水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响

通过不同灌水和施肥处理,研究水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响,结果表明:大豆光合速率变化趋势很大程度上依赖于水分供应的多少,在水分充足时增施无机肥可以提高大豆的光合速率,产量随着水分和施肥量的增加而增加,在充足水分和无机肥 有机肥耦合情况下,产量最高(2124.5kg/hm2),比无肥干旱增产83.2%。干旱条件下,无机和有机肥配合有利于蛋白质的积累,而充足水条件下,无机和有机肥配合不利于蛋白质的积累,有利于脂肪的积累。     

干旱胁迫对大豆光合、产量及品质的影响

以大豆品种陇中黄601、陇中黄602、中品661、晋豆21为材料，设置正常灌水(CK)、中度干旱(D₁)、重度干旱(D₂) 3个水平进行干旱胁迫处理，采用2 a试验分析大豆苗期、开花期和鼓粒期光合生理生态指标以及成熟后农艺性状、产量和品质的差异。结果表明，随着干旱胁迫程度的加重，大豆生长指标、光合指标及产量均呈递减趋势，在重度干旱胁迫(D₂)下，大豆产量降幅最大达到56.7%。D₂处理开花期的P_n降幅最大，达45.15%,苗期的叶绿素SPAD值升高幅度最大，为21.92%。各品质指标均随干旱程度的增加呈上升趋势，D₂处理下，大豆蛋白质和脂肪含量比CK分别增加4.51%和1.77%。不同品种的蛋白质、脂肪、果糖、亚油酸、亚麻酸、油酸、硬脂酸、非必需氨基酸和必需氨基酸含量与产量呈负相关，蔗糖、淀粉多糖和棕榈酸含量与产量呈正相关，说明干旱胁迫下大豆产量和品质的提升仍存在矛盾。早熟品种陇中黄601丰产抗旱，适宜在干旱半干旱区种植。     

干旱胁迫对5个种源沙柳(Salix psammophila)气体交换及水分利用效率的影响

在盆栽条件下,对5个种源沙柳进行了水分胁迫处理,在不同干旱阶段对苗木叶水势、土壤含水率、蒸腾速率、光合速率等气体交换特性及水分利用效率进行了研究.结果表明:沙柳属于亚低水势忍耐脱水耐旱树种,叶水势随土壤含水量的下降而下降,变化趋势可用双曲线方程y=a b/x(0.389 0＜a＜0.520 3,8.906 6＜b＜11.466 9)拟合,其中民勤种源沙柳的双曲线方程中b值最低,为8.91,表现出较强的耐旱特性.在正常水分供应条件下,榆林种源沙柳的光合速率为23.89 μmol/(m2·s),水分利用效率为3.44 μmol/mmol,表现出很强的光合生产能力.随着干旱胁迫的加剧,各种源沙柳苗木的水分利用效率均有不同程度增加,民勤种源沙柳的增加值最大,为0.75 μmol/mmol,表现出了较强的抵抗干旱的能力,而榆林种源沙柳对水分亏缺则非常敏感,光合速率、蒸腾速率都急剧下降.这充分表明在水分供应充足的条件下,榆林种源沙柳具有最大的光合生产潜力;而当遇到干旱胁迫时,民勤种源沙柳则表现出极强的维持体内水分平衡的能力,是5个种源中最耐旱的种源.     

冬小麦拔节期追肥与土壤湿度的生物效应

以冬小麦为试验材料．利用盆栽试验研究了拔节期不同土壤水分条件下不同施氮处理对其叶片光合速率、硝酸还原酶、根系长度及数目、根冠比、养分吸收及籽粒产量的影响．结果表明．在干旱条件下．不论施肥与否．适当增加土壤湿度均能改善小麦的生长状况。增加产量。在低水条件下．增加施肥量不能相应增加产量，在中、高水情况下．基肥结合拔节期追施氮肥可以促进冬小麦生长．使其籽粒产量显著提高，氮肥一次施用的效果不如基肥加拔节期追肥处理。在中水条件下．2／3氮肥基施．1／3氮肥拔节期追施是干旱地区冬小麦较佳的水肥耦合模式．     

