作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究进展

作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究是节水农业的重要方面,为此,对水分胁迫下作物形态、生理生化响应,作物水分利用效率的内涵、测定计算方法及提高作物水分利用效率途径等国内外的相关研究进行了回顾,并在此基础上,提出了我国目前在该领域研究和应用中存在的问题.     

不同水分处理对青贮玉米产量和水分利用效率的影响

采用人工控水试验研究了不同水分处理对青贮玉米生长、产量、耗水量以及水分利用效率的影响。试验设置3个处理,利用取土烘干法监测田间土壤贮水量的变化过程,并实测了青贮玉米形态指标和产量,利用水量平衡法得出了不同处理的耗水量。结果表明,轻度水分胁迫可以在减产11.26%的情况下节省25%的灌溉水,使WUE提高了18.32%。     

覆盖措施对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探索雨养农业区旱地冬小麦高效生产模式,通过2个生长季的田间试验重点研究了不同覆盖措施对冬小麦播前及生育期内农田土壤水分状况、作物耗水及水分利用效率的影响。试验结果表明,不同覆盖措施对于播前农田墒情以及作物耗水、产量和水分利用效率影响显著,与对照相比,地膜覆盖和秸秆覆盖处理播前土壤贮水量提高了24.41%~34.62%和14.27%~19.99%;田间耗水量增加了35.90%~44.56%和20.86%~23.65%;实收籽粒产量分别提高了33.13%~35.10%和18.46%~27.88%;有效自然降水利用效率分别增加了0.30~0.35和0.17~0.28 kg/m~3。     

不同类型薄膜覆盖对冀东地区玉米产量和水分利用效率的影响

为了探索不同颜色地膜覆盖对冀东地区玉米产量及水分利用效率的影响,于2014―2015年采用白色地膜、黑色地膜和裸地玉米栽培试验,分析了不同颜色地膜覆盖对玉米株高、叶面积指数、生物量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与裸地相比,覆膜处理能显著提高玉米株高(P0.01);覆膜处理的玉米叶面积指数显著大于裸地处理(P0.01),在玉米成熟期黑膜处理的叶面积指数最大;覆膜处理玉米干物质积累量在整个生育期均显著高于裸地(P0.01),玉米灌浆中后期至成熟期,黑膜覆盖的干物质积累量最大;黑膜处理的玉米产量和水分利用效率显著高于白膜和裸地处理(P0.01)。在冀东地区,用黑色地膜替代白色地膜,能够促进玉米增产和水分高效利用。     

小喇叭口至灌浆期水分胁迫对玉米产量和水分利用效率的影响

针对宁夏地区水粮供需紧张的问题,开展玉米关键发育期水分胁迫试验,为区域粮食安全和合理灌溉提供理论依据。以玉米‘先玉556’为试验材料开展水分胁迫试验,设置1个对照组CK （无胁迫处理）和4个试验组（抽雄至灌浆期水分胁迫,T1;小喇叭口至抽雄期水分胁迫,T2;小喇叭口至灌浆期水分胁迫,T3;小喇叭口至灌浆期水分胁迫后加灌,T4）。根据玉米发育期和灌溉时间测定土壤含水率和光合作用,在成熟期测定产量结构,计算水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）和收获指数（Harvest Index,HI）。结果表明：小喇叭口至灌浆期水分胁迫使玉米受干旱胁迫导致气孔因素限制光合作用,灌浆期灌水后净光合速率较CK提高62.7%。T3处理的穗性状受水分胁迫影响显著,穗长、穗粗、穗重、穗行数、穗粒重和穗粒数较CK显著下降22.6%、24.9%、63%、28.7%、67.7%和71%,此外,株高、穗茎、成穗率、籽粒产量和收获指数也明显下降。结合产量和水分利用效率来看,T1、T2处理WUE均高于CK,T2的产量较CK降低18.9%,T1产量较CK下降1.3%,WUE提高36%;T3、T4的产...     

