水分胁迫对宜香优2115籽粒淀粉合成及产量的影响

为探明不同水分胁迫的时间和程度对水稻籽粒淀粉合成和产量的影响。以宜香优2115为试验材料,在2018-2019年分别在孕穗期、开花期、灌浆期进行轻度(-20±5)kPa、中度(-40±5)kPa、重度(-60±5)kPa水分胁迫处理,以淹水灌溉为对照(0 kPa, 1～3 cm水层),测定分析籽粒糖和淀粉含量、淀粉合成相关酶活性及产量。结果表明,在孕穗期、开花期、灌浆期,轻度水分胁迫使水稻籽粒中的可溶性糖和蔗糖含量降低,最大降幅分别为33.7%,14.3%,直链淀粉和总淀粉含量增加,最大增幅分别为2.4%,4.4%,中度和重度水分胁迫则反之;ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)活性随灌浆进程呈先升后降的趋势,轻度水分胁迫使灌浆中后期5种酶活性及峰值活性提高,而中度和重度水分胁迫则降低;结实率仅在灌浆期轻度水分胁迫下增加,增幅为3.1百分点,3个时期轻度水分胁迫使千粒质量均增加,最大增幅为3.7%,孕穗期水分胁迫不利于水稻产量的提高,灌浆期和开花期进行轻度水分胁迫使产量增加,增幅分别为0.8%,9.3%。因此,宜香优2115在开花期和灌浆期轻度水分胁迫可提高淀粉合成关键酶的活性,促进籽粒淀粉的合成和积累,进而提高产量,在增幅方面灌浆期大于开花期。     

水分胁迫及复水对绿洲膜下滴灌辣椒动态生长、产量及水分利用的影响

为了研究水分胁迫对露天膜下滴灌辣椒生长、产量形成和水分利用效率的影响,在辣椒苗期和开花坐果期均分别施加轻度水分胁迫(65%~75%田间持水量)、中度水分胁迫(55%~65%田间持水量)和重度水分胁迫(45%~55%田间持水量),全生育期充分供水处理(75%~85%田间持水量)为对照,分别测定各水分处理辣椒不同生育期末生长指标(株高、茎粗、叶面积指数和单株干物质积累量)以及青果总产量和水分利用效率,并用三次曲线模拟了辣椒各生长指标在全生育期内的动态变化过程。结果表明:三次曲线能够较好地反映不同水分处理下辣椒各生长指标随时间的动态变化。苗期和开花坐果期一定程度水分胁迫能导致辣椒在水分胁迫时段株高、茎粗和叶面积指数显著(P0.05)小于CK组,后期复水后,由于辣椒产生补偿性生长,苗期轻度和中度水分胁迫处理以及开花坐果期轻度水分胁迫处理辣椒,各生长指标增长速率在一定时间内超过CK组,最终辣椒产量和单株结果数均与CK组之间无显著差异(P0.05),且辣椒平均单果重分别比CK组显著高18.48%,22.49%,14.14%。苗期和开花坐果期水分胁迫,均能提高辣椒根冠比和果实干物质分配指数并减少辣椒全生育期灌水量和耗水量,特别是苗期中度水分胁迫处理,在不显著降低产量的情况下,灌水量和耗水量分别比CK组显著低12.36%和11.51%,且水分利用效率、灌溉水利用效率均最高,分别比CK显著高8.61%和9.66%,因此,在苗期施加中度水分胁迫,后期充分灌水是实现绿洲辣椒节水、高产和高效栽培的一种较优灌溉方式。     

密度、播期和施肥对西藏不同青稞品种籽粒灌浆特性影响

为了给西藏青稞高产栽培及新品种选育提供依据,选用不同种植密度、播期和施肥处理现有的4个主要青稞品种,通过田间试验研究不同品种籽粒灌浆过程。结果表明,不同青稞品种在不同种植密度、播期和施肥处理下的籽粒灌浆特征表现出相似性,4个品种的平均灌浆速率大小依次为‘藏青2000’‘藏青320’‘喜马拉雅22’‘藏青13’;播期、种植密度和施肥对青稞籽粒产量的影响作用力为:播期施肥种植密度;不同青稞品种灌浆期籽粒百粒干重均在3.54~6.71 g之间,所有试验处理平均百粒干重最高的是T1(播期为4月10日)处理的‘藏青2000’,达到5.8 g/百粒。综合分析表明,播期对4个青稞品种的灌浆特性和产量效益影响最为明显。因此,适时早播是青稞获得高产的关键。     

