剪根与水分胁迫对小麦单根和细胞导水率及TaPIP基因表达的影响

剪去小麦部分根系能瞬间打破其水分平衡,研究根系导水特性对剪根的响应有助于解释静水压对作物根系吸水的调节机制。通过对苗期小麦(Triticum aestivum)剪根与水分胁迫处理,用压力探针技术测定单根和细胞两种尺度上的根导水特性变化,以及根中TaPIP1;2和TaPIP2;5的转录调节变化。结果显示,剪根处理或水分胁迫处理使叶片蒸腾速率和气孔导度均显著低于对照,而单根导水率和细胞导水率均与对照无显著差异。剪根处理的叶片蒸腾速率、气孔导度、叶水势、单根导水率和细胞导水率均显著高于水分胁迫处理,而剪根且水分胁迫处理的各参数均显著低于其他处理。各处理的单根导水率与细胞导水率显著正相关。各处理根中TaPIP1;2和TaPIP2;5相对mRNA含量的变化规律与单根和细胞导水率的变化规律相似。剪根处理显著上调了TaPIP1;2和TaPIP2;5转录,水分胁迫处理显著下调了其转录,但TaPIP1;2和TaPIP2;5在剪根且水分胁迫处理中的转录水平最低。这些结果表明,小麦的根导水特性在单根尺度和细胞尺度上具有一致性;剪根短期内能够增加小麦幼苗的水分敏感性。推测TaPIP1;2和TaPIP2;5参与了静水压对小麦根导水特性的调节过程。     

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。     

水分胁迫条件下有机肥对小麦根苗生长的影响

水分胁迫条件下施用有机肥对小麦根苗生长的影响研究表明：随着水分胁迫程度的加剧,无论施肥与否,小麦根系均表现出根重下降、根长缩短、根活力降低、次生根数与根系吸收面积减小、根系SOD、POD活性明显降低、MDA含量和根冠比明显增高的趋势。但施有机肥促进小麦根系的生长,改善根系生理特性,增加根系吸收面积和活力,具以肥促根、以肥调水、延缓根系衰老的作用。有机肥和土壤水分对小麦产量的增加具有明显的正交互作用,特别是在小麦生长中心发生转换的关键时期,即拔节期,水肥的显著互作促进根系的生长,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响,最终导致土壤水分利用率的提高和产量的增加。     

水分胁迫对冬小麦干物质分配的影响

试验采用盆栽方法,通过设置不同的土壤水分条件,研究不同土壤水分对冬小麦生长发育的影响,从器官水平上考察了水分条件对冬小麦物质积累、分配等的影响,并建立了产量和耗水量的关系方程。在水分适宜条件下,茎杆所占比例较小,为32%,穗部占39%,而过度灌溉和严重水分胁迫条件下,茎杆所占比例较大,分别为43%和34%,穗部所占比例较小,仅为41%和27%。在不同等级水分条件下,均以茎杆对产量的贡献最大。相对适宜的土壤水分条件(70%~60%)时,茎杆对产量的贡献最大,为0.97 g/茎,水分胁迫严重条件下,叶片对冬小麦产量贡献比适宜土壤水分条件时的叶片贡献要大一些,为0.79 g/茎。根据试验产量和耗水量回归分析表明,泰安地区在现有的肥水水平和栽培技术条件下,冬小麦的理论最大产量为0.62 kg/m2,耗水量702.35 mm,最高水分利用率17.65%,冬小麦在拔节至扬花浇水显得尤为重要,生产上应特别注意加强扬花水、灌浆期水分管理。     

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。     

根施甜菜碱对水分胁迫下小麦幼苗水分状况和抗氧化能力的改善作用

研究了外源根施甜菜碱对抗旱性不同的两个冬小麦品种幼苗抗旱性的影响。结果表明，水分胁迫会诱导小麦幼苗体内甜菜碱的积累，外源甜菜碱能提高体内甜菜碱含量，改善水分胁迫下两小麦品种的水分状况，提高其水势，膨压和相对含水量，这可能是通过提高小麦幼苗体内一些有机渗透调节物质（如可溶性糖和脯氨酸）含量进而增强其渗     

干旱胁迫下磷营养对不同作物苗期根系导水率的影响

通过控制灌水量（正常供水、中度及重度干旱胁迫）的盆栽试验，采用压力室法测定了玉米、小麦和大麦苗期的根系导水率变化,研究了在磷素控制下，旱后复水过程中根系导水率恢复能力。结果表明,不同水分状况下，根系的导水率无磷处理明显小于有磷处理，且随干旱程度的加重，下降加剧；复水过程中，前者的恢复能力显著弱于后者，     

