不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系

小区栽培冬小麦,设计5种程度的干旱胁迫,利用防雨棚分别控制土壤重量含水量为田间持水量的45%、55%、65%、70%、80%,观测不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系。结果显示,随着含水量的增加,各处理的平均和最高冠层温度整体呈下降趋势,叶水势和蒸腾速率呈上升趋势,在小麦抽穗期干旱胁迫最严重处理表现出最大水分利用效率,开花期的水分利用效率较抽穗期整体下降了50.70%;相关分析表明,抽穗期小麦的冠层温度与空气饱和差极显著正相关(P<0.01),开花期的冠层温度和叶水势呈显著负相关(P<0.05),冠层温度和空气饱和差存在着极显著正相关,空气饱和差和蒸腾速率极显著负相关,冠层温度和水分利用效率有着显著的正相关性。综上所述,冠层温度在小麦抽穗和开花期完全可以作为作物水分状况的有效监测指标之一。     

冬小麦抗旱性状遗传力分析

依据Griffing方法I,配制不同类型的复合双列杂交组合,在水地(浇越冬水、返青拔节水、孕穗水和灌浆水)和旱地(雨养)条件下,在不同生育时期测定冬小麦株高、单株穗数、单株粒重、穗粒数、黄叶数、SOD、POD、MDA等农艺、生理生化性状,研究不同组合类型对其杂交后代的抗旱性遗传力及其与抗旱性的关系.结果表明,单株粒重、穗下节长、黄叶数、籽粒饱满度、落黄特性、成穗数、株高等7个性状与抗旱性关系密切且遗传力较强,可作为高产种质杂种后代的早期抗旱性鉴定指标.SOD活性和MDA含量由于广义遗传力和狭义遗传力均较高,可以在杂种后代早期世代进行选择,OA能力和POD活性广义遗传力较高但狭义遗传力低,适宜在杂种后代的晚期世代进行选择.     

水分胁迫对抗旱性不同冬小麦品种可溶性蛋白质的影响

利用SDS－PAGE研究了8个抗旱性不同的冬小麦品种在大田自然水分胁迫和供水处理下小麦旗叶和籽粒可溶性蛋白质的动态变化情况及其与品种抗旱性的关系，结果表明：（1）在干旱诱导条件下，同一品种冬小麦可溶性蛋白种类在不同生育时期有较大变化，分子量呈现以76．5kD蛋白带为中心先升后降的趋势，品种间的变化类似，各品种不同时期可溶性蛋白在70－80kD附近波动，籽粒中可溶性蛋白变化不同，开花后14d时为60－70kD，开花后21d 8个品种处理与对照各差异蛋白质带消失，（2）在拔节期抗旱品种和抗旱高产品种中76．5kD和68．7kD2条带显著增强，不抗旱品种只有68．7kD1条带显著增强。     

喷灌条件下冬小麦冠层温度的试验研究

研究了喷灌条件下冬小麦冠层温度在不同土壤水分条件下的变化规律及其随作物生长发育期的变化状况。结果表明．在喷灌条件下,冠层温度的变化规律同普通灌溉的变化规律基本相同。当灌水量达一定程度后,冠层温度不再下降,反而呈现上升趋势;土壤水分对冠层温度的影响程度相对减小,不为主要决定因子;对于冬小麦．．当灌溉量增加到一定程度时,反而不利于冬小麦的生长,水分利用效率也下降,在灌足底墒水和返青、拔节期均灌溉的情况下,小麦生长期间每次灌水量不宜过大,以每次灌水量不超过300m^3／hm^3为宜。     

节水灌溉对两个冬小麦品种影响效应的初步研究

在全生育期防止天然降水情况下，研究了节水灌溉对2个冬小麦品种（系）若干重要性状和土壤含水量的影响。结果表明，不同处理2个品种生育期缩短幅度为3d-24d，水分利用率较高。豫麦34抽穗－成熟阶段耗水量约占全生育期耗水量的2／5，且灌浆开始早，速度快，千粒重显著提高，产量和水分利用率均高，洛阳8716由于前中期生育时期长，开花迟，节水灌溉又使开花－成熟期大幅度缩短，导致粒重变小，产量降低。     

