灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

不同大果沙棘品种光合生理特征测定

利用Li-6400光合仪对山西晋中引种的9个大果沙棘品种光合生理特性进行了测定。结果表明：辽阜的光饱和点与光补偿点均较低,对弱光的利用能力强,耐阴性良好;绿洲、浑金、壮圆黄的光补偿点与光饱和点均较高,光合潜力大,适合生长于阳光充足的环境;深秋红的光补偿点较低,光饱和点较高,具有很强的光适应性。浑金、绿洲、辽阜的净光合速率的降低主要受强光下光抑制的加强等非气孔限制因素影响;气孔的关闭导致胞间CO2浓度的降低是导致无刺丰、向阳、壮圆黄、阿列伊净光合速率的降低主要因素;优胜、深秋红的净光合速率受光照强度和气孔的开合状态的影响不明显,具有很强的光适应能力。深秋红表现出较强光适应能力和较高水分利用效率,壮圆黄对光的利用能力虽强,水分的利用效率却较低。     

水分胁迫和气象因子对冬小麦生理特性的影响

通过对防雨棚下测坑中种植的冬小麦设置不同的土壤水分控制下限指标,研究了土壤水分状况及气象因子对冬小麦生理特性的影响,分析了不同生理指标的日变化规律,建立了几种生理指标与环境因子间的逐步回归关系式。研究结果表明,各生理指标受环境因子的影响有着明显的日变化特征,不同处理气孔导度(Gs)峰值出现的时间早于光合速率(Pn),而蒸腾速率(Tr)峰值出现的时间滞后于光合速率,随着土壤水分胁迫程度的增加,Gs、Tr、Pn的峰值有提前的趋势;不同土壤水分条件下水分胁迫指数(CWSI)和冠气温差的峰值均在13:00左右出现,而细胞液浓度(CSC)的最大值出现在14:00～15:00。土壤水分与Tr、Pn、Gs呈极显著正相关,而与CWSI、冠气温差和CSC呈极显著负相关。此外,气象因素对冬小麦生理指标的影响程度会随着土壤水分状况而发生变化,生理指标与环境因子的逐步回归结果表明,土壤水分和光合有效辐射是影响冬小麦生理指标最主要的环境因子。     

不同水分管理旱直播水稻生长生理与节水效应

为了探讨东北黑土区水稻高效节水种植模式,于2017年在黑龙江省庆安县采用测坑微区试验,研究了旱直播对水稻光合特性、各器官生物产量、干物质累积速率、根冠比、伤流强度、产量水分利用效率(WUEy)、叶片水分利用效率(WUEl)和产量因子等的影响。试验设置了3个处理:滴灌旱直播(DH)、漫灌旱直播(MH)和常规插秧淹灌(CK),并以CK处理作为对照。结果表明:DH与MH处理的净光合速率Pn(分蘖末期除外)、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、以及叶、鞘、茎、穗等冠部干物质累积量、冠部干物质累积速率(分蘖中期至末期除外)、冠部最大累积速率在整个生育期均低于CK,但WUEl、根部干物质累积量(分蘖前期和中期除外)、根部干物质累积速率、根系活力(分蘖中期与拔节孕穗期除外)均高于CK。3个处理的胞间CO2浓度Ci整个生育期波动幅度不大。根部和总干物质最大累积速率及各生育期根冠比以DH最大,CK最小。DH与MH处理的千粒质量和结实率较CK下降不显著(P0.05),穗长和穗粒数下降显著(P0.05),有效穗数上升显著(P0.05)。DH较CK、MH分别节省灌溉用水63.88%和39.52%,WUEy分别提高2.66倍和1.64倍。滴灌旱直播种植不仅大幅度减少了灌溉用水量,显著提高了水稻的WUEy,而且具有较为可观的经济效益和显著的社会效益。研究结果可为东北黑土区水稻种植模式的选取提供技术支撑,对保障黑土区农业水土资源可持续利用具有重要意义。     

水分对夏玉米生物量和水分积累量动态变化的影响

2015年焦作广利灌区灌溉试验站设置了夏玉米不同水分处理的桶栽试验,定量研究了不同水分处理对夏玉米单株生物量、水分积累量及水分生理利用效率动态变化的影响,结果表明:夏玉米单株生物量和水分积累量随播种后天数的动态变化呈现S型曲线,土壤含水量维持在70%左右田间持水量下地上部生物量、水分积累量最高,其动态累积模型的特征参数值最为协调,产量最高。在拔节期之前,夏玉米水分生理利用效率在不同水分处理间保持在0.8~1之间,拔节之后迅速下降并维持在0.3左右,不容易受到外界环境影响,可以作为一个评价夏玉米品种水分利用效率高低的指标。     

