干旱条件下两个大豆品种非水力根信号特征及稳产性比较

【目的】非水力根信号(non-hydraulic root signal,nHRS)特征在判别植物的干旱适应能力上具有重要意义,研究其与作物生长和产量性状的关系可为抗旱节水农业提供理论支持。【方法】采用盆栽试验,分别于大豆分枝期、始花期和鼓粒期,在土壤渐旱过程中跟踪测定两个大豆供试品种(晋大74和晋豆24)的nHRS特征;测量其在高土壤水分[2007年的高水处理(H)和2008年的充分供水(WW),对照]及干旱胁迫[2007年的低水处理(L),及2008年的轻度干旱(LD)和严重干旱(SD)]处理下收获时的根冠生物量及籽粒产量。【结果】在分枝期,晋大74出现nHRS时的土壤含水量阈值低于晋豆24,在始花期和鼓粒期,则高于晋豆24;在上述3个生育期内nHRS结束时的土壤含水量阈值均以晋大74为高;晋豆24nHRS的平均阈值宽度为田间持水量的9.3%,较晋大74(田间持水量的8.1%)要宽。干旱胁迫可显著降低(P0.05)两品种地上部、地下部干物质重和籽粒产量,且晋大74的降幅大于晋豆24;晋豆24的稳产性高于晋大74;两品种根冠比在较严重的干旱(L和SD)条件下显著提高(P0.05),且晋豆24增幅较大;干旱胁迫条件下,晋豆24的水分利用效率(WUE)显著高于晋大74。【结论】在轻度干旱条件下,产量和WUE较高的晋豆24有较低的根冠比和较好的稳产性可能与非水力根信号土壤含水量阈值范围较宽有关。     

曲周县王庄村冬小麦抗旱原因分析

曲周县-中国农业大学"双高"技术示范基地所在的四疃镇王庄村的示范方内的冬小麦经历50年不遇的气象干旱,仍然长势良好。介绍了小麦遇干旱后的表现,分析了示范方内小麦"双高"技术的抗旱原因,包括深耕及秸秆还田、运用抗旱良种、测土配方施肥、适期播种、适时浇冬水等技术措施。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

黄腐酸对作物根冠通讯影响的研究

通过室内圆柱管栽培,研究黄腐酸对春小麦根源信号和水分利用效率的影响。相对于WI处理,FA处理和DI处理从苗期到分蘖期叶片气孔导度显著下降,但叶水势基本不变,表明有非水根信号产生,其作用主要集中于苗期到分蘖期。与DI处理相比,FA处理受根源信号影响较小,其水分利用效率显著高于其他处理,这意味着黄腐酸可以通过调节根冠通讯来提高作物对水分的利用效率。     

农田防护林对小麦水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了农田防护林对小麦水分利用效率的影响。结果表明,防护林能使其防护范围内小麦的水分利用效率提高.提高的主要原因是防护林所形成的独特小气候。气孔阻力、空气饱和差和叶—气水汽浓度差等都与小麦的水分利用效率呈强负相关关系。防护林对这几个因子影响的结果,均有利于提高小麦的水分利用效率。     

干旱对冬小麦萌发的影响

小麦萌发过程中，干旱胁迫使种胚和胚乳吸水量下降，胚于物质积累和胚乳干物质消耗减少，并使胚乳a-淀粉酶和蛋白水解酶活性降低，造成胚乳贮藏物质降解缓慢，不能满足胚根胚芽生长时对营养物质的需求．从而导致小麦萌发起始时间推迟，达到一定萌发率所用时间延长，萌发率下降，胚生长缓慢．     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤水分利用效率的影响

以山东省桓台县为试验地点，分别在0、100、200、300kg·hm^-2氮水平和喷灌、漫灌两种灌溉方式下，对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量及水分利用效率进行了研究。结果表明，两种灌溉方式对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量影响不显著，冬小麦的水分利用率在1．16—1．34kg·m^-3之间，喷灌处理略高于漫灌处理。随着施氮量由0增加到200kg·hm^-2冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量随着施氮量的增加而增加，但是施氮处理（100、200kg·hm^-2）间差异不显著；当施氮量超过200kg·hm^-2时，随着施氮量的增加，冬小麦叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量不受施氮量的影响。     