滴灌施肥灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性的影响

为探索有利于提高番茄生长和产量的温室滴灌施肥有效模式,试验设置了3个灌水下限[W1(65％θF)、W2(75％θF)和W3(85％θF)]和3个施肥水平[F1(低肥)、F2(中肥)和F3(高肥)],在设施栽培条件下研究了滴灌施肥不同灌水下限和施肥量对番茄植株生长、生理特性和产量的影响.结果表明:滴灌施肥条件下不同的灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性都有一定的影响.在同一灌水下限条件下,增加施肥量可以显著提高番茄株高、叶面积、光合和蒸腾速率、干物质量和产量,但过高的施肥量反而不利于其生长、干物质累积和产量的提高;在同一施肥水平下,适当上调灌水下限可以显著增加番茄株高、叶面积和干物质量,过高的灌水下限不利于番茄的生长、光合速率和产量的提高.在试验的砂壤土中,W2F2处理最有利于番茄的生长、干物质的形成、产量和水分利用效率的提高.研究还表明,不同水肥处理条件下,番茄的产量与干物质量和叶片的净光合速率均呈显著的线性相关,番茄叶片的水分利用效率与净光合速率的变化关系均呈二次抛物线相关.     

水肥空间耦合对冬小麦光合特性的影响

在防雨棚管栽试验条件下,以品种“3279”为研究材料,通过7种不同处理来研究水肥空间耦合对冬小麦光合特性的影响,试验结果表明:不同的水肥耦合处理中,冬小麦的光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度有所不同,三者之间有很好的平衡关系。其中,深层施肥处理其小麦在生长后期能够维持较高的光合速率,但气孔导度却有所降低,有效地减少了水分散失,表现出很好的节水潜力。同样水分条件下维持同样高的光合速率时,深层施肥的肥上灌水与肥下灌水相比,其受水分影响小,叶绿素含量下降快。深施肥20 cm处灌水处理,在开花后小麦叶片光合作用最强,气孔导度小,细胞间隙CO2浓度高,具有更好的节水潜力。     

不同磷钾条件下苗期适度水分亏缺对大豆生长及干物质积累的影响

在盆栽条件下研究了不同磷钾肥施用时苗期水分亏缺对大豆生长、干物质积累及产量的影响。结果表明:磷钾肥施用相同时,苗期轻度缺水处理对大豆干物质积累及产量的提高效果最佳,且其水分利用效率接近或超过正常灌水处理,而中度和重度缺水则明显降低大豆干物质积累及产量。当水分亏缺相同时,施用中量磷钾肥有利于豆荚数和籽粒数的提高,从而提高大豆产量及水分利用效率。因此,本试验条件下,苗期轻度缺水(占田间持水量的60%~70%)与施用中量磷钾肥是提高大豆产量的较好组合。     

生物炭对不同水氮条件下小麦产量的影响

研究生物炭与氮肥互作在不同水分条件下对小麦关键生育期旗叶光合参数、产量与主要农艺性状的影响,探讨生物炭改良不同水肥条件土壤并提高其作物产量的效果与内在机理,可为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。本研究采用盆栽试验,生物炭用量设置五个水平(0,1%,2%,4%和6%),氮肥设置N0,N1和N2(0,0.2 g·kg~(-1)和0.4 g·kg~(-1))三个水平,小麦拔节期控制土壤田间持水量的80%和50%模拟正常水分和干旱胁迫两种水分环境。于小麦拔节期和抽穗期测定旗叶光合参数和SPAD值,成熟后对小麦籽粒产量及主要农艺性状进行统计。结果显示:(1)与不施生物炭处理相比,1%和2%生物炭用量平均增产6.62%和11.01%,4%和6%生物炭用量平均减产6.88%和10.1%,同时会导致千粒重、穗粒数和株高的降低;(2)正常水分条件下,1%和2%生物炭用量与N1和N2之间存在协同增产作用,而4%和6%生物炭用量表现出负面效应;(3)干旱胁迫条件下,仅1%和2%生物炭用量与N1存在协同增产作用,生物炭处理削弱N2增产潜力;(4)N0水平下,生物炭处理均表现出促进小麦旗叶光合速率,增加产量的作用;(5)N1条件下,生物炭促进小麦旗叶光合速率且在干旱胁迫条件下效果更明显。总体上生物炭对小麦旗叶光合参数和产量的影响受生物炭用量、氮素水平和水分条件共同制约且存在复杂的交互作用,干旱会限制生物炭与氮肥的协同增产作用;在低肥力土壤上应用生物炭的增产效果较好,而在质地较细且肥力中等的土壤应用时推荐48 t·hm~(-2)(2%)生物炭用量。     