不同生育期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

用盆栽对冬小麦不同生育阶段进行不同程度不分调亏试验结果表明：拔节－孕穗期、抽穗－扬花期和灌浆－成熟3个阶段内RW上限为40％、50％、60％的水分亏缺均引起了产量的极显著下降，而且水分亏缺越严重，产量降低越大。在3个生育阶段内进行RW上限为40％的水分调亏减产幅度都很大，而且3个生育阶段之间差异不明显；进行50％、60％水分调亏，其减产程度则与生育期有关。灌浆－成熟期的减产程度大于前二个时期，这可能与前二个阶段复水后作物的补偿生长有关。不同生育期水分亏缺对冬小麦产量构成因素的影响也不同，拔节－扬花期水分亏缺主要减少了穗粒数，灌浆－成熟阶段的水分亏缺主要减少了千粒重。     

水分胁迫对不同生长类型桃叶片水分利用效率和羧化效率的影响

以盆栽短枝型桃品种超红短枝和普通型品种早红珠为试材,研究了水分胁迫对不同生长类型桃树新梢增长率、叶片水分利用效率和羧化效率的影响。结果表明,在水分胁迫条件下,短枝型品种超红短枝的新梢增长率、叶片水分利用效率和羧化效率均显著高于普通型品种早红珠。表明桃短枝型品种对干旱有较高的生理适应性。     

耕作方式对豫东夏玉米产量和水分利用效率的影响

豫东地区夏玉米生长季恰逢雨季,季节性强降水经常导致农田积水,使玉米生长受到涝渍灾害威胁,为探索当地夏玉米的适宜栽培管理模式,试验设置播前翻耕、深松和旋耕3种耕作处理,并以当地种植习惯的免耕贴茬播种为对照,通过田间小区试验重点研究了不同耕作方式对农田土壤水分、夏玉米农艺性状、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,与免耕贴茬播种处理相比,翻耕和深松处理均能在强降雨后有效降低表层土壤含水率,增加夏玉米生长中后期的株高和叶面积;翻耕和深松处理籽粒产量分别提高了26.55%和19.67%;翻耕和深松处理水分利用效率分别提高了15.37%和9.69%,旋耕处理降低了3.45%。综合考虑夏玉米籽粒产量、水分利用效率等因素,翻耕和深松措施是适宜于豫东地区夏玉米高产的栽培模式。     

秸秆覆盖对冬小麦耗水特征及水分生产率的影响

2季冬小麦试验结果表明 ,秸秆覆盖具有减少土壤棵间无效蒸发的作用 ,冬小麦返青前 1 m土层贮水量在砂壤土条件下秸秆覆盖处理比无覆盖处理增加 2 %～ 2 5 .8% ,粘壤土条件下增加 2 %～ 1 4.5 %。返青前秸秆覆盖处理比无覆盖处理的日耗水量普遍小 ,返青后情况则相反。秸秆覆盖能够促进作物生长 ,与无覆盖相比 ,提高水分生产效率 4.6%～ 2 5 .2 %。     

秸秆覆盖对冬小麦产量及水分生产效率的影响研究

为实现豫西半旱地区冬小麦节水高产栽培,提高水分利用效率,利用农田秸秆覆盖试验技术,研究了3种灌水模式下不同秸秆覆盖量对冬小麦生育期耗水量、作物产量以及水分利用效率（WUE）的影响。研究结果表明：秸秆覆盖对千粒重、穗粒数和产量的增长具有明显的促进作用,对公顷穗数的增长具有抑制作用。灌3水处理与灌4水处理相比较,产量与水分利用效率随覆盖量增加明显提高,产量和水分利用效率提高1.0%和1.6%,耗水量减少4%,实现了节水与高产的统一。灌2水处理下不同覆盖量的耗水量和水分利用效率都有所提高,但对产量影响不显著。试验最佳分配方案为灌3水处理与4 500 kg/hm2覆盖量。     

温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数

以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。     

时空亏缺滴灌对番茄产量品质及水分利用效率的影响

围绕时空亏缺滴灌对设施栽培番茄的产量、品质及水分利用效率的影响进行试验研究.结果表明:在番茄全生育期内,水分亏缺均会降低番茄的阶段耗水量及全生育耗水量;30％ ET0处理在苗期和开花坐果期节水22.61％、22.90％,节水效果最明显,但减产34.55％、44.13％.50％ET0处理也是苗期和开花坐果期节水最明显,节水为17.20％、15.69％00,但50％ET0的各处理减产只有1.33％～7.66％,番茄减产不明显.50％ET0和30％ET0处理均为结果后期产量最大,为32 357.5、37 323.5 t/hm2接近对照;与其他水分调控处理相比,50％ET0灌水量的结果盛期处理对番茄果实的有机酸、可溶性固形物、Vc的含量影响显著.     