新疆冬小麦品种资源萌发期耐旱性鉴定与筛选

【目的】研究新疆冬小麦品种资源萌发期耐旱性鉴定与筛选,为选育抗旱性强的冬小麦品种提供种质依据。【方法】以新疆地方134个冬小麦品种和54个育成品种为材料,利用PEG-6000模拟干旱鉴定材料的萌发期耐旱性。【结果】地方品种的芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和根冠比受旱胁迫影响程度大于育成品种,除个别指标间无相关性外,多数指标间均存在较大的相关性,确定4个独立的主成分作为耐旱性鉴定综合指标,材料分为5个耐旱性级别,134个地方品种中有7个高耐品种,54个育成品种中有3个高耐品种、18个耐旱品种,3个高耐品种均为伊犁地区选育的品种;18个耐旱品种中包括北疆地区的主栽品种新冬18号和南疆喀什地区的主栽品种新冬20号。【结论】筛选出10份强抗旱的新疆冬小麦品种。     

滴灌施肥对免耕冬小麦水分利用及产量的影响

【目的】为解决黄淮海平原麦区冬小麦滴灌用水量和合理的水肥配合等问题,以山东省桓台县免耕农田为试验点,系统研究了滴灌施肥对土壤水分垂直运移、冬小麦产量及其构成因素、水分利用效率等的影响。【方法】采用测墒补灌和生育期滴灌施肥相结合的方法,以常规漫灌施肥处理为对照。设置65 mm（W1）、98 mm（W2）、130 mm（W3）、195 mm（W4）和260 mm（W5）5个滴灌梯度水平处理。在130 mm滴灌水平下,分别于冬小麦的分蘖期、拔节期、孕穗期、扬花期和灌浆期5个生育时期设置相应的氮磷钾肥料配比,采用氮磷钾3个因素,每个因素4个水平的二次饱和D-最优设计方法进行田间试验。氮、磷、钾4个水平分别为：0水平（0、0、0）,1水平（94.5、42.4、59.2 kg•hm-2）,2水平（189、84.7、118.3 kg•hm-2）和3水平（270、121、169 kg•hm-2）。【结果】测墒补灌试验结果表明,W1、W3和W5处理滴灌后土壤水分主要向下运移至60、80和100 cm以下土层。滴灌量越大,土壤水分垂直运移深度越大。滴灌量260 mm时存在灌溉水深层渗漏的风险;W1处理在整个生育期土壤含水量明显低于其他滴灌处理,滴灌量130 mm以上的处理,整个生育期0-80 cm土层的含水量为田间持水量的75%-80%;滴灌施肥处理与常规漫灌施肥处理相比显著增加了冬小麦的有效穗数,不同滴灌处理中灌溉量与穗粒数呈正相关关系,与千粒重呈负相关关系;滴灌量130 mm时,小麦籽粒产量最高;滴灌显著提高了冬小麦的水分利用效率,并以W3处理最高,达2.28 kg•m-3;对滴灌施肥试验的拟合结果表明,试验区冬小麦最佳N、P2O5和K2O施用量分别为206.63、86.72和88.07 kg•hm-2。【结论】在黄淮海平原地区免耕冬小麦采用测墒补灌和滴灌施肥相结合的方法可以显著提高水分利用效率和小麦籽粒产量,较常规对照分别提高了57.46%和21.13%。主要原因是滴灌后水分向下运移至作物根区内,减少了灌溉水深层渗漏的风险,促进了作物对随水施入肥料的吸收。合理的滴灌施肥配比下总体可节水51.85%,节约氮肥23.47%、磷肥28.33%和钾肥47.89%。     

灌浆期断根对小麦衰老进程的影响

以灌浆初期大田小麦为试验材料,研究了不同层次断根对小麦生育后期的影响。结果表明,(1)断根明显降低产量,表现为断根越浅,影响越大。断根后浇水处理性状表现都优于相应的不浇水处理。(2)在断根后,不浇水条件下,断根深度10 cm、20 cm、40 cm、60 cm、80 cm和100 cm分别比不断根减产46.2%、43.3%、33.3%、25.4%、18.6%和14.2%;在浇水条件下,相应断根减产少于不浇水的。(3)小麦各个层次的根系都有其特定功能,任何层次断根都会使其合成和运输功能改变,甚至100 cm以下的深层根系在生育后期仍然起重要作用。(4)灌浆期断根加速小麦的衰老,干旱促进小麦的衰老进程,充足的水分对延缓小麦后期的衰老进程有一定的作用。     

