阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响

【目的】研究不同生育阶段和不同程度干旱胁迫及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响。【方法】以冬小麦品种"矮抗58"为试验材料,在拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50%~60%)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40%~50%),和全生育期充分供水(土壤含水率控制在田间持水率的70%~80%,CK)4个水平,对比分析了不同阶段受旱及复水条件下冬小麦的生理生态指标变化过程。【结果】拔节期、抽穗期和灌浆期中度和重度水分胁迫对小麦的株高和叶面积的影响达到显著水平,其中拔节期为株高和叶面积的需水敏感期,株高较CK下降了18.6%和29.0%,叶面积较CK下降了18.2%和49.5%;水分胁迫处理小麦的净光合速率和气孔导度与CK差异显著,复水后,轻度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK无显著差异,中度和重度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK之间依然存在显著差异;从复水补偿角度来看,灌浆期小麦的净光合速率和气孔导度比拔节期和抽穗期更难恢复,其中灌浆期为光合作用的需水关键期,气孔导度较CK下降了28.7%、34.0%和49.4%,净光合速率较CK下降了10.5%、23.2%和28.0%。中度和重度水分胁迫对小麦的产量的影响达到显著水平;拔节期和抽穗期水分胁迫降低小麦的有效穗数和穗粒数,从而引起产量下降;灌浆期水分胁迫导致小麦千粒质量下降,进而引起产量降低。【结论】在本试验条件下,轻度水分胁迫可实现节水和高产的统一;灌浆期为小麦光合作用需水关键期,合理的加强灌浆期水分管理可实现高产。     

土壤水分胁迫下冬小麦籽粒灌浆特性的研究

利用2008--2009年度田间小区冬小麦灌溉试验资料,研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦籽粒灌浆进程以及籽粒产量的影响.研究结果表明:在不同水分调控条件下,冬小麦籽粒灌浆规律符合"慢一快一慢"的"S"型生长曲线,可以用Logistic曲线拟合;且水分调控对籽粒灌浆参数有不同程度地影响,进而对粒重有重大影响.随着水分胁迫的加剧,冬小麦灌浆起步时间愈早,达到峰值的时间愈快.而在孕穗、抽穗和灌浆期任一期内缺水处理都会缩短小麦灌浆持续时间,减少穗粒数,也降低粒重,最终影响产量.因此在冬小麦拔节期可允许轻度的水分胁迫,而灌浆期则应尽量避免任何程度的水分胁迫.     

播前和不同生育阶段灌溉对冬小麦农艺性状及产量的影响

以"周麦22"为试材,研究了播前和不同生育阶段灌溉对冬小麦生长发育及产量形成的影响。结果表明,返青期灌溉能显著提高冬小麦返青—拔节期间的株高增长速率,拔节期灌溉对株高的影响较返青期小。返青期灌溉对促进叶面积指数增长效果最为显著,拔节期灌溉次之,灌浆期灌溉则能有效减缓后期叶面积指数的降低速率。在播前灌溉条件下,返青水较拔节水和灌浆水更有利于冬小麦形成较多的有效穗数、穗粒数和较高的千粒质量。从提高产量和水分利用效率的角度考虑,在播前灌溉条件下,拔节水比灌浆水效果好,而返青水又比拔节水效更好。     

水分胁迫对盆栽冬小麦叶片生理生化的影响研究

采用盆栽方式种植,研究冬小麦关键生育期不同程度水分胁迫对冬小麦叶片生理生化的影响。结果表明：水分胁迫使小麦光合性能下降,拔节初期土壤相对含水量在45%以下,拔节中期在55%以下时,光合速率随生育进程呈明显下降趋势,拔节期保持土壤相对含水量在65%～75%之间可使蒸腾速率适当降低,减少水分损耗。游离氨基酸含量随拔节期胁迫程度的加剧呈先上升后下降趋势,随生育进程的推进而下降,花后7、14、21d时,处理间差异较大,28d时,处理间差异较小且氨基酸含量较低。灌浆期水分胁迫可使叶片中游离氨基酸含量增加,但胁迫过甚,叶片中氨基酸含量在短暂上升后将快速下降。花后28d时,拔节期水分胁迫使花后叶片可溶性蛋白含量增加,灌浆期水分胁迫使叶片可溶性蛋白含量下降。     

