花前干旱复水对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

为了明确冬小麦花前光合特性、产量及水分利用效率对干旱及复水的响应,选用"周麦22"为试验材料,通过移动防雨棚下桶栽控水的方式,在足墒播种、安全越冬基础上为拔节期和抽穗期间施加不同的水分控制条件,考察冬小麦的光合特性、产量和水分利用效率(WUE),探讨作物干旱复水机理,以期为冬小麦抗旱高产稳产提供理论和技术支撑。取得主要结果如下:①净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)变化趋势保持高度一致,皆随着干旱程度的加重以及干旱时间的增加而显著降低。且干旱对不同生育期影响表现为:连续干旱抽穗期拔节期。在复水后,只有单阶段轻旱处理可以恢复到正常水平,其中抽穗期恢复程度最高。②短期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是重旱,长期干旱条件下则是中旱和重旱。③相比之下短期轻旱减产不显著,且产量随着干旱程度加重和干旱时间增加而显著降低,抽穗期干旱要比拔节期产量高。在经历轻旱和中旱复水后,冬小麦水分利用效率明显提高。综合研究认为,冬小麦花前短期轻旱能够在不显著降低产量的情况下增加水分利用效率,在抽穗期遭受干旱复水后补偿效应更高,同时应避免连续干旱。     

桶栽条件下冬小麦产量的连旱效应

为了研究连续干旱对冬小麦产量的影响,以冬小麦品种“矮抗58”为试验材料,通过桶栽试验,在冬小麦的拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱、中度干旱、重度干旱,分别对应土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%,50%~60%,40%~50%.试验设置了单阶段受旱9个、两阶段连旱6个,三阶段连旱4个,试验对照1个,共计20个试验处理.研究结果表明,单旱条件下,拔节期减产最明显,抽穗期其次;拔节期轻旱、中旱和重旱分别减产4.08%,21.71%和36.73%.两阶段连旱条件下,拔节期和抽穗期连续中旱对产量影响最大,减产率达28.42%;抽穗期和灌浆期连续中旱对产量影响相对较小.三阶段连旱条件下,连续轻旱减产不明显,连续中旱和重旱分别减产24.96%,53.99%.总体上,拔节期是冬小麦的需水关键期,中旱及以上水平就会引起显著减产;相反,水资源紧缺条件下,抽穗期和灌浆期可以适当中旱,甚至重旱,对产量影响较小.     

灌浆期干旱胁迫对不同冬小麦品种水分利用率的影响

以衡观35、开麦21、郑麦366这3个河南省种植面积较大的小麦品种为试验材料,通过室内培养箱与田间试验,研究3种不同冬小麦品种的水分利用率差异。结果表明:灌浆期相同干旱胁迫条件下,衡观35与开麦21抗旱性要比郑麦366高,只有在重度干旱胁迫下产量才有显著降低;不同品种冬小麦水分利用率皆于中度干旱胁迫下增加,在重度胁迫下降低,而衡观35、开麦21水分利用率在重度胁迫下降幅均较郑麦366小;不同水分处理措施对不同品种小麦旗叶水分利用率影响有所差异,影响时间从长到短依次是郑麦366、衡观35、开麦21;整体来看,衡观35、开麦21属于抗旱性较强的小麦品种;郑麦366虽是抗旱性较弱的品种,但在正常灌水条件下其产量最高。      

干旱胁迫对辽西半干旱区玉米生长和产量的影响

以玉米丹玉77为材料,研究了干旱胁迫对辽西半干旱区玉米不同生育期作物生长、产量和水分利用效率等的影响.结果表明,各生育期干旱处理均不利于玉米生长和产量形成;且随着干旱程度增大,作物生长受抑加重,减产加剧;苗期、拔节期和抽穗期玉米生长和最终产量较容易受干旱影响,而灌浆期受旱影响相对较小;苗期轻旱处理下水分利用效率(WUE)高于对照处理,但其他处理WUE均降低,且随着干旱的加重而减小.因此,在研究区当水资源难以得到保证时,建议在玉米苗期轻旱控制或灌浆期干旱胁迫,避免拔节期和抽穗期受旱.     

阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响

【目的】研究不同生育阶段和不同程度干旱胁迫及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响。【方法】以冬小麦品种"矮抗58"为试验材料,在拔节期、抽穗期和灌浆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%),和全生育期充分供水(土壤含水率控制在田间持水率的70%~80%,CK)4个水平,对比分析了不同阶段受旱及复水条件下冬小麦的生理生态指标变化过程。【结果】拔节期、抽穗期和灌浆期中度和重度水分胁迫对小麦的株高和叶面积的影响达到显著水平,其中拔节期为株高和叶面积的需水敏感期,株高较CK下降了18.6%和29.0%,叶面积较CK下降了18.2%和49.5%;水分胁迫处理小麦的净光合速率和气孔导度与CK差异显著,复水后,轻度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK无显著差异,中度和重度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK之间依然存在显著差异;从复水补偿角度来看,灌浆期小麦的净光合速率和气孔导度比拔节期和抽穗期更难恢复,其中灌浆期为光合作用的需水关键期,气孔导度较CK下降了28.7%、34.0%和49.4%,净光合速率较CK下降了10.5%、23.2%和28.0%。中度和重度水分胁迫对小麦的产量的影响达到显著水平;拔节期和抽穗期水分胁迫降低小麦的有效穗数和穗粒数,从而引起产量下降;灌浆期水分胁迫导致小麦千粒质量下降,进而引起产量降低。【结论】在本试验条件下,轻度水分胁迫可实现节水和高产的统一;灌浆期为小麦光合作用需水关键期,合理的加强灌浆期水分管理可实现高产。     

不同时期干旱对冬小麦产量效应和耗水特性研究

针对不同水分处理对产量和耗水特性的影响 ,在田间对冬小麦不同生育期进行干旱胁迫试验。试验结果表明 :干旱胁迫对冬小麦的产量构成因素、生育时期、水分利用效率、棵间蒸发、蒸散等因素有一定的影响 ;干旱胁迫使冬小麦的生育期缩短 ,整个生育期胁迫能使冬小麦有的生育期缩短 5～ 8d;拔节期的水分对于冬小麦产量和水分利用效率有很重要的影响 ;充分灌水的处理的棵间蒸发和蒸散均高于其它处理 ,无效耗水多     

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。     

干旱胁迫对夏玉米叶片光合特性及产量的影响

为研究夏玉米干旱胁迫时生理响应机制,寻求适宜干旱胁迫调控指标。通过完全随机试验设计,研究不同生育阶段与干旱胁迫程度对夏玉米叶片光合特性与产量的影响。结果表明随干旱胁迫程度的增加,Pn与产量均呈降低趋势,且Pn与产量呈同步变化。对于光合速率大小的影响主要在干旱胁迫阶段,复水后叶片气体交换基本恢复正常;干旱胁迫时间段随着生育期的推进,作物产量影响较大,与适宜水分相比,产量降低幅度逐渐增大。长期持续受旱复水后其叶片气体交换无法完全恢复至正常水平;生育后期中旱更有利于夏玉米节水保产。全生育期干旱胁迫时,随干旱胁迫程度与时间的增加,夏玉米叶片气体交换能力、产量与耗水量基本均呈下降的趋势;避免全生育期干旱胁迫,最低应高于中旱。在河南豫中地区以节水高产为目的,适宜选择轻旱,各生育阶段缺水时至少保证土壤水分在田持(重量含水率)的50%以上。本研究为该地区夏玉米节水高产提供数据支撑。     

小麦、玉米一体化垄作沟灌对冬小麦生长特性的影响

利用2012-2013年度冬小麦的田间试验资料,研究了小麦、玉米一体化垄作沟灌种植模式对冬小麦生长特性和产量的影响。结果表明:与传统平作相比,一体化垄作沟灌种植模式为冬小麦提供了更好的生长环境。各水分处理,一体化垄作种植条件下冬小麦的灌溉水量减少45mm,生育期延长2~3d,单株叶面积有不同程度的增大,为冬小麦制造更多的有机物创造了良好的条件,导致单穗粒重增加0.05~0.17g,最终产量增加2.09%~3.23%。在冬小麦生育期内,一体化垄作沟灌种植模式的土壤水分控制下限设置为田间持水量70%时,能够获得较好的节水增产效果。     