抗旱性绿豆品种的选育

通过对已民的３个绿豆品种的比较分析,认为抗旱、早熟、丰产是育成品种的主要特点。由株英数、基茎粗、百粒重和英粒数构成的选择指数对丰产性的选择十分有效。抗旱指数是抗旱性和丰产性的有机结合,杂交育种是提高丰产性的关键。     

不同冬小麦品种对秸秆覆盖响应的差异

对6个冬小麦品种的秸秆覆盖试验结果表明,秸秆覆盖处理节水效应明显,但不同品种对秸秆覆盖的响应存在一定差异。在华北平原秸秆覆盖农田小气候条件下,8901和6365对春季低温效应不敏感。在节水的同时,可以增产,提高水分利用效率。水分利用效率高的品种总干物质累积以及干物质向穗、茎、叶的运转,与3种处理下品种产量水平水分利用效率的综合评价位次一致,即产量水平水分利用效率高的品种的总干物质累积,以及干物质在穗、茎、叶的累积在不覆盖充分灌溉处理、覆盖充分灌溉处理、和不覆盖亏缺灌溉处理情况下都较高,黄叶干物质累积规律与之相反。     

地膜覆盖条件下旱地冬小麦的耗水特征

１９９６年－１９９８年在山西省农科院旱地农业研究中心中试基地,对不同覆膜条件下小麦的耗水特征进行了研究,试验结果表明：旱地小麦采用地膜覆盖能够有效地减少土壤水份蒸发,使植株蒸腾速率增强,     

谷子(粟)的水分利用及节水技术研究

采用盆栽试验和田间试验，分析了谷子水分利用的特性及其与生态因素的关系，建立了谷子节水栽培的高产高效技术体系。结果证明，谷子的水分利用效率较高，在试验条件下达到8.90g/(kg     

北部冬麦区小麦新品种(系)的节水生理特性与综合评判

为了研究不同灌溉条件下北部冬麦区小麦新品种的节水生理特性和选择节水品种,以北部冬麦区有代表性的30个小麦品种（系）为研究对象,在节水处理和正常灌溉处理下,对主要生理和农艺性状进行了分析。研究结果表明:不同小麦品种（系）间的植被归一化指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）在拔节期以后的不同生育时期存在着显著差异,抽穗期的NDVI出现拐点,此时期保证水分供给,有利于延长叶片功能期。在不同灌溉处理条件下,NDVI、叶面积指数和光截获的变异系数存在差异,和其他性状相比广义遗传力较低,分别为48.61%、58.51%和72.84%,受环境影响较大。由灰色关联度分析可知：NDVI、冠层温度和光截获与产量的关联性较高,位于前列;在正常灌溉条件下,最好的品种（系）为：CA0391-1、中麦998、农大211、中麦175、 CA0958、中优206、农大5181、航麦247、 CA1146、中麦818和京冬17;在节水处理下,最好的品种（系）为：中麦175、中麦818、 CA0391-1 、CA1091、中优206、轮选1690。因此,可根据NDVI值判断小麦受干旱胁迫的影响,将NDVI、冠层温度和光截获作为评价品种（系）抗旱性主要性状指标,在进行抗旱小麦选育时,可将CA0391-1、中麦175、中优206和中麦818作为抗旱选育亲本加以利用。     

三十烷醇纳米制剂对冬小麦抗旱生理特性的影响

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物，在步入式气候室内开展盆栽试验，设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平，剂型为市售三十烷醇微乳剂（TRIA，T1）、水滑石负载三十烷醇纳米制剂（TRIA-LDH，T2）和助剂条件对照（T3）；灌溉水平分别设置为土壤田间持水量的90%（充分灌溉，W1）、60%（中度水分胁迫，W2）和40%（重度水分胁迫，W3）。结果表明：（1）在相同水分处理下，喷施TRIA和TRIA-LDH对小麦叶片光合速率有促进作用。中度水分胁迫下，喷施TRIA和TRIA-LDH的小麦地上部干质量较对照处理分别增加69.9%和32.7%，水分利用效率分别增加32.2%和16.4%；重度水分胁迫下，喷施TRIA-LDH的小麦耗水量比喷施TRIA显著降低24.0%，地上部干物质积累量增加，因此水分利用效率显著提高13.6%。（2）中度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性比喷施TRIA处理显著增加2倍，重度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片SOD活性比喷施TRIA处理显著增加1倍，表明喷施TRIA-LDH比喷施TRIA对抗氧化酶活性的促进效果更好。（3）重度水分胁迫下，喷施TRIA-LDH与TRIA的小麦叶片ABA含量分别比对照处理显著降低21.8%和30.9%，表明重度水分胁迫下外源施用三十烷醇可通过降低叶片ABA含量有效缓解水分胁迫对于植株生长的抑制。（4）重度水分胁迫下，喷施TRIA的小麦叶片保卫细胞Ca²⁺大量外流，而喷施TRIA-LDH的叶片保卫细胞Ca²⁺内流，可见植物对TRIA-LDH的吸收利用效果更好。在水分胁迫下，三十烷醇纳米制剂增强了植株的抗旱能力，提高了植株的水分利用效率。因此，水滑石纳米载体可用于负载三十烷醇，实现三十烷醇对植物高效、可持续的调控。     

