高温与涝交互胁迫对水稻孕穗期生理指标的影响

我国黄淮以南地区水稻易遭受高温与涝交互胁迫影响。【目的】充分利用雨水资源,降低面源污染,为暴雨后稻田恰遇高温时排水管理方式提供理论依据。【方法】通过盆栽试验,设置5个高温与涝交互胁迫处理(T1:高温,T2:高温与轻涝,T3:高温与重涝,T4:轻涝,T5:重涝)和1个对照(CK:常规灌溉),观测了孕穗期水稻剑叶叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和抗氧化酶系统,研究了孕穗期高温与涝交互胁迫对水稻剑叶生理指标的影响。【结果】①孕穗期高温与涝交互胁迫处理降低水稻叶片叶绿素量,T2处理和T3处理分别较CK降低17.27%和19.54%,但恢复自然生长条件20 d后,T2处理表现出一定的超补偿效应,叶绿素量超过CK,且较CK增加12.22%;②孕穗期高温与涝交互胁迫后,水稻叶片中可溶性糖量先增加后降低,尤其是T2处理,胁迫结束时,较CK增加12.36%,恢复自然生长条件20 d后,较CK降低33.33%(P<0.05);③孕穗期高温与涝交互胁迫会提高水稻剑叶中SOD、POD、CAT活性,胁迫结束时,T2处理(高温与轻涝交互)的SOD、POD和CAT活性分别较CK提高102.08%、43.42%和39.80%(P<0.05)。【结论】孕穗期高温与涝交互胁迫可以降低水稻叶片的叶绿素量,可以增强水稻叶片中抗氧化酶的活性;与单一的高温相比,高温与涝交互胁迫可以降低高温对水稻的伤害,但与单一的淹涝相比,高温与涝交互胁迫起到一定的加剧作用。     

分蘖期淹水胁迫对早稻生长发育及产量构成的影响

为了探明分蘖期不同淹水深度和淹水历时对早稻生长发育和产量形成的影响,于2018年4-7月,以陆两优996为试验材料采用盆栽模拟受淹的方法,开展了早稻分蘖期不同淹水深度和淹水历时的试验研究,设定CK(不受淹处理)、H1(20 cm)、H2(30 cm)、H3(40 cm)3种不同淹水深度和D1(1 d)、D3(3 d)、D5(5 d)、D7(7 d)4种不同淹水历时处理,每处理重复3次。结果显示,分蘖期受到淹水胁迫后会抑制早稻分蘖数的增长和促进株高的增长,且随着淹水深度和历时增加水稻分蘖增长受到抑制更严重,株高较对照间的差异会越显著;淹水胁迫对早稻剑叶SPAD值影响表现为受淹开始前1 d处理间差异均不显著,水稻受淹结束后剑叶中SPAD值会显著降低,等到受淹结束后7 d时,剑叶中SPAD值逐渐恢复到正常水平;早稻分蘖期受到淹水胁迫后地上部分干物质积累量会降低,随着淹水深度和淹水历时增加与CK间差异越显著,且不同部位中对穗部位干物质积累影响最大;在产量构成方面表现为早稻分蘖期受到淹水胁迫后有效穗数、结实率和实际产量的显著降低,与SFW(淹水累计深度)之间相关系数分别达到-0.914~(**)、-0.983~(**)和-0.942~(**)。受淹水胁迫影响最大的为实际产量,所有处理与CK间实际产量差异均达到显著水平(p0.05),并且随着淹水深度和历时增加与CK间差异越大,回归分析表明可以以SFW(淹水累计深度)为自变量构建早稻分蘖期淹水胁迫后实际产量预测模型。     

水稻在拔节孕穗期对淹水胁迫的响应规律

采用测桶移位受淹试验的方法,研究水稻在拔节孕穗期淹水逆境下生理性状、光合特性和产量要素的响应特征。结果表明,淹水深度占株高2/4的各处理略有增产,淹水深度占株高3/4和没顶淹水的处理随淹水历时增加减产程度加剧。没顶淹水9d处理水稻株高增长加快,出水后株高高于对照组约10cm。在水稻光合特性反应方面,淹水深度占株高2/4处理的叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在各处理中最大,各淹水处理光合指标表现为:2/4 h对照组3/4 h4/4 h。就产量要素方面而言,拔节孕穗期内淹水导致水稻结实率降低、穗长变短、秕粒数和干物质重增加。根据淹水试验资料,建立了水稻分蘖期淹水胁迫条件下产量损失预测模型,其中以R_y=-0.0008 SSW+1.122 1最为适用。水稻对拔节孕穗期短期淹水有一定的适应能力,以淹水历时9d减产10%为限,水稻在拔节孕穗期的蓄滞雨洪深度上限为40~50cm。研究成果可为洪涝灾害管理、灾害损失快速评估及排水标准提供参考。     

