水分胁迫下葡萄糖对小麦幼苗光合作用和相关生理特性的影响

以15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,以不同浓度外源葡萄糖(Glc)处理小麦幼苗,探讨外源Glc对水分胁迫下小麦幼苗生长发育和光合特性的影响。结果表明,水分胁迫显著降低了小麦叶片水势和光合作用,抑制植株的生长,而水分胁迫下外源Glc处理能明显增加叶片水势和光合色素含量,并使水分胁迫和水分胁迫后复水处理条件下,小麦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)胞间CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)显著升高,而使蒸腾速率(T_r)下降。同时,外源Glc处理显著提高了水分胁迫下叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累,促进不定根和侧根的生长,植株干重比单一干旱处理提高14.32%~40.39%。由此表明,水分胁迫下外源Glc通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力,改善叶片的水分状况,提高了叶片的光合功能,促进小麦幼苗的生长,降低了水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。     

腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响

为了解腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响。以‘永良四号’为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期水分胁迫后,腐殖酸水溶肥料对小麦叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率及产量的影响。结果表明,在不同水分胁迫下,腐殖酸水溶肥料均有效地改善了小麦光合特性,与对照相比,叶绿素含量增加5.62%~84.32%,光合速率增加0.87%~75.38%,气孔导度降低7.96%~53.25%,蒸腾速率降低15.96%~58.32%。水分胁迫后,净光合速率和叶绿素含量下降。但在水分胁迫时喷施腐殖酸水溶肥料,叶绿素含量和净光合速率增加,蒸腾速率减弱,因而水分利用效率提高。小麦增产4.48%~7.75%,增产效果显著,增产幅度为：正常供水>适度控水>中度水分胁迫。综合分析表明,腐殖酸水溶肥料能改善小麦光合特性,增加其产量。     

高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配

在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。     

水热胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质组分及生理指标的影响

选用2个抗旱性不同的紫花苜蓿品种,敖汉(强抗旱)和三得利(弱抗旱),在水热胁迫条件下,调查其叶表皮蜡质含量及组分变化规律、蜡质含量与气体交换参数、脯氨酸及叶片相对含水量之间的关系。结果表明,紫花苜蓿叶表皮存在致密的蜡质层,蜡质晶体结构呈片状,无特殊的晶格方向。叶表皮蜡质主要由烷(1.98%~3.38%)、醇(79.97%~84.98%)、酯类(0.08%~0.24%)及其他少量未知物质组成(7.77%~13.38%)。品种类型、环境条件共同影响叶表皮蜡质的沉积。敖汉叶表皮蜡质含量显著高于三得利。水分胁迫后烷类比例增加(81.22%~108.16%),醇类比例下降(3.32%~12.54%),强抗旱品种叶表皮蜡质含量和气体交换参数无显著变化(除胞间二氧化碳浓度显著下降外),而弱抗旱品种蜡质含量和叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间二氧化碳浓度均显著下降。说明表皮蜡质限制水分散失,蜡质组分中烷类物质可能主要具限制水分散失的功能。高温及水热互作胁迫处理下,紫花苜蓿叶片光合速率和蒸腾速率下降,水分利用效率提高,叶片脯氨酸含量增加,相对含水量下降,敖汉蜡质含量下降,三得利蜡质含量无显著变化。表明在严重胁迫条件下紫花苜蓿主要通过关闭气孔和渗透调节来限制水分散失。     

不同灌水方式对砂姜黑土小麦中后期生长及产量的影响

在人工防雨篷下研究了前期不同灌水处理对砂姜黑土小麦中后期生长、光合生理及产量的影响,以期为该区小麦增产和水分高效利用提供科学依据和理论帮助。结果表明,灌1水条件下小麦叶片长宽和单茎干物重随灌水日期的推迟呈先增加后下降的趋势,并以生育前期水分充足处理CK最高,W5100d(出苗后100 d灌水)处理次之,且总灌水量一致下小麦生育前期灌1水和灌2水效果间的差异不显著。生育前期适当推迟灌水日期有利于增加小麦生育中后期的叶面积指数和叶绿素含量,且灌浆中期W5100d处理的叶面积指数和叶绿素含量高于CK。小麦生育前期适当推迟灌水日期亦有利于降低植株蒸腾速率改善小麦光合特性,其中W5100d处理的光合速率比对照CK增加了11.4%。W5100d与CK处理的产量差异不显著,分别为6 955.40,7 102.67 kg/hm2,但两者产量明显高于其他灌水处理。相关分析表明,小麦叶片叶绿素含量、光合速率与单茎干物重和产量间皆呈直线显著正相关关系。研究得出,小麦生育前期适当延长灌水日期有利于改善小麦中后期生长发育、光合特性及产量,且总灌水量一致下灌水次数效果间的差异不显著。     

