冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率,分析了它们之间的相互关系,探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系,蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的,它们之间有着密切的线性关系,气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率,三者之间呈极显著正相关;土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关,当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候,Pn/Tr最大,光合利用效率最高。     

水盐胁迫对玉米茎木质部水力特性的影响

【目的】探讨水盐胁迫下玉米茎木质部水力特征、光合作用和生长指标的响应,深入探究水盐胁迫诱导茎木质部栓塞形成的机理。【方法】通过室内玉米桶栽试验,设置水分胁迫(LD)、盐分胁迫(WS)和水盐联合胁迫(SY)3个胁迫处理,以无水盐胁迫处理作为对照(CK),研究水盐胁迫对玉米叶、根水势及玉米茎木质部水力特性的影响。【结果】与CK相比,水盐胁迫下玉米根、叶水势均有明显降低,叶-土水势差从大到小的顺序依次为CKLD处理WS处理SY处理;茎干的初始水力导度Ki和茎流速率明显降低,其变化趋势与叶-土系统水势差变化趋势一致,相应地茎木质部水力导度损失百分比PLC显著增大;同时,玉米叶片的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs呈CKLD处理、WS处理SY处理,株高和叶片长度均表现为CKLD处理WS处理SY处理。【结论】水盐胁迫均会降低玉米水势,使植株体内渗透势平衡遭到破坏,导致玉米光合性能受到抑制,使茎木质部内产生空穴化和栓塞现象,且不同胁迫方式导致不同程度的栓塞。     

复水前后冬小麦光合生理特征对保水剂用量的响应

为探明干旱胁迫复水前后作物水分消耗过程中冬小麦生理特征对保水剂用量的响应及作用机理,采用盆栽试验以不施保水剂为对照,测定了保水剂不同用量(无保水剂、27 mg/kg、54 mg/kg、81 mg/kg)条件下,复水前后的土壤含水率及光合参数的持续变化特征.结果表明:干旱胁迫时,保水剂降低了小麦叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度,提高了水分利用效率.复水后,对照的光合速率、蒸腾速率及气孔导度仍较高,保水剂处理依次为:54 mg/kg、81 mg/kg、27 mg/kg.而当土壤含水率降至田间持水量的55％左右时,各处理光合参数依次为:27 mg/kg、CK、54 mg/kg、81 mg/kg;水分利用效率依次为:81 mg/kg、27 mg/kg、CK、54 mg/kg.随保水剂用量的增加,小麦生物量增加,但81 mg/kg处理显著高于对照.同时,保水剂会影响叶片光合参数之间的相关性,其中,小麦气孔导度与光合速率、蒸腾速率的相关性以54 mg/kg处理最紧密,依次为81 mg/kg处理、对照,27 mg/kg处理最差.而气孔导度与土壤含水率、水分利用效率及光合速率与土壤含水率、蒸腾速率、水分利用效率的相关性强弱从大到小的处理依次为:81 mg/kg、54 mg/kg、CK、27 mg/kg.说明小麦叶片光合参数对保水剂的响应以54 mg/kg与81 mg/kg处理最显著.     

水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响

【目的】揭示水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响机制。【方法】以超高产小麦品种“烟农1212”为研究对象,设置水分胁迫、盐分胁迫和水盐胁迫3种胁迫处理(2%PEG6000、0.1%Na Cl和2%PEG6000+0.1%Na Cl)和对照(Hoagland营养液,CK),测定不同处理下的小麦的生长指标、根系导水率及全氮、K⁺和Na⁺量,利用逐步回归分析方法,分析水盐胁迫下导致小麦幼苗根系导水率降低的因素。【结果】(1)与CK相比,水分胁迫、盐分胁迫和水盐双重胁迫分别使冬小麦幼苗的株高和叶面积显著降低。(2)水分及盐分胁迫处理的根冠比与CK相比分别增加了12%和14%,而在水盐双重胁迫条件下则显著降低了6%。(3)与CK相比,盐分胁迫和水盐双重胁迫显著增加了小麦叶片和根系的Na⁺/K⁺比,水分胁迫下的Na⁺/K⁺比虽然也有增加,但差异不显著。(4)水分胁迫、盐分胁迫及水盐双重胁迫显著降低了叶片的全氮量。(5)与CK相比,水分、盐分及水盐双重胁迫使小...     