锌肥对干旱下冬小麦产量形成及籽粒锌积累动态的影响

干旱胁迫是造成冬小麦减产的主要原因之一,为探寻干旱防御技术,本研究以豫农211为材料,在拔节期、灌浆期对小麦进行不同水分和锌肥处理,研究了施用锌肥对干旱条件下冬小麦SPAD值、叶片相对含水率、地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累动态及产量形成的影响。结果表明,干旱胁迫下,冬小麦叶片SPAD值、叶片相对含水率、单株地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累速率、产量及其构成因素均显著下降,施用适量锌肥可以提高小麦叶片含叶绿素量,增加叶片相对含水率及单株干物质总量,提高籽粒灌浆速率,促进籽粒锌积累速度及最终籽粒含锌量,提高产量。本试验条件下,锌肥能增加干旱下小麦产量4.80%,籽粒含锌量36.86%。     

不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响

在防雨棚隔绝降雨的条件下,通过在棉花的各生育阶段设置不同的干旱处理,分析了不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响,并对桶栽棉花施加不同程度的水分胁迫,在花铃期测定了棉花的某些生理活动,以揭示光合速率,蒸腾速率,叶片水分利用效率在不同土壤水分条件下的变化规律。     

水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响

【目的】揭示水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响机制。【方法】以超高产小麦品种“烟农1212”为研究对象,设置水分胁迫、盐分胁迫和水盐胁迫3种胁迫处理(2%PEG6000、0.1%Na Cl和2%PEG6000+0.1%Na Cl)和对照(Hoagland营养液,CK),测定不同处理下的小麦的生长指标、根系导水率及全氮、K⁺和Na⁺量,利用逐步回归分析方法,分析水盐胁迫下导致小麦幼苗根系导水率降低的因素。【结果】(1)与CK相比,水分胁迫、盐分胁迫和水盐双重胁迫分别使冬小麦幼苗的株高和叶面积显著降低。(2)水分及盐分胁迫处理的根冠比与CK相比分别增加了12%和14%,而在水盐双重胁迫条件下则显著降低了6%。(3)与CK相比,盐分胁迫和水盐双重胁迫显著增加了小麦叶片和根系的Na⁺/K⁺比,水分胁迫下的Na⁺/K⁺比虽然也有增加,但差异不显著。(4)水分胁迫、盐分胁迫及水盐双重胁迫显著降低了叶片的全氮量。(5)与CK相比,水分、盐分及水盐双重胁迫使小...     

冬小麦受旱减产规律及产量与水关系模型研究

以淮北平原地区常用小麦品种冠35为试验材料,采用测坑进行冬小麦受旱试验,研究了不同受旱等级条件下的减产规律,构建了产量与水分关系模型。结果表明,冬小麦需水非关键期和关键期土壤水分对产量影响的总趋势均是产量随着土壤水分的降低即受旱程度的增大而下降,轻旱、中旱、重旱减产率分别为4.4%、8.1%、8.6%和6.2%、6.9%、11.2%;冬小麦在拔节期和抽穗—灌浆期对水分亏缺较为敏感,敏感指数分别为0.175 2和0.084 9,乳熟期与分蘖期对水分亏缺敏感程度较低,敏感指数分别为0.003 2和0.066 2。水分亏缺对冬小麦产量影响最大的阶段为抽穗灌浆期,而此阶段也正是小麦耗水强度最大期。     

土壤水分胁迫下冬小麦籽粒灌浆特性的研究

利用2008--2009年度田间小区冬小麦灌溉试验资料,研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦籽粒灌浆进程以及籽粒产量的影响.研究结果表明:在不同水分调控条件下,冬小麦籽粒灌浆规律符合"慢一快一慢"的"S"型生长曲线,可以用Logistic曲线拟合;且水分调控对籽粒灌浆参数有不同程度地影响,进而对粒重有重大影响.随着水分胁迫的加剧,冬小麦灌浆起步时间愈早,达到峰值的时间愈快.而在孕穗、抽穗和灌浆期任一期内缺水处理都会缩短小麦灌浆持续时间,减少穗粒数,也降低粒重,最终影响产量.因此在冬小麦拔节期可允许轻度的水分胁迫,而灌浆期则应尽量避免任何程度的水分胁迫.     