水分胁迫及复水条件下外源Ca2+对玉米幼苗根系水力导度及生长的影响

利用10%PEG-6000模拟–0.2 MPa的水分胁迫,研究了外源Ca²⁺(在1/2 Hoagland营养液中添加10 mmol L^-1 CaCl₂)对水分胁迫7 d后及复水2 d,玉米幼苗整株根系水力导度(Lp_r)、根系生长及叶水势(ψ_w)的影响。结果表明,正常水分条件下,外源Ca²⁺处理降低了Lp_r,但对叶水势无影响;水分胁迫条件下,外源Ca²⁺显著提高了Lp_r、叶水势,减缓了水分胁迫对植物的伤害;复水1 d,两种钙水平下Lp均无明显恢复,但Ca²⁺处理的Lp_r显著高于对照,而叶水势无显著差异且均能恢复至正常供水时的水平;复水2 d,Ca²⁺处理的Lp_r即能恢复至正常供水时的水平,对照仅恢复为正常供水时的59.06%。进一步用HgCl₂检测表明,正常水分条件下外源Ca²⁺对水通道蛋白(AQP)活性没有影响;而水分胁迫下,外源Ca²⁺提高了AQP活性,对照AQP活性下降,说明水分胁迫时外源Ca²⁺促进了水分跨膜途径运输;复水2 d,外源Ca²⁺处理AQP活性恢复至正常供水时的水平,对照AQP活性未能恢复。另外,外源Ca²⁺处理减缓了水分胁迫对植物生长发育的抑制作用,促进了复水时侧根发育,增加根系吸水面积,为植株迅速恢复供水提供了形态学基础,增加了复水后的补偿效应。     

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.     

华北平原冬小麦生长对水分胁迫的响应

通过对叶面积指数、生物量、水分利用效率、灌浆速率等数据的分析发现：拔节期胁迫对冬小麦的产量和水分利用效率有一定的影响；充分灌水处理生物产量较高但是水分利用效率低；不同生育期水分胁迫的处理对土壤储水量的消耗有明显的不同最大相差143．3mm；以棵间蒸发形式消耗的无效耗水也有明显的差异，最多相差20mm。     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

水分胁迫对冬小麦根、冠生长关系及产量的影响

以冬小麦品种北农10号为材料,研究了水分胁迫效应对作物根、冠生长关系及产量的影响。结果表明,冬小麦根、冠间存在异速生长关系,导致根冠比随植株发育进程而指数下降。根、冠间的这种异速生长关系可用模型y=a+bx表示,y代表根干重的自然对数,x代表冠干重的自然对数,a为截距,b为线性回归系数。水分条件不足时,b值减小     

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。     

断根对不同根型小麦光合和生长的影响

通过对不同根型的2个小麦品种盆栽起身期断根,研究了断初生根和部分次生根对小麦后期光合特性和生长的影响。结果表明,断初生根和部分次生根,均使得断根后期小麦光合速率升高,小根系旱地品种晋麦47断初生根光合速率较对照增幅较大,而大根系品种石4185断部分次生根光合速率较对照增幅较大;断根降低了成熟期小麦根系干质量、地上部干质量,同时晋麦47产量降低,而石4185在断部分次生根后产量增加;断初生根比断部分次生根对小麦的影响较大。     

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     

冬小麦推迟春季首次灌水后不同品种的产量及水分利用效率

１９９１～１９９３年研究表明，即使两年度均为小麦生育期降水较少年份，且冬、春降水很少，在相同灌水量条件下，首次灌水推迟至拔节期或稍后１０日左右，小麦仍可获得高产，并提高了水分利用效率；在减少供水７５ｍｍ情况下，仍可维持高产而水分利用效率进一步提高。总的来看，随着首次灌水推迟，水分利用总量降低，而水分利用效率却因产量和水分利用而协调变化。品种对首次灌水推迟的反应不同：高产中早熟和前期对水分胁迫适应性强的品种更适于高产节水栽培，可将春季首次灌水推迟至拔节后挑旗前；晚熟大穗大粒型品种不宜推迟春季首次灌水，以免减产。     

冬小麦叶片水分利用生理机制的研究

在8种土壤水分梯度下，对盆栽冬小麦旗叶叶片水分利用效率与土壤水分含量的关系进行了连续的测定，结合大田条件，对冬小麦旗叶的光响应曲线和CO2响应曲线进行了测定，结果表明，旗叶叶片水平水分利用效率与光强、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度关系密切，旗叶叶片水平水分利用效率在土壤水分含量、光强和CO2浓度等环境因子方面存在一定的临界值。     

CO2浓度和氮素水平对春小麦水分利用效率的影响

试验设350和700 μmol mol-12种CO2浓度水平和0、 50、 100、 150、 200 mg N kg-1土5种N肥施用水平. 结果表明, CO2浓度增加对春小麦(Triticum aestivum L. Cv. Dingxi No.8654)地上部干物重、蒸散量(ET)和冠层水分利用效率(WUE)影响均决定于土壤氮素水平. 高氮处理地上部干物重和冠层WUE明显增加, 而ET值减少不明显; 低氮处