宁夏南部山区冬小麦抗旱指标鉴定研究

为了更快速有效地利用现有资源,选育适宜宁南山区旱地种植的冬小麦新品种,本试验通过抗旱系数、主成分分析、相关分析及聚类分析等方法对8个品种12个性状进行研究。结果表明:8个品种根据抗旱系数不同,可分为抗旱性强、中、弱3个等级;12个性状的主要信息主要集中在4个主成分中,累积贡献率达93.40%,这4个主成分因子主要反映产量、抗旱系数、穗长、穗粒数、千粒重、单株粒重、株高、不实小穗数、颖花结实率9个性状。产量、穗下节长和株高与抗旱系数间为显著或极显著正相关。通过聚类分析将8个品种聚为3类,第一类包含3个品种,分别是Z0217-3,Z0231-3和对照中引6号,这三个品种的产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重及株高等主要指标在第三类和第二类之间,但穗长、穗粒数及单株粒重在三类中平均值最低。第二类包含2个品种,分别是98-5808-1和Z0228-2-1,这两个品种的穗粒数、单株粒重和不实小穗数三个指标平均值最高,但产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重等指标平均值最低。第三类包含3个品种,分别是Z0349-4,08AWS089和晋太0509,这三个品种平均产量高,抗旱系数高,平均穗长最大,平均穗下节长最长,平均结实小穗数最多,千粒重最大、株高最高。     

北方冬小麦不同生育期干旱风险评估

基于北方6省市和61个市县1981—2012年冬小麦产量和逐日气象资料,有效分离冬小麦减产率,通过典型干旱年份冬小麦减产率与水分亏缺距平指数、降水距平百分率的相关分析筛选致灾因子;基于减产率分级,利用冬小麦不同生育期减产率与致灾因子数学模型构建干旱等级指标;综合冬小麦干旱等级的强度及其风险概率,进行冬小麦生育期干旱风险评估。结果表明:冬小麦减产率与水分亏缺距平指数的相关系数达0.355~0.656,明显大于降水距平百分率,在各生育阶段内均通过0.05的显著性检验,确定为干旱致灾因子;在冬小麦不同生育期内,通过冬小麦减产率-致灾因子线性模型得到的轻、中、重、特重干旱等级指标,以0.297、0.351、0.214、0.159、0.316、0.547、0.149分别为苗期、越冬期、返青期、拔节期、抽穗期、成熟期和全生育期发生干旱的临界值;不同生育期冬小麦干旱风险分布形式存在一定地区差异,这与地区降水量对冬小麦需水的满足情况相符,其中,河北南部和山东西北部在各生育期均属于冬小麦干旱的高危险性地区。     

不同品种冬小麦的抗旱性鉴定与分析

以13个抗旱等级不同的冬小麦品种为材料,设旱地和水地两种处理,在冬小麦起身期、拔节期、挑旗期、抽穗开花期、灌浆期、乳熟期测定了叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片渗透调节能力、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性等7个与抗旱相关的生理指标。计算各指标旱、水地差值绝对值,并与抗旱指数分别进行相关、逐步回归、通径、灰色关联分析。结果表明,挑旗期叶绿素含量差值、拔节期叶片渗透调节能力、起身期脯氨酸含量差值、拔节期丙二醛含量差值、灌浆期SOD活性差值等5个生理指标与冬小麦抗旱性显著相关,可作为抗旱鉴定指标。     

