限量补灌对旱地冬小麦灌浆期旗叶光响应及产量的影响

在大田条件下,以青麦6号为试验材料,研究了5个灌水处理下旱地冬小麦灌浆期旗叶的光合参数、水分利用效率和产量的变化.采用开放式气路测定了小麦旗叶的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率等相关指标,并通过非直角双曲线模型对小麦旗叶的净光合速率进行模拟,得出了旗叶光响应曲线的特征参数.结果表明,在补灌小于两水的情况下,旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都随着补灌量的增加呈上升趋势,均以拔节水60 mm+灌浆水60 mm(W3)的处理最高,而胞间CO2浓度、水分利用效率随着补灌量的增加呈下降趋势;而在补灌三水的情况下,在拔节水60 mm+孕穗水60 mm+灌浆水60 mm(W4)的处理的净光合速率、气孔导度都明显小于补灌一水和两水的处理,而胞间CO2浓度、蒸腾速率却明显大于补灌一水和两水的处理,同时水分利用效率也是所有处理中最低的,表明过量的补灌对旱地小麦灌浆期旗叶的光合作用有消极作用.产量虽然以W3处理的产量为最高,但是除去对照处理,其他4个处理之间产量差异不显著.综合考虑产量、水分利用效率等因素,以拔节水60 mm(W1)的处理为达到旱地冬小麦高产的最佳补灌模式.     

不同补灌次数对旱地高产小麦生育后期旗叶衰老及产量的影响

为探讨旱地高产麦田的高产潜力,在莱阳市冯格庄的旱地高产麦田(曾多次创出旱地9 000 kg/hm2以上产量)创造条件研究了补充灌水对旱地小麦生育后期旗叶衰老性状的影响.结果表明,补灌对旱地小麦旗叶衰老有一定的调节作用.随着补灌次数的增加,增大了旱地小麦的叶面积指数.在W2水平下,在灌浆的后期延缓了叶绿素含量的下降,降低了旗叶丙二醛的含量,增加了过氧化氢酶和过氧化物酶的含量,延缓了旗叶的后期衰老,并达到了高产水平9 310.20 kg/hm2.继续增加补灌次数,旗叶的SOD、CAT和POD活性增幅不大,在灌浆后期甚至有下降的趋势.在该试验条件下,W2产量最高.继续增加补灌次数,产量开始下降,甚至低于对照处理,表明通过一定农艺措施改造的旱地高产麦田有较强的蓄水保墒能力,一定程度上达到"旱地不旱".     

补灌对旱地高产小麦生育后期碳代谢及产量的影响

为探讨旱地高产麦田的高产潜力,在莱阳市冯格庄的旱地高产麦田研究了补充灌水对旱地小麦生育后期碳代谢的影响。结果表明:补灌对旱地小麦旗叶碳代谢指标有一定的调节作用。随着补灌次数的增加,叶片和茎部可溶性糖、蔗糖含量均呈现先升高后下降的单峰曲线变化。W4由于继续补灌导致灌浆前期籽粒可溶性糖含量低。W2处理籽粒灌浆期间,营养器官糖含量供应稳定,为籽粒淀粉积累提供足量的合成底物。在W2水平下,旗叶的磷酸蔗糖合成酶和蔗糖合成酶活性达到最高。表明通过一定农艺措施改造的旱地高产麦田有较强的蓄水保墒能力,一定程度上达到"旱地不旱"。     

灌水对优质小麦光合生理特性及产量和品质的影响

本文通过不同的灌水处理对两个优质小麦品种光合生理特性及产量和品质的影响研究,结果表明:随着灌水次数的增加,两个优质小麦旗叶叶面积、叶绿素含量、净光合速率升高,叶片光合能力持续期延长。返青水对旗叶叶面积影响最大,拔节水、孕穗水对提高旗叶光合速率、叶绿素含量有重要作用。随着灌水次数的增加,临优145产量增加,营养品质指标改善,临汾138产量增加,灌2水的营养品质指标最高。灌水时期对优质小麦品质的影响,临优145和临汾138灌返青、孕穗水,小麦营养品质指标最佳,兼顾小麦营养品质、加工品质、产量和效益的灌溉方案,临优145适宜灌返青、孕穗、灌浆三水。临汾138适宜灌返青、孕穗二水。优质小麦的灌水次数和灌水时期与小麦品种本身的遗传特性有关。     