水氮耦合对滴灌复播大豆干物质积累氮素吸收及产量的影响

为探明不同水氮组合对复播大豆干物质积累、氮素吸收及产量的影响,于2013年7—10月在新疆伊宁县进行了不同滴灌量与施氮量的裂区田间试验。滴灌量为主因子,分设3 000 m3·hm-2(W1)、3 600 m3·hm-2(W2)、4 200 m3·hm-2(W3)、4 800 m3·hm-2(W4)四个灌水梯度;施氮量为副因子,设0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N1)、300 kg·hm-2(N2)三个水平。结果表明:同一施氮量条件下,随着滴灌量的增加各施氮处理干物质积累平均速率、干物质积累持续时间及氮素吸收量基本表现为"先增后降"的趋势,且均在W3处理(4 200 m3·hm-2)达到最大;在低水量(W1)条件下增加氮肥的投入,有利于增加复播大豆干物质积累,提高复播大豆氮素吸收量,进而提高复播大豆产量,但降低了氮素籽粒生产效率;水分充足时适量增施氮肥能促进大豆干物质的积累,增加植株氮素的吸收量,增加氮素籽粒生产效率,而过量追施氮肥,阻碍根系吸收氮素进入植株体内,降低氮素的利用效率,且W3N1组合条件下,干物质积累量、植株氮素吸收量、产量均达到最大,产量达到3 741.23 kg·hm-2,分别比低水低肥处理(W1N0)、高水高肥处理(W4N2)增加了54.30%、17.02%。     

稀植栽培对旱地冬小麦光合特性、产量及水分利用效率的影响

为了探明稀植栽培对旱地冬小麦光合特性、产量及水分利用效率的影响,在大田试验条件下,测定分析了不同稀植条件下4个主茎和分蘖成穗并重型冬小麦品种旗叶的光合速率、光合量子产量、相对电子传递速率及群体透光特性、小麦籽粒产量和水分利用效率.结果表明,在从扬花到蜡熟期,稀植栽培可使小麦旗叶光合速率、光合量子产量、相对电子传递速率和群体透光率提高,各品种之间变化较为一致.播量为450万株/hm~2(传统高产栽培播量)处理比150万株/hm2播量处理旗叶的光合衰减率提高25.2～43.5个百分点,光合量子产量和相对电子传递速率分别降低2.95%～20.68%和10.66%～18.32%,群体上层的光截获量增加,中下部受光条件较差.表明稀植栽培下小麦生育后期在光合能力、电子传递和光能转化方面均具有明显优势.适当降低播量(300～375万株/hm~2),建立合理的群体结构,冬小麦籽粒产量和水分利用效率较播量为450万株/hm~2处理分别平均提高12.55%和14.48%,表明适当稀植栽培能显著提高冬小麦的产量和水分利用效率.     

不同水肥条件下棉花苗期的生长、养分吸收与水分利用状况

采用盆栽试验和统计分析方法对施肥与不施肥两种情况下干旱胁迫对棉花苗期的生长及养分吸收进行了研究和探讨，结果表明：水分与养分及其耦合效应对棉花早期的生长都具有显著的影响，干旱胁迫或养分不足都显著降低棉花生物学产量，阻碍植株对氮，磷、钾养分的吸收与积累，充足的水分是肥料效应充分体现的基础，而充足的养分又是提高水分利用率的必要条件，同时，棉花早期生长水分效应＞肥料效应，即对水分需求更为敏感。     

