不同生育期干旱胁迫对温室葡萄WUE、产量及品质的影响

【目的】探讨不同生育期干旱胁迫对设施栽培葡萄水分利用效率、产量和品质的影响。【方法】在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展了葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,在葡萄新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟期分别以55%田间持水率(θ_f)为灌水下限的干旱胁迫处理,依次为新梢生长期干旱胁迫(PS)、开花期干旱胁迫(FS)、果实膨大期干旱胁迫(ES)、着色成熟期干旱胁迫(CS),其他生育期灌水下限均为75%θ_f;全生育期以75%θ_f为灌水下限的处理为(CK)充分供水,研究了不同处理对葡萄粒径膨大速率、产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)以及品质的影响。【结果】新梢生长期干旱胁迫处理能抑制葡萄粒径膨大,但不会影响其生长的"双S"变化规律,且复水后粒径恢复生长并出现复水补偿效应;横、纵径在膨大期后14 d左右和52 d左右时达到膨大高峰,且第1次膨大高峰时的膨大速率远大于第2次的;新梢期和着色成熟期干旱胁迫较对照依次增产44.6%、42.5%,WUE依次提高71%、57%,果实膨大期干旱胁迫较CK可减产9.7%,WUE降低1.2%;新梢生长期、开花期和果实膨大期干旱胁迫单穂质量、单粒质量均显著(P<0.05)高于CK,开花期干旱胁迫花青素量显著(P<0.05)高于CK,着色成熟期干旱胁迫果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物量显著(P<0.05)高于CK,并可抑制葡萄果实可滴定酸的积累;隶属函数综合分析表明,着色成熟期干旱胁迫葡萄产量和品质最优。【结论】着色成熟期干旱胁迫为当地设施栽培葡萄最佳的水分调控处理,可达到节水和提高葡萄果实产量和品质的生产效果,其水分调控模式为:土壤含水率为田间持水率的55%～80%,灌水定额为270 m~3/hm~2。     

干旱胁迫下腐植酸对燕麦叶绿素荧光特性的调控效应

【目的】明确腐植酸(HA)对干旱胁迫下燕麦叶片叶绿素荧光特性的调控效应。【方法】采用盆栽试验,研究了在正常供水(75%田间持水率)、中度干旱胁迫(60%田间持水率)、重度干旱胁迫(45%田间持水率)3个水分条件下喷施HA对燕麦叶片叶绿素量及荧光参数的影响。【结果】①水分胁迫导致Chla+Chlb、Chla/Chlb、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo和qP显著降低,而Fo和NPQ显著升高;②与CK相比,干旱胁迫下HA处理Chla+Chlb提高0.6%~40.82%、Chla/Chlb提高1.13%~30.09%、Fm提高0.7%~121.19%、Fv提高1.0%~171.79%、Fv/Fm提高0.2%~83.89%、Fv/Fo提高1.9%~211.56%、qP提高0.1%~68.30%、NPQ提高6.02%~73.36%、而Fo降低0.70%~14.06%,其中在重度干旱胁迫下均达到显著差异。【结论】干旱胁迫对燕麦PSⅡ光反应系统产生明显伤害,喷施腐植酸可缓解其影响,且在重度干旱胁迫条件下效果最明显。     

不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应研究

【目的】探究不同灌溉模式下草莓对水分胁迫的生理响应,确定草莓节水灌溉适宜模式。【方法】采用3种灌溉模式:充分灌溉(FI,CK)、分根灌溉(PRI)和亏缺灌溉(DI),PRI和DI模式下设置3个水分胁迫水平:轻度(LS)、中度(MS)和重度(SS),研究了不同灌溉模式下水分胁迫对草莓叶片叶绿素量、光合与蒸腾速率、渗透调节物质和丙二醛(MDA)量的影响。【结果】DI与PRI灌溉模式下,草莓叶片叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)量都显著低于CK,且随着基质水分胁迫程度的加剧而呈下降趋势;与DI模式相比,PRI模式下草莓叶片叶绿素量相对较高;随着水分胁迫程度的增强,DI和PRI草莓叶片蒸腾速率下降幅度明显,分别为35.2%～44.7%和21.0%～47.0%,而净光合速率变化不明显;MS和SS水平下DI和PRI的水分利用效率(WUE)分别较CK高101.8%～117.9%和68.8%～149.8%;不同水分胁迫水平下,PRI草莓叶片脯氨酸(PRO)累积量显著高于CK(19.0%～26.0%),且在LS和MS水平下显著高于DI;PRI草莓叶片MDA累积量仅在SS水平下显著高于CK(30.2%),而DI草莓叶片MDA累积量在MS和SS水平下显著高于CK,分别为34.4%和56.4%。【结论】PRI模式草莓比DI模式具有更强的渗透调节能力和耐旱性,PRI-MS组合为草莓节水灌溉适宜模式。     

