不同基因型玉米品种产量、抗旱性及水分利用效率差异研究

为了充分挖掘和提高作物抗旱性及水分利用效率,通过选用新品种是最有效且易行的技术措施,以期解决品种应用盲目和抗旱应对被动的问题。本研究在山西晋中盆地大田条件下,以生产上推广应用的11个不同基因型玉米新品种为试材,于拔节期设置3种不同水分处理,分析了其产量、抗旱性及水分利用效率的差异。结果表明：不同水分条件下,各品种产量、抗旱性排序不同,其中‘大丰30’、‘迪卡M753’的丰产性、稳产性和抗旱性综合表现最好,正常供水下,其产量分别可达13634 kg/hm²和14478 kg/hm²,抗旱指数分别达0.999和1.029;同时在分析水分利用效率和水分生产效率后,得出在拔节期补充灌溉45 mm时,既可获得较高的水分利用效率,同时灌溉水分生产效率也最高,分别为29.77 kg/(mm·hm²)和30.92 kg/(mm·hm²)。因此,‘大丰30’和‘迪卡M753’可作为主干型品种在该区域进一步验证和应用,且在该区域运用非充分灌溉,对保护水资源和发展有机旱作农业具有重要意义。     

探讨品种间差异改良作物水分利用效率

提高水分利用效率是缓解水资源危机实现作物可持续生产的重要策略。本文对叶片尺度的瞬时WUE和单株尺度WUE的品种间差异,瞬时WUE到田间尺度WUE的尺度转换,以及瞬时WUE与产量之间的关系进行了讨论。瞬时WUE具有较大的遗传变异性,在亏水条件下品种间差异更显著。在禾谷类作物上,气孔导度与瞬时WUE密切相关。单株尺度WUE在亏水条件下品种间差异显著,足水条件下差异相对较小。气孔导度是影响单株尺度WUE的重要性状,品种之间气孔对水分亏缺的敏感性差异较大。瞬时WUE向田间尺度WUE的尺度转换不仅受到冠层阻力和边界层阻力的制约,还受土壤蒸发与作物蒸腾比率以及同化物分配模式的影响。瞬时WUE与产量的关系决定于环境的水分条件,在作物生长发育主要依靠土壤中储存水分的干旱条件下,瞬时WUE高对获得高产有利。相反,在水分条件较适宜的地区,高瞬时WUE性状不利于高产。     

高产冬小麦水分利用效率及其组分特征分析

依据8年田间和盆栽试验,分析了冬小麦基因型、密度和供水对水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:当供水量变化范围较大时,总耗水(ET)和WUE呈显著线性负相关,ET对WUE的负效应明显大于产量(GY)对WUE的正效应。GY和ET有正相关趋势。当供水量变化范围较小时,GY和WUE呈显著线性正相关。蒸散效率(ETE)和收获指数(HI )都和WUE有正     

不同冬小麦品种对氮素吸收利用效率的差异研究

根据干旱年和平水年两年型的数据,研究了40个不同品种冬小麦之间的产量水分利用效率和氮素吸收利用之间的差异,结果表明,40个品种两年产量、水分利用效率、氮素生产效率、氮素利用效率和收获指数之间差异极显著,氮素生产效率平旱年平均为17.88 kg/kg,平水年为20.56 kg/kg,氮素利用效率和收获指数两年基本一致,分别为24.25%和81.75%,氮素生产效率和水分利用效率之间存在着正相关关系,决定系数R2为0.977 9***;根据氮素利用效率可将40个品种分为三大类,高氮素利用效率的5个品种平均27.50 kg/kg。     

水分胁迫对玉米光合速率和水分利用效率的影响

以7个玉米品种为试材,采用单株室外盆栽在开花期进行中度水分胁迫处理,研究了水分胁迫对玉米叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合参数的影响.结果表明:水分胁迫使光反应中心受到抑制,非气孔限制是影响净光合速率增加的主要限制因子;WUE与Pn、Gs、Tr存在显著的正相关关系,与Cj存在显著的负相关关系,叶片在水分胁迫条件下主要通过降低蒸腾作用来提高水分利用效率.     

玉米自交系叶片水分利用效率差异性及其生理变化

为选育抗旱性强、耗水少、水分利用效率高的品种.以22个玉米自交系为材料,采取正常灌溉和适度水分胁迫处理,对自交系叶片水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、相对叶绿素值( SPAD)和荧光动力学参数进行研究.结果表明,不同自交系WUE差异显著,而且对水分的敏...     