断根对冬小麦光合特性及耐旱性的影响

[目的]采用叶绿素荧光分析技术探讨断根对冬小麦光合特性的影响,并对不同断根程度冬小麦的耐旱性进行比较。[方法]在对水分敏感的冬小麦花期开展试验。断根处理分小断根(A1)与大断根(A2)两种。小断根为单面刀在距小麦主茎一侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。大断根为单面刀在距小麦主茎两侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。于花期(2013年4月19日)给予各处理冬小麦一次性充分供水(土壤含水量占田间持水量的80%),此后不再供水任其水分胁迫自然加重并避免降水影响,测定供水后1、4、7、10、13 d各处理冬小麦旗叶叶绿素荧光参数。[结果]冬小麦叶绿素荧光对水分胁迫非常敏感,其参数的变化与水分胁迫的加剧密切相关。通过叶绿素荧光数据对比,在胁迫加剧的过程中断根处理小麦比对照小麦具有更强的耐旱能力,而双侧断根处理较单侧断根具有更强的耐旱力。[结论]该研究可为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践依据。     

宽幅播种旱作冬小麦幅间距与基因型对产量和水分利用效率的影响

【目的】明确旱作小麦宽幅条播方式与品种的交互作用,进一步提升产量和水分利用效率。【方法】在黄土高原旱作区,选取2个不同基因型品种,采用5个不同播种幅间距,二因素交互处理,在冬小麦不同生育期测定土壤水分、干物质积累量、透光率和产量,经过连续3年连续数据积累,分析不同幅间距的宽幅播种方式和不同株型品种互作对产量和水分利用的影响。【结果】冬小麦灌浆期品种间旗叶和底部位透光率均差异不显著,长6359秸秆+颖壳干物质运转量、运转率和贡献率均高于高秆品种陇鉴117;播种方式方面,幅间距缩小至18 cm时,旗叶部位透光率和干物质运转均高于普通条播;品种间全生育期耗水量差异不大,缩小幅间距至18 cm的宽幅播种,耗水量降低10.8 mm,水分利用效率提高8.91%;不同基因型冬小麦产量差异不显著,长6359和陇鉴117分别通过扩大库容和提高单位面积穗数达到增产目的,品种和幅间距二因素互作对产量影响差异不显著,宽幅播种调节幅间距均能适应不同基因型冬小麦品种,幅间距缩小至18 cm时产量增加139.2 kg·hm^-2。【结论】旱作冬小麦采用宽幅播种,幅间距为18 cm时,配套不同基因...     

游程理论在河南省冬小麦干旱问题中的应用研究

以３６ａ降水资料为分析序列，应用游程分析方法，对河南省６个自然区冬小麦４个主要生育期干旱特征进行了可行性分析。得出了游程理论的极限干旱历时概率密度函数适用于冬小麦干旱概率特征的结论，并通过对比分析，定量说明了各地区极限干旱历时的特征，为预测干旱灾害发生的持续性和强度提供了理论依据。     

喷灌条件下冬小麦根系分布与土壤水分条件的关系

根据喷灌水分在土壤中的分布特点,研究了不同灌水定额下冬小麦根系生长规律和分布状况．结果表明：同地面灌相比,喷灌条件下作物根系相对集中于表层,有上移现象,喷灌更适合作物生长需要,可提高水分的利用率;根长密度不论是在拔节期还是在收获时其最大值总是在20cm深度,在剖面上的垂直分布随深度增加而递减;不同灌水处理下根系的衰亡速率出现差异,灌水量大根系的衰亡速率较小,在灌水总量相近的情况下,表层能较长时间保持湿润的处理,其根系衰亡速率要小。总体根系的衰亡主要表现为表层根系的衰亡;在该试验的3个灌溉水平下,小麦拔节期和收获时各处理不同层次的根干质量无显著性差异．     

不同基因型冬小麦抗旱性鉴定及相关抗旱指标分析

[目的]研究干旱胁迫对冬小麦形态指标的影响和不同材料间抗旱性的差异.[方法]采用田间干旱胁迫和室内模拟干旱辅助试验相结合的方法,在种子萌发期和生育中后期,对不同品系(种)相关指标进行研究分析.[结果]发芽率、发芽势、根数、芽鞘长和贮藏物质转运率的抗胁迫系数与种子抗旱性之间关系达显著或极显著水平,可以作为种子萌发期的鉴定指标;产量、株高、穗长和收获穗数与抗旱指数相关显著或极显著,可以作为田间抗旱性鉴定指标.种子萌发期鉴定指标与田间鉴定指标之间相关不显著,说明种子萌发期与生育后期抗旱性是独立的遗传性状.[结论]冬小麦抗旱性评价应对各生育时期鉴定指标的指示结果进行综合考虑.     