植物对逆境的光合生理生态适应性研究

植物在生长季节经常受到光照强度、温度、水分、大气CO2浓度等各种环境因子的胁迫。长期受到这些因子的胁迫,植物会对这种环境产生一定的抗逆性和适应性。该文对近年来植物对逆境中的单独和综合的环境因子的适应性进行了综述,从植物光合生理方面论述了植物对逆境的反应和适应策略,提出了当前研究中存在的问题。     

不同灌水条件对侧柏蒸散量和生长的影响

为了定量研究侧柏[Ptadtyctadus orientates(L.) Franco]蒸散耗水量与生长的关系,通过控制土壤含水率上下限,进行了盆栽试验研究.试验共设置9种水分处理,结果表明:侧柏的灌水量越多,日蒸散量与累积蒸散量越大.75％～100％FC(田间持水量)时的累计蒸散量最大,达1 075 mm.生育期内,株高、冠幅日平均生长量随时间均呈逐渐降低趋势.株高受蒸散量的影响较冠幅显著.鲜(干)叶重、鲜(干)枝重、地上鲜(干)物重、枝含水率、叶含水率均随蒸散量的增加呈现开口向下的二次抛物线规律变化.在最大灌溉量75％～100％FC条件下,鲜(干)叶重均未达到最大生物积累量,而鲜枝重、干枝重、枝含水率在65％～100％FC时达最大值.蒸散量较低时,以株高、冠幅、生物量表示的水分利用效率均较高.对比9种水分处理的生物量,考虑株高与冠幅生长量及其水分利用效率,认为侧柏最佳灌溉量控制区间为45％～100％FC.     

冬小麦品种间水分利用效率的差异及其影响因子分析

在二种水分处理下,对16个冬小麦品种的水分利用效率及其生理影响因子进行了分析,结果表明,品种间水分利用效率存在显著差异,不同冬小麦品种与水分利用相关的因子存在一定差异,其中,水分利用效率与产量和收获指数呈显著正相关,品种水分利用效率与其开花时间和旗叶比叶重有一定的正相关关系,品种间水分利用效率与单个生理因子间相关性达不到显著水平。     

苹果幼树生理特性和水分生产率对水肥的响应研究

为探明半干旱地区苹果幼树水肥精准管理模式,研究了苹果幼树生理特性和水分生产率对不同水肥的响应机制,试验设置4个灌水水平,其灌水上下限分别为田间持水率的75%~85%(W1)、65%~75%(W2)、55%~65%(W3)、45%~55%(W4)和3个施肥水平(N-P2O5-K2O),即高肥:0.6-0.6-0.2 g/kg干土(F1)、中肥:0.4-0.4-0.2 g/kg干土(F2)、低肥:0.2-0.2-0.2 g/kg干土(F3)。结果表明:苹果叶片相对含水率和饱和含水率以及叶绿素SPAD值均可以反映土壤水分的亏缺状况;叶片脯氨酸含量最高和最低分别为F1W4和F3W1处理(F1W4比F3W1增加440.8%),丙二醛含量最高和最低分别为F3W4和F1W1处理(F3W4比F1W1增加167%);叶片水分利用效率(WUE)最大值出现在F2W2处理,与F1W1相比,其净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs分别减小了18.8%、29.1%、23.2%,但WUE却增加了14.2%;水分生产率(CWP)最大值也基本上出现在F2W2处理,与F1W1相比,虽然其干物质质量减少了5.2%,但耗水量却减少了16.4%,CWP增加了13.4%;叶片水分利用效率在一定程度上能够反映其水分生产率,F2W2处理为节水、节肥的最佳水肥耦合模式。     

高水分利用效率作物品种选育的主要生理途径分析

分析了WUE与作物植株形态、气孔因素、光合能量转化以及根系水分生理等过程的关系。结果表明,大气CO2体积浓度下作物气孔导度降低而光合速率升高,导致WUE显著增加;常规育种是目前乃至今后很长一段时间内选育高WUE作物品种的主要手段。     

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水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 4 0 %、5 0 %、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 4 0 %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 5 0 %、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     

不同基因型冬小麦抗旱性与水分利用效率比较研究

分析了国内外不同基因型冬小麦品种的抗旱指数、产量及水分利用效率的差异性.结果表明,中国北方冬小麦品种(系)的抗旱性要比美国品种强,但二者抗旱指数差异不大.不同基因型冬小麦品种(系)间WUE差异显著(P＜0.001),且国内品种WUE总体上高于国外品种.不同基因型冬小麦品种间ET差异不显著(P=0.404),变异系数仅为1.75％;且国内品种ET总体上略高于国外品种.     