不同肥水组合对夏玉米水分利用效率及经济效益的影响

利用大型防雨设施池栽,设置施肥和灌水二因素三水平,就其不同肥水组合对夏玉米水分利用效率及经济效益的影响进行了研究。结果表明,高肥低水、中肥低水及低肥低水水分利用效率低,经济效益差,中肥中水及低肥中水水分利用效率较高,是中、低肥量条件下稳产高效益的最佳组合;高肥中水水分利用效率最高,耗水系数最低,是高产节水的最佳组合;高肥高水互高水互作效应大,产量水平达１３５００kg/hm^2以上,水分利用效率高,经济效益大,是实现夏玉米超高产的最佳肥水组合。     

旱塬地玉米耗水特点及提高水分利用率途径

研究结果表明,农田耗水主要在１m以上土层,玉米对０－５０cm土层的水分利用 率达６０％;玉米农田棵间土壤水分蒸发占农田蒸散的４７．６％－７７．５％,整个生育期棵间蒸发与叶面积指数呈负相关,玉米产量与蒸腾呈正相关;秸秆覆盖可有减少棵间土壤水分蒸发;合理施肥能促进玉米对土壤水分的利用。     

不同滴灌定额对玉米光合性能及水分利用效率的影响

为了探索夏玉米滴灌条件下灌溉定额与灌溉周期,建立适宜的灌溉制度。以‘郑单958’为试验材料,采用地表滴灌,研究了不同生育时期、不同灌水定额对夏玉米生长发育、光合性能、产量及水分利用效率的影响。研究表明,玉米株高、穗位高、最大叶面积系数随灌溉量增加而增加;除灌溉量最小的模式(DI-5)外,各模式间穗位叶光合速率、蒸腾强度差异不显著;玉米穗位叶叶绿素含量（SPAD值）下降速度随灌溉量增加而降低;玉米穗行数、行粒数、千粒重随灌溉定额降低而下降显著。通过分析不同灌溉模式的产量、水分利用效率及经济效益,认为DI-2灌溉模式比较适宜。研究结果可为山西南部夏玉米节水高产栽培技术及滴灌制度提供参考。

     

不同品种冬小麦生理耗水及产量特性研究

采用密闭式盆栽方法,于2006年10月—2007年6月在中国科学院栾城农业生态系统试验站,对4种较典型的生态型品种冬小麦进行不同水肥处理,生理耗水、产量和水分利用效率（WUE）等的进行比较研究结果表明,冬小麦品种间全生育期生理耗水在充足供水且施肥条件下存在显著差异,最大相差达9.9%,差异主要由返青后各生育期日耗水和总耗水的差异累积而致。施肥增加作物生理耗水量和干物质积累,提高植株水平WUE（蒸腾效率）,其促进作用随土壤水分含量的升高而增大;施肥略微降低产量水平WUE,但差异不显著。水分对籽粒产量的贡献大于肥料的贡献,水分胁迫提高各品种植株水平WUE。各品种全生育期生理耗水量和生物量在不同水肥条件下的表现更多的与品种自身特性有关。在类似于农业生产的正常年份的水肥条件（充足供水且施肥）下,对各品种在生理耗水、生物量、籽粒产量和WUE方面的比较表明,水旱兼用型品种石家庄8号在经济产量和产量水平WUE方面表现最优,有更大的推广价值。     

常规灌溉条件下两种生长型黄瓜灌溉水分配及利用效率的研究

研究不同品种的水分利用特性和水分利用效率,为黄瓜高水分利用效率品种的选育提供理论依据.本研究选用2个生态型相同但生长型不同的黄瓜品种(津育5号和迷你2号)为试材,温室栽培,相同灌溉量和灌溉频率水分处理,比较其灌溉水在渗漏量、蒸发量、蒸腾量和土壤储水量的分配比例和水分利用效率的差异,以及不同品种根系特点.除迷你2号(MN)在秋冬茬结果有所差外异,两供试品种在不同茬口灌溉水的分配均呈现蒸腾量>渗漏量>蒸发量>土壤储水量的趋势;两供试黄瓜品种在冬春茬的蒸腾量、渗漏量、蒸发量和土壤储水量占灌溉水总量的分配比例分别为38.25%,32.15%,23.10%和6.50%,而秋冬茬则分别为34.35%,34.15%,20.65%和12.85%,故不同栽培茬口可影响黄瓜灌溉水分配状况,冬春茬蒸腾和蒸发量占灌溉水分配比例较高,而秋冬茬土壤渗漏水和土壤储水比例则有所提高.津育5号和迷你2号植株蒸腾占灌溉水分配的比例平均分别为37.15%和33.45%,而土壤渗漏占灌溉水分配的比例平均分别为30.10%和36.20%;津育5号两茬口经济产量和生物学产量水分利用效率分别为422.5,585.90 ks/(hm~2·mm),而迷你2号则分别为394.2,541.7 ks/(hm~2·mm).不同黄瓜品种间灌溉水分配状况及利用效率明显差异,造成不同品种灌溉水分配及水分利用效率的原因主要与其根系生长状况有关.     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

磷素利用效率不同小麦的光合作用和水分利用效率

利用稳定碳同位素比技术与光合速率的测定, 比较了高、 中、 低磷素利用效率共8个小麦品种的水分利用效率(WUE)与光合作用特性。 土壤干旱条件下, 叶片宽度和单叶干重显著减少, δ　13　C值提高约2‰, 光合速率降低16%～75%, 长期的水分利用效率增大2.3～3.0 μmol/mmol, 因磷效不同而异。 高磷效的小麦的δ　13　C和对     