河北省冬小麦干旱预测技术研究

本研究以河北省冬小麦干旱综合监测模型为基础,对其包含的土壤相对湿度指数、作物水分亏缺距平指数、降水量距平指数进行未来10天的预测,建立冬小麦干旱预测模型;应用2001年、2008-2010年唐山、涿州、定州、黄骅、深县、栾城、南宫、肥乡8个站气象和土壤墒情资料,以农田土壤水分平衡方程为依据,对0 ～ 50 cm、0～20 cm土壤相对湿度预测结果和冬小麦干旱预测模型模拟结果进行检验.结果表明:0～50 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占73％,在10％ ～ 15％的占12％,在15％以上的占15％;0～ 20 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占68.4％,在10％ ～ 15％的占13.7％,在15％以上的占17.9％;干旱预测模型预测准确率为77.8％,如果以预测结果与监测结果相差一个干旱等级为正确,则干旱预测与监测结果完全一致,干旱预测模型可满足业务应用的需要,但干旱预测模型预测准确率依赖于降水预报的准确率.     

优质抗旱小麦新品种临丰3号选育研究

临丰3号是山西省农业科学院小麦研究所育成的优质抗旱高产冬小麦新品种.该品种产量高,在山西省旱地组区域试验和河北省节水区域试验中平均产量3 862.5～5 460.0 kg/hm2,比对照品种增产7.58%～13.04%;根系发达,抗旱性强,其抗旱指数平均为1.13;品质优良,粗蛋白15.26%,湿面筋32.7%,沉降值52.2 ml,形成时间5.5 min,稳定时间7.2 min,面条评分86.5,馒头评分82.5;抗病性好,经鉴定中抗白粉病,低抗根腐病,免疫吸浆虫;后期叶片功能期长,抗干热风,籽饱满,落黄好.该品种株高75～80 cm,长方形穗,长芒,穗粒数35～40粒,白粒,角质,千粒重40～45 g.该品种适宜在山西省南部麦区、河北省黑龙港、陕西省渭南和渭北旱垣区的旱地种植.     

冬小麦综合干旱评估指标建立及应用

为提高冬小麦干旱监测和定量灾损评估的准确性,以半干旱黄土高原陇东地区为例,利用15个冬小麦种植县1965—2020年逐日降水资料、MCI指数,1978—2020年冬小麦产量资料、干旱灾情资料,以及1981—2014年生育期观测资料,探索建立冬小麦干旱灾损评估新指标WDI,以因旱减产率和干旱指标之间的关系参考历史灾情确定等级阈值,基于WDI分析陇东地区冬小麦干旱时空分布特征。结果表明：WDI在评估干旱对冬小麦产量影响方面优于气象干旱指数;从3个代表站WDI年际变化看,环县波动幅度最大且数值最小,其次是西峰,处于阴湿地区的华亭波动幅度最小且数值最大。20世纪90年代初至21世纪初波动最剧烈。从年代变化看,20世纪90年代全生育期、拔节~开花期WDI平均值分别为-10.6、-5.4,为各年代最低,处于干旱期;21世纪10年代WDI平均值则分别为4.4、2.6,为各年代最高,处于相对湿润期。在空间分布上,干旱频率由东南向西北增大,重度以上干旱主要发生在陇东西部和中北部。冬小麦全生育期、拔节~开花期轻中旱发生频率分别为34%~52%、41%~57%,重度以上干旱频率均为4%~18%,评估结果与历史实况基本一致。WDI兼顾气象学与生物学意义,能较好表征冬小麦产量损失、干旱时空特征分析,可用于冬小麦干旱监测和评估业务。     

基于水分亏缺指数的陕西冬小麦干旱特征分析

以陕西1961—2010近50 a 22个站点的逐日气象数据为基础资料,计算其冬小麦生育期各旬需水量(ETi)以及作物缺水指数(CWDI),并根据农业干旱等级计算出研究区干旱频率,分析陕西冬小麦各生育期内干旱指数时空分布特征。结果表明:陕西冬小麦各生育期干旱频率为拔节抽穗期灌浆成熟期返青期冬前生长期越冬期;冬小麦重旱以上频率的空间分布由北向南逐渐减少;冬小麦干旱指数的年代际变化呈上升趋势,20世纪70年代和90年代干旱指数较高,1968年为突变年份。