不同水氮处理对马铃薯光合特性和产量的影响

在滴灌施肥条件下,开展大田小区试验,研究不同灌水量与不同施氮量对马铃薯光合特性及产量的影响。试验采用二因素三水平随机区组设计。结果表明:在灌水量为1 800 m~3/hm~2时,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随施氮量的增加呈先增后减的趋势,日照充足时最小值和最大值出现的时间点分别为当天下午18∶00和上午10∶00;在灌水量为900 m~3/hm~2时,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势基本一致,且两次峰值都出现在上午10∶00和下午16∶00。在灌水量为900 m~3/hm~2和1 350 m~3/hm~2时,产量随施氮量的增加总体呈增加趋势;在施氮量为120 kg/hm~2和180 kg/hm~2时,产量随灌水量的增加总体呈增加趋势;不同水氮处理的产量均显著高于CK(不灌水不施氮),高出9%～43%。试验条件下处理T6(中水高氮)最有利于马铃薯光合能力和产量的提高。     

不同灌水量对加工型马铃薯产量及生态生理指标的影响

在西北绿洲生态条件下,研究了不同灌水处理对马铃薯产量及生态生理指标的影响。结果表明:处理间单位面积块茎产量、单株结薯数、株高、水分利用效率、叶面积指数、干物质积累量、光合速率、蒸腾速率均存在着显著或极显著的差异。块茎产量和水分利用效率均以灌水定额为1650 m3/hm2(处理5)最高。在马铃薯水分临界期,不同灌水处理的马铃薯单叶光合速率和蒸腾速率的日变化曲线均呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00~12:00和14:00~16:00。产量最高的处理5在12:00前基本具有最高的光合速率,而蒸腾速率在各时间段都没有体现出明显的优势。     

氮量与株间竞争对番茄幼苗根系形态、生物量积累及氮素利用的影响

【目的】阐明不同氮素供应和株间竞争对番茄幼苗根系形态、叶片光合特性、地上部生物量积累及氮素吸收利用的影响。【方法】在步入式人工气候室内,以盆栽番茄幼苗为研究对象,营养液的氮质量浓度设置为高氮(15 mmol/L,N15)和低氮(1 mmol/L,N1)2个水平,株间竞争设置为每桶种植4株(P4)和单株种植(P1)2个水平,所有处理均充分供水。【结果】随幼苗生长,N15P1处理的幼苗根系形态、Pn和Gs显著优于其他处理,且相同氮质量浓度下4株种植幼苗的Pn小于单株种植。番茄幼苗的单株叶面积随施氮量的增加而增加,在相同氮素供应条件下,株间竞争的存在显著降低幼苗个体的光合面积,进而影响干物质积累。土壤硝态氮量和叶片全氮量均随施氮量的增加而增加,竞争群体叶片氮吸收量呈增加趋势。【结论】营养液中氮质量浓度为15 mmol/L,单株种植的幼苗个体长势最佳;营养液中氮质量浓度为15.0 mmol/L,竞争群体番茄幼苗的氮吸收量最高。     

柱状苹果树生长生理与蒸散特征对水分的响应研究

通过研究不同灌水量和地表覆膜条件对柱状苹果树的生长生理及蒸散特征的综合影响,探寻适合苹果树生长且水分利用效率高的灌水量和保水措施。通过遮雨棚下可称量式蒸渗桶试验,设置4个灌水水平:60%ETC(W1)、80%ETC(W2)、100%ETC(W3)和120%ETC(W4);地表覆膜处理分别为有覆盖(M)和无覆盖(NM),分析柱状苹果树的干物质量、光合速率、蒸腾速率和阶段耗水情况对不同灌水量和地表覆盖条件的响应规律。结果表明,干物质量随灌水量增加而增加,且M处理可促进干物质量的积累;净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随着灌水量的增加而升高。不同生育期净光合速率和蒸腾速率由大到小依次均为:果实膨大期、果实成熟期、开花座果期、叶变期。相同灌水量和地表覆盖处理条件下,不同时刻净光合速率由大到小依次为10:00、13:00、08:00,蒸腾速率由大到小依次为13:00、10:00、08:00,气孔导度由大到小依次为10:00、08:00、13:00。瞬时水分利用效率(LWUE)最大值和最小值分别出现在W2处理10:00(4.52μmol/mmol)和W4处理13:00(2.62μmol/mmol);全生育期总蒸散量随着灌水量增加而增加,NM处理较M处理增加11.02%~16.35%。开花座果期、果实膨大期、果实成熟期和叶变期的耗水强度分别为3.29~4.36 mm/d、2.40~4.85 mm/d、0.83~1.79 mm/d和0.77~1.53 mm/d,耗水模数分别为19.34%~27.40%、55.99%~61.41%、8.62%~12.63%和5.85%~7.24%。最终得出120%ETC灌水量和地表覆膜条件有利于改善柱状苹果树的生长和生理状况,但80%ETC处理水分利用效率最高。地表覆膜不仅促进苹果树生长而且降低了土壤蒸发量,具有一定的保水作用。因此,MW2处理为相对节水的灌溉模式。     