不同水分胁迫下的春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率研究

叶片气体交换参数是作物产量形成的生理基础,其中光合速率和蒸腾速率决定了叶片水分利用效率,对作物抗旱节水研究具有重要意义。在定西和武威两个试验站进行春小麦盆栽水分模拟试验,设置对照(CK)、持续干旱(WS)、中旱(40%FC)和重旱(30%FC)4组处理,分析不同水分条件下春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率(WUEinst)的变化特点及其相关特征。结果表明:(1)持续干旱胁迫下,春小麦的土壤日耗水量、光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈先快后慢的下降趋势,达到中旱和重旱水平时相比CK分别减小了71%和76%、39%和60%、57%和66%、60%和77%,受影响程度为:气孔导度蒸腾速率光合速率,胞间CO_2浓度在轻旱-中旱时下降,中旱后期降幅达33%,之后呈上升趋势,WUEinst在轻旱-中旱阶段上升,中旱后期时增加41%,之后下降,相比于CK,轻-重度胁迫会提高WUEinst,极度干旱则使之降低;(2)当水分胁迫维持在中旱或重旱水平时,以上各指标均会维持在持续干旱达到相同干旱等级时对应的值附近,且中旱时值均高于重旱时的数值(P0.05);(3)在持续干旱胁迫的轻旱-中旱阶段,净光合速率和蒸腾速率互为主导影响因子,而在持续干旱胁迫之后的阶段,以及胁迫维持在中旱或重旱情形下,两者的主导因子均为气孔导度,WUEinst在水分充足—持续干旱胁迫时均以蒸腾速率为主导因子,而当胁迫维持在中旱或重旱时其受叶片气体交换参数的调控作用不明显。本研究结果可为作物在不同干旱阶段和情形下采取适当措施进行抗旱节水提供参考依据。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

不同土壤水分条件下施磷对小麦光合性能和产量影响比较

本试验于2007～2008年在青岛农业大学莱阳实验站防雨旱池中进行,目的是研究土壤水分胁迫和水分适宜条件下不同施磷量对小麦光合性能及产量的影响.结果表明,水磷两因素对小麦的光合性能和产量都有重要影响.小麦的叶面积指数和叶绿素含量随土壤含水量占土壤田间持水量的比例和施磷量的增加而增加,适宜的水分还可以延长灌浆高值持续期,提高气孔导度和光合速率,进而提高产量.在不同施磷处理下,随着施磷量的增加,气孔导度和光合速率都有所增加,在施磷75～150 kg/hm2范围内,穗数、千粒重以及产量随着施磷量的增加而增加,高于150 kg/hm2时,反而下降.本试验条件下,虽然土壤田间持水量75%与施磷量150 kg/hm2的处理组合达到了最高产量,但与土壤田间持水量55%、施磷量150 kg/hm2的处理组合的产量差异不显著,故后者是最佳水肥处理组合,达到了节水省肥的栽培目的.     

不同土壤水分条件下夏玉米蒸发蒸腾特征研究

以郑单958为材料,在防雨测坑模拟试验条件下,研究了不同土壤水分条件下夏玉米蒸发蒸腾特性.试验结果表明:夏玉米在不同土壤水分条件下,土壤蒸发与土壤水分含量有关,干旱条件下土壤蒸发日变化低于适宜土壤水分条件,充足水分条件下土壤蒸发量高于适宜水分处理.蒸腾速率日变化则是适宜水分75%最高,单叶瞬时蒸鹰速率比干旱处理和充足水分处理分别高11.8%、4.3%.茎流量日变化蜂值随水分含量的增高而增高,其峰值比蒸腾峰值要延迟约2 h.     

限根条件下供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响

以玉米为供试作物,在遮雨棚内进行了微区田间试验,在不同水分与供氮条件下,分期测定了玉米自由水与束缚水比值和细胞汁液浓度、气孔导度和细胞间隙CO2浓度、核酮糖-1,5二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性和叶绿素含量、以及叶片的光合速率和作物产量,研究供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响。结果表明,氮素对光合生理特性的影响受水分供应状况的制约:水分供应较好时,供氮提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度;增加了气孔导度,提高了RuBPCase活性和叶绿素含量,既有利于改善气孔因素,也有利于改善非气孔因素,显著提高光合速率和作物产量。水分胁迫较轻时,供氮降低了气孔导度,增加了CO2进入气孔的阻力,不利于光合作用,但却提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度,增加了RuBPCase活性和叶绿素含量。在这种情况下,光合作用的气孔因素受到影响,非气孔因素不但没有减弱,反而有所增强,因而光合速率和产量都有所提高。水分胁迫严重时,供氮不但抑制了光合作用的气孔因素,还更严重地抑制了非气孔因素,导致光合速率和作物产量严重下降。供氮对光合作用影响的水分依赖性为调控氮素营养提供了有力依据。     