水稻拔节孕穗期淹水对产量要素的影响

采用测桶移位受淹试验,研究了淹水条件下水稻拔节孕穗期生理性状与产量要素响应特征。结果表明,淹水深度占株高的2/4时,历时3、6d的处理略有增产,淹水深度占株高的3/4和没顶淹水是随淹水历时增加水稻减产程度加剧。拔节孕穗期淹水导致水稻结实率降低、穗长变短、秕粒数和植株干质量增加。根据淹水试验资料,建立水稻分蘖期淹水胁迫条件产量损失预测模型,综合指标模型:Ry=-0.000 8SSW+1.122 1(r2=0.937,P0.05),最为适用。水稻在拔节孕穗期的蓄滞雨洪深度上限为40~50cm,高于水稻常规灌溉的蓄水上限。     

水稻分蘖期淹水试验研究

据试验地区的气象、水文条件及水稻的受淹敏感特性,水稻分蘖期选择淹水深度和淹水历时为试验因素。淹水深度为占株高的2/4、4/4,淹水历时为3、6、9d。结果表明,水稻分蘖期淹水促进水稻分蘖,使得分蘖盛期提前。没顶淹水9d水稻株高增长加快,出水后株高高于对照组15cm左右。深度占株高的2/4的各个淹水历时的处理对产量影响不大,部分处理有增产的表现。以淹水历时6d减产10%为限,水稻在分蘖期的蓄雨深度上限为25~30cm,高于水稻常规灌溉的蓄水上限15cm;以此为据,利用安徽沿淮约200万hm2水稻收集暴雨资源,不仅缓解了下游地区的防洪压力,而且缓解过度排水带来的环境压力和减少抽排对能源的消耗。此外,试验取得水稻耐淹深度和耐淹历时等数据,对利用水稻田蓄滞暴雨参数的确定与排水系统运行管理有参考价值。     

不同生育期淹涝对夏玉米叶片叶绿素及产量的影响

为了探明淹涝条件对夏玉米生理生态特性及产量的影响规律,在防雨棚下开展了夏玉米不同生育阶段淹涝的桶栽试验.在苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别淹涝1,3,5,7,9 d;以不淹水(适宜水分处理)为对照.结果表明,玉米株高和叶面积在苗期和拔节期受淹涝的影响最大,抽雄吐丝期次之,灌浆期淹涝的影响最小;叶绿素相对含量(SPAD)和气孔导度(Gs)在拔节期受淹涝的影响最大,苗期次之,灌浆期的影响最小;淹涝解除后,SPAD和Gs因补偿生长具有一定的恢复能力,苗期淹涝的恢复能力最强,并随淹涝时期后移呈减少趋势;拔节期淹涝对穗部性状及产量影响最大,苗期淹涝次之,灌浆期淹涝的影响最小.建立了玉米减产率与不同生育期淹涝历时的数学模型,依据其关系推算出苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期的淹涝天数只要分别不超过1.5,2.0,1.5,6.5 d就可以把减产率控制在10%以内,分别超过4,5,4,10 d减产率可达20%以上.研究结果可为夏玉米涝渍灾害损失的评估和农田排水方案制定提供数据参考.     

