花前干旱复水对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

为了明确冬小麦花前光合特性、产量及水分利用效率对干旱及复水的响应,选用"周麦22"为试验材料,通过移动防雨棚下桶栽控水的方式,在足墒播种、安全越冬基础上为拔节期和抽穗期间施加不同的水分控制条件,考察冬小麦的光合特性、产量和水分利用效率(WUE),探讨作物干旱复水机理,以期为冬小麦抗旱高产稳产提供理论和技术支撑。取得主要结果如下:①净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)变化趋势保持高度一致,皆随着干旱程度的加重以及干旱时间的增加而显著降低。且干旱对不同生育期影响表现为:连续干旱抽穗期拔节期。在复水后,只有单阶段轻旱处理可以恢复到正常水平,其中抽穗期恢复程度最高。②短期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是重旱,长期干旱条件下则是中旱和重旱。③相比之下短期轻旱减产不显著,且产量随着干旱程度加重和干旱时间增加而显著降低,抽穗期干旱要比拔节期产量高。在经历轻旱和中旱复水后,冬小麦水分利用效率明显提高。综合研究认为,冬小麦花前短期轻旱能够在不显著降低产量的情况下增加水分利用效率,在抽穗期遭受干旱复水后补偿效应更高,同时应避免连续干旱。     

冬小麦受旱减产规律及产量与水关系模型研究

以淮北平原地区常用小麦品种冠35为试验材料,采用测坑进行冬小麦受旱试验,研究了不同受旱等级条件下的减产规律,构建了产量与水分关系模型。结果表明,冬小麦需水非关键期和关键期土壤水分对产量影响的总趋势均是产量随着土壤水分的降低即受旱程度的增大而下降,轻旱、中旱、重旱减产率分别为4.4%、8.1%、8.6%和6.2%、6.9%、11.2%;冬小麦在拔节期和抽穗—灌浆期对水分亏缺较为敏感,敏感指数分别为0.175 2和0.084 9,乳熟期与分蘖期对水分亏缺敏感程度较低,敏感指数分别为0.003 2和0.066 2。水分亏缺对冬小麦产量影响最大的阶段为抽穗灌浆期,而此阶段也正是小麦耗水强度最大期。     

宽垄沟灌下冬小麦水分生产函数试验研究

为了了解宽垄沟灌下冬小麦不同生育期受旱程度对其产量、耗水量、水分利用效率的影响以及水分生产函数,进行大田小区试验研究.结果表明:受旱时期越靠后,冬小麦的产量越低,播种—拔节期轻旱产量最高为6 805.12 kg/hm~2,灌浆—成熟期重旱产量最低为5 986.50 kg/hm~2;受旱时期越靠后,耗水量越低,播种—拔节期轻旱的耗水量最大为4 260.3 m~3/hm~2,抽穗—灌浆期重旱耗水量最小为3 418.6 m3/hm~2;冬小麦水分利用效率最大出现在拔节—抽穗期轻旱为1.86 kg/m~3,最小出现在播种—拔节期重旱为1.57 kg/m~3;冬小麦的总产量与总耗水量呈二次抛物线关系,相关系数为0.966 7,两者差异极具有统计学意义,冬小麦沟灌下适宜耗水量为356~424 mm;得出了河南郑州地区冬小麦的Jensen水分生产函数模型,水分敏感指数按抽穗—灌浆期,拔节—抽穗,灌浆—成熟,返青—拔节,播种—越冬和越冬—返青依次降低.     

干旱胁迫对辽西半干旱区玉米生长和产量的影响

以玉米丹玉77为材料,研究了干旱胁迫对辽西半干旱区玉米不同生育期作物生长、产量和水分利用效率等的影响.结果表明,各生育期干旱处理均不利于玉米生长和产量形成;且随着干旱程度增大,作物生长受抑加重,减产加剧;苗期、拔节期和抽穗期玉米生长和最终产量较容易受干旱影响,而灌浆期受旱影响相对较小;苗期轻旱处理下水分利用效率(WUE)高于对照处理,但其他处理WUE均降低,且随着干旱的加重而减小.因此,在研究区当水资源难以得到保证时,建议在玉米苗期轻旱控制或灌浆期干旱胁迫,避免拔节期和抽穗期受旱.     

阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响

【目的】研究不同生育阶段和不同程度干旱胁迫及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响。【方法】以冬小麦品种"矮抗58"为试验材料,在拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50%~60%)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40%~50%),和全生育期充分供水(土壤含水率控制在田间持水率的70%~80%,CK)4个水平,对比分析了不同阶段受旱及复水条件下冬小麦的生理生态指标变化过程。【结果】拔节期、抽穗期和灌浆期中度和重度水分胁迫对小麦的株高和叶面积的影响达到显著水平,其中拔节期为株高和叶面积的需水敏感期,株高较CK下降了18.6%和29.0%,叶面积较CK下降了18.2%和49.5%;水分胁迫处理小麦的净光合速率和气孔导度与CK差异显著,复水后,轻度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK无显著差异,中度和重度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK之间依然存在显著差异;从复水补偿角度来看,灌浆期小麦的净光合速率和气孔导度比拔节期和抽穗期更难恢复,其中灌浆期为光合作用的需水关键期,气孔导度较CK下降了28.7%、34.0%和49.4%,净光合速率较CK下降了10.5%、23.2%和28.0%。中度和重度水分胁迫对小麦的产量的影响达到显著水平;拔节期和抽穗期水分胁迫降低小麦的有效穗数和穗粒数,从而引起产量下降;灌浆期水分胁迫导致小麦千粒质量下降,进而引起产量降低。【结论】在本试验条件下,轻度水分胁迫可实现节水和高产的统一;灌浆期为小麦光合作用需水关键期,合理的加强灌浆期水分管理可实现高产。     

冬小麦生长性状及耗水特性对水分亏缺的响应

通过两年测坑试验,对比分析不同生育阶段、不同程度水分亏缺对冬小麦生长发育、耗水特性及产量形成的影响。结果表明:任一生育阶段的重度水分亏缺均不利于冬小麦LAI的正常生长,其籽粒产量和耗水量同样较低。冬小麦各受旱处理的耗水量最大降幅和最大减产率分别约为44.44%和53.02%(2012-2013年度)、26.52%和50.14%(2013-2014年度)。综合考虑籽粒产量和WUE,本试验推荐冬小麦苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期的适宜灌溉控制下限标准(占田持%)分别为45%、65%、70%、65%,且在生产中尽量避免出现长期连续干旱现象。     

贵州省玉米不同生育阶段干旱灾害风险分析

选取玉米不同生育阶段的降水距平百分数为干旱指标,进行不同生育阶段旱情等级的划分;基于信息扩散理论分析贵州省玉米不同生育阶段干旱灾害风险。结果表明,干旱灾害风险发生的概率以播种—出苗期最高,出苗—拔节期最低;播种—出苗期、抽穗—灌浆期发生特旱的概率较高,出苗—拔节期发生轻旱的概率较高;拔节—抽穗期、抽穗—灌浆期、灌浆—成熟期、全生育期发生中旱的概率较高。贵州省中部播种—出苗期旱灾风险较高,西北部出苗—拔节期、全生育期旱灾风险较高,西南部拔节—抽穗期旱灾风险较高,北部出苗—拔节期旱灾风险较高,东部抽穗—灌浆期、灌浆—成熟期、全生育期旱灾风险较高。应用信息扩散理论进行玉米不同生育阶段干旱灾害风险评估是可行的。     

淮北平原干旱胁迫对夏大豆土壤耗水量及产量的影响

为探究不同干旱水平在各生育期对夏大豆在砂姜黑土与黄潮土中的影响及差异,基于2022年五道沟实验站桶栽受旱试验,在夏大豆分枝期、花荚期、鼓粒成熟期通过水分控制,设置轻旱、中旱、重旱3个干旱水平与全生育期无旱对照（CK）,分析各生育期不同干旱水平胁迫对夏大豆在两种土壤中耗水量、产量、水分利用效率（WUE）的影响及差异。结果表明：(1)两种土壤中夏大豆各生育阶段随干旱加重耗水量呈减小趋势,重旱减小最显著;砂姜黑土中耗水量各受旱组小于对照组,黄潮土除分枝期轻旱外耗水量均低于对照组,且耗水量减少水平除鼓粒成熟期轻旱均小于砂姜黑土。(2)两种土壤重旱对产量影响最强烈,鼓粒成熟期重旱减产最严重;黄潮土花荚期不同受旱水平减产率均低于砂姜黑土,分枝期各受旱组砂姜黑土减产率低于黄潮土。(3)两种土壤花荚期、鼓粒成熟期WUE随干旱程度加剧呈明显递减趋势,重旱影响下WUE减小明显,鼓粒成熟期重旱对WUE影响最严重;受旱减产水平在不同生育阶段存在差异,使得花荚期黄潮土各处理组WUE均高于砂姜黑土,分枝期黄潮土WUE均低于砂姜黑土。     