磷素利用效率不同小麦的光合作用和水分利用效率

利用稳定碳同位素比技术与光合速率的测定, 比较了高、 中、 低磷素利用效率共8个小麦品种的水分利用效率(WUE)与光合作用特性。 土壤干旱条件下, 叶片宽度和单叶干重显著减少, δ　13　C值提高约2‰, 光合速率降低16%～75%, 长期的水分利用效率增大2.3～3.0 μmol/mmol, 因磷效不同而异。 高磷效的小麦的δ　13　C和对     

旱地小麦品种水分利用效率研究

以目前山西省12个旱地小麦主推品种和新育成品种为材料,在晋南旱地麦区进行大田试验,分析了在旱作栽培条件下,不同品种冬小麦品种籽粒产量、水分利用效率（WUE）的差异。试验表明,不同冬小麦品种之间产量、WUE和降雨生产力存在明显遗传差异,根据试验材料的籽粒产量和水分利用效率可分为3种类型：即高产高效型,产量在2900 kg/hm2以上,水分利用效率较高,平均为16.89 kg/( hm2?mm);中产中效型,产量在2700~2900 kg/hm2之间,水分利用效率平均为16.08 kg/( hm2?mm);低产低效型,产量在2700 kg/hm2以下,水分利用效率较低,平均为15.62 kg/(hm2?mm)。参试品种间耗水系数和降雨生产力间有明显的差异,耗水系数极差达132.11,降雨生产力极差达2.81 kg/(hm2?mm)。说明通过将抗旱、高水分利用效率和高产基因进行聚合杂交,可以实现抗旱高水分利用效率和高产性状统一于一体,培育出抗旱高水分利用效率和高产的小麦品种。高产高效品种可作为旱地小麦生产上的主推广品种加以应用,中产中效品种可作为搭配品种进行推广应用。     

玉米水分利用效率、碳稳定同位素判别值和叶面积之间的关系

通过盆栽试验,研究了水分胁迫对玉米各生育期叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、水分利用效率(WUE)和碳稳定同位素判别值(Δ¹³C)的影响以及不同水分条件下WUE、茎叶Δ¹³C和SLA之间的关系。试验设4个水分处理, 分别为田间持水量的75%~100%(W1)、50%~75%(W2)、30%~50%(W3)和0~30%(W4)。W2和W3处理对生物量干重的影响在玉米拔节期明显,而W4处理导致各生育期生物量干重的极大降低。在W2和W3处理下,玉米各生育期的WUE随着水分胁迫程度的增加而增加;而W4处理下,WUE在孕穗期后则显著降低。SLA在孕穗期达到最大。玉米各生育期叶片Δ¹³C在W1、W2和W3处理中呈随水分胁迫的增加而降低的趋势,而W4处理下的叶片Δ¹³C则高于W2和W3处理。玉米叶片光合同化物质往茎秆转移时没有发生碳同位素的分馏作用。在玉米的各生育期,叶片Δ¹³C、茎秆Δ¹³C和玉米WUE呈一致性的负相关;各生育期的SLA与Δ¹³C呈正相关关系,而与WUE呈显著的负相关。     

土壤水分胁迫对不同茶树品种光合作用及水分利用率的影响

针对华南茶区存在的季节性缺水问题,研究分析了不同茶树对土壤水分的适应性,为配套栽培措施提供理论依据。试验采用盆栽方法研究正常供水（土壤含水量为田间最大持水量的75%）、轻度水分胁迫(55%)、中度水分胁迫(35%)和重度水分胁迫(20%)条件下,5个茶树品种‘黄棪’、‘金萱’、‘英红九号’、‘鸿雁12号’、‘青心1号’1年生幼苗光合作用及其水分利用效率(WUE)的变化。结果表明,不同土壤水分处理对茶树净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、WUE等生理指标均产生明显影响;水分胁迫下茶树的Pn、Tr、Gs都下降,WUE均值的降幅比Pn的小。‘英红九号’在水分胁迫下Pn、WUE降低幅度均最大,T3处理时Pn的均值为1.47μmolCO2/(m2·s),比CK下降80%,WUE平均值比CK降低51.5%;生长在同一生境中的‘金萱’、‘鸿雁12号’、‘青心1号’对土壤水分的生态适应能力较强,‘英红九号’最弱,在进行品种推广时需注意相应栽培技术配套。     

控制交替沟灌中灌水控制下限对玉米叶片水分利用效率的影响

控制交替沟灌是通过调节作物生理过程实现节水的一项新技术。试验结果表明,在控制交替沟灌条件下,叶片蒸腾速率随着土壤含水量的降低而下降,而叶片光合速率则在土壤含水量降到某一数值以前没有显著的变化,从而造成叶片水分利用效率在较轻的水分胁迫下会有一定程度的提高。从叶片水分利用效率的角度分析,控制交替沟灌的灌