不同生育期干旱胁迫对夏大豆耗水量和水分利用效率的影响

【目的】降低大豆旱灾减产风险。【方法】基于2015年和2016年夏大豆受旱盆栽试验,以生育期不同土壤水分为控制因素,在大豆苗期、分枝期、花荚期、鼓粒成熟期分别设置轻旱和重旱2个水平,以全生育期不旱为对照(CK),共9个水分处理,分析了大豆不同生育期不同干旱胁迫程度下的耗水规律及其对产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】干旱胁迫使得生育期耗水量减少,且干旱程度越重减少比例越大,以2015年为例,与CK相比,大豆苗期、分枝期、花荚期和鼓粒成熟期轻旱处理耗水量分别减少35.60%、34.89%、35.39%、38.35%,重旱处理则分别减少62.01%、69.19%、57.83%、83.50%;各生育期不旱和轻旱处理下日耗水强度均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期,而重旱处理下鼓粒成熟期日耗水强度最小;各生育期干旱胁迫造成大豆产量损失均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期;以2016年为例,4个生育期重旱处理WUE比轻旱处理分别低4.74%、13.01%、35.90%、18.46%,说明各生育期干旱程度越严重则WUE越低,不同生育期干旱对WUE的影响程度不同,苗期和分枝期影响较小,花荚期重旱处理时WUE最低。【结论】大豆不同生育期干旱胁迫对耗水量和WUE的影响较为明显,花荚期和鼓粒成熟期是大豆产量形成的关键需水期,实际生产中,应充分保证花荚期和鼓粒成熟期的水分供应,同时在保证产量的前提下,可在苗期和分枝期适度受旱。     

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。      

基于作物水分亏缺指数的云南省夏玉米不同生育期干旱时空特征分析

【目的】研究云南省夏玉米不同生育期干旱变化规律,为该区夏玉米合理布局和防御生育期内阶段性干旱提供科学依据。【方法】利用云南省1960—2014年32个典型气象站点逐日气象资料,计算夏玉米生育期逐旬作物水分亏缺指数(crop water deficit index,CWDI),采用线性趋势和M-K检验分析了云南省不同地区夏玉米干旱的时空变化特征,并探究了CWDI与夏玉米产量的关系。【结果】①云南省夏玉米初始生长期、快速生长期、生长中期、生长后期和全生育期平均干旱站次比分别为50.30%、12.36%、5.88%、6.00%和10.35%。②1960—2014年夏玉米初始生长期干旱站次比和CWDI均呈减小趋势,快速生长期、生长中期、生长后期和全生育期则均呈上升趋势,且快速生长期和生长中期干旱面积和强度上升幅度相对较大,上升趋势主要集中在滇西南。③云南省夏玉米各生育阶段不同等级干旱发生频率整体上表现出中部高四周低的分布特征,其中滇中干旱频率最高,滇西南最低;云南省夏玉米各生长阶段干旱强度上升幅度较大区域主要集中在滇西南和滇东北,上升幅度较小区域主要集中在滇中中西部和滇西北。④云南省夏玉米生长中期水分供需状况对夏玉米产量影响较大。【结论】一定幅度的干旱强度上升,有利于云南省西部夏玉米增产,尤其是滇西南地区;但会导致中东部夏玉米减产,尤其是滇东北。     

氮素对大豆旱后补偿生长影响研究

在大豆生殖生长期水分胁迫,营养生长期复水的条件下,研究氮素对大豆复水后补偿生长及产量的影响。结果表明:在干旱解除后的后续生长过程中,适量氮肥能有效消除水分胁迫对株高叶面积的抑制作用,复水后补偿生长显著。同一水分条件下,低氮处理的大豆株高、叶面积的补偿生长量是高氮处理的1倍,根重和经济产量也明显超过高氮处理的大豆。     