种植密度、播期和施肥对西藏不同青稞品种籽粒灌浆特性影响

为了给西藏青稞高产栽培及新品种选育提供依据,选用不同种植密度、播期和施肥处理现有的4个主要青稞品种,通过田间试验研究不同品种籽粒灌浆过程。结果表明,不同青稞品种在不同种植密度、播期和施肥处理下的籽粒灌浆特征表现出相似性,4个品种的平均灌浆速率大小依次为‘藏青2000’＞‘藏青320’＞‘喜马拉雅22’＞‘藏青13’;播期、种植密度和施肥对青稞籽粒产量的影响作用力为：播期＞施肥＞种植密度;不同青稞品种灌浆期籽粒百粒干重均在3.54 g~6.71 g之间,所有试验处理平均百粒干重最高的是T1（播期为4月10日）处理的‘藏青2000’,达到5.8 g/百粒。综合分析表明,播期对4个青稞品种的灌浆特性和产量效益影响最为明显。因此,适时早播是青稞获得高产的关键。     

灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45%;其次为拔节期,在20%左右;越冬期最小,只有4.0%~10.0%。土壤水分控制下限为55%的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1.75kg/m3,对应的耗水量在350~400mm之间。     

膜下滴灌调亏对绿洲马铃薯生物量分配、产量和水分利用效率的影响

为了确立河西走廊干旱半干旱绿洲农业马铃薯科学种植的最佳灌溉策略,通过大田试验研究了调亏灌溉对绿洲膜下滴灌马铃薯全生育期不同器官生物量分配、产量和水分利用的影响。根据马铃薯不同生育期进行不同程度的水分调亏设5个水分调亏处理和1个对照,分别为块茎形成期轻度(55%~65%田间持水量,FC,Field capacity)水分调亏处理WD1,块茎膨大期轻度(55%~65%FC)水分调亏处理WD2,淀粉积累期轻度(55%~65%FC)调亏处理WD3,块茎形成期中度(45%~55%FC)调亏处理WD4,膨大期中度(45%~55%FC)水分调亏处理WD5及全生育期充分(65%~75%)供水对照CK。研究结果表明:不同生育期水分调亏均可导致马铃薯茎、叶干质量降低,块茎干质量在整个生育期呈逐步上升趋势,块茎形成期调亏处理复水后各器官干质量明显增大,块茎膨大期调亏处理复水后块茎干质量增长缓慢,茎和叶干质量开始下降。块茎形成期轻度水分调亏和中度水分调亏对马铃薯产量影响较小,而块茎膨大期水分调亏对马铃薯薯块产量影响较大,调亏程度越大,减产越严重。马铃薯不同生育期水分调亏对阶段耗水量影响较大,调亏程度越大,耗水量较充分灌溉差异越显著(P0.05)。块茎形成期轻度调亏处理(WD1)水分利用效率最高,比全生育期充分供水处理(CK)、淀粉积累期轻度调亏处理(WD3)和块茎膨大期中度调亏处理(WD5)分别提高14.3%,30.00%,38.00%。因此,马铃薯膜下滴灌调亏可影响各器官干物质质量,有利于水分利用效率的提高。且相较于全生育期充分供水处理CK,块茎形成期轻度调亏在产量略有降低(降低5.30%)的情况下能够显著性提高水分利用效率(提高14.3%)和灌溉水分利用效率(提高18.51%)。     

