,并且对产量影响较大。     

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片性状的影响

采用盆栽试验,设置2个旱涝交替胁迫处理(旱-涝-旱连续胁迫,其中涝为保持水深10 cm;轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片含水率、叶面积、叶倾角和不同叶位叶片形状的影响。结果表明,水稻分蘖期受旱后叶片含水率降低,且胁迫程度越大叶片含水率越低;分蘖期旱涝交替胁迫抑制水稻叶片的叶面积增加,在后期复水后叶面积仍处于较低水平(T-LD、T-HD处理仅为CK的42.43%、53.90%),但黄熟期T-HD处理叶片比叶质量比CK低1.01%。旱涝交替胁迫下水稻上层叶倾角表现出大于CK的趋势,在抽穗开花期,水稻剑叶和倒二叶生长迅速。     

Maize yield response to deficit irrigation during low-sensitive growth stages and nitrogen rate under semi-arid climatic conditions

Knowledge of crop production in suboptimal environmental conditions not only helps to sustain crop production but also aids in the design of low-input systems. The objective of this study was to evaluate the effects of water stress imposed at low-sensitive growth stages (vegetative, reproductive, and both vegetative and reproductive) and level of nitrogen (N) supply (100 and 200 kg ha⁻¹) on the physiological and agronomic characteristics of two hybrids of maize (Zea mays L.). A two-site field experiment was carried out using a randomized complete block design with three replications and a split-factorial arrangement. A water deficit (WD) was induced by withholding irrigation at different stages of crop development. The results showed that proline content increased and the relative water content, leaf greenness, 100-kernel weight and grain yield decreased under conditions of WD. The highest IWUE was obtained when maize endured WD at vegetative stage at two sites. The limited irrigation imposed on maize during reproductive stage resulted in more yield reduction than that during vegetative stage, compared with fully irrigated treatment. The 100-kernel weight was the most sensitive yield component to determine the yield variation in maize plant when the WD treatments were imposed in low-sensitive growth stages. The results of the statistical regression analysis showed liner relationships between RGR during a period bracketing the V₈ or R₃ stages and 100-kernel weight in all the WD treatments. The increase of N supply improved yield and IWUE when maize plant endured once irrigation shortage at vegetative stage. But, the performance of high N fertilizer reduced and eliminated when water deficit imposed once at reproductive stage and twice at vegetative and reproductive stages, respectively. Furthermore, the response of T.C647 hybrid to increase of N supply was stronger than S.C647 hybrid.     

稻作水炭运筹下氮肥吸收转运与分配的15N示踪分析

为揭示水炭运筹管理模式下水稻对不同阶段施用氮肥的吸收利用情况,采用田间小区试验与微区结合的方法,应用15N示踪技术分别标记施用的基肥、蘖肥和穗肥,以常规淹灌作为对比,研究两种灌溉模式不同水炭运筹下水稻对基肥、蘖肥、穗肥的吸收利用、积累和转运,以及水稻成熟期不同阶段施用的氮肥在植株各器官的分配情况。试验结果表明：合理的水炭运筹能够显著提高水稻成熟期地上部的氮素总积累量、氮肥吸收利用率和产量;不同水炭运筹下肥料对氮素总积累量的贡献率为17.81%~20.60%,两种灌溉模式之间的差异不显著(P＞0.05);水稻对基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率分别为15.55%~23.31%、31.68%~44.91%、48.82%~71.18%,施加适量的生物炭能够显著提高基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率,浅湿干灌溉模式下水稻植株除对基肥的吸收利用率较低外,对蘖肥和穗肥的吸收利用率均优于常规淹灌;水稻蘖肥和穗肥吸收利用率与肥料总氮素吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01),基肥、蘖肥和穗肥氮素转运对籽粒的贡献率与相应的吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01)。合理的水炭运筹能够提高肥料氮素转运对籽粒的贡献率和氮肥吸收利用率,降低氮肥在土壤中的残留。     

控制灌溉条件下水肥耦合对水稻产量及其构成因子的影响

运用最优饱和设计方法进行控制灌溉条件下的水肥耦合研究。结果表明,氮、磷、钾营养元素及灌水量对水稻产量及其构成因子的影响各不相同,四因素影响水稻产量的顺序由大到小依次为:施氮量、灌水量、施钾量、施磷量。水稻最高产量达18 918.55 kg/hm2时,相对应的施氮量206.63 kg/hm2,施钾量50.30 kg/hm2,施磷量35.85 kg/hm2,灌水量为饱和含水率的61.37%~79.78%。     

不同灌溉和施肥方式对杂交稻生长和根际环境的影响

对杂交稻中优218不同灌溉方式和氮肥管理下水稻生长和根际环境的变化进行研究,结果表明,水稻好气灌溉条件下各施肥处理产量均高于传统灌溉处理,产量比淹水灌溉增产10.5%~11.3%,主要表现在每穗粒数增加而提高产量。好气灌溉与淹水灌溉比较各生育期地上部干物重和叶面积指数均增加,土壤氧化还原电位提高,放线菌数量显著增加。增加有机肥降低土壤氧化还原电位和提高放线菌数量,在好气灌溉条件下施相同氮素有机肥放线菌数多于化肥。     

调亏灌溉对滴灌甜菜生长和产量的影响

为探讨滴灌条件下甜菜节水、高产、高效灌溉指标,于2016年在呼和浩特市开展了田间灌溉试验,研究了调亏灌溉对甜菜生长特性及产量和水分利用效率的影响。结果表明,叶丛快速生长期中度水分亏缺处理(50%θ_f~60%θ_f)在复水后叶面积、根部干物质量、净光合速率和蒸腾速率都有补偿效应,重度水分亏缺处理(40%θ_f~50%θ_f)对植株的生长有抑制作用;块根糖分增长期的调亏灌溉对甜菜生长和生理过程影响小于叶丛快速生长期的,中度水分亏缺处理(50%θ_f~60%θ_f)在复水后根部干物质量和光合作用都有补偿效应,重度水分亏缺处理(40%θ_f~50%θ_f复水后也能恢复生长。综合考虑甜菜块根产量和水分利用效率等指标,叶丛快速生长期和块根糖分增长期的适宜灌水量为1 147.78和635.54 m~3/hm~2。