再生水灌溉对禾本科牧草产量和水分利用效率的影响

再生水灌溉条件下,禾本科牧草整个生长期耗水量略高于井水灌溉,但差异并不显著,表明在牧草播种当年及第二生长季内,试验所用再生水对所选禾本科牧草耗水量影响较小;与井水灌溉相比,再生水灌溉能增加禾本科牧草产量,但不同牧草之间表现存在差异,苇状羊茅、扁穗冰草、无芒雀麦产量虽有增加,但差异并不显著,再生水灌溉能显著增加披碱草第二生长季产量;除披碱草外,试验所用再生水对苇状羊茅、扁穗冰草、无芒雀麦水分利用效率及灌溉水分利用效率无显著影响。     

不同灌溉制度对冬小麦产量与水分利用效率的影响

以河北黑龙港地区常用冬小麦品种石麦15和济麦22为试验材料,研究了不同灌溉制度对冬小麦产量与水分利用效率的影响。结果表明,3种灌水处理下,石麦15的产量均高于济麦22。其中石麦15灌1水处理与济麦22灌2水处理产量相当,石麦15灌1水处理与济麦22灌3水处理产量相当,石麦15表现出节水高产的优势。石麦15灌2水处理的水分利用效率最高,达20.22 kg/(mm.hm2),比灌2水的济麦22高21.9%,比灌3水的济麦22高7.4%,说明石麦15灌2水处理在所有6个处理中表现最优。     

不同供水条件对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

研究了不同土壤水分状况下植物叶片光合速率和水分利用特性对环境变化的响应,分别在固定CO2浓度和光强下,测定了2种供水强度条件下灌浆期冬小麦旗叶光合速率对光强和CO2浓度的响应。结果表明,高水分处理(CK)与低水分处理(WS)的光响应曲线差异较小,而CO2响应曲线差异显著;气孔导度和蒸腾速率均随CO2浓度升高而降低,WS处理反应较CK处理敏感;CK的水分利用效率略高于WS,但差别不大,低度水分胁迫不会对冬小麦水分利用的生理机制产生严重影响。     

垄作小麦产量及水分生产效率的试验研究

为探讨豫西地区冬小麦节水栽培的生产措施,在大田试验条件下,研究了在3种灌水处理下,垄作冬小麦耗水量、干物质积累、产量和水分生产效率的对比情况。结果表明,在不同灌水次数的条件下,随着灌水次数的增加,垄作冬小麦耗水量和地上干物质积累量逐渐增加,产量和水分生产效率先升高后降低。在相同灌水次数下,垄作冬小麦耗水量低于平作,干物...     

华北冬小麦拔节期和灌浆期水分胁迫的WUE效应研究

选用2个华北冬小麦代表品种石家庄8号和YM20,采用盆栽试验,研究了拔节期和灌浆期水分胁迫对冬小麦产量和水分利用率的影响。结果表明,华北冬小麦WUE对拔节期和灌浆期的水分亏缺均很敏感,胁迫程度越大其对产量和WUE的负效应越大;轻度亏缺复水后WUE恢复较快,重度时则恢复慢而有限;拔节期水分胁迫主要减少粒数,灌浆期则主要降低粒质量;田间持水率为60%的轻度胁迫对产量和WUE影响最小,拔节期的适宜胁迫历时为5d,灌浆期可为10d。     

不同种植模式下水资源利用效率的探讨

研究了6种种植模式下耗水量、产量、等价产量以及水分利用效率和水分经济利用效率等的变化。结果表明,冬小麦-夏玉米1年2作的传统种植模式下等价产量、耗水量均最高;等价产量的水分利用效率以春玉米1年1作种植模式最高,棉花1年1作种植模式最低;棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式下经济效益和水分经济利用效率最高,棉花1年1作种植模式次之,远高于以粮食作物为主的种植模式。从农业水资源可持续发展和粮食安全角度考虑,该区域应采用棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式。