华北冬小麦拔节期和灌浆期水分胁迫的WUE效应研究

选用2个华北冬小麦代表品种石家庄8号和YM20,采用盆栽试验,研究了拔节期和灌浆期水分胁迫对冬小麦产量和水分利用率的影响。结果表明,华北冬小麦WUE对拔节期和灌浆期的水分亏缺均很敏感,胁迫程度越大其对产量和WUE的负效应越大;轻度亏缺复水后WUE恢复较快,重度时则恢复慢而有限;拔节期水分胁迫主要减少粒数,灌浆期则主要降低粒质量;田间持水率为60%的轻度胁迫对产量和WUE影响最小,拔节期的适宜胁迫历时为5d,灌浆期可为10d。     

不同灌水定额对冬小麦耗水规律及产量的影响

对比分析了不同灌水定额下冬小麦生长、产量及耗水特性。结果表明,冬小麦拔节至抽穗阶段,灌水定额较小时对株高增长不利。播种—拔节期和灌浆—成熟期阶段耗水量较大,但日耗水量较小;拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期阶段耗水量较小,但日耗水量较大;不同灌水定额对穗粒数和穗长的影响较小,灌水定额越大,千粒质量和产量越高,但亩穗数和水分利用效率越低。综合考虑,灌水定额以900m3/hm2为宜。     

不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒灌浆及产量的影响

为研究不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒灌浆及产量的影响,分别设置正常水分、拔节期干旱、抽雄期干旱和灌浆初期干旱4个处理,研究玉米干物质积累、灌浆特性、淀粉相关酶活性及产量的变化特征。结果表明:干旱显著降低玉米干物质积累量,抽雄期和灌浆初期干旱显著降低花后干物质积累量和贡献率;干旱显著降低籽粒质量和灌浆速率,抽雄期干旱对后期籽粒质量和灌浆速率影响最大;干旱显著降低结合态淀粉合成酶（GBSS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性;干旱对产量的影响主要是增加了秃尖长、减少了行粒数,3个时期干旱胁迫产量分别降低15.15%、33.11%和22.00%。因此,拔节期、抽雄期和灌浆初期玉米对水分的需求较为敏感,对产量影响较大,尤其是在玉米抽雄期,要确保水分供应,以保证玉米产量。      

不同调亏模式对冬小麦产量形成的影响

为考察不同调亏灌溉模式对冬小麦产量形成的影响,进行了防雨棚下的人工控水试验。结果表明,与不亏水处理CK相比,所有调亏处理均使得籽粒灌浆期显著缩短,达到最大灌浆速度的时间提前,最大灌浆速率和平均灌浆速率增加。拔节期亏水降低有效穗数,拔节期重度亏水有效穗数最小;抽穗期及灌浆成熟期亏水降低千粒质量,灌浆成熟期重度亏水千粒质量最小;拔节期亏水减少穗粒数,拔节期重度亏水穗粒数最小。综合本文研究结果,冬小麦产量较高的适宜调亏模式依次为:返青期轻度亏水、返青期重度亏水、灌浆成熟期轻度亏水、抽穗期轻度亏水、拔节期轻度亏水、拔节期重度亏水。研究结果可以为相关区域冬小麦高产栽培水分调控提供参考。     

水分胁迫对寒区水稻生长特性及产量的影响

采用人工桶栽控水方法,研究了不同时期不同程度水分胁迫对水稻生长特性及产量的影响。由于2007年试验区气候异常,分蘖时期和灌浆乳熟期达到下限的次数比往年多,拔节孕穗期和抽穗开花期并未达到重度水分胁迫,从而导致分蘖时期水分胁迫对穗数、产量影响较大;而水稻比较敏感的拔节孕穗期和抽穗开花期由于生育期较往年短,没有达到水分胁迫所要求的下限,对水稻产量、株高、千粒重的影响并不是很大,在某些方面反而产生了有利的影响;灌浆乳熟期轻度水分胁迫,其产量和千粒重明显高于其它处理。     