旱涝胁迫条件下稗草对大豆植株含氮量及蛋白产量的影响

稗草生长明显降低了大豆籽粒蛋白质产量及氮素向其籽粒中的分配比例，而显著提高了大豆茎、叶、籽含氮量及氮素向其茎、叶中的分配比例，这种影响在座荚期渍涝＋鼓粒期干旱条件下最为突出：稗草对大豆籽粒蛋白质生产的危害在功苗期一开发期的渍涝条例上显著减轻，而在任一时期的干旱条条件下均明显加重，且在座荚期的渍涝处理中比在幼苗期一开发期的渍涝处理中大。不同时期、不同旱涝胁处理对大豆籽粒蛋白质产量的降低程度不同，其中     

分蘖期干旱胁迫对水稻光合特性及产量的影响

采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖期采用轻中度控水措施,有利于滴灌水稻光合作用和产量的提高。     

有机无机肥配施对新垦盐碱荒地土壤理化性状和作物产量的影响

通过田间小区试验研究了有机无机肥配合施用对甘肃引黄高扬程灌区新垦盐碱荒地土壤理化性状和玉米产量的影响。结果表明:有机无机肥配合施用能显著改善土壤物理性状,0~10、10~20 cm和20~40 cm土层平均容重分别降低了9.31%、6.16%和4.29%,总孔隙度分别提高了10.00%、7.56%和4.95%;有机无机肥配施降低了0~20 cm土层紧实度,且随着有机肥用量的增加,降低的幅度越大;施肥能改善新垦盐碱荒地土壤养分状况,与N0M0(CK)处理相比,耕层土壤有机质含量增加了5.2%~24.0%,全氮、磷、钾分别增加了20.83%~58.33%、10.85%~81.40%和2.80%~15.42%,碱解氮、速效磷、速效钾分别增加了4.18%~113.42%、51.43%~312.38%和5.84%~32.22%。施肥能显著提高玉米籽粒产量,增幅在13.4%~168.8%;氮肥在作物产量增加中起到了主导作用,增幅达53.5%~130.7%,而有机肥的增幅只有8.8%~22.1%。同时,有机无机肥配施也能显著改善玉米植株性状,施氮肥300 kg·hm-2、有机肥24 t·hm-2处理的株高、穗长、行粒数最高,施氮肥600 kg·hm-2、有机肥24 t·hm-2处理的穗粗、穗行数和百粒重最高。     

冬小麦碳同位素分辨率与产量、旗叶光合性状的关系

为了明确不同水分环境下冬小麦碳同位素分辨率(Δ13C)与产量、光合相关性状之间的关系,研究以12份不同时期育成的主栽冬小麦品种为材料,在水(WW)、旱(WS)两种条件下研究碳同位素分辨率、籽粒产量、光合性状及旗叶气孔密度之间的相互关系。结果发现:光合速率、Δ13C、气孔导度、旗叶叶绿素含量、籽粒产量5个性状在干旱胁迫下表现为下降趋势,且与正常灌溉差异极显著;在两种水分条件下,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和Ci/Ca间均呈现极显著的正相关,籽粒Δ13C与籽粒产量均呈正相关,且正常灌溉条件下Δ13C与籽粒产量具有更高的相关性(0.27 WS;0.51 WW);干旱胁迫条件下,Δ13C与光合速率、气孔导度、E、胞间CO2浓度和Ci/Ca均呈正相关,其中与Ci/Ca显著相关;灌溉条件下,Δ13C与光合速率呈负相关(-0.42),与其它4个光合性状无显著相关性;Δ13C与旗叶表皮气孔密度均呈负相关(-0.49,-0.21 WS;-0.56,-0.61WW),其中在灌溉条件下与旗叶下表皮气孔密度呈显著负相关,旗叶表皮气孔密度受开花、灌浆期干旱胁迫影响小,稳定性好。研究表明,灌浆初期的旗叶气孔密度可以作为Δ13C的潜在替代指标。