不同生育期干旱胁迫对夏大豆耗水量和水分利用效率的影响

【目的】降低大豆旱灾减产风险。【方法】基于2015年和2016年夏大豆受旱盆栽试验,以生育期不同土壤水分为控制因素,在大豆苗期、分枝期、花荚期、鼓粒成熟期分别设置轻旱和重旱2个水平,以全生育期不旱为对照(CK),共9个水分处理,分析了大豆不同生育期不同干旱胁迫程度下的耗水规律及其对产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】干旱胁迫使得生育期耗水量减少,且干旱程度越重减少比例越大,以2015年为例,与CK相比,大豆苗期、分枝期、花荚期和鼓粒成熟期轻旱处理耗水量分别减少35.60%、34.89%、35.39%、38.35%,重旱处理则分别减少62.01%、69.19%、57.83%、83.50%;各生育期不旱和轻旱处理下日耗水强度均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期,而重旱处理下鼓粒成熟期日耗水强度最小;各生育期干旱胁迫造成大豆产量损失均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期;以2016年为例,4个生育期重旱处理WUE比轻旱处理分别低4.74%、13.01%、35.90%、18.46%,说明各生育期干旱程度越严重则WUE越低,不同生育期干旱对WUE的影响程度不同,苗期和分枝期影响较小,花荚期重旱处理时WUE最低。【结论】大豆不同生育期干旱胁迫对耗水量和WUE的影响较为明显,花荚期和鼓粒成熟期是大豆产量形成的关键需水期,实际生产中,应充分保证花荚期和鼓粒成熟期的水分供应,同时在保证产量的前提下,可在苗期和分枝期适度受旱。     

水分亏缺对冬小麦生长发育及产量影响的试验研究

研究了不同水分亏缺处理条件下冬小麦的生长发育及产量.结果表明,苗期水分亏缺不利于绿叶面积的生长;拔节期水分亏缺不利于株高和叶面积的增长,抽穗和灌浆期的水分亏缺加速后期叶面积指数的下降;拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期冬小麦的日耗水量较大;冬小麦各生育阶段水分亏缺均降低产量,但轻度的水分亏缺有利于提高冬小麦的水分利用效率.适宜的水分亏缺既可以获得较高产量,又可以降低耗水量.     

花前干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响

[目的]研究干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响.[方法]选用周麦22为试验材料,在拔节期和抽穗期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60％～70％)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50％～60％)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40％～50％),对比分析了冬小麦根系形态、根系分布、株高及叶面积的变...     

基于遥感DSI指数的干旱与冬小麦产量相关性分析

利用2000—2012年MODIS ET/PET和NDVI数据集构建干旱指数(DSI),监测山东省和河南省冬小麦主产区的农业干旱,并在地级市尺度上进一步评估冬小麦关键生育期干旱对冬小麦产量的影响。结果表明:2010年9月—2011年2月山东省特大干旱过程显示的DSI不仅能监测气象干旱,还能较好地反映农业干旱在空间上的差异性以及时间上的演变。不同冬小麦生育期干旱对冬小麦产量影响不同,灌浆期干旱对冬小麦产量的影响最大,干旱致使土壤水分亏缺,影响了作物正常的灌浆强度,进而导致作物减产;其次是拔节期;返青期干旱对产量基本没有影响。     