不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响

在防雨棚隔绝降雨的条件下,通过在棉花的各生育阶段设置不同的干旱处理,分析了不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响,并对桶栽棉花施加不同程度的水分胁迫,在花铃期测定了棉花的某些生理活动（如光合、蒸腾等）,以揭示光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率在不同土壤水分条件下的变化规律     

分枝期旱涝急转对大豆生长发育的影响

为揭示大豆旱涝急转条件下先期旱胁迫与后期涝胁迫的交互作用对其生长发育和产量造成的影响,开展了不同程度单一受涝和不同程度旱涝急转的对比试验.分析了不同处理下大豆株高、叶绿素含量的变化规律及产量减产规律,量化了旱涝相互作用间的效应,初步揭示了旱涝急转下的大豆减产规律.结果表明:旱涝急转对于大豆正常生长发育的胁迫作用和最终导致的减产要明显小于单涝组;前期轻度干旱对于后期涝胁迫对大豆正常生长造成的抑制有不同程度的缓解、补偿效应,且在一定受旱程度范围内基本呈现前期受旱时间越长,其后期补偿效应越大的规律;旱涝急转组相比单涝组产量有明显增加的原因,是因为前期适宜的轻度干旱对于大豆百粒重补偿了4.79％～20.00％、平均单株荚数补偿了4.28％～46.63％、单株实荚数补偿了9.72％～73.04％,同时结合株高和叶绿素含量的变化规律,说明短期轻旱增强了大豆对于外界水土环境的耐受性,缓解了后期涝渍对大豆生长发育造成的生理胁迫.研究成果可为探究旱涝急转致灾机理,制定合理的面向旱涝急转的减灾、防灾措施提供技术支撑.     

灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

关于冬小麦耐旱生理指标的探讨

<正> 我国北方干旱和半干旱地区,小麦生长期间降雨稀少,且分布不匀,为了满足作物需水,必须进行补充灌溉,近年来,由于工农业生产的发展,用水量急剧增加,水源严重不足,造成需水与供水间的不平衡,使小麦产量受到严重影响。 根据小麦生育期的需水特点,适当减少灌水次数和灌水量,通过经济合理的用水,在省水的前提下力争较好的收成。研究冬小麦的耐旱生理指标,正是想从生理的角度探索干旱同小麦生长发育及其产量的关系,找出对产量影响不大的小麦耐旱生理指标与土     

作物干旱胁迫补偿效应研究进展

干旱是作物生长环境中普遍存在的逆境胁迫之一,在一定范围的干旱胁迫后复水短期内,作物在生理生化代谢和生长发育等方面产生补偿或超补偿效应的正面效应,以弥补干旱胁迫期间对作物造成的伤害和损失.补偿效应是作物抵御逆境胁迫的重要调节机制,也是对作物进行有效水分调控,实现节水高效农业的主要生理依据.文中从生长、生理生化、代谢及产量补偿效应及其影响因素等进行了综述.在此基础上,提出今后可从胁迫-复水条件下作物农艺及生理指标的补偿机制,光合作用的补偿规律及反馈机制,水分胁迫后补偿效应的效益评价3个方面进行研究.对于完善和丰富生物性节水理论和指导农业高效用水管理,发展节水灌溉和提供作物水分生产力具有重要的理论意义和实用价值.     

宽垄沟灌下冬小麦水分生产函数试验研究

为了了解宽垄沟灌下冬小麦不同生育期受旱程度对其产量、耗水量、水分利用效率的影响以及水分生产函数,进行大田小区试验研究.结果表明:受旱时期越靠后,冬小麦的产量越低,播种—拔节期轻旱产量最高为6 805.12 kg/hm~2,灌浆—成熟期重旱产量最低为5 986.50 kg/hm~2;受旱时期越靠后,耗水量越低,播种—拔节期轻旱的耗水量最大为4 260.3 m~3/hm~2,抽穗—灌浆期重旱耗水量最小为3 418.6 m3/hm~2;冬小麦水分利用效率最大出现在拔节—抽穗期轻旱为1.86 kg/m~3,最小出现在播种—拔节期重旱为1.57 kg/m~3;冬小麦的总产量与总耗水量呈二次抛物线关系,相关系数为0.966 7,两者差异极具有统计学意义,冬小麦沟灌下适宜耗水量为356~424 mm;得出了河南郑州地区冬小麦的Jensen水分生产函数模型,水分敏感指数按抽穗—灌浆期,拔节—抽穗,灌浆—成熟,返青—拔节,播种—越冬和越冬—返青依次降低.