加气对微咸水灌溉棉花幼苗生长的影响

为了探索加气对微咸水灌溉棉花幼苗生长的影响。开展加气微咸水灌溉棉花桶栽试验,分别设置4个灌溉水电导率水平分别为W1 (0.6 mS/cm)、W2(4 mS/cm)、W3(7 mS/cm)和W4(10 mS/cm),2个加气量（S1不加气,S2加气）,共计8个处理,研究不同处理对棉花幼苗株高、叶面积、茎粗、净光合速率,生物量、根系构型及生长生理的影响。结果表明：在加气处理一定下,灌溉水电导率值对棉花幼苗的生长及生理指标具有显著影响。加气处理下,电导率值为0.6 mS/cm与其他3个电导率值相比株高日增量、叶面积,平均提高18.43%,21.03%,茎叶根鲜生物量和干生物量分别平均提高16.15%、20.00%,根长密度、根系平均直径、根系体积平均提高12.00%,7.94%,7.61%,随着电导率值的上升,棉花幼苗光合性能逐步降低。灌溉水电导率相同情况下,加气较不加气处理株高日增量、叶面积分别平均提高8.11%、10.24%,茎叶根总鲜重和总干重分别平均提高8.72%、13.10%,根长密度、根系平均直径、根系体积平均分别提高2.00%、2.80%、2.87%,且加气处理后的棉花幼苗光合...     

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。     

植物生长营养液对干旱复水马铃薯根系及光合特性的影响

基于盆栽试验,研究了不同干旱胁迫(重度胁迫,中度胁迫和正常供水)与复水条件下植物生长营养液处理对马铃薯根系活力、叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率及产量的影响。结果表明,不同干旱胁迫与复水条件下,植物生长营养液均能有效改善马铃薯根系活力及光合特性。与CK相比,根系活力增加3.19%～20.23%,光合速率增加6.36%～32.70%,气孔导度降低5.49%～32.32%,蒸腾速率降低2.30%～28.10%。马铃薯产量增加3.19%～7.55%,增产幅度为:重度胁迫>中度胁迫>正常供水。3种干旱胁迫下,植物生长营养液对重度胁迫马铃薯产量的增幅最大。     

水分和锌对番茄叶水势、光合特性及蒸腾效率的影响

通过盆栽试验,研究了3个土壤水分水平W1、W2、W3和2个锌溶液水平Z0、Z1对番茄叶水势、光合特性及水分利用效率的影响。结果表明,随着土壤水分的增加,番茄叶水势升高,晴朗天气中午12:00时W3处理叶水势可达-1.52 MPa;W3处理叶面积、光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别比W1与W2高出25.7%与10.0%、19.6%与4.2%、20.7%与9.3%、26.6%与15.8%;叶面喷施锌不同程度的提高了叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度,在W2适宜水分下,三者分别提高9.1%、2.9%和7.3%;土壤水分的提高使植株的蒸腾效率增加,在W1、W2条件下叶面喷锌显著提高了叶片蒸腾效率。     

冬小麦叶片水势、气孔阻力、蒸腾速率与环境因素的关系

本文依据田间试验资料,分析了冬小麦叶片水势、气孔阻力和蒸腾速率在不同土壤基质势条件下的日变化规律,探讨了其与土壤基质势和天气条件(光照强度、净辐射、饱和差、气温)之间的关系,建立了叶片水势、气孔阻力、蒸腾速率与环境因素间的定量关系式。     

温室环境因子驱动甜瓜水分传输机理分析与模拟

利用人工气候室控制空气温度、相对湿度和光合有效辐射量,根据水量平衡法控制土壤含水率,按照四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计,对甜瓜蒸腾量进行模拟,并探讨各因子调控水分传输的机制。基于Jarvis模型建立环境因素驱动的多元非线性气孔导度模型,结合水汽扩散原理建立蒸腾量模型,模型预测精度良好。探究因素交互作用及其耦合调控效应,结果表明:除相对湿度对蒸腾表现为抑制作用,土壤含水率、空气温度和光合有效辐射均对蒸腾具有促进作用;土壤含水率与空气温度的单因素效应相似,随因素水平增加,蒸腾量线性升高;光合有效辐射量驱动蒸腾的单因素效应为开口向下的二次函数,当因素水平超过阈值后,蒸腾量逐渐下降。环境因素在驱动和调控蒸腾过程中均存在密切耦合和反馈效应,土壤含水率与温度对蒸腾调控的耦合效应趋近于平滑曲面,蒸腾量随两因素水平的升高而升高,在试验水平内两因素对蒸腾表现为协同促进效应;空气相对湿度减弱了水汽扩散驱动力,进而抑制温度和土壤含水率对蒸腾的驱动作用,且这种抑制作用随相对湿度的升高而更明显。     