调亏灌溉对加工番茄产量、品质及水分利用效率的影响

为了节水优产,以加工番茄为试验材料,研究了不同生育时期调亏灌溉处理对加工番茄产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,番茄产量随着灌水量的增加而呈先增后减的趋势,苗期、开花坐果期、果实膨大期和成熟采摘期调亏灌溉处理的最大产量所对应的灌水量分别为610.07、502.12、492.14和494.86 mm。果实膨大期重度调亏处理的产量下降最为显著,比对照降低了13%。各生育时期重度调亏的水分利用效率(WUE)高于充分灌水和中度调亏。开花坐果期是调亏灌溉处理的适宜时期,该时期重度调亏的WUE达40.59 kg/m3,比对照提高了30%左右。番茄红素量与灌水量线性关系不明显,而番茄果实中可性固形物、Vc量与灌水量显著负相关。从产量、品质和水分利用效率的角度考虑,在酿酒葡萄开花坐果期内中度调亏的效果最好。     

不同灌溉方式对玉米产量及水分利用效率的影响

以畦漫灌为对照,对隔行喷灌、隔行沟灌、膜上灌溉和穴灌4种灌溉方式下玉米的产量及水分利用率进行了分析。结果表明:膜上灌溉产量高于畦漫灌,隔行沟灌、隔行喷灌与畦漫灌接近;膜上灌溉与畦漫灌和穴灌差异达0.01显著水平,与隔行沟灌、隔行喷灌差异达0.05显著水平。灌溉处理的水分利用效率均高于对照的畦漫灌,膜上灌溉的水分利用效率最高。     

水肥调配施用对温室滴灌番茄产量及水分利用效率的影响

通过对温室滴灌条件下的番茄进行不同的灌水、施氮组合试验，分析了不同水、氮施用水平对番茄耗水量、产量构成及水分利用效率的影响，为豫北地区温室滴灌番茄的节水、高产、高效栽培提供了适宜的灌水、施肥模式。     

水分亏缺对番茄生理特性及水分生产效率的影响

根据番茄的生长发育特点,分别以50%、60%、75%田间持水量作为苗期、开花坐果期、结果期的土壤水分下限,每个生育期的土壤水分上限设置3个水分水平,研究不同生育期水分亏缺和亏缺程度对番茄生长发育及生理特性的影响。结果表明,不同生育期的水分亏缺对番茄株高、茎粗、叶绿素相对含量、日光合及蒸腾速率变化等均有不同程度的影响,呈现明显的生长与生理补偿效应,水分胁迫处理的日光合速率峰值提前出现,蒸腾速率随水分亏缺程度的增加而减少,这有助于调控番茄无用的蒸腾耗水。通过对番茄不同生育期的灌水量和产量关系的研究得出,当全生育期灌水量为4025.80 m3/hm2时,番茄可以获得最高产量12.84×104kg/hm2。     

膜下滴灌不同玉米品种水分利用效率及产量研究

选择近年来吉林省西部半干旱松原地区广泛种植的玉米品种作为试验材料,对膜下滴灌玉米产量和水分利用效率进行了系统分析。结果表明,在20个玉米品种中,全生育时期内耗水高峰均出现在拔节—抽雄期和抽雄—灌浆期。其中,郑单958、先玉335、铁研24、良玉66和良玉99整个生育时期内耗水量较低,在465mm以下;农大364、禾玉3和宏育29耗水量较高,均在500mm以上。群体水分利用率(WUE)和籽粒产量以良玉99和良玉66较高,而穗位叶水分利用率(LWUE)则以先玉335和郑单958最高。在实际生产中,可优先选择良玉99和良玉66玉米品种。