黄淮海地区冬小麦关键生育期不同灌溉水平对产量影响的模拟

研究黄淮海地区不同灌溉水平下冬小麦产量的变化规律,对于识别干旱对冬小麦产量的影响和制定合理的节水灌溉措施具有指导意义。基于DSSAT作物模型,参考各生育阶段的水分亏缺量以及当地的灌溉习惯,制定模型输入的不同处理的灌溉量,模拟分析近30年黄淮海灌溉冬麦区4个典型站点冬小麦关键生育期不同灌溉水平下,产量及产量构成的相对变化规律,并且以典型处理为例,探讨2个关键生育阶段减产的累积概率。结果表明,拔节至抽穗期的水分胁迫对冬小麦的产量影响最大,产量相对变化主要由水分胁迫引起单位面积粒数的相对变化引起。在重度干旱条件下,拔节至抽穗期胁迫造成中等程度减产概率约为灌浆期胁迫的2倍(山东兖州点除外);在河北石家庄和天津点,轻度和重度减产主要由拔节至抽穗期胁迫引起,而在山东兖州和河南新乡点,拔节至抽穗期及灌浆期胁迫造成轻度减产概率差别不大,但灌浆期重度干旱导致一定概率的重度减产。因此,在黄淮海冬小麦灌区偏南部,不但要加强拔节至抽穗期的灌溉措施,还应该注重灌浆期的干旱风险。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

玉米穗期水分胁迫对产量和水分利用效率的影响

在盆栽条件下,以6个玉米杂交种为试验材料,研究了玉米穗期正常供水、轻度和中度水分胁迫下产量和水分利用效率(Water Use Efficiency,简称WUE)的变化.结果表明,6个玉米品种的产量和耗水量的水分胁迫效应均显著,随胁迫程度加大,产量和耗水量均明显降低,但不同品种对水分胁迫的反应存在差异.轻度水分胁迫下,供试品种中有两个品种表现出产量下降幅度不大、且比耗水量下降幅度小、WUE有所提高的优良特性;中度水分胁迫下,6个品种均表现为产量大幅度下降,且远高于耗水量的下降幅度,导致WUE明显降低.相关分析表明,3种供水条件下,WUE与产量均呈显著正相关,与耗水量的相关性均不显著.     

绿洲膜下滴灌调亏对马铃薯土壤环境及产量的影响

为测定膜下滴灌调亏马铃薯全生育期内不同调亏水平土壤养分、土壤水热动态、生长动态、产量效应和水分利用效率,于2016年在河西荒漠绿洲灌区民乐县益民灌溉试验站开展了马铃薯不同生育阶段水分调亏灌溉的试验研究,结果表明,马铃薯膜下滴灌调亏土壤水热变化均匀且利用率高,有利于马铃薯对土壤养分的充分吸收和利用;土壤养分是土壤肥力的核心,是植物在生长发育过程中不可或缺的重要因素,膜下滴灌调亏栽培能有效减少土壤速效养分的流失,并提高马铃薯对土壤速效养分的利用效率;不同生育阶段马铃薯耗水量受水分调亏程度影响较大,其耗水量随调亏程度增大而显著减少(P0.05),水分调亏处理马铃薯全生育期总耗水量均低于全生育期充分灌水CK处理。块茎形成期轻度水分亏缺马铃薯水分利用效率、灌溉水利用效率、生物量均达到最大,较全生育期充分灌水显著提高29.04%,35.61%。因此,块茎形成期轻度水分亏缺灌溉方式能使马铃薯根区土壤始终保持湿润状态,有效减少渗漏损失和植株间无效蒸发损失,改善土壤水、肥和热量状况,有利于提高作物水分利用效率,且不显著降低马铃薯最终产量。     

内蒙古东部膜下滴灌旱作水稻作物需水量与产量研究

提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是世界性的问题,如何在减少灌溉用水量和优化用水结构的同时保障内蒙古主要水稻产区的粮食生产能力,是目前的研究热点。本研究基于水量平衡原理,于2018—2019年的5—9月在内蒙古东部扎赉特旗开展膜下滴灌旱作水稻灌溉试验,并且以传统插秧泡田种植为参照,提出了内蒙古东部典型地区膜下滴灌旱作水稻的作物需水量和不同生育阶段需水规律,并且分析了不同灌溉方式的水稻最终产量及作物需水系数。研究结果表明膜下滴灌水稻全生育期需水量为608.4 mm,其生育阶段土壤含水率占饱和含水量的85%~100%时的产量最大,苗期需水量最小,抽穗灌浆期最大;拔节孕穗中期的耗水强度最大,需水系数在全生育期中抽穗灌浆期为最大。     

不同水肥处理对芸豆耗水量及产量的影响

针对冀西北坝上芸豆主产区,对不同水肥条件下芸豆的耗水量及产量进行了研究,为芸豆高产高效生产技术集成提供理论依据。研究结果表明,在鼓粒期及时灌水,可以促进子粒灌浆,达到增加产量的目的;与追肥相比,施用基肥平均增产38.0%,初花期追肥比鼓粒期追肥增产15.1%;基肥-鼓粒期灌水处理的水分利用效率最高,为7.2kg/（hm ²·mm）。     