水分亏缺对冬小麦生长发育及产量影响的试验研究

研究了不同水分亏缺处理条件下冬小麦的生长发育及产量.结果表明,苗期水分亏缺不利于绿叶面积的生长;拔节期水分亏缺不利于株高和叶面积的增长,抽穗和灌浆期的水分亏缺加速后期叶面积指数的下降;拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期冬小麦的日耗水量较大;冬小麦各生育阶段水分亏缺均降低产量,但轻度的水分亏缺有利于提高冬小麦的水分利用效率.适宜的水分亏缺既可以获得较高产量,又可以降低耗水量.     

宁夏引黄灌区滴灌条件下春小麦干物质转移与灌浆特征

为优化春小麦滴灌灌溉制度，提高水分利用效率，对宁夏引黄灌区滴灌条件下灌水对春小麦千粒质量、干物质转移和灌浆特征的影响展开研究。在总灌水量一致的条件下，分别设置增大三叶期、分蘖期和拔节期灌水量(W1)、增大分蘖期、拔节期和抽穗期灌水量(W2)、增大拔节期、抽穗期和灌浆期灌水量(W3)、各生育期灌水量平均分配(W4)和对照(CK)5个水量分配处理，研究春小麦千粒质量、各营养器官干物质转移量及籽粒灌浆特性。W3籽粒千粒质量最大，花后37 d其千粒质量为53.96 g，较CK大2.64%。W2的干物质转移总量、同化物转移总量和干物质转移对籽粒的贡献率均为最大，分别为0.67 g/株、2.992 g/株和22.165%。不同水量分配下小麦籽粒灌浆速率满足Logistic模型，经过水量优化分配，W2最大灌浆速率出现时间提前0.366 d，虽然最大灌浆速率有所降低，但是通过增加快增期时间(增加0.15 d)和活跃灌浆期时间(增加2.35 d)，可以显著提高籽粒干物质积累量，收获时穗粒质量较CK提高32.1%，该处理籽粒产量也达到最大，较CK提高6.88%。因此可以通过优化灌水量分配，增加小麦千粒质量，提高各器官对籽粒的干物质转移量及灌浆速率，进而达到高产高效的目的。     

桶栽条件下冬小麦产量的连旱效应

为了研究连续干旱对冬小麦产量的影响,以冬小麦品种“矮抗58”为试验材料,通过桶栽试验,在冬小麦的拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱、中度干旱、重度干旱,分别对应土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%,50%~60%,40%~50%.试验设置了单阶段受旱9个、两阶段连旱6个,三阶段连旱4个,试验对照1个,共计20个试验处理.研究结果表明,单旱条件下,拔节期减产最明显,抽穗期其次;拔节期轻旱、中旱和重旱分别减产4.08%,21.71%和36.73%.两阶段连旱条件下,拔节期和抽穗期连续中旱对产量影响最大,减产率达28.42%;抽穗期和灌浆期连续中旱对产量影响相对较小.三阶段连旱条件下,连续轻旱减产不明显,连续中旱和重旱分别减产24.96%,53.99%.总体上,拔节期是冬小麦的需水关键期,中旱及以上水平就会引起显著减产;相反,水资源紧缺条件下,抽穗期和灌浆期可以适当中旱,甚至重旱,对产量影响较小.     

