土壤水分胁迫对冬小麦氮素分配利用及产量的影响

在防雨棚池栽条件下研究了土壤水分胁迫对冬小麦氮素主产量的影响。结果表明：随土壤水分胁迫加重,植株将吸收的氮素较多地分配于根系,分配于地上部的比率少,肥料氮利用率降低,土壤残留增高,回收率增高,损失率降低,但轻度、中度水分胁迫,有利于氮素向籽粒转移,水分过多,氮素较多地分配至茎叶、鞘等营养器官,较少分配至籽粒,随水分胁迫加重,氮素利用效率降低。底施氮肥利于植株吸收利用,且为土壤固定,损失率较低,所以底施氮肥利用效率高于追施氮肥。因此,在旱作麦田应重视底肥的施用。     

水分胁迫下不同年代冬小麦品种干物质积累与转运特性

为了明确河南中部地区冬小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及对水分亏缺响应的差异, 选取新中国成立以来6个不同年代主栽冬小麦品种, 采用测坑试验研究了冬小麦品种在不同水分胁迫(CK: 充分供水田间持水量的75%~85%; MD: 轻度干旱, 田间持水量的60%~70%; SD: 重度干旱, 田间持水量的45%~55%)下干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。结果表明, 品种改良协调了干物质在各生育阶段的分配, 使花前和花后干物质积累与转运对籽粒的贡献更加平衡。在品种更替过程中, 株高和穗下节降低, 千粒重、籽粒产量和收获指数增加, 干物质积累总量无显著差异, 千粒重和收获指数的提高对产量增加起重要作用。在CK、MD和SD处理下, 20世纪90年代和2002年品种比20世纪50年代品种平均株高降低35.2%、36.2%和38.2%, 平均千粒重比增加31.7%、17.4%和56.3%, 平均籽粒产量增加40.4%、43.0%和52.4%; 20世纪90年代和2002年品种的收获指数比20世纪80年代及以前品种增加31.4%、22.3%和24.6%。CK处理早期品种干物质积累在抽穗至开花阶段超过现代品种。MD和SD处理的20世纪90年代及以后的品种花前干物质转运能力高, 茎秆干物质输出率增加, 花后贮藏物质积累降幅小, 干物质贮藏转运分配比例适宜, 对籽粒贡献率高, 是水分胁迫条件下现代品种高产的基础。     

VA菌根对冬小麦利用养分和水分的影响

本文采用土培试验研究了水分胁迫状况下接种VA菌根真菌对冬小麦生长发育、养分吸收和水分利用的影响 .试验结果表明 :水分胁迫严重地抑制了植株地上部及根系的生长 ,影响了植株对养分的吸收利用 ;接种VA菌根真菌的植株体内氮磷营养状况得到改善 ,减轻了水分胁迫对植株生长的抑制程度 ,提高了干物质的累积 .因此 ,接种VA菌根真菌提高了冬小麦的抗旱性、促进了植株生长 ,并增加了根 /冠比值 .试验结果还表明 ,接种VA菌根真菌可增加冬小麦对水分的有效利用 ,提高了水分利用效率     

土壤水分胁迫对小麦养分分配及产量的影响

在温室盆栽条件下研究了土壤水分胁迫对小麦养分分配及产量的影响。结果表明,随土壤水分胁迫加重,植株将吸收的氮、磷营养较多地分配于根中,在地上部中的比率少,最终分配至穗部的比率降低,磷素分配至根系高峰出现提早;水分胁迫越重,成熟期钾素分配至根系的比例越高,而最终分配至穗部的越低,从而导致氮、磷、钾肥利用效率和产量降低。由于轻度水分胁迫与对照在氮、磷、钾最终分配至穗部比率及产量上无显著差异,因而可以认为相对含水量60％为养分正常分配及获得高产的下限指标,可作为制定节水栽培措施的参考。     

生物炭基肥和水分胁迫对花生产量、耗水和养分吸收的影响

为了探究不同生物炭基肥施用量下水分胁迫对花生栽培的应用潜力,运用自动遮雨棚花生盆栽试验,对不同生物炭基肥施用量(0,750,1 500kg/hm2)和不同水分胁迫程度(常规控水,70%~75%田间持水量;中度水分胁迫,60%~65%田间持水量;重度水分胁迫,50%~55%田间持水量)对花生产量、耗水和其养分吸收特征的影响进行研究。结果表明:施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥可提高0—15cm土层土壤铵态氮和速效钾含量、植株地上部分氮钾养分吸收和水分生产率;除重度水分胁迫外,其他两种控水水平均能提高土壤速效钾含量,促进植株营养吸收,进而提高产量;中度水分胁迫下,施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥,较无生物炭基肥可显著提高植株地上部分氮钾吸收,增产40.48%和37.71%,提高水分生产率53.8%和9.9%。研究结果可为生物炭基肥在干旱地区花生生产的应用方面提供理论依据。     