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     

水分胁迫对桶栽冬小麦产量和品质的影响

通过对桶栽冬小麦在拔节期和灌浆期设计不同水分胁迫处理,研究了不同程度、不同时期水分胁迫对冬小麦产量和品质的影响,分析了产量和品质的相关关系。结果表明,灌浆后期干旱可明显提高小麦品质,当籽粒蛋白质含量在14%~16%之间时,高产和优质的矛盾不突出;拔节、灌浆期任何程度的水分胁迫都将导致产量下降,重度胁迫下降幅度较大;拔节期干旱对有效穗数、穗粒数和产量影响大,而对千粒重影响最敏感的时期是灌浆期,拔节、灌浆生育后期胁迫处理对产量及其构成因子的影响比前期小;灌浆期土壤相对含水率控制在55%~70%之间可实现节水、高产、优质三者的协调统一。     

水分亏缺对冬小麦株高、叶绿素相对含量及产量的影响

通过冬小麦小区试验,在不同时期给以不同程度的亏水灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理生态及产量的影响。冬小麦生长发育过程被划分为4个阶段:苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期。每个生育阶段设置不同水分水平,结果表明:土壤水分调控对冬小麦株高、叶片叶绿素相对含量,产量和水分利用率均有影响;冬小麦株高以及叶片叶绿素相对含量在拔节期、抽穗期以及灌浆成熟期前期均存在一定的补偿效应。     

不同滴灌灌水定额对小麦的耗水特性和产量的影响

通过大田试验,探究滴灌条件下不同灌水定额的小麦耗水规律。结果表明,各处理间小麦的日均耗水量都呈双峰曲线变化,总耗水量呈先增大后减小的趋势。在灌水相对充足的条件下,耗水强度从小到大依次为完熟期拔节期抽穗扬花期孕穗期乳熟期灌浆期。拔节期一定的水分胁迫有益于小麦水分利用效率和单穗粒数的提高,灌浆期的耗水量对最终产量尤为重要。研究表明,T1(225m~3/hm~2)、T2(300m~3/hm~2)、T3(375m~3/hm~2)处理由于耗水量过低造成小麦减产。综合比较T4(450m~3/hm~2)、T5(525m~3/hm~2)、T6(600m~3/hm~2)处理,T5处理是最有利于节水增产的处理。该试验结果可为北疆地区滴灌小麦探究最优的灌溉制度提供合理的参考依据。     

基于随机降水的冬小麦灌溉制度制定

为了确定合理的冬小麦灌溉制度,该文在分析广利灌区30 a降水分布规律的基础上,应用蒙特卡罗方法对其进行模拟出长系列（500 a）的旬降水,结合试验所得到的冬小麦耗水的基本参数,制定出了每个模拟年份冬小麦最优灌溉制度,并对灌水规律进行统计分析,得到不同灌溉定额条件下,各生育期灌水定额的的概率分布以及不同灌水定额的高产概率。结果表明：以30 mm为灌水定额的变化步长情况下,灌溉定额为60 mm时,越冬和拔节期各应该灌30 mm,高产概率为1%;灌溉定额为120 mm时,越冬和返青期灌30 mm,拔节期灌60 mm,高产概率为12%;灌溉定额为 180 mm时,越冬和灌浆期灌30 mm,返青和拔节期灌60 mm,高产概率为62.8%;灌溉定额为240 mm时,拔节期和抽穗期灌60 mm,其他生育期灌30 mm,高产概率为98.8%。该文丰富了灌溉制度的研究方法,为冬小麦的科学灌水提供了有力的技术支持。     

灌浆期干旱胁迫对不同冬小麦品种水分利用率的影响

以衡观35、开麦21、郑麦366这3个河南省种植面积较大的小麦品种为试验材料,通过室内培养箱与田间试验,研究3种不同冬小麦品种的水分利用率差异。结果表明:灌浆期相同干旱胁迫条件下,衡观35与开麦21抗旱性要比郑麦366高,只有在重度干旱胁迫下产量才有显著降低;不同品种冬小麦水分利用率皆于中度干旱胁迫下增加,在重度胁迫下降低,而衡观35、开麦21水分利用率在重度胁迫下降幅均较郑麦366小;不同水分处理措施对不同品种小麦旗叶水分利用率影响有所差异,影响时间从长到短依次是郑麦366、衡观35、开麦21;整体来看,衡观35、开麦21属于抗旱性较强的小麦品种;郑麦366虽是抗旱性较弱的品种,但在正常灌水条件下其产量最高。