土壤耕作方式对小麦干物质生产和水分利用效率的影响

2007—2010小麦生长季,以高产小麦品种济麦22为材料,利用测墒补灌技术确定灌水量,研究高产条件下条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式对小麦的耗水特性、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,深松+条旋耕和深松+旋耕的农田耗水量和0~200 cm土层的土壤贮水消耗量高于条旋耕和旋耕处理,深松+条旋耕的小麦株间蒸发量低于深松+旋耕和翻耕处理。深松+条旋耕和深松+旋耕成熟期的干物质积累总量、籽粒的干物质分配量及分配比例和开花后干物质同化量对籽粒的贡献率均高于翻耕处理,翻耕高于旋耕和条旋耕处理,条旋耕最低。深松+条旋耕三个生长季均获得高的籽粒产量,分别为9 409.01 kg hm^-2、9 613.86 kg hm^-2和9 698.42 kg hm^-2,与深松+旋耕处理无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕低于上述处理,条旋耕最低。深松+条旋耕处理的水分利用效率在2007—2008生长季与深松+旋耕处理无显著差异;在2008—2010生长季最高,分别为21.39 kg hm^-2 mm^-1和22.09kg hm^-2 mm^-1,深松+旋耕处理次之,旋耕和条旋耕低于翻耕处理。在本试验条件下,深松+条旋耕是兼顾高产节水的最优耕作方式。     

保护性耕作条件下不同基因型小麦水分利用效率研究

在保护性耕作秸秆还田条件下,以济麦22、烟农19、济南17和烟农21四个不同基因型小麦(Triticum aesti-vumL.)品种为供试材料,研究了小麦不同生育期的叶面积系数、旗叶SPAD值、旗叶光合速率(Pn)和归一化植被指数(NDVI)与水分利用效率(WUE)的关系。结果表明,在保护性耕作秸秆还田条件下LAI、SPAD值、Pn和NDVI与该品种水分利用效率呈非线性的关系,经济产量是影响水分利用效率的关键指标;不同基因型小麦的LAI、SPAD值、Pn和NDVI存在明显的基因型差异;济麦22和烟农21能够充分利用土壤的有限水资源,获得较高的生物产量和经济产量,可以作为旱地保护性耕作条件下提高小麦水分利用效率,培育健壮群体(高产低耗)的种质资源。     

不同水分条件下小麦旗叶叶绿素a荧光参数与子粒灌浆速率

利用OS－30型叶绿素荧光分析仪研究水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光动力学参数的影响。结果表明，水分胁迫下旗叶的T1／2值减少，旗叶光系统Ⅱ（PSⅡ）原初光能转化效率（Fv/Fm)和潜在活性（Fv/Fo)降低，光合作用的潜在活力降低，这些参数下降影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行，表现在可变荧光淬灭速率减慢，可变荧光下降比值减小。同时还讨论了水分胁迫对灌浆速率的影响。     

土壤水分对新疆加工番茄叶绿素荧光参数日变化的影响

在新疆气候生态条件下,以加工番茄(Lycopersicon esculentumMill)为材料,研究土壤水分对加工番茄叶片叶绿素荧光参数日变化的影响。结果表明,最大荧光(Fm),可变荧光(Fv),最大光化学效率(Fv/Fm),PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)日变化均呈高-低-高的变化趋势,固定荧光(Fo)和表观光合电子传递速率(ETR)日变化均呈低-高-低的变化趋势,其中Fm,Fv,Fv/Fo,Fv/Fm在16:00时降到最低,Fo在16:00时达到最高,ETR在13:00时达到最高。随着土壤水分的降低,Fm,Fv,Fv/Fo,Fv/Fm降低,Fo和ETR增加,表明水分胁迫使加工番茄叶片光系统Ⅱ受到伤害,光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ潜在活性受到抑制。     

不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响

不同耕作方式对旱区春播谷子根系的生长发育有极为重要的影响。以晋谷21号为材料,以传统旋耕为对照,研究了翻耕、秋季深松和春季深松3种耕作方式对谷子地下根系性状与垂直分布、产量和水分利用效率的影响。结果表明,3种耕作方式均能提高谷子根系的长度、表面积、体积、平均直径与干重,深松处理能使谷子根系向40~60cm土层有效生长。与传统旋耕相比,2个深松处理均能显著提高穗长和穗粒重,3种耕作方式的谷子产量较传统旋耕均显著提高,提高幅度排序为春季深松、秋季深松和翻耕,2个深松处理间产量差异未达显著水平。春季深松耕作方式替代传统旋耕能有效提高旱作春谷区的谷子生产水平。     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦–夏玉米轮作系统中干物质生产和水分利用效率的影响