不同泥沙含量下受淹胁迫对鄱阳湖平原双季稻

为探究鄱阳湖平原区洪涝时期不同泥沙含量下受淹胁迫对双季稻生长及产量的影响,采用大田试验与室内分析相结合的方法,设置淹2/3株高和全淹2种受淹深度,S1（0kg/m3）、S2（0.5kg/m3）、S3（1.0kg/m3）3种泥沙含量,对淹水后6、9d早稻和中稻的生长指标和水稻产量进行了观测研究。结果表明：适度受淹刺激水稻伸长,节间不断分化,叶片伸长、增宽。早稻抽穗开花期受淹株高、节间长增加9.35%、12.75%,2/3淹下叶面积增加11.00%。但胁迫过大抑制水稻生长,中稻全淹下株高和分蘖数减小33.49%、29.28%,叶面积减小30.94%,此时中稻难以伸出水面,导致功能叶片附沙严重,泥沙含量增大进一步抑制了水稻生长。受淹导致早稻和中稻穗干物质量平均减小32.35%、58.72%（P<0.05）。结实率和千粒质量减小是早稻抽穗开花期受淹后产量下降的主要原因,此时泥沙含量和淹水时间的影响并不明显。中稻全淹下泥沙导致减产加剧,S2、S3下减产率比S1下显著增加31.63%、52.20%（P<0.05）,此时产量下降是穗长、有效穗数、穗粒数、结实率、千粒质量综合作用的结果。研究结果可为鄱阳湖平原区洪涝灾害治理和粮食安全保障提供理论和技术支撑。     

不同淹水时期与历时对夏玉米生长和产量的影响试验研究

为了探明夏玉米对不同淹水时期与历时的响应规律,连续3年采用模拟大田条件下有底测坑试验,在夏玉米的苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别设置不同的淹水天数(2、4、6、8、10d),分析了淹水时期与历时对夏玉米生长发育及产量性状的影响。研究结果表明,拔节期淹水对玉米的株高和茎粗影响最大,其次是苗期,且随着淹水历时的增加呈降低趋势,苗期淹水前期虽影响较大,但涝渍解除后经过补偿,影响有所减小。抽雄吐丝期淹水前期对株高和茎粗有影响,但涝渍解除后经过补偿影响已不显著。拔节期淹水对叶面积指数(LAI)的影响最大,其次是苗期、抽雄吐丝期和灌浆期,且LAI随着淹水历时的增加逐渐降低。当苗期、拔节期和抽雄吐丝期淹水超过4d,灌浆期淹水超过6d,均会造成显著减产,可见,在玉米灌浆期之前均为玉米淹水的关键时期,生产上应采取措施排水降渍。该研究可为对夏玉米农田排水方案的合理制定、洪涝灾害损失的评估以及抗灾减灾能力的提高提供参考。     

淹水胁迫对水稻植株抗氧化酶变化的影响

以秀水12号水稻为试验材料,采用盆栽移位受淹法,研究了水稻不同生育阶段淹水胁迫对植株抗氧化酶和过氧化物代谢产物的影响,明确水稻不同生育阶段的耐淹深度和历时.试验处理设置淹水阶段、淹水深度和淹水历时3个因素,每个因素设置3个水平.盆栽受淹时,将取田间原状土分层填充试验盆栽搬移到预先挖好的淹水槽内作受淹试验,水槽内水位保持预设高度;淹水结束后,恢复日常灌溉照薄露灌溉田间水分标准控制.结果表明,水稻植株体内抗氧化酶含量生育后期大于生育前期,适当的水分胁迫可以增加水稻植株体内抗氧化酶的含量.不同生育阶段水稻植株均表现出一定的抵抗淹水逆境能力,但耐淹能力和敏感程度有所差异,分蘖期最强、拔节期最敏感.分蘖期、拔节期和抽穗期水稻的耐淹深度和历时分别为株高的3/4,1/2,3/4和5,3,3 d.     

冬小麦不同生育期受涝对其生长和产量的影响

以当地小麦品种新原958为对象,在孕穗期和灌浆期分别进行1、3、5和7 d的淹水处理,并以当地常规灌溉处理为对照(CK)在测坑中进行受涝试验,观察和分析了涝害对冬小麦生长和产量的影响。结果表明,孕穗期和灌浆期淹水处理对小麦叶绿素、灌浆速率和产量有一定的抑制作用,且随着淹水历时的增加,抑制作用越明显。与CK相比,孕穗期淹水7 d(wb7)处理的叶绿素显著降低了16.64%,籽粒灌浆速率降低了95.02%,产量降低29.6%,千粒质量降低了6.15%;灌浆期淹水7 d(wg7)处理的产量较CK减产25.9%。孕穗期和灌浆期淹水处理都会造成小麦减产,尤其是孕穗期淹水处理。因此,在小麦生产的日常管理中,应及时采取排水措施,以免造成小麦减产。     

棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响

通过桶栽土培试验,分别在苗期(S)、蕾期(B)、花铃期(F)和吐絮期(T)进行淹水2、4、6、8、10 d的处理,淹水深度均为5 cm,并以全生育期不淹水为对照(CK),探索了黄淮地区夏季棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响。结果表明,在棉花苗期、蕾期和花铃期淹水6 d后,株高和叶面积开始显著小于CK(P0.05)。不同生育期淹水处理均会导致棉花株高、叶面积、果枝数、节数、铃数和单铃质量的下降,且淹水历时越长,下降幅度越大。淹水导致棉花减产最为严重的生育期为花铃期,其余依次为蕾期、苗期和吐絮期,4个生育期在淹水2~10 d条件下的平均减产率分别为28.0%、12.9%、7.3%和2.9%。在棉花苗期,当淹水不超过6 d时,如果排涝及时,其形态指标及产量构成均能在吐絮期恢复至与CK无显著差异水平。在棉花蕾期淹水关键期为4 d,而在花铃期即使淹水2 d也可导致其形态发育停滞,产量无法恢复至CK水平。     

蕾期涝渍胁迫对盆栽棉花生长和产量特性的影响

涝渍灾害是棉花生产中面临的重要自然灾害之一,长江流域棉花蕾期常遭遇多雨天气而产生涝渍灾害。在盆栽条件下,以华棉3109为试验材料,研究了不同涝害胁迫7 d(T1处理)和14 d(T2处理)对棉花生长和产量特性的影响,正常灌水管理作为对照(CK)。结果表明,在涝渍胁迫处理期间,棉花叶片SPAD值、株高、绿叶数、倒四叶功能叶叶面积、开花数、蕾数、结铃数、果枝数和果节数均表现为:CKT1处理T2处理。在处理结束之后(花铃期),受涝渍胁迫棉株株高、茎粗、蕾数、开花数、结铃数、果枝数和果节数等指标都相继出现快速补偿性生长现象。但是随着涝渍胁迫时间的增加,棉花蕾铃脱落率升高,成铃率下降,最终产量构成因素和单株籽棉产量呈下降趋势。     

Mungbean response to surface drainage when grown as a pre-rice crop on waterlog-prone ricelands

Large areas of the world's bunded rainfed lowland ricelands could be planted to a pre-rice crop if waterlogging damage during the early wet season is prevented. To build understanding necessary to develop effective field drainage practices for pre-rice crops, pot and field studies were undertaken on a Typic Tropaquept lowland rice soil in the Cagayan Valley, Philippines. The objective of the studies was to quantify effects of excessive moisture on mungbeans (Vigna radiata (L.) Wilczek) encountering variable regimes of duration and elevation of water table height in the root zone during a shortterm waterlogging event. Small differences in level and duration of the root zone water table markedly affected plant performance. Yields were reduced by 40–100% when the water table level reached the soil surface for 6 days compared with the unstressed treatment, but were reduced by only 12–17% when the water level was 5 cm below the surface for the same time period. Regression analysis revealed a 4% reduction in yield per centimetre increase in water table level between 5 cm below to 5 cm above the soil surface during the vegetative stage, and a 6.5% reduction per centimetre during the reproductive stage. Field experiments evaluated two prospective surface drainage techniques that farmers could employ to elevate the crop above the zone of saturation during waterlogging events. Planting in furrows, and subsequently hilling up (HU) to create ridges was unsuccessful in improving plant performance (as the base of the plant was not elevated). Planting on 25 cm high ridges formed by a plow dramatically improved growth and yield of mungbean ( ≥ 360% advantage compared with the other treatments) when subjected to a range of waterlogging stress events. Standing water occurred for 5–7 days on the soil surface of HU, broadcast seeded (B), and drilled (D) treatments, but was 56 6 cbelow the base of the plants in the ridge treatment during the two flooding events. The ridging method was observed to be effective for farm-scale use in cultivating pre-rice mungbeans with either animal or tractor power.     

盐土条件下不同品系藜麦生理特性和产量指标对花期渍水胁迫的响应

[目的]探索盐土条件下不同藜麦品系花期遭受渍水胁迫的响应机制,促进沿海地区藜麦的引进、选育和推广种植.[方法]选取4个藜麦品系(SL21、SL44、SL24和SL45),采用盆栽实验,以不渍水为对照(CK),研究了盐土环境下藜麦花期对不同渍水持续时间(4、8和12 d)的生理特性和产量构成响应,并明确了排水指标.[结果...     