不同基因型抗虫棉氮磷钾养分吸收与分配特征

【目的】探讨不同抗虫棉品种植株干物质与氮、磷、钾养分积累分配特点,为制定棉花高产栽培管理措施提供依据。【方法】在大田条件下,选用三个抗虫棉品种(冀棉169、鲁棉研21号和岱字棉99B)为研究对象,比较研究了三个品种的干物质积累与氮磷钾吸收特性。【结果】冀棉169产量最高,两年分别比鲁棉研21号提高了27.9%和25.5%,分别比岱字棉99B提高了65.9%和41.1%。三个品种单铃子棉重的变化趋势与产量一致,而单株结铃数和衣分则不同。冀棉169棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均较高,尤其在生育中后期,营养器官保持最高的氮磷钾养分积累量,促使其干物质积累量显著高于其他两个品种,为棉铃发育提供了充足的物质基础,铃叶比较大,因此结铃最多,单铃子棉重最大,皮棉产量最高,使得养分利用效率也最高。鲁棉研21号棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均最低,主要是由于营养器官氮磷钾养分快速积累期结束最早,加之向棉铃分配比例最高,从而限制了营养器官的生长发育,影响生育中后期棉铃的发育,使之不仅结铃数最少,单铃子棉重较小,产量也较低。岱字棉99B棉株各器官干物质和氮磷钾积累量虽最高,但其快速积累期出现在盛花期以后,棉株贪青,结铃数虽较多,但单铃子棉重最小,使之产量最低,养分利用效率也最低。【结论】不同年代抗虫棉品种产量提高的主要原因是单铃子棉重的增加,其次是单株结铃数的提高。单铃子棉重和单株结铃数的增加主要归因于棉株总生物量和向生殖器官转运量的协同提高,特别是生育中后期保持高的同化物和生殖器官运转比例;而生物量的增加依赖于养分积累量和利用效率的提高。     

不同水分条件下保水剂对冬小麦产量及水分利用效率的影响

试验采用保水剂(B)与灌水水平(W)两因素2×4完全均衡方案和裂区区组设计,研究不同水分条件下保水剂对冬小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,灌水水平在20%~80%条件下,不施保水剂时,灌水量为80%时冬小麦产量达到最大值;施用保水剂时,灌水量为60%时冬小麦产量最高。随着灌水量的增加,土壤水分含量有所提高,施用保水剂后土壤水分显著提高;在冬小麦孕穗期灌水量为田间持水量的60%时,施用保水剂后土壤水分增加1.57倍。低灌水水平和高灌水水平均削弱保水剂对水分生产效率、灌水利用效率和降水利用效率的增加效应。可见,灌水的增产效应与灌水对水分生产效率、灌水利用效率、降水利用效率的提高有着密切关系。在本年度(2011年10月~2012年6月)降水及气候条件下,施用保水剂时,最佳灌水量为田间持水量的60%时冬小麦产量最高。     

种植密度对冬小麦氮素吸收利用和分配的影响

为了探讨实现冬小麦籽粒产量与氮素利用效率协同提高的途径,为制定高产、高效栽培管理措施提供理论依据,在大田条件下,以大穗型小麦品种"泰农18"和中穗型小麦品种"山农15"为试验材料,根据品种特性分别设置4个种植密度("泰农18":135万苗.hm 2、270万苗.hm 2、405万苗.hm 2和540万苗.hm 2;"山农15":172.5万苗.hm 2、345万苗.hm 2、517.5万苗.hm 2和690万苗.hm 2),研究了种植密度对籽粒产量、氮素吸收积累和运转分配、氮素利用效率以及土壤中硝态氮、铵态氮和无机态氮总积累量的影响。研究结果表明,随种植密度增加,两种穗型冬小麦品种成熟期植株氮素积累量、籽粒产量、氮肥吸收利用效率和氮肥偏生产力均表现为先增加后降低,籽粒氮积累量、氮素收获指数和籽粒氮含量下降,花前营养器官氮素转运量和对籽粒氮的贡献率升高。随种植密度的增加,"泰农18"的氮素利用效率随密度的增大先增大后减小,"山农15"随密度的增大而减小。土壤中硝态氮、铵态氮和无机态氮总积累量随密度增加而降低。在本试验条件下,"泰农18"和"山农15"兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度分别为270万苗.hm 2和345万苗.hm 2。     