为探讨黄淮海地区一年两熟制下土壤耕作方式与秸秆还田相结合的适宜模式,2010—2012年进行了两年度的田间试验,研究不同处理对冬小麦–夏玉米轮作系统干物质生产和水分利用效率的影响。通过比较常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理,发现深松(耕)与秸秆还田可以增加冬小麦和夏玉米的农田耗水量,降低休闲期农田耗水量,提高作物叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率和茎秆伤流量,促进植株干物质积累,进而提高作物籽粒产量和水分利用效率。耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米的干物质生产和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田相比,深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的作物干物质积累量分别提高19.3%和22.9%,周年作物产量分别提高18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高15.9%和15.1%,且两处理无显著差异。因此认为,与本试验相似环境条件下,宜在秸秆还田的基础上配合深松或深耕。     

水分胁迫对玉米叶绿素荧光特性的影响

以吉单261和京单28两个玉米品种为试验材料,研究水分胁迫对玉米叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:水分胁迫下玉米叶片的最大净光合速率、光补偿点、光饱和点和表观量子效率均显著下降;基础荧光显著增加,最大荧光、可变荧光和PSⅡ光化学效率显著降低;随着光强增加,水分胁迫条件下的光化学猝灭系数和实际光化学效率下降幅度明显加剧;非光化学猝灭系数和表观电子传递速率增加幅度则明显减缓.表明水分胁迫使玉米叶片光合性能减弱,PsⅡ反应中心开放部分的比例减少,光合电子传递能力下降,PSⅡ潜在活性受到抑制,过多的光能多是以非光化学猝灭等其他形式耗散掉,从而保护光合机构免受伤害.     

不同耕作方式下水分管理对水稻水分利用的影响

为了探讨不同耕作方式下水分管理对水稻水分利用的影响,以金优253和旱优3号为材料进行大田试验,设置常耕和免耕两种土壤耕作方式,浅水层灌溉、交替灌溉、水气平衡灌溉3种水分管理方式,然后测定分析各项水分利用指标的变化。结果表明,水气平衡灌溉栽培水稻的叶面蒸腾量、田间蒸发量低,稻谷产量高,水分利用率高;但免耕水稻的叶面蒸腾量和田间蒸发量增加,水分利用率下降。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明：免耕冬小麦田0-180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0-30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0-180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕（ZT1）处理作物耗水量最少,分别比翻耕（CT）,翻耕＋秸秆还田（CTR）,旋耕＋秸秆还田（RTR）,秸秆粉碎免耕（ZT2）少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm^2,比CT（7 314.8 kg/hm^2）减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/（mm.hm^2）比CT减少32.4%。     

水分胁迫对甘薯叶绿素荧光和光合特性的影响

以甘薯品种皖84-559，徐州18，为材料，测定功能叶片的光合和叶绿素荧光参数的变化。水分胁迫下，徐州18叶绿素含量、光合速率、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm）和光化学猝灭系数（qP）的下降较少；非光化学猝灭系数（qN）增加较少。表明徐州18在水分胁迫条件下，光合机构受破坏较轻，其吸收的光能能较多的用于光化学转化能力，通过热耗散的能量较少。     

小麦旗叶叶绿素含量及荧光动力学参数与产量的灰色关联度分析

为探讨干旱胁迫条件下小麦旗叶光合性状的变化及其对产量的影响,以小麦RIL群体(旱选10号×鲁麦14) F₈代的305个株系及其亲本为材料,分析雨养和灌溉两种水分条件下,开花期和灌浆期旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数的变化情况、相关关系、遗传力、基因数目以及不同性状与产量的关系。结果表明,在两种水分条件下,RIL群体性状多数表现超亲现象,变异系数为1.12%~67.05%。雨养条件下抗旱亲本旱选10号的旗叶叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定。两种水分条件下,两个生育时期的旗叶叶绿素含量极显著正相关,而荧光动力学参数相关性表现复杂,F_m与F_v、F_o/F_m与F_v/F_m之间相关性最高,相关系数大于0.994。在所有性状中,叶绿素含量的遗传力最高;多数性状在雨养条件下的基因数目多于灌溉条件的,控制灌浆期F_v/F_o的基因数目最多,达34对。灰色关联度分析显示,灌浆期F_m、F_v及F_o与F_m曲线之间的面积对产量影响较大,可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。     