不同灌水策略对夏玉米水分利用效率和产量构成要素的影响

于2013—2014年在河南商丘开展了5个灌水处理(T1:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm+成熟期水45mm,T2:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T3:拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T4:拔节水60 mm,T5:灌浆水60 mm)的田间试验,研究了不同灌水处理对夏玉米阶段耗水量、总耗水量、产量、水分利用效率、收获穗数、穗粒数、百粒质量、行粒数的影响。结果表明,夏玉米不同生长阶段灌水处理的耗水量均显著大于不灌水处理(P0.05),且随着整个生育期灌水次数和灌水量的增加,总耗水量显著提高。2013年和2014年,灌拔节水和灌浆水处理(T3)的总耗水量显著低于T1处理(P0.05),产量分别下降8.0%和8.9%,水分利用效率则分别提高5.3%和0.5%。灌水显著影响了夏玉米的收获穗数、穗粒数和百粒质量。2 a的苗期灌水处理(T1和T2)显著提高了夏玉米的收获穗数(P0.05),拔节期和灌浆期灌水处理(T3)的穗粒数和百粒质量均显著大于只灌拔节水(T4)和只灌灌浆水(T5)的处理(P0.05),但收获穗数差异不显著。在节水灌溉的条件下,黄淮海平原夏玉米主产区要实现较高的产量和水分利用效率,灌拔节水和灌浆水是最基本的灌水策略。     

膜下滴灌技术在雨水集蓄利用工程中的研究

在黄土高原半干旱丘陵沟壑区,修建集雨蓄水工程并结合滴灌、覆膜坐水等措施,对作物进行补充灌溉,以期适应年内降雨时空分配极为不均,水分供需严重错位的现状。旨在改善土壤蒸发强度、土壤温度和降雨空间分配,提高灌水效率和水分利用效率,最终达到稳产高产的目的。通过2006年的田间试验研究,结果表明:集雨滴灌3次的增产量为2353.61~3845.62 kg/hm2,增产效果为44.07%~72.01%。在同样的补灌水量及灌水次数情况下,把灌浆期增加的灌水定额转移到拔节期更有利于提高玉米增产效果和集雨滴灌效率,将灌浆期多补灌7.5 mm的水量调配给拔节期,使得补灌效率增加2.05 kg/m3,将同样的水量由灌浆期转移给拔节期后,使得增产效果和补灌效率都有不同程度的提高,增产效果提高12.93%~21.89%,补灌效率提高3.41~4.21 kg/m3。     

宁夏南部雨养农业区玉米生育期土壤含水率控制阈值研究

在宁夏南部雨养农业区,设置玉米不同生育期土壤含水率控制下限指标,开展以土壤含水率为灌溉控制指标的精量灌溉技术试验研究。在分析玉米各生育期灌水量、土壤含水率、作物产量、水分利用效率的基础上,推荐在丰水条件下,玉米生育期土壤含水率控制阈值为:种植期80%θf、苗期—拔节期55%θf、拔节期—抽雄期85%θf、抽雄期—灌浆期80%θf,水分生产效率可达3.35kg/m3。宁夏南部雨养农业区推荐土壤含水率控制阈值为:种植期60%θf、苗期45%θf、拔节期50%θf、抽雄前期60%θf,水分生产效率可达3.7kg/m3。     

不同生育期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

用盆栽对冬小麦不同生育阶段进行不同程度水分调亏试验结果表明 :拔节—孕穗期、抽穗—扬花期和灌浆—成熟 3个阶段内 RW上限为 4 0 %、5 0 %、60 %的水分亏缺均引起了产量的极显著下降 ,而且水分亏缺越严重 ,产量降低越大。在 3个生育阶段内进行 RW上限为 4 0 %的水分调亏减产幅度都很大 ,而且 3个生育阶段之间差异不明显 ;进行 5 0 %、60 %水分调亏 ,其减产程度则与生育期有关。灌浆—成熟期的减产程度大于前二个时期 ,这可能与前二个阶段复水后作物的补偿生长有关。不同生育期水分亏缺对冬小麦产量构成因素的影响也不同 ,拔节—扬花期水分亏缺主要减少了穗粒数 ,灌浆—成熟阶段的水分亏缺主要减少了千粒重     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

寒地黑土区玉米高效调亏灌溉制度的试验研究

通过筒测试验,研究了玉米最佳的水分调亏阶段以及各调亏阶段亏水程度的最佳上、下限阈值。结果表明,抽穗开花期水分亏缺对产量影响最大,其次是拔节期,苗期水分亏缺对产量影响最小。苗期、拔节期和抽穗开花期水分亏缺程度分别为50%FC～60%FC、65%FC～75%FC和65%FC～75%FC的灌溉处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理提高了8%、12.6%。