不同灌溉处理对杂交谷子生长特性、产量及水分利用的影响

旨在为‘张杂谷’的节水高效提供理论依据。本试验于2014 年在张家口农科院宣化试验站(115°3′N,40°63′E)进行,以‘张杂谷3 号’为材料,设置4 个灌水处理：①杂交谷子全生育期不灌水(T0);②于拔节期灌水(T1);③分别于拔节、抽穗期灌水(T2);④分别于拔节、抽穗、灌浆期灌水(T3),探讨了不同灌溉条件下‘张杂谷’生长、产量、水分利用效率的变化规律。结果表明：（1）灌溉使灌浆期叶片水势提高0.04~0.31 Mpa,株高及生物量分别提高21.1~34.05 cm、2675.07~4103.88 kg/hm2。（2）与T0相比,灌溉下T1、T2、T3产量分别增加了1256.36 kg/hm2、2155.62 kg/hm2、2105.93 kg/hm2。（3）T1、T2、T3处理产量水平水分利用效率(WUEy)分别比T0提高9.33%、19.2%、14.88%,且WUEy 与产量呈显著正相关。分析得出如下结论：（1）在干旱年型,对‘张杂谷3 号’而言,于拨节、抽穗期进行2 次灌溉是获得高产与高WUEy 的有效措施。（2）灌溉下产量与WUEy 的提升主要是通过提升群体生物量与群体水分利用效率(WUEbm)实现的。     

灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用及产量与品质的影响

以济麦20和泰山23为试验材料, 在大田条件下研究了灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用和籽粒产量与品质及耗水量、水分利用率的影响。2004—2005年生长季, 小麦生育期间降水量为196.10 mm, 两品种的氮素吸收效率、籽粒的氮素积累量和氮肥生产效率均为不灌水处理低于灌水处理, 但籽粒氮素分配比例和氮素利用效率表现为不灌水处理高于灌水处理。拔节期前, 两品种的氮素吸收强度灌水180 mm处理高于灌水240 mm和300 mm两处理, 拔节期后反之; 成熟期, 植株氮素积累量和氮素吸收效率在各灌水处理间无显著差异。济麦20籽粒的氮素积累量和分配比例、氮素利用效率和氮肥生产效率, 均以灌水240 mm处理高于灌水180 mm和300 mm处理; 灌水180 mm和240 mm处理的籽粒产量分别达8 701.23 kg hm^-2和9 159.30 kg hm^-2, 耗水量为469.29 mm和534.48 mm, 两处理间籽粒品质无显著差异, 且均优于灌水300 mm处理。泰山23籽粒中氮素积累量及分配比例、氮素利用效率、氮肥生产效率和籽粒品质, 在各灌水处理间无显著差异; 灌水180 mm和240 mm处理籽粒产量显著高于其他处理, 分别达9 682.65 kg hm^-2和9 698.55 kg hm^-2, 其耗水量分别为468.54 mm和532.35 mm。两品种的水分利用率均随灌水量增加而降低。在2006—2007年生长季, 小麦生育期间降水量为171.30 mm, 济麦20和泰山23均以灌水240 mm处理的籽粒产量和水分利用率最高, 其耗水量分别为490.88 mm和474.88 mm。综合考虑产量、品质、氮素利用效率、氮肥生产效率和水分利用率, 生产中济麦20生育期灌水量以180~240 mm为宜; 泰山23在降水量达196 mm条件下, 灌水量以180 mm为宜, 在降水量为170 mm条件下, 灌水量以240 mm为宜。     

不同发育阶段干旱胁迫对玉米株高、果穗性状及产量的影响

为研究同一品种不同发育阶段干旱胁迫对玉米植株高度、果穗性状以及产量的影响程度,设置全生育期供水充足、大田自然干旱、拔节期控水、抽雄期控水、拔节期控水-复水、抽雄期控水-复水6种处理的对比试验,用对比分析的方法比较不同处理下玉米的株高、果穗性状以及产量之间的差异。结果表明：干旱胁迫使玉米植株矮小,果穗长减小7.88%~54.55%,果穗粗减小14.58%~52.08%,秃尖长度增大66.67%~258.33%,百粒重减小0.99%~41.36%,单株产量减少15.03%~94.41%,最终导致减产23.57%~90.03%。不同发育阶段干旱胁迫对产量的影响差异显著,全生育期干旱最为严重,几乎无产量,拔节期次之,抽雄期干旱胁迫影响最小,复水后由于部分补偿了前期干旱胁迫所减少的生物量,果穗性状、百粒重均有好转,减产幅度减轻。     

