分层供水施磷对春小麦光合性能、同化产物流向和水分利用效率的影响

利用自制的植物生长装置研究了春小麦在不同土壤湿度和不同部位施用磷素的组合方式对作物光合、同化物分配和水分利用的影响,结果表明：在上干下湿的水分条件下,表层施磷处理其光合速率曲线呈单峰型,而整体湿润条件下不管磷的施用部位如何,其光合速率曲线呈双峰型;表层施磷可以提高作物的净光合速率１１．１８％～１５．５９％;不同的水分处理表层施磷增加光合有效叶面积１７．３６％～３２．９４％;水分利用效率（ＷＵＥ）提高２．３７％～１９．１３％;而且能显著地增加繁殖分配比例,协调根冠生长,增加籽粒产量,这对作物稳产高产有一定的积极作用。     

黄腐酸拌种对春小麦产量和水分利用效率的影响

在大田研究了黄腐酸拌种对春小麦产量形成和水分利用效率的影响。实验设４个处理：对照（ＣＫ）,播种前种子不处理;ＦＡ处理：播种前用ＦＡ拌种;ＷＭ处理：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜;处理ＷＭＦＡ：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜,播种前用ＦＡ拌种。２个覆膜处理均在播种后６２ｄ揭膜。同ＣＫ相比,ＦＡ拌种后,根系生长良好,吸收利用了更多的土壤水分,增加了穗重、单穗籽粒重和收获指数,产量和水分利用效率均显著提高。ＷＭ和ＷＭＦ     

有限灌溉对半干旱区春小麦根系发育的影响

 对半干旱区旱地春小麦(Triticum aestivum)的有限灌溉试验表明,苗期灌溉显著减少春小麦三叶期—抽穗期总根量和根密度,并促使开花期根系的良好更新和下扎,明显提高春小麦水分利用效率和籽粒产量。苗期水分胁迫则导致春小麦生长前期根系过大,影响地上部分的生长并加重土壤水分的亏缺,籽粒产量严重下降。     

半干旱地区膜垄和土垄的集雨效率和不同集雨时期土壤水分比较

于 2 0 0 2年 4月～ 8月在兰州大学干旱农业生态榆中试验站进行研究 ,在平地上形成沟垄相间的微地形 ,采用 3种沟垄比和两种下垫面材料 ,垄作为径流区 ,沟作为集水区 (沟内不种任何作物 )。采用平均产流率法分析了不同垄型集水面的集水效率 ,结果表明 ,膜垄的平均集水效率为 90 % ,土垄的平均集水效率为 16 .8% ;通过对不同垄型集水面垄中、沟边、沟中的土壤水分进行比较发现 ,对于膜垄在集雨的各个时期沟中的土壤含水量高于垄中 ,沟边的土壤含水量介于沟中和垄中土壤含水量两者之间。如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 2 0 0 cm土层土壤平均含水量分别为 10 .39%、10 .2 4 %和 9.4 2 % ;对于土垄 ,在集雨前期和集雨中期 ,沟中和沟边的土壤含水量相差不大 ,沟中和沟边的土壤含水量均低于垄中的土壤含水量 ,表现出和膜垄完全不一样的特性 ,如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 8.98%、8.6 8%和 10 .0 3% ,在集雨后期 ,沟边和沟中的土壤含水量大于垄中土壤含水量 ,如 8月 13日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 9.76 % A、9.38% B和 7.94 % C,该试验表明土垄在集雨后期 ,在集雨和土壤水分分配方面表现出和膜垄的相似的特性     

不同水分条件下春小麦根系耗碳及其与产量形成的关系

 在自动控制的遮雨棚中,用盆栽法研究了不同水分条件下春小麦(Triticum aestivum)根系耗碳过程及与籽粒产量的关系。设高(W)、中(M)、低(S)3个水分处理,试验品种为`陇春8139-2'(L)和`定西24'(D)。在开花期及之前,根系的日生物量碳、日呼吸耗碳和日分泌耗碳量占根系日总耗碳量的比例平均为26%、58%和16%。在成熟期,W、M处理的根日生物量碳的下降(负值)在两品种之间没有显著差异,而在S处理中,D品种根生物量碳日下降幅度显著高于L品种,日呼吸耗碳量和日分泌耗碳量也最低,致使其根日生物量碳下降超过根总耗碳量的100倍,而根日呼吸耗碳量和日分泌耗碳量分别是根日总耗碳量的7.89倍和3.75倍,与其它处理/品种形成了鲜明对比。以根系日呼吸和日分泌耗碳之和占日光合固碳量的百分比来看,L品种在W、M和S处理中分别为53%、52%和83%,D品种分别为58%、49%和55%。两个品种根系碳消耗比例最低的是M处理,S处理的D品种远低于L品种。两品种产量水平接近,湿润条件下,L品种产量略高于D品种。籽粒产量与平均产量之比（Y/Ym）L品种在3个处理中分别为1.34, 1.14和0.53;D品种分别为1.04, 1.06和0.90。干旱条件下D品种保持了良好的产量稳定性。对D品种而言,中、重度干旱条件下光合固碳的相对稳定和根系耗碳量的降低是植物既能提高水分利用效率又能保持较高籽粒产量的主要原因。     