水分胁迫下不同抗旱性冬小麦脯氨酸积累动态

以豫麦49号和河农859为材料,研究了2个冬小麦品种在不同水分处理下,叶片内脯氨酸的积累状况。试验结果表明,水分胁迫下小麦体内脯氨酸含量增加。在短期水分胁迫下,不同小麦品种之间的脯氨酸积累量差异不大。但随着水分胁迫的延续和加剧,抗旱性较强的河农859脯氨酸积累量小于豫麦49号。     

秸秆还田后少耕对小麦/玉米间作系统中种间竞争和互补的影响

保护性耕作具有提高作物水分利用效率、减少能耗等优点,但能否将该技术集成应用于间作套种,尚需理论研究和具体实验依据。本研究通过2011至2012年度的田间定位试验,探讨不同耕作和秸秆还田方式对小麦间作玉米作物群体竞争、互补作用及产量的影响。试验设3种秸秆还田处理,分别是小麦带25 cm高茬收割立茬免耕(NTSS)、小麦带25 cm高茬等量秸秆覆盖免耕(NTS)及小麦带高茬等量秸秆还田翻压(TIS),以传统耕作(CT)为对照。秸秆还田后少耕间作的土地当量比高于传统耕作间作,且大于1,说明少耕小麦秸秆还田有利于提高间作优势;少耕秸秆还田降低了共生期小麦相对于玉米的竞争力,以NTS处理对小麦竞争力的影响最大,NTSS、NTS和TIS的小麦全生育期相对竞争力分别降低37%~54%、109%~141%和22%~24%。与单作玉米相比,NTSS、NTS、TIS和CT处理间作玉米的相对生长率分别高54%~59%、66%~71%、61%~63%和71%~78%,其中小麦秸秆还田间作处理中NTS更有利于发挥玉米的恢复效应。间作条件下,3种秸秆还田处理的产量较对照高6%~10%(2011年度)和4%~12%(2012年度),其中NTS增产显著。总体来看,间作群体籽粒产量与小麦相对于玉米全生育期的平均竞争力呈二次相关关系,当该竞争力在0.24~0.27时利于获得间作高产。本研究表明,秸秆还田配合少耕是调控种间竞争力的可行途径,其中小麦等量秸秆(小麦留茬25 cm)还田覆盖是优化小麦玉米竞争力的理想耕作措施。     

不同水分条件下保水剂对小麦产量和水分利用的影响

研究了不同水分条件下保水剂对小麦增产的效应,结果表明,施用保水剂可以增加小麦穗长和穗粒数、提高千粒重,从而提高小麦产量。不灌水条件下施用保水剂可增产8.42%~22.75%,以60 kg/hm2和45 kg/hm2处理较好;灌一水条件下施用保水剂可增产10.86%~19.86%,以45 kg/hm2处理最好;灌二水条件下施用保水剂可增产10.79%~18.42%。水分利用率在不同处理间也有很大差异,不灌水条件下施用保水剂降水利用率分别提高1.11~2.99kg/(mm.hm2),以60 kg/hm2处理提高最多;灌一水条件下施用保水剂时灌水利用率分别增加0.063~0.206 kg/m3,以30kg/hm2处理最高;灌二水条件下施用保水剂灌水利用率分别增加0.029~0.192 kg/m3,以90 kg/hm2处理提高最多。说明保水剂对旱地小麦产量和水分利用率的提高具有积极效果,并表现为水分匮乏时显著,充分时减弱的特点。     