水分胁迫对冬小麦光合及生物学特性的影响

利用阜康绿洲农田的田间灌水试验，研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦光合，茎秆生长、地上和地下干物质累积以及籽粒产量的影响。结果表明；随着水分胁迫程度的加剧。冬小麦光合作用、株高、干物质累积、根系生长以及籽粒产量受到的抑制作用逐渐增强；灌水量为田间持水量40％的处理在成熟期时根干重要大于其它处理。是由于干旱胁迫促进了新生根的生长．从而可使根系充分吸收中下层土壤贮水。这是减少灌水次数和提高水分利用效率的一个有效途径，冬小麦灌浆期受到重度的水分胁迫，籽粒产量明显下降．而拔节期遭受轻度的水分胁迫在恢复灌水后产量反而要高于其它处理。     

水分胁迫对冬小麦生长后效影响的模拟研究

以Logistic方程为基础框架，建立了具有土壤水分胁迫后效影响的作物生长模型，实现了胁迫后效影响在生长模型中的定量化。利用模型模拟了小麦冠根干物质积累动态。经与实测值相比较，模拟与实测值吻合良好，表明所建模型结构合理，为作物水分关系模拟提供了一种新方法。所建模型不仅可以模拟单调上升的生长过程，也可模拟先上升后下降的过程，具有一定普适性。模型中的时变和非时变参数，都具有明确的物理意义。对冠根两种不同动态过程的后效影响参数对比显示，胁迫对冠生长的后效影响明显大于对根系的后效影响，表明对水分胁迫较敏感的生长过程，胁迫对它的后效影响也较大。     

水分胁迫对冬小麦氮素营养效率的影响

试验研究盆栽控制水分条件下冬小麦不同生育期水分胁迫对其N素营养的效应结果表明,小麦生育期水分胁迫影响其N素的吸收、运转及产量,其影响程度依次为拔节～抽穗期＞抽穗～灌浆初期＞灌浆初期～成熟期＞返青～拔节期,拔节～抽穗期水分胁迫极显著地降低冬小麦的N素营养效率.     

不同生育期缺水和补充灌水对冬小麦氮磷钾吸收及分配影响

采用盆栽试验研究了不同生育期缺水和补充灌水对冬小麦N、P、K吸收及在体内分配的影响。结果表明 ,水分缺乏不仅抑制作物生长 ,还降低养分吸收。分蘖、拔节和灌浆期是作物需水关键期 ,这些时期缺水 ,生长量降低36.1%～72.3% ;N吸收降低 40.6%～72.0% ,P降低 40.5%～72.4% ,K降低 25.9%～69.5% ;而越冬期缺水 ,生长和养分吸收降低较少。不同生育期补充灌水也不一定能使小麦生长和养分吸收增加。拔节期补水生长量增加幅度最高 ,达 18.2% ;N、P、K吸收量增幅也最大 ,分别为 14.5% ,15.6%和 38.2%。其次是越冬和灌浆期补水。分蘖期补水 ,生长量和养分吸收量却显著降低。越冬、拔节、灌浆期补充灌水 ,虽能促进小麦整株生长 ,增强养分吸收 ,但养分向子粒的转移和分配并不相应增强。越冬和灌浆期补水 ,子粒吸N量分别提高 5.5%和 20.9% ,吸P量提高 9.1%和 6.2% ;拔节期补水 ,N、P吸收量反而分别降低 19.6%和 13.5%。 3个时期补水 ,子粒吸K量均降低3.0%～26.7%。     

水分胁迫对旱作水稻产量与养分吸收的影响

采用高砂土充填的PVC土柱模拟地下水埋深来控制土壤水分状况,研究不同程度的水分胁迫对水稻产量及养分吸收的影响。结果表明：在地下水埋深10～50 cm范围内,随埋深深度的增加,水稻生物学产量及经济产量有不同程度的降低。适当的地下水埋深有利于水稻作物对氮素的吸收和钙、氯元素的累积,促进水稻体内可溶性总糖和蔗糖含量的增加;但地下水埋深过大则不利于水稻作物对磷、镁、钠等元素的吸收,并妨碍成熟期籽粒中钾向秸秆的回流。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响