树锦鸡儿、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿和鹰嘴豆干旱适应能力比较

对1年生豆科作物鹰嘴豆Rupali品种和Almaz品种以及多年生植物树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量和叶水势对逐渐干旱胁迫的响应进行了分析,比较了两类植物的干旱适应能力。结果表明鹰嘴豆叶相对含水量随叶水势的下降线性下降,树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量在叶水势分别下降到-2.4MPa、-2.5MPa和-1.5 MPa之前没有下降,之后随水势的下降线性下降。树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿这种叶相对含水量下降的滞后性表明该类植物叶具有较硬而弹性较差的细胞壁,使得植物在干旱胁迫下叶具有良好的保水能力。鹰嘴豆叶具有的最低水势为-4.5MPa,对应的土壤相对含水量为14％,锦鸡儿植物叶具有的最低水势可达-6.7MPa,对应的土壤相对含水量为6％,说明锦鸡儿植物比鹰嘴豆具有更好的干旱适应能力,这种能力可能取决于锦鸡儿植物体内大量渗透调节物质的累积。     

冬小麦(Triticum aestivum)分蘖冗余生态学意义以及减少冗余对水分利用效率的影响

通过盆栽试验,以旱作冬小麦(Triticum aestivum)为材料,分别在拔节和抽穗期对分蘖进行人工干扰,来模拟不可预测的自然干扰,对冬小麦分蘖冗余的生态学意义以及减少这些冗余对水分利用效率影响进行研究.设置3个处理:从拔节期开始剪去所有小的分蘖,仅保留主茎和一个大的分蘖(A);在拔节期剪去主茎和两个大的分蘖,保留所有小的分蘖(B);在孕穗期剪去主茎和有效分蘖,保留无效分蘖(C).没有被干扰的植物作为对照(CK).通过花期测定叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、气孔导度和蒸腾速率等生理指标来评价植物的生理与生化活性.结果显示,在拔节期和抽穗期去除主茎和大蘖后,无效分蘖的生理活性被激活,开始执行有效分蘖的功能.到花期时,这些无效分蘖已经在生理活性上满足了补充和替代有效茎的要求.虽然株高和穗的整齐度、穗数和产量显著下降,但并没有防碍小麦的繁衍子代,因此,正是这些由早期"无效分蘖"补充而来的有效茎,避免了小麦绝种的风险.而在拔节期去除无效分蘖后,对小麦产量没有显著影响,但提高了水分利用效率,和对照相比水分利用效率提高了10%.因此,可以认为小麦在分蘖上存在着对水分利用不利的生长冗余,减少这些冗余有望节约用水、提高作物的水分利用效率.     

引入草木樨对半干旱黄土高原区早期植物群落演替和土壤养分的影响

植被演替早期的优势物种是影响演替进程的重要因素。以半干旱黄土高原地区退化耕地植被的自然恢复为对照,于植被恢复的早期引入两年生豆科植物草木樨(Melilotus officinalis L.),在种植密度为11.3kg.hm-2条件下,考察了6年内引入草木樨对退化耕地植被恢复过程中植物群落演替进程的影响。结果表明,与自然恢复植被相比,草木樨的引入不仅可以提高地表植被覆盖度和加速植物群落演替进程,促使一些群落演替后期物种如冷蒿(Artemisia frigida)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)和短花针茅(Stipa breviflora)等在植被恢复的第3年出现,同时有利于提高植被生产力和稳定性。同自然恢复相比,试验期间引入草木樨后的植被地上平均生物量提高67.90%。同时,植被恢复早期生物多样性与土壤全氮含量呈显著正相关,而草木樨的引入有利于提高土壤全氮含量;在植被恢复初期(2003～2005)引入草木樨的土壤全氮平均含量比自然恢复高7.32%;试验期间土壤速效磷含量与物种丰富度呈显著负相关。因此,在半干旱区黄土高原退化耕地植被恢复早期阶段,两年生豆科植物草木樨的引入和磷肥的施用对于加快植被恢复有着积极作用。     

断根对冬小麦荧光特性和产量的影响

用荧光淬灭分析技术研究了断根对冬小麦荧光特性的影响以及不同水分条件下断根对产量的影响.结果表明,在不同生育期中小麦断根与未断根处理相比其最大量子产量(Fv/Fo)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fm)无显著差异.通过对不同生育期荧光特性研究表明,断根初期小麦电子传递速率和有效光量子产量降低,而PSⅡ光合电子传递活性增加,孕穗期随着更多的能量向地上部的运转,此时根系补偿作用使ETR、ΦPSⅡ和qP增加,而且断根并显著降低光系统Ⅱ光化学效率.混播处理ΦPSⅡ和ETR值高于单播处理,认为断根降低了小麦的竞争能力,使总体光合活性增强,促进了能量向地上部运转,与混播处理产量增加相一致.小麦单播湿润处理下,断根降低了小麦穗重和地上部生物量,且籽粒产量降低了19.2%.在干旱处理下,断根降低了根冠比,提高了小麦穗重和籽粒产量.     

3种禾草苗期生长和水分利用对土壤水分变化的反应

采用5种不同的水分处理,于室内生长箱内盆栽条件下对引种禾草柳枝稷(Panicum virgatum)、乡土禾草白羊草(Bothriochloa ischaemum)和栽培禾草谷子(Setaria italica)等苗期根冠生长和水分利用特征进行了比较分析.结果显示:(1)充分供水下3种禾草的苗期生物量和蒸腾效率均显著高于其它4种水分处理,而高水与低水处理下各自的根冠比无显著差异;(2)各水分处理下谷子苗期总生物量、蒸腾效率和耗水量均显著大于白羊草和柳枝稷;(3)在5种水分处理下,苗期根冠比谷子均最小,柳枝稷最大;(4)低降复水后,3种禾草生物量和蒸腾效率较低水处理分别显著提高16.7%-98.7%和28.2%-118.2%,显示出补偿效应,以白羊草增幅最大.结果表明,白羊草、谷子和柳枝稷在不同土壤水分处理下的苗期生物量、根冠分配比例以及水分利用效率差异反映了野生种、栽培种和引进种禾草苗期对半干旱环境条件水分生态适应性的异同.