喷灌对冬小麦水分利用的影响

华北平原的冬小麦应用喷灌常规畦灌相比，有明显改善灌溉水利用效率的作用。其主要原因在于：1）喷灌尽管每次灌水量较少，但其土壤贮水量的下降速度明显低于畦灌；2）喷灌使灌溉水大部分集中于0-60cm土层，有利于冬小麦的水分利用；3）喷灌可以在不降低光合的前提下减小作物的蒸腾速率，在喷灌的各生育期间作物耗水量较畦灌减少，耗水强度也相对较小；4）喷灌可以在产量基本不减或稍有提高的情况下节约大量灌溉水，从而提高作物对灌溉水的利用效率。     

冬小麦根系形态性状及分布

【目的】了解冬小麦根系形态的动态分布规律,为优化根系构型、提高小麦产量潜力提供参考。【方法】本研究借助于微根管技术,对冬小麦根系生长至消亡过程中的根长密度、根尖数、表面积、直径和以根长为基础的根系生长速率进了原位监测。【结果】冬小麦根系的根长密度和根尖数均在拔节期达到最大值,根表面积和直径在抽穗前达到最大值;收获1周后,其根长密度、表面积和根尖数开始大幅降低;10—40 cm土层根系的平均直径较大,根长密度的最大值出现在30—40 cm土层;冬小麦绝大多数根系的直径（RD）小于0.5 mm,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的根长密度是其它区间之和的1.3—2.1倍;返青至拔节前期,0—40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节中后期40—80 cm土层则显著增大。【结论】返青至抽穗期冬小麦的根系生长最旺盛,其生长重心也逐渐下移,收获后死亡节律滞后。深层根系的直径较小,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的细根是冬小麦根系的主要组成部分。     

分层供水施磷对冬小麦生长及水分利用效率的影响

【目的】研究分层供水条件下磷对冬小麦根系分布及产量的影响。【方法】以土垫旱耕人为土为供试土壤,进行土柱试验,研究分层供水施磷对冬小麦根系分布、产量及水分利用效率的影响。试验设不施磷、施磷于0-30 cm和30-60 cm土层3种处理,每个施磷水平下设整体湿润和上干下湿（0-30 cm土层干旱胁迫,30-60 cm土层湿润）两种水分处理。【结果】不同土层水磷处理显著影响冬小麦根系分布、产量及水分利用效率。上干下湿水分处理上层根系生物量较整体湿润水分处理降低19.6%,下层根系生物量增加18.8%;磷肥对根系分布的影响大于对总根系生物量的影响,施磷能明显增加施磷层次根系生物量,在上干下湿条件下,深层施磷更有利于深层根系分布。土壤水分极显著影响冬小麦产量和水分利用效率（P＜0.01）,与整体湿润水分处理相比,上干下湿水分处理产量和水分利用效率分别增加10.0%和47.4%;施磷显著提高产量,改善水分利用效率。不同水分条件下,施磷位置对产量和水分利用效率的影响不同,上干下湿条件下,下层施磷处理冬小麦产量及水分利用效率较上层施磷处理提高11.2%和28.6%,整体湿润条件下则相反,分别降低41.1%和37.9%。【结论】本模拟试验结果表明,磷肥深施有利于冬小麦深层根系发育,提高水分利用效率及小麦产量,在上干下湿条件下更为明显。     

冬小麦抗旱生态分类中性状的选择

对15个冬小麦品种(系)、不同种类的性状、采用4种聚类方法——模糊聚类法、最短距离法、最长距离法、类平均法,进行了分类结果的对比,表明了不同分类性状对分类结果的影响,确定了在专家经验分类中所着重的株高、生育部、叶部和穗部等21个性状.讨论了分类性状选择中应注意的问题.     

干旱胁迫对冬小麦生态、光合、产量及光谱特征的影响

利用2010—2011年度小区冬小麦干旱试验资料,研究不同干旱时长和保持不同土壤水分条件下冬小麦生理生态以及光谱的变化特征,为改善冬小麦田间管理和减少农业损失提供依据。从孕穗期开始,研究了受试品种(中优9507)株高、叶绿素、净光合速率、产量及光谱特征等指标的变化规律,并据此构建出冬小麦归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)同冬小麦减产率的相关模型。结果表明,受干旱胁迫后,冬小麦株高、叶绿素含量、光合作用能力显著下降,且下降幅度随着胁迫的加强而增大。NDVI和EVI同减产率能够建立很好的关系模型,可以为作物产量监测和干旱风险预测提供依据。