采用田间试验裂区设计方法,研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响。补灌设3个水平,在冬小麦拔节期0—40cm土层补灌至土壤目标相对含水量的60%(W_1),70%(W_2)和80%(W_3)。施氮设3个水平:不施氮(N_0)、施纯氮195kg/hm~2(N_(195))和255kg/hm~2(N_(255))。结果表明:(1)不同补灌和施氮对冬小麦关键生育期株高、叶面积影响效果较为显著,同一补灌处理下,其冬小麦株高、叶面积均表现为N_(255)N_(195)N0(p0.05)。N_(195)、N_(255)处理显著高于N_0处理,但N_(195)及N_(255)处理间无显著性差异(p0.05),同一施氮处理下,W_2(569.4m~3/hm~2)、W_3(873.45m~3/hm~2)处理显著高于W_1(265.2m~3/hm~2)处理,但W_2及W_3处理间无显著性差异(p0.05)。说明过量施氮和补灌对冬小麦株高、叶面积无显著性作用。(2)同一施氮水平下,补灌对冬小麦的增产效应随施氮量的增加呈下降趋势,说明施氮和补灌对冬小麦产量存在一定的临界值,超过临界值,产量下降。当施氮量为195kg/hm~2,补灌量为田间持水量的70%(569.4m~3/hm~2)时达最高产8 500kg/hm~2。(3)冬小麦成熟期,施氮处理的植株氮素积累量显著高于不施氮处理(p0.05),但在W_2、W_3处理下,N_(255)相较于N_(195)显著下降(p0.05),特别是在W_3(873.45m~3/hm~2)水平下,N_(255)甚至低于N_0处理;在N_0、N_(195)处理下,植株氮素积累量随补灌量的增加显著增加(p0.05),但在N_(255)处理下并无显著差异(p0.05),说明适量补灌、施氮可提高冬小麦的吸氮能力,但过量补灌、施氮并不利于植株对氮素的吸收。(4)拔节期补灌量的增加虽提高了冬小麦的吸氮能力,促进冬小麦吸收较多的氮素,却抑制了冬小麦体的氮素向籽粒的转移和分配。综合考虑冬小麦生长状况及氮素风险状况,建议施氮量为195kg/hm~2、补灌至田间持水量的70%(569.4m~3/hm~2),作为该区域适宜的水、肥用量。     

拔节期水分胁迫-复水对冬小麦干物质积累和水分利用效率的影响

选用华北地区冬小麦的代表品种——石家庄8号为供试品种,采用盆栽试验,按亏缺程度（轻度60%FC和重度40%FC）和胁迫历时（5d和10d）在冬小麦拔节期设置4个水分胁迫处理和1个对照（全生育期充分灌水）,研究拔节期水分胁迫-复水对冬小麦干物质积累、分配以及产量和水分利用效率的影响。结果表明,拔节期不同程度的水分胁迫均会造成根、茎、叶和整株干物质量的减少,而且胁迫程度越大、历时越长,影响越大;复水可对小麦不同器官干物质积累产生不同程度补偿效应,但程度有限,各处理最终的干物质量均低于对照;轻度历时5d的水分胁迫利于根系增长,根干物质分配指数和根冠比均高于对照,但任何程度和历时的水分胁迫均对叶干物质的积累和分配造成不利影响;所有胁迫-复水处理的产量均低于对照,但轻度历时5d的水分胁迫却可显著提高水分利用效率,相比对照水分利用效率提高了9.4%。总之,本试验研究表明在冬小麦拔节期适宜的轻度胁迫可以优化调控干物质的分配,有利于提高作物植株整体的抗旱能力,对冬小麦干物质积累和产量的影响很小,同时适度水分胁迫减少了冬小麦耗水量从而明显提高了水分利用效率。     

水分胁迫条件下不同氮磷组合对小麦产量的影响

研究了在水分胁迫的条件下不同氮、磷组合对小麦生长发育的影响。结果表明 ,在 10.8%～ 14.4 %水分含量范围内 ,不同施肥处理的株高、小麦茎分蘖数、叶面积指数、成穗率以及小麦的子粒产量与生物产量均随水分含量的增加而增加。当水分含量为 10.8%和 12.5 %时 ,N1P1生物产量与子粒产量表现最高 ;水分含量为 14 .4 %时 ,N1P2处理的生物产与子粒产量最高。在所有施肥处理中 ,高氮高磷的处理均未表现出生物学效应的优势 ;低氮低磷组合和低氮高磷组合有利于小麦产量和其他产量因素的提高 ,在一定程度上提高了小麦的抗旱性。     