不同灌水深度对冬小麦生长及产量的影响

为了给华北平原丘陵地区的冬小麦节水灌溉提供科学依据,试验分析了4个不同灌水深度处理对冬小麦光合日变化、株高、叶面积指数和籽粒产量的影响。试验以灌水深度为控制因子,设4个处理,即:地表灌溉(T1)、灌水深度为根系分布的60%(T2)、灌水深度为根系分布的75%(T3)、灌水深度为根系分布的90%(T4),每个处理4次重复。结果表明:不同灌水深度条件下,冬小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化呈"M"形的双峰曲线,存在明显的"午休"现象,而胞间CO2浓度则呈"W"形的双峰曲线,深层灌的午睡现象不如地表灌的明显,且4项光合指标在同一时刻均要比地表灌的高;随灌水深度的增加,株高逐渐增大,叶面积指数呈先增大后减小的趋势,而灌水深度过大则会使影响植株后期的株高增长,使叶面积指数下降增快;适当增加灌水深度可明显提高小麦收获指数,使产量增加,但产量并不是随灌水深度的增加而增加。     

水分胁迫对不同倍性小麦光合和水分利用影响

在遮雨条件下采用称量法控制土壤水分,利用逐步干旱胁迫和复水条件,连续观测二倍体、四倍体和六倍体3种倍性小麦后的光合速率、蒸腾速率、单叶水分利用效率等的变化。结果表明,不同倍性小麦的光合速率都下降,下降速度为二倍体>四倍体>六倍体;水分胁迫对二倍体的蒸腾速率影响最大,对六倍体的蒸腾速率影响最小;水分胁迫对六倍体小麦的气孔导度影响小于四倍体和二倍体;水分胁迫结束后,3种倍性小麦品种的光合速率和蒸腾速率均能迅速恢复,以六倍体的气孔导度的恢复速率最快。水分胁迫下不同倍性小麦的水分利用效率均下降,以六倍体小麦下降程度最小,复水后3种倍性小麦均能快速恢复到几乎相同的水准。在相同的水分条件下,随着光强的增强,3种倍性小麦光反应动力曲线变化趋势相似,在400～1 200μmol/(m2.s)范围内,二倍体和六倍体小麦二者均显著高于四倍体。     

抽穗开花期涝渍胁迫对冬小麦生理指标的影响

通过蒸渗测坑在小麦抽穗开花期设置4种不同模式的涝渍处理,来研究不同涝渍胁迫下,小麦净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）等生理指标的日变化规律。试验结果表明：农田水位调控对小麦生理指标有显著的影响,且不同处理下生理指标变化趋势存在差异性。在抽穗开花期内,轻微的渍水胁迫对小麦生理指标产生有利影响,使其保持在较高水平。较严重的涝渍胁迫会导致净光合速率等生理指标较大幅度的下降,在小麦抽穗开花期内要尽量避免出现这种情况。     

灌水处理对冬小麦生理生长特性等的影响研究

通过对冬小麦不同生育期进行有限灌溉的大田试验,研究不同水分处理对冬小麦的土壤水分变化、株高、叶面积指数、光合特性、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:①灌水量越大,含水量变化的土层深度越大;并且土层深度越大,含水量的变化越小。②开花期灌水对缺水处理叶面积指数和株高的补偿效应明显。③各处理的光合特性日变化趋势一致,蒸腾速率和气孔导度日变化趋势均是双峰曲线,光合速率日变化趋势均是单峰曲线,均有"午休"现象。④开花水有利于籽粒的形成,只灌开花水也可获得较高产量。但产量与总灌水量之间呈抛物线关系。⑤单叶和产量水平的水分利用效率均随灌水量的不同而不同。总灌水量越大,叶片水分利用效率越大,灌溉水利用效率越低,水分利用效率越低。⑥综合考虑,全生育期只灌1次75 mm开花水的处理最合理。