长期定位施不同氮源有机肥替代部分含氮化肥对陇东旱塬冬小麦产量和水分利用效率的影响

在陇东黄土旱塬覆盖黑垆土大田,利用陇鉴301进行了连续10年的定位试验,观测长期施用不同氮源有机肥(发酵有机肥、农家肥)或小麦秸秆还田各处理对冬小麦产量相关性状和水分利用效率的影响。结果显示,小麦产量和水分利用效率年际间变化较大,与降雨量有直接关系;不同有机氮源替代部分含氮化肥处理对提高冬小麦产量和水分利用效率具有明显作用。在干旱、平水和丰水年型,较不施肥对照分别增产53.1%~103.7%、40.3%~79.3%和73.1%~94.8%,较单施化肥对照分别增产6.6%~41.8%、7.0%~36.8%和-2.9%~9.3%。以发酵有机肥做替代物处理的产量和水分利用效率最高,增产幅度最大,10年平均产量较不施肥和单施化肥对照分别增加88.9%和25.4%,水分利用效率和边际水分利用率也最高,分别为10.8 kg mm~(-1) hm~(-2)和1.03 kg m~(-3);并且产量构成因素和植株生理指标也优于其他处理。因此,发酵有机肥是陇东半湿润偏旱雨养农业区(年降水量约550 mm)冬小麦生产上替代部分含氮化肥的首选有机氮源。     

水肥耦合对快速生长期北沙参生长及品质的影响

为探讨滨海盐碱地种植北沙参适宜的施肥量与灌溉量,减少氮素损失,提高水肥利用效率,研究水肥耦合对快速生长期北沙参株高、抗氧化酶活性指标、渗透调节物质及活性成分的影响,并通过大田试验验证。结果显示,在北沙参整个生育过程中,株高在6月中旬—8月上旬增高最快;水肥耦合对北沙参植株生长具有显著影响,水分充足条件下,增施肥料能显著增加北沙参植株株高。在水分胁迫条件下,适当的增施氮肥,北沙参叶片中SOD、CAT、POD活性均呈升高的趋势;在施肥量相同时,北沙参叶片中SOD、CAT、POD活性随土壤水分含量的增加呈降低趋势;其中,SOD、CAT、POD活性分别在处理40天(W2F3)、处理40天(W2F3)、处理60天(W3F2)处理组最高,分别为38.246、89.761、85.222 U/(g·FW)。在相同水分条件下,叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量均随施肥量的增加而增加;在相同施肥条件下,叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量均随土壤水分含量的增加呈下降的趋势;其中,W2F3（土壤相对含水量为60%~70%,施肥量240~360 kg/hm²）处理组叶片中可溶性糖含量较W2F1（土壤相对含水量为60%~70%,施肥量120~180 kg/hm²）处理组提高了26.6%,W2F2（土壤相对含水量为60%~70%,施肥量180~270 kg/hm²）处理组叶片中可溶性蛋白质含量较W2F1处理组提高了47.11%~90.47%,W2F3处理组叶片中游离脯氨酸含量比W2F1处理组提高了11.93%~36.95%。中度和轻度水分胁迫耦合适量氮钾营养极大地刺激了北沙参内香豆素类成分的合成,其中,W2F2处理组中内香豆素类总量最高(0.011%)。综上,在轻度和中度水分胁迫条件下,增施氮/钾肥有利于北沙参中抗氧化酶活性的提高以及渗透调节物质和香豆素类成分的积累,对于植物在非生物胁迫下生长具有重要意义。     

骆驼蓬提取物对小麦玉米种子萌发及幼苗生长的影响

用乙醇和氯仿从骆驼蓬生长期的地上部分,提取出的醇溶物,脂溶物及水溶物,分别对小麦、玉米进行浸泡处理后,以种子萌发率和幼苗的植物生长量为指标,测定各提取物的生物活性,结果是：凡经处理的作物种子,其幼苗的生长率均有不同程度的提高。其中,小麦的生长率是醇溶物和水溶物处理最为显著,前者可使根系的生长率达91.03%,叶片达23.02%。后者可使根系生长率达68.99%,叶片达17.04%;而玉米的生长率是脂溶物和醇溶物处理最为显著,前者根系的生长率达35.36%,叶片达28.48%,后者根系达27.94%,叶片达30.88%。 处理对种子萌发的影响是与处理液的化学性质,浓度以及萌发的时间相关,醇溶物对种子萌发的抑制作用明显比水溶物和脂溶物强;低浓度的脂溶物和水溶物对种子萌发不显示抑制作用,高浓度的各提取物表现出不同程度的抑制作用,但随萌发时间的延长,即不再表现抑制作用。     