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性和旗叶光合作用及产量的影响

在2004—2005和2005—2006小麦生长季,以济麦20、泰山23和泰山22为试验材料,研究了不灌水(W0)、拔节水60 mm (W1)、拔节水60 mm+开花水60 mm (W2)和拔节水60 mm+开花水60 mm+灌浆水60 mm (W3) 4个灌水处理条件下小麦耗水特性、旗叶光合作用和产量变化。结果表明,2004—2005生长季,济麦20和泰山23均以W2处理籽粒产量最高,耗水量和灌水效率分别高于和低于W1处理;两品种的水分利用效率均以W1和W2处理高于其他处理,其中济麦20的W1和W2处理无显著差异,而泰山23的W1处理高于W2处理。2005—2006生长季,济麦20和泰山22分别以W1和W2处理获得最高籽粒产量,两处理的耗水量(451.3 mm和459.2 mm)无显著差异;两品种的水分利用效率均以W0处理最高,W3处理最低,其中济麦20的W1处理高于W2处理,而泰山22在两处理间无显著差异。随灌水量的增加,土壤供水量和降水量占总耗水量的百分率降低,灌水量占总耗水量的百分率增大。济麦20的W0处理的旗叶光合速率和磷酸蔗糖合成酶活性在灌浆初期与W1和W2和W3处理无显著差异,灌浆中后期显著降低,但W0处理有利于蔗糖向籽粒转移,灌浆后期旗叶中蔗糖滞留较少,这是W0处理的粒重显著高于其他处理的生理原因之一。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌水效率,在未灌底墒水条件下,济麦20和泰山23以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式;在灌底墒水60 mm条件下,济麦20以拔节水灌60 mm、泰山22以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式。     

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。     

灌水次数对杂种小麦冀矮1/C6-38旗叶光合特性和产量的影响

在大田中研究了灌2水（底水+冬水）、3水（底水+冬水+拔节水）和4水（底水+冬水+拔节水+开花水）3种灌水处理对杂种小麦旗叶光合特性和产量的影响。结果表明，随灌水次数增多，杂种及其亲本旗叶净光合速率（P_n）、叶绿素含量（Chl）、可溶性蛋白质含量（Pr）、气孔导度（g_s）和叶肉导度（g_m）升高，光合功能持续期（RSP和PAD）延长，叶源量（LSC）增加，籽粒产量和产量构成因素增加。杂种旗叶的P_n、Chl、Pr、g_s和 g_m对灌水次数的反应较亲本敏感。上述性状的离中优势（H_m）也随灌水次数的增多而增大。     

干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合特性和籽粒产量的影响

为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47（JM47）和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110（YZ4110）为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65%MFC（最大田间持水量）+拔节后45%～55%MFC)、中度干旱（W2:播前75%MFC+拔节后55%～65%MFC）、轻度干旱（W3:播前75%MFC+拔节后65%～75%MFC）、适宜供水（W4:播前75%MFC+拔节后75%～85%MFC）4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、瞬时水分利用效率（IWUE）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理（W1、W2和W3）灌浆期下午的旗叶Pn、G...     

拔节期补灌对两种土壤质地上冬小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

为明确不同质地土壤条件下,拔节期补灌对冬小麦旗叶衰老特性、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的影响,2013-2014和2014-2015冬小麦生长季,在粉壤土和沙壤土地块进行补灌试验,以全生育期不灌水处理(D0)为对照,设4个灌水处理,分别是拔节期目标湿润层为0~10 (D1)、0~20 (D2)、0~30 (D3)和0~40 cm (D4),目标相对含水量均为100%,4个灌水处理开花期补灌水量均以0~20 cm土层相对含水量达100%为目标。结果显示,随目标湿润层深度增加,两种质地土壤地块小麦拔节期补灌水量均明显增加,开花期补灌水量变化较小。随拔节期灌水量的增大,开花后小麦旗叶可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、旗叶光合速率均呈升高趋势,丙二醛含量呈下降趋势;粉壤土条件下D3与D4无显著差异,沙壤土条件下D2、D3和D4处理间无显著差异。随着拔节期目标湿润层深度的增加,两种土壤质地的麦田耗水量和籽粒产量均呈增加趋势,D4与D3处理间籽粒产量无显著差异;而水分利用效率则呈先升后降趋势,D4显著低于D3或D2处理。在本试验条件下,根据某一深度土层土壤饱和水亏缺量进行补灌,无论是粉壤土还是沙壤土,拔节期均以补灌至0~30 cm土层相对含水量达100%为最佳,有利于延缓旗叶衰老,提高光合速率,并可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。     

水分运筹对豫北冬小麦生育后期光合特性及产量的影响

为探讨豫北地区冬小麦合理的水分运筹模式,以‘周麦18’为供试材料,设置了全生育期不浇水（CK）、越冬水（W1）、越冬水＋拔节水（W2）和拔节水（W3）4种水分运筹方式,研究了水分运筹对冬小麦生育后期旗叶光合特性及籽粒产量的影响。结果表明,W3处理下,小麦生育后期,旗叶气孔导度和光合速率较高,蒸腾作用和胞间CO2浓度较低。从产量因素来看,W3处理下的有效穗数及穗粒数均较高,最终产量（10183.4 kg/hm2）显著高于其它处理。因此,在豫北地区,足墒播种的基础上,小麦生育期灌拔节水有利于提高籽粒的产量和水分利用效率。     