玉米大豆不同间作系统光合特性与产量边际效应

为明确内蒙古河套灌区间作模式的边际效应及该区域本土化玉米大豆间作技术模式,在滴灌条件下,设置4种间作技术模式（行比为2∶3、2∶4、4∶3、4∶4（T2∶3、T2∶4、T4∶3、T4∶4））,以玉米大豆单作为对照,对光合特性变化规律、种间竞争力及边际效应进行分析。结果表明,单作与间作玉米叶片叶绿素SPAD及氮质量比总体表现为大喇叭口期达到峰值,之后逐渐下降,进入灌浆期又出现一小高峰,此时,T2∶3模式叶绿素SPAD及氮质量比与单作差异均不显著,大喇叭口期,分别较单作下降0.91%、5.07%,灌浆期,较单作分别提高5.09%、5.17%,且净光合速率均于吐丝期达到峰值,但T2∶3较单作下降缓慢,其它模式的特点是峰值低,出现早（大喇叭口期）,降得快。T2∶3模式与单作大豆叶片叶绿素SPAD和氮质量比均在开花期达到峰值,之后逐渐下降,鼓粒期又出现一小高峰,结荚期与鼓粒期,T2∶3模式SPAD较单作分别提高2.32%、5.11%,氮质量比分别提高2.34%、5.77%,且净光合速率峰值出现晚（鼓粒期）,其它模式峰值出现早,降得快,尤其T2∶4、T4∶3、T4∶4模式的中行更显著。因此,间作群体花后光合功能稳定期长是关键,是发挥间作优势的重要原因。仅T2∶3模式土地当量比大于1,达到1.38,且大豆的相对拥挤系数大于玉米,间作大豆侵占力、竞争比率均大于玉米,T2∶3具有明显的间作优势和竞争力,大豆相对产量增长大于玉米,是竞争优势种。T2∶3模式的玉米、大豆产量最高,分别为9705、2265kg/hm2,占系统产量的81.08%、18.92%。T4∶4模式的玉米产量与叶绿素SPAD、净光合速率具有显著的边际优势,而大豆仅光合速率表现边际优势,T2∶3模式的中行大豆具有光合优势。综上,T2∶3模式是内蒙古河套灌区适宜的间作技术模式。     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

三种豆科作物与玉米间作对水分利用的影响

在甘肃河西灌区,对蚕豆、豌豆、大豆3种豆科作物与玉米间作下水分利用情况进行了研究,结果表明:在不同时间和氮水平下,3种豆科作物土壤水分含量变化不同。3种豆科作物与玉米间作相对于单作,不施氮条件下,蚕豆/玉米间作水分用量(WU)减少5.05%,水分利用效率(WUE)增加26.23%;大豆/玉米间作WU和WUE分别减少0.97%、23.12%;豌豆/玉米间作WU增加13.05%、WUE减少17.08%。在225 kg/hm2氮水平下,3种豆科作物与玉米间作相对于单作WU减少3.69%~7.26%,蚕豆/玉米和豌豆/玉米间作相对于单作WUE增加33.33%和23.45%,而大豆/玉米间作WUE减少12.92%。     

不同水盐胁迫对番茄生长发育和产量的影响研究

【目的】探究番茄植株对不同水盐胁迫情景的响应,为合理制定盐碱化土壤下的灌溉制度提供科学依据。【方法】以粉欧宝番茄品种为研究对象,开展水盐对番茄生长发育影响的盆栽试验。试验采用完全随机布置,设置3个水分水平(W1-充分灌溉、W2-1/2的W1灌水量、W3-干旱复水)和2个盐分水平(S1-无盐和S2-0.3%含盐量),每个处理4个重复,测定了番茄耗水、干物质和产量指标,分析了不同水盐胁迫对番茄植株生长发育与产量的影响。【结果】与充分灌溉W1相比,W2水平的番茄植株耗水、干物质、植株含水率、叶质量、产量、单果质量显著减少。W3水平的植株耗水量和叶茎比显著减少,但单株干质量与鲜干比所受影响不大;单果鲜质量与干质量显著减小,但坐果率提高导致产量有所增加。盐分处理的番茄植株耗水量、单株干质量、鲜干比、叶茎比、果实总产量、单果鲜质量与干质量均小于无盐处理。水分胁迫显著影响叶片生长和单个果实发育,盐分胁迫抑制植株的生长发育及产量形成。【结论】干旱复水与无盐处理组合(W3S1)下番茄植株表现出了较好的生长发育状况和产量水平,可用于最优调亏灌溉制度的制定。     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