小麦“午睡”原因韵研究——Ⅱ.生理因子与“午睡”的关系

从叶水势、气孔开度和叶可溶性醣量日变化动态方面研究了大田小麦“午睡”的原因。认为:叶水势下降及其所引起的气孔开度减小是形成午睡的重要原因。叶水势降至-14巴,光合作用迅速下降,气孔开度急速变小;气孔开度减到2μm 以下则影响光合速率。中午叶可溶性醣过量积累则抑制光合作用,此亦“午睡”原因之一。     

水分胁迫对冬小麦抗性物质可溶性糖与脯氨酸的影响

利用盆栽方法,通过人工调控土壤含水率,设置轻度T1（相对含水率65%~70%）、中度T2（相对含水率55%~60%）和重度T3（相对含水率45%~50%）三个水分胁迫水平,研究不同生育期水分胁迫对冬小麦脯氨酸和可溶性糖含量的变化。通过测定与分析,认为冬小麦旗叶可溶性糖和脯氨酸含量的变化与水分胁迫密切相关,是保障冬小麦在干旱条件下正常生长的抗性物质。轻度水分胁迫对可溶性糖的影响主要集中在生长前期,中度和重度水分胁迫全生育期可显著提高可溶性糖含量,特别是乳熟期,中度和重度水分处理分别比CK增加78.6%和144.0%,因此可溶性糖可能是对种子成熟有特别作用的抗性物质。水分胁迫加强游离脯氨酸含量显著增加,说明脯氨酸也是重要的抵抗干旱的活性物质。在冬小麦全生育期中,开花期脯氨酸含量比正常含量高1倍左右,说明脯氨酸可能是保障正常开花的活性物质。     

旱地小麦新品种长6878应用前景分析

长6878小麦新品种通过国家和山西省审定,已申请国家植物新品种保护。在参加各级区域试验中,比对照西峰20号和晋麦53号分别增产15.66%~29.58%和15.1%~17.7%。该品种突出特点是高产稳产、抗逆性强、适应度77.78%~100%。通过小面积和大面积试验示范,平均产量比当地推广品种增产均达显著或极显著,在全国北部冬麦区广大旱地示范推广具有广阔的应用前景。     

三种主要粮食作物的节水灌溉技术及其对产量和水分利用率的影响

以三种主要粮食作物（水稻、小麦、玉米）为材料,设置常规灌溉（对照）和节水灌溉处理（水稻全生育期轻干湿交替灌溉技术、小麦控制土壤干旱灌溉技术、玉米控制低限土壤水分的分区交替灌溉技术）,研究了节水灌溉技术对三种粮食作物产量和水分利用效率的影响。结果表明：与对照相比,节水灌溉技术的产量增加了8.56%~9.23%,水分利用效率提高了25.00%~31.43%。节水灌溉技术显著降低了三种粮食作物叶片的蒸腾速率和着生角度,显著增加了弱势粒中脱落酸（ABA）与赤霉素（GA₃）的比值（ABA/GA₃）、茎中蔗糖磷酸合成酶（SPS）和子粒中蔗糖合酶（SuS）活性、平均灌浆速率、茎鞘中非结构性碳水化合物（NSC）的运转率以及收获指数,显著提高了水稻和小麦的分蘖成穗率。表明减少奢侈的蒸腾和无效分蘖冗余生长、改善冠层结构、促进物质运转和子粒库活性、提高收获指数是节水灌溉技术协同提高产量和水分利用效率的重要原因。     

玉米种衣剂的制备与应用观察

作者采用皂化聚乙烯醇为主要成膜材料研制了 2 0 %克·福玉米种衣剂 (10 %克百威 ,10 %福美双 )并进行了室内和田间试验 ,结果表明该成膜物质配制的种衣剂对玉米种子是安全有效的 ,能提高出苗率 5 .2 6 %～ 11.5 %;对病虫害防治率为6 0 %～ 10 0 %;促进幼苗生长和根系发达 ;提高玉米产量幅度为 6 .45 %～ 11.5 %。     