耕作与保墒措施对小麦不同生育阶段水分利用及产量的影响

为探明不同耕作与保墒措施下冬小麦不同生育阶段的水分利用特征,采用田间试验,研究了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂、有机肥等措施对小麦不同生育阶段的耗水量、干物质积累量、水分利用及产量等的影响。结果表明,在小麦不同生育阶段均以秸秆覆盖和深松处理的保墒、储水效果较佳。在小麦整个生育期中,有机肥处理的耗水量最大,而深松和秸秆覆盖处理较少。在小麦拔节期前,有机肥处理更利于干物质的积累;在小麦拔节-孕穗期,以保水剂和深松处理积累的干物质量较高。孕穗期以后,秸秆覆盖处理的干物质积累量均高于其他处理,且秸秆覆盖处理在小麦全生育期的干物质积累量也较高。除返青-拔节期和孕穗-扬花期外,小麦不同生育阶段的水分利用效率均以秸秆覆盖处理最高,且其产量和水分生产效率均高于其他处理,其产量较普通耕作提高了50.9%,水分生产效率提高了11.7 kg/(mm·hm~2)。综上所述,秸秆覆盖处理较其他措施更能有效地改善小麦不同生育阶段的水分环境,从而促进小麦产量和水分利用率的提高。     

胶东半湿润区滴灌制度对冬小麦农田土壤水分、作物生长及水分利用的影响

针对胶东地区冬小麦生育期内降雨和灌溉水资源明显不足问题,通过研究滴灌条件下灌溉制度对土壤水分、冬小麦生长及水分利用的影响,探究该地区冬小麦最优灌溉模式。试验实施从2016到2019年,共3季冬小麦,灌溉方式为滴灌,共设置4种处理：T1：不灌水;T2：拔节期灌水40 mm;T3：开花期灌水40 mm;T4：拔节期和开花期分别灌水40 mm。结果表明：（1）拔节期灌溉（T2和T4）在0~30、30~60、60~90 cm土壤体积含水量分别为16.0%、25.5%、25.1%,比不灌水处理(T1)分别提高25.9%、5.5%、4.7%,贮水量为204.9 mm,比不灌水处理(T1)提高6.5%,叶面积指数为2.9,比不灌水处理(T1)提高26.3%,生物量为6124.8 kg/hm²,比不灌水处理(T1)提高29.0%。（2）开花期灌溉（T3和T4）在0~30、30~60、60~90 cm土壤体积含水量分别为12.8%、22.7%、22.8%,与不灌水处理(T1)相比分别提高36.6%、11.2%、6.7%,贮水量为188.7 mm,比不灌水处理(T1)提高12.8%,叶面积指数为2.2,比不灌水处理(T1)提高24.3%,生物量为10781.0 kg/hm²,比不灌水处理(T1)提高24.2%;（3）与不灌水处理(T1)相比,3年的试验结果表明拔节期灌溉(T2)可提高产量16.5%,耗水量增加13.0%,水分利用效率增加2.7%,开花期灌溉(T3)产量增加26.4%,耗水量增加13.3%,水分利用效率增加11.0%,两次灌溉(T4)产量增加22.7%,耗水量增加23.9%,但是水分利用效率降低2.0%。不同灌水处理（T2、T3和T4）3年结果相比较,T3比T2的叶面积指数增加5.8%,生物量增加5.7%,产量增加9.0%,耗水量之间无显著差异,水分利用效率增加8.7%,灌溉水利用效率增加138.5%。与T4处理相比,T3处理的生物量和产量接近,耗水量降低8.7%,但是水分利用效率增加13.4%,灌溉水利用效率平均增加160.4%。综合考虑不同灌溉制度对冬小麦生长发育、产量及水分利用的影响,滴灌条件下在开花期灌水（T3处理）可作为胶东半岛砂姜黑土区冬小麦最优灌溉制度。