花前干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响

【目的】研究干旱胁迫对冬小麦生长指标的影响。【方法】选用周麦22为试验材料,在拔节期和抽穗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%),对比分析了冬小麦根系形态、根系分布、株高及叶面积的变化过程。【结果】干旱胁迫处理根长相比CK均降低,T1、T2、T3处理总根长随干旱程度的加深而增长;经过连续处理的各根系特征在轻旱、中旱条件下均大于单阶段处理,重旱条件下各根系特征则明显降低;但复水后拔节期处理的根系补偿恢复能力高于抽穗期。随着干旱胁迫程度及时间增加,根系向下伸展生长,使各根系指标向深层转移,但根系总体绝对量明显减少,T9处理根干质量相比CK降低64.79%,并且株高、叶面积所受的抑制增大。其中拔节期对株高影响更大,T1、T2、T3处理株高相比CK降低3.78%、7.59%、16.09%;抽穗期对叶面积影响更大,T4、T5、T6处理叶面积相比CK降低8.11%、23.45%、29.43%;而经连续干旱处理后的株高和叶面积都明显低于各单阶段处理;抽穗期经干旱胁迫处理的株高、叶面积在干旱胁迫1周后就表现出较强补偿效应,而拔节期表现则相对迟缓;在经历连续干旱胁迫后均无明显补偿。【结论】在冬小麦实际生产中应避免连续干旱,花前若需控水,应尽量满足拔节期供水,控水在抽穗期保持轻旱水平。     

鲜食甜玉米需水规律及节水灌溉制度研究

[目的]研究鲜食甜玉米需水量、需水规律及节水灌溉制度,指导其科学合理灌溉.[方法]连续开展2 a鲜食甜玉米田间灌溉试验,以群众高产种植经验为试验处理,在试验小区内安装智墒和云智能气象站采集土壤墒情、气象数据.分析了甜玉米全生育期土壤水分动态变化规律;计算了甜玉米逐日需水量和作物系数,分析了其需水量规律;针对实际灌溉中存...     

覆膜方式对不同生态区大豆产量和水分利用效率的影响

全膜微垄沟播种植技术是在全膜双垄沟播技术的基础上创新研发的一种集覆盖抑蒸、垄面集雨、垄沟种植为一体的新型地膜覆盖技术。【目的】明确西北半干旱雨养区地膜覆盖条件下旱地大豆在不同生态区产量的差异。【方法】于2014—2016年进行大田定位试验,以露地无覆盖(CK)为对照,设置了3种覆膜方式,分别为全膜微垄沟播(T1)、全膜双垄沟播(T2)、全膜覆土穴播(T3),研究半湿润偏旱区、半干旱区、半干旱偏旱区3种不同生态区地膜覆盖对大豆产量及水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,在3个生态区均以T1处理产量最高,T2处理次之,T3处理最低;其中全膜微垄沟播不同生态区比较:半湿润偏旱区>半干旱区>半干旱偏旱区,分别较露地无覆盖CK增产58.5%、78.1%和95.3%;水分利用效率分别较CK提高65.9%、57.6%和56.1%。尤其在年降雨量500～600 mm生态区全膜微垄沟播增产效应最明显,平均产量达到4 318.2 kg/hm2,最高达到4 353.3 kg/hm2,较CK增产58.5%。【结论】大豆全膜微垄沟播种植技术在西北半干旱雨养区,增产效果明显,其推广应用可有效提高该区降水资源的高效利用,实现旱作雨养区大豆稳产高产。     

膜下调亏滴灌对制种玉米耗水规律及产量的影响

通过大田膜下调亏滴灌试验,测定了制种玉米叶面积指数、耗水量和产量等指标。结果表明,拔节—抽穗期缺水抑制了叶面积的生长,对产量负面影响极为显著,水分利用效率显著降低;灌浆—成熟期缺水对叶面积指数和产量影响甚微,而水分生产效率却显著提高,通过建立产量与叶面积指数以及叶面积指数与日耗水强度模型,提出了在抽穗期充分供水,苗期和成熟期减小供水、保持适度的水分亏缺的制种玉米节水高产水分调控模式。