耕作方式对豫东夏玉米产量和水分利用效率的影响

豫东地区夏玉米生长季恰逢雨季,季节性强降水经常导致农田积水,使玉米生长受到涝渍灾害威胁,为探索当地夏玉米的适宜栽培管理模式,试验设置播前翻耕、深松和旋耕3种耕作处理,并以当地种植习惯的免耕贴茬播种为对照,通过田间小区试验重点研究了不同耕作方式对农田土壤水分、夏玉米农艺性状、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,与免耕贴茬播种处理相比,翻耕和深松处理均能在强降雨后有效降低表层土壤含水率,增加夏玉米生长中后期的株高和叶面积;翻耕和深松处理籽粒产量分别提高了26.55%和19.67%;翻耕和深松处理水分利用效率分别提高了15.37%和9.69%,旋耕处理降低了3.45%。综合考虑夏玉米籽粒产量、水分利用效率等因素,翻耕和深松措施是适宜于豫东地区夏玉米高产的栽培模式。     

花荚期涝渍胁迫对大豆生长和产量的影响

为探索汛期易涝易渍情况下大豆种植的排水管理措施,通过测坑试验研究了大豆花荚期涝渍对其生理特征和产量的影响。结果表明,涝渍胁迫引起大豆单株实荚数、百粒质量的减少和减产。大豆相对产量和涝渍综合累积水深SFEW_(30)显著负相关(R=0.948 9),随着涝渍时间的延长,减产幅度增大。在供试土壤为砂姜黑土情况下,为保证大豆正常生长发育并高产,花荚期涝渍时必须将农田地下水位在5 d内降至地面以下30 cm。     

Cotton response to short-term waterlogging imposed with a water-table gradient facility

Waterlogging of field-grown plants can occur either when the surface of slowly permeable soils is inundated or when the water-table rises so that part or all of the root zone is saturated. The effects of short-term waterlogging on field crop growth and yield have not been well quantified. To study these effects, a sloping, repacked slab of soil underlain by an impermeable membrane was constructed. The sloping plot (45 m long × 6 m wide × 0.6 m deep) was flooded by introducing water through a drainage network and gravel bed so that a gradient of water-table depth ranging from 0.1 m above to 0.66 m below the soil surface was obtained. Cotton (Gossypium hirsutum cv. Deltapine 61) was grown in the facility and the responses of plants to two periods of flooding were monitored. Soil matric potential and oxygen partial pressure data indicated that plants were subjected to a continuum of conditions ranging from complete inundation to no water-table within the root zone.The first flooding event began 82 days after sowing just prior to the main flowering period. Plants with more than 55% of their root system below the water table showed decreased leaf growth about 3–4 days after the flooding started with visible wilt symptoms and decreased leaf water potential observed on days 7 and 8 of flooding. In the second flooding event (131 days after sowing), plants showed no signs of waterlogging stress apart from reduced leaf growth despite 16 days of flooding. Plant growth response was probably more the result of reduced nutrient status (mostly nitrate) rather than a water deficit stress effect with some plant acclimatization between the first and second flooding event. Seed cotton yield data indicated that the observed stress during the first flooding event may have promoted reproductive growth in plants where the short-term water-table was greater than 0.2 m below the soil surface.     

拔节期淹水与施氮量互作对春玉米生长和产量的影响

【目的】研究拔节期淹水与不同施氮量对春玉米生长和产量的影响。【方法】通过田间试验,选用春玉米宜单9号为试验材料,两因素裂区试验设计,主处理为土壤水分状况,包括正常供水和拔节期淹水6 d(保持水层3～5cm),副处理为5个氮肥水平,施氮量(以纯N计)分别为0、90、180、270和360 kg/hm~2。测定春玉米株高、叶面积和成熟期籽粒产量及其构成。【结果】施纯氮在0～270 kg/hm~2,拔节期淹水条件下施氮量增加时春玉米大喇叭口至乳熟期叶面积指数(LAI)、株高、穗长、穗行数、行粒数、千粒质量和籽粒产量均增加,施氮量进一步增加时上述指标增加不明显。而秃尖长随施氮量的增加而减小。与不施氮相比,拔节期淹水下施氮量90、180、270和360 kg/hm~2的春玉米产量分别增加20.21%、31.86%、52.55%和57.03%;增幅高于正常供水的相应值。【结论】施氮量为0～270kg/hm~2,拔节期淹水胁迫下施氮有利于促进春玉米生长并提高产量。