外源活性物质对小麦苗期抗逆性的影响

为了探讨外源活性物质对小麦耐盐性的影响,采用盐碱土盆栽法,分析了大丽轮枝孢(Verticillium dahliae) Asp f2类蛋白溶液(0.8%,VDAL)、海藻寡糖(0.1%,AOS)和蒸馏水(CK)拌种对小麦幼苗生长发育和抗逆生理的影响。结果表明,与CK相比,VDAL和AOS拌种均显著提高了盐胁迫下小麦苗期株高、根系干重和叶干重,根冠比分别较CK提高8.5%和6.8%。AOS拌种显著提高了叶片叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量。VDAL和AOS拌种均能显著降低叶片丙二醛含量,VDAL拌种能显著提高叶片可溶性糖和脯氨酸含量,使叶片过氧化物酶(POD)活性显著提高达29.5%;AOS拌种能显著提高脯氨酸含量和POD活性。由此可见,VDAL和AOS拌种均对提高小麦苗期耐盐性具有一定促进作用,可以考虑在盐碱地小麦栽培中应用,以提高群体量。     

土壤水分调控对高产冬小麦生理特性及产量影响

采用田间防雨旱棚方法研究了高产小麦分蘖期、孕穗期、灌浆期的三个生育时期在不同水分胁迫下,冬小麦生理特性指标的变化、产量构成因素及最终产量的变化。结果表明：冬小麦各个生育时期对水分胁迫反应有显著差别,主要表现为光合速率、蒸腾速率、叶水势等方面;生育后期比生育前期对水分敏感性强,产量受后期水分影响较大;根据各时期光合速率、蒸腾速率、最终产量等指标得出高产冬小麦合理节水灌溉指标主要为各生育期田间持水量分蘖前期为45%~50%,分蘖后期到孕穗前期为55%~60%,孕穗后期至灌浆期要维持60%~65%左右。这种条件下可以获得较合理的生物产量和经济效益。     

地下滴灌对土壤特性及韭菜根系分布的影响

在日光温室内利用地下滴灌栽培韭菜试验,结果表明,由于地下滴灌是通过埋于作物根系活动层的灌水管带定时定量地为作物供水,改变了水分在土壤中的运移方式,与对照相比,地下滴灌耕层土壤有机质含量增加13.71%~30.08%,土壤容重降低11.2%~12.4%,耕层土壤孔隙度增加12.2%~13.9%,给根系创造了良好的生长环境,促进根系向深层土壤生长,10~15cm、15~20cm长的根占总根量的比率增加12.5%、2.9%,0~5cm土层内韭菜根干重占所有土层根干重比率降低30.2%,5~10cm、10~15cm、15~20cm土层内分别增加19.9%、8.5%、1.8%。     

山西省玉米小麦需水量的变化特征及对气候变暖的响应

作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。为了研究山西省主要作物需水量的变化特征及对气候变化的响应,基于山西省39个地面气象站1961—2010年的气象资料,运用彭曼公式计算了近50年山西省玉米和小麦的需水量。结果表明：（1）近50年来玉米需水量和小麦需水量都存在以1982年为分界点的2个明显的变化过程,玉米需水量表现为先有微弱的上升趋势（1961—1982年; 4.8 mm/10 a）而后呈现微弱的下降趋势（1983—2010年;-1.0 mm/10 a）,而小麦需水量在2个阶段均表现为显著的上升趋势（20.7 mm/10 a和17.1 mm/10 a）,但上升过程并不连续;后一阶段2种作物需水量平均值都有所降低,玉米需水量降幅大于小麦;（2）气候变暖对山西省不同地区作物需水量的影响存在差异：对高寒地区影响大于温暖地区;对干旱地区影响最大,半湿润地区次之,半干旱地区最小;（3）作物需水量的变化同作物产量显著相关,分析显示近30年玉米需水量和玉米单产呈显著负相关关系。因此,需水量的变化在一定程度上能有效地反映或预测作物产量的变化。