灌水对节水小麦“衡观35”产量、蛋白质含量及光合性能的影响

水分是限制小麦产量和品质提高的关键因素。为探究不同时期灌水对冬小麦产量、农艺性状、籽粒品质及光合性能的影响，在自动防雨水肥控制池中设置4个春季水分处理：不灌水(对照，W1)、仅拔节期灌水1050m³/hm²(W2)、仅开花期灌水1050m³/hm²(W3)和拔节期525m³/hm²⁺开花期525m³/hm²(W4)。结果表明，W1处理籽粒蛋白质含量最高，W2处理蛋白质产量最高，W3处理籽粒产量最高，W4处理光合性能最稳定。与W1处理相比，灌水影响小麦旗叶的光合性能，使其净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率增大；拔节期灌水可增加叶片叶绿素含量，促进植株干物质积累，提高籽粒蛋白质产量，通过增加单位面积穗数和穗粒数而增加生物产量；开花期灌水促进籽粒长、宽增大，增大库容量，通过增加粒重而提高籽粒产量。通过比较拔节期灌水后至开花期未灌水前W1、W4和W2处理发现，灌水使最大净光合速率和光饱和...     

节水灌溉与常规灌溉对旱直播水稻叶片生理特性、产量及品质的影响

为研究不同灌溉方式对直播稻产量和品质的影响。以3个水稻品种为试验材料,在大田旱直播栽培模式下,设置常规灌溉和节水灌溉2种灌溉方式,分析测定直播稻的叶片光合、稻谷产量和品质等指标。结果表明,相对于常规灌溉,节水灌溉处理剑叶叶绿素含量和叶片含水率分别下降3.66%和4.37%,灌浆中后期剑叶光合速率和水稻产量分别提高5.78%和5.69%。对稻米品质的影响因不同品种表现不同,对于‘新稻567’和‘新稻568’两品种,节水灌溉处理稻米加工和食味品质分别下降了6.21%和3.84%,垩白粒率和垩白度分别增加了18.9%和5.37%;对于‘新科稻31’,节水灌溉处理稻米的加工品质提高了3.4%,垩白粒率和垩白度分别下降了19.59%和27.84%。相关分析表明,叶片含水率与光合速率呈正相关,产量和品质与光合速率的关系因不同灌浆时段而异。提高灌浆中后期光合速率,可以提高水稻产量和稻米的加工品质,但稻米外观和食味品质有所下降。综上表明,通过节水灌溉可以提高水稻产量,但在米质调控上因品种而异。因种设定不同的土壤水势灌溉标准,对发展节水型直播稻生产和提高稻田水分利用效率具有重要意义。     

减氮适墒提高冬小麦旗叶光合潜力和籽粒产量

针对目前小麦高产栽培中大量投入氮肥引起的土壤板结、肥效降低等突出问题,2013-2014和2014-2015年度大田条件下设置自然降水(W1)、适墒(W2, 70%±5%)、足墒(W3, 80%±5%) 3个水分处理和3个氮肥水平处理,即不施氮肥(N1)、减氮(N2, 195 kg hm-2)和高氮(N3, 270 kg hm-2),研究了不同水肥条件对冬小麦旗叶功能期内光响应曲线特征参数、水分利用效率和籽粒产量及其构成因素的影响。在W1和W2条件下,N2处理不同时期旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的光响应曲线逐渐上升的幅度均高于N1和N3处理,胞间二氧化碳浓度(Ci)光响应曲线下降的幅度也大于N1和N3处理;在W3条件下,N2、N3光响应曲线的变化趋势相近。N2W2处理的旗叶光合参数在开花期最具优势,最大净光合速率为33.20 μmol CO2 m-2 s-1,光饱和点达1507.4 μmol m?2 s?1,分别比其他处理平均提高21.4%和9.5%,而光补偿点最低,表现出较高的光合潜能。连续两年产量结果显示,N2W2处理穗粒数和千粒重在9个处理中最高,差异显著(P < 0.01);籽粒产量在9500 kg hm-2以上,水分利用效率比W2和W3条件下的其他处理平均提高18.8%。上述结果表明,在适墒条件下施氮量从270 kg hm-2减少至195 kg hm-2,能充分发挥旗叶功能期的光合潜力,增加穗粒数和千粒重,提高籽粒产量。     

灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用及产量与品质的影响

以济麦20和泰山23为试验材料, 在大田条件下研究了灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用和籽粒产量与品质及耗水量、水分利用率的影响。2004—2005年生长季, 小麦生育期间降水量为196.10 mm, 两品种的氮素吸收效率、籽粒的氮素积累量和氮肥生产效率均为不灌水处理低于灌水处理, 但籽粒氮素分配比例和氮素利用效率表现为不灌水处理高于灌水处理。拔节期前, 两品种的氮素吸收强度灌水180 mm处理高于灌水240 mm和300 mm两处理, 拔节期后反之; 成熟期, 植株氮素积累量和氮素吸收效率在各灌水处理间无显著差异。济麦20籽粒的氮素积累量和分配比例、氮素利用效率和氮肥生产效率, 均以灌水240 mm处理高于灌水180 mm和300 mm处理; 灌水180 mm和240 mm处理的籽粒产量分别达8 701.23 kg hm^-2和9 159.30 kg hm^-2, 耗水量为469.29 mm和534.48 mm, 两处理间籽粒品质无显著差异, 且均优于灌水300 mm处理。泰山23籽粒中氮素积累量及分配比例、氮素利用效率、氮肥生产效率和籽粒品质, 在各灌水处理间无显著差异; 灌水180 mm和240 mm处理籽粒产量显著高于其他处理, 分别达9 682.65 kg hm^-2和9 698.55 kg hm^-2, 其耗水量分别为468.54 mm和532.35 mm。两品种的水分利用率均随灌水量增加而降低。在2006—2007年生长季, 小麦生育期间降水量为171.30 mm, 济麦20和泰山23均以灌水240 mm处理的籽粒产量和水分利用率最高, 其耗水量分别为490.88 mm和474.88 mm。综合考虑产量、品质、氮素利用效率、氮肥生产效率和水分利用率, 生产中济麦20生育期灌水量以180~240 mm为宜; 泰山23在降水量达196 mm条件下, 灌水量以180 mm为宜, 在降水量为170 mm条件下, 灌水量以240 mm为宜。     

Late‐season photosynthetic rate and senescence were associated with grain yield in winter wheat of diverse origins

There is a lack of studies that have investigated grain yield, its components and photosynthesis in late stages of wheat growth, giving us insufficient understanding of how these factors interact to contribute to yield during this period. As a result, three field experiments were carried out examining 20 winter wheat genotypes of diverse origins under irrigated, terminal drought and dryland conditions in the southern Idaho. Our objective was to evaluate the interaction between post‐anthesis physiological traits, especially leaf‐level photosynthetic capacity, senescence and yield components on grain yield in different moisture regimes. Genotype differences were found in leaf‐level photosynthesis and senescence, canopy temperature depression, grain yield and yield components in each water regime. Grain yield was closely associated with traits related to grain numbers. In all three moisture regimes, positive correlations were observed between grain yield and photosynthesis that were dependent on the timing or physiological growth stage of the photosynthetic measurement: highly significant correlations were found in the mid‐ and late grain filling stages, but no correlations at anthesis. Consistent with these findings, flag leaf senescence at the late grain filling stage was negatively correlated with grain yield and photosynthetic rate (under terminal drought and dryland conditions). These findings provided evidence that grain yield was sink‐limited until the final stages of growth, at which time sustained photosynthesis and delayed senescence were critical in filling grain. Because the trends were consistent in moisture sufficient and deficient conditions, the results suggest that late‐season photosynthesis and delayed leaf senescence are driven by the size of the reproductive carbon sink, which was largely governed by factors affecting grain numbers.     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水(T0)、一水(T1)和二水灌溉(T2)处理(每次灌水量60mm),研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率(WUE)的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数(HI)和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的Pn和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水（T0）、一水（T1）和二水灌溉（T2）处理（每次灌水量60 mm）,研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率（WUE）的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数（HI）和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）,加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的P_n和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

微喷带灌溉对小麦灌浆期冠层温湿度变化和粒重的影响

2012—2013和2013—2014年度田间试验中设小麦灌浆初期不灌水(W0)、畦灌(W1)和小麦专用微喷带灌溉(W2)3个处理,并在灌浆中后期设置不同微喷时间和水量处理,以明确微喷带灌溉对小麦灌浆期冠层温、湿度和粒重的影响。灌浆初期10:00进行W2处理,当日中午穗层温度降低6.8~11.3℃,降幅明显大于W1处理;灌水后第2~4天与W1无显著差异,第4天与W0无显著差异。W2处理当日叶片水势显著大于W1处理,当日光合速率和次日叶片水势与光合速率及千粒重和籽粒产量均与W1无显著差异,且显著大于W0处理;W2的灌水利用效率显著大于W1处理。在小麦灌浆后期于10:00、12:00、14:00时采用微喷带喷水5 mm和10 mm均显著降低冠层温度,提高冠层相对湿度、旗叶水势和群体光合速率,且微喷时间越早越有利。本试验结果表明,小麦灌浆初期微喷补灌或中后期在预报高温当天10:00时微喷补水5~10 mm,可显著提高粒重和籽粒产量。