台湾桤木种源对水分胁迫的光合响应及其抗旱性

台湾桤木(Alnus formosana)原产台湾,是台湾地区重要的先锋造林树种,以及优良的水土保持和水源涵养树种.本文采用PEG6000渗透胁迫处理,研究了4种台湾桤木种源和2种四川桤木种源苗木光合作用对水分胁迫的反应,结果表明(1)随着水分胁迫程度的增加,叶片相对含水量明显下降,各种源叶片相对含水量下降程度为AC1>AC2>AF1>AF4>AF3>AF2;(2)与对照相比,在轻度(PEG10%)水分胁迫下,台湾桤木种源叶绿素含量呈上升趋势;而四川桤木种源叶片在整个水分胁迫过程中,叶绿素含量呈下降趋势; (3)叶片净光合速率(Pn)随水分胁迫程度的加深而降低,在中度干旱胁迫(PEG15%～20%)时,以AC2种源Pn下降幅度为最大 (71.23%),AF2下降幅度为最小(64.78%).在PEG20%时,各种源Pn接近于零;(4)水分胁迫条件下,四川桤木种源的蒸腾耗水和水分利用效率下降幅度明显地大于台湾桤木种源,表明四川桤木种源对水分胁迫的适应能力较台湾桤木差;(5)采用隶属函数法,对各种源的抗旱性进行综合评价,其耐旱性强弱的顺序是AF2(台湾桤木苗栗种源)、AF4(台湾桤木福建南平种源)、AF3(台湾桤木台东种源)、AF1(台湾桤木台中种源)、AC2(四川桤木广元种源)、AC1(四川桤木金堂种源),台湾桤木比四川桤木具有较强的耐旱生理适应性.从耐旱性角度来说,凡是适合四川桤木生长的区域,基本上亦适合台湾桤木,在引种栽培中,应以抗旱性稍强一些的台湾桤木苗栗种源为主.     

后期倒伏对冬小麦干物质分配和产量的影响

2014-2015年利用人工模拟方法开展冬小麦倒伏试验。在冬小麦抽穗期、灌浆初期和灌浆中后期3个时段均设定与竖直方向成30o(T1)、60o(T2)、90o(T3)3种倒伏程度和自然正常生长(CK)4个处理,观测比较冬小麦各器官的干物质量和产量构成要素。结果表明,冬小麦干物质分配格局因倒伏时段和倒伏程度的不同而发生改变。与对照CK相比,抽穗期和灌浆初期冬小麦倒伏造成茎和鞘干物质迅速向穗部转移,导致其干物质累积量迅速降低,叶片干物质发生改变略有滞后,同时受到光照不足和转移速率改变的共同作用,各器官干物质量分配格局不断发生变化,茎、叶和鞘生长速率无明显变化规律;灌浆中后期倒伏造成冬小麦不同器官干物质含量均明显下降,随着生育时期推进其减幅缩小。倒伏对冬小麦产量构成要素的影响表现为,抽穗期和灌浆初期倒伏主要造成冬小麦不孕小穗增加、穗粒数和千粒重减少,进而导致产量下降;灌浆中后期倒伏主要导致冬小麦千粒重减小,而穗粒数无明显变化。各处理冬小麦产量降低表现为灌浆初期最大、抽穗期次之、灌浆中后期最小。     

水分胁迫条件下绿洲农田冬小麦水分运移规律研究

以干旱区绿洲农田冬小麦水分胁迫试验为基础,研究了不同水分胁迫条件下的冬小麦生长发育、水分利用以及土壤水分运动特征,建立了含有根系吸水项的一维土壤水动力学模型,模拟了不同水分胁迫条件下冬小麦蒸腾、棵间蒸发、根系吸水、根系生长以及田间土壤水分运移过程。结果表明:在冬小麦生育前期、中期根系吸水主要在80cm以上,生育后期根系对下层土壤水分吸收量增加,但所占比例很小。根据实测根系生长资料分析水分胁迫下生育中期根系受到水分胁迫,在生育后期恢复灌水后根系早衰,生长缓慢;从胁迫程度上来说中度胁迫复水后的后效影响要大于重度胁迫处理。