不同穗型水稻剑叶光合特性及叶绿素荧光参数的研究

环境对光合作用影响可以通过叶绿素荧光的变化反应出来,农艺措施中以种植密度和施N量的变化对光合作用的影响尤为明显。本研究以不同穗型水稻品种（穗重型品种‘龙粳27’和穗数型品种‘龙粳25’）为材料,设4个密度处理和4个施肥时期处理,研究密度和氮肥运筹对不同穗型水稻光合指标及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,穗重型水稻‘龙粳27’的叶绿素含量、光合速率、光合功能期均显著高于穗数型品种‘龙粳25’。适当稀植和氮肥后移对水稻剑叶的光合特性有明显的促进作用,穗重型品种‘龙粳27’在D2 (29.7 cm×13.2 cm)密度处理下,穗数型品种‘龙粳25’在D3 (33 cm×9.9 cm)密度处理下,N肥后移会显著提高二者产量。     

两种穗型冬小麦品种旗叶光合特性和水分利用对光强的响应

以超高产小麦兰考矮早八和豫麦49为材料,研究了开花期旗叶光合与水分利用对光强的响应。结果表明:开花期,随着光强的增加,旗叶光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均表现不同程度增大,超过一定的光强后反而下降;但胞间CO2浓度(Ci)随光强的增加而降低。与豫麦49相比,兰考矮早八在较高光强下旗叶仍表现出较高的光合特性与水分利用。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

施磷对黄土旱塬小麦水分利用效率、水势及产量的影响

为了研究黄土旱塬农业肥料的施用效果,选取3个磷肥施加水平（P₀,P₉₀和P₁₈₀）,研究了施磷对黄土旱垣农业生态区小麦气体交换指标、瞬时水分利用效率、叶片水势及产量的影响,并对它们之间的关系做了分析。结果表明：随着施磷量的增加小麦叶片光合性能随之升高,且各处理之间差异显著;施磷提高了小麦的瞬时水分利用效率(WUEi);随着磷肥的施加,叶片水势随之升高;最终产量以P₁₈₀处理最高,为4550 kg/hm²。各指标相关分析结果表明,气体交换指标与叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、叶片水势及产量之间达到显著或极显著相关;且各光合性能参数与水势和产量之间的相关性大于与WUEi的相关性。WUEi与水势和产量之间也存在着显著的相关关系。     

玉米带耕沟播不同灌水方式对水分利用效果及产量构成的影响

为了评价玉米带耕沟播模式下不同沟灌形式对水分利用效果和产量构成的影响。采用玉米带耕沟播的窄行沟灌(T2)、宽行沟灌(T3)、宽窄行共灌(T4)三种模式与生产常规大水漫灌(T1)模式进行了大田比较试验。结果表明,与大水漫灌相比,带耕沟播三个灌水方式增加了玉米有效穗数和穗粒数,提高了玉米百粒重,玉米产量提高了6.23%、7.08%和8.62%;T2,T3和T4水分利用效率分别提高了133.22%、78.67%和23.08%;灌溉水利用效率分别提高了112.69%、42.35%和11.81%;灌水周期天数缩短了62.55%、53.69%和27.15%。因此带耕沟播窄行沟灌是一种高效节水灌水模式。     

不同水肥条件下旱地小麦水肥利用率研究

探讨了不同水肥条件对旱地小麦产量和水肥利用率的影响。结果表明,不同水肥条件对小麦株高、穗长、穗粒数和千粒重有明显影响;补充灌水和不灌水施肥处理分别比相应对照增产39．2％～142．6％和34．2％～152．3％,同时补充灌水比不灌水各处理增产21．0％～40．2％。不同肥料配比以N1P1处理的肥料利用效率最高,并以适当补灌效果最佳,补充灌水和不灌水每千克N分别增产小麦18．0kg和13．0kg。不同肥料配比处理灌水利用效率分别比对照提高0．17～0．72kg／m^3,并以N1P1最高,为1．16kg／m^3。