干旱胁迫对水稻水分利用效率的影响

通过特殊自然干旱胁迫的方法,研究不同干旱胁迫对水稻的水分利用效率（ＷＵＥ）的影响,在一定供水量时,水稻的ＷＵＥ随供水量的增加而下降,但水稻旱种时,却因供水量过低,干旱胁迫严重,ＷＵＥ值为最低。不同品种的水稻ＷＵＥ存在较大的差异,抗旱性强的品种具有较高ＷＵＥ,因此选用具有较高ＷＵＥ的品种,是水稻节水栽培的关键。     

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     

长期施肥对水稻光合特性及水分利用效率的影响

在实施了27年的长期田间定位试验区,研究了长期不同施肥对红壤区水稻光合特性及水分利用效率的影响.结果表明:在不施肥(CK)、无机肥(N、NP、NPK)、有机肥(猪粪+紫云英绿肥,M)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,长期施用肥料,特别是有机肥与无机肥配施提高水稻各生育期剑叶叶绿素含量、净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率和水稻产量,降低水稻剑叶胞间CO_2浓度;水稻剑叶叶绿素含量、净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率随发育阶段演进而减小,孕穗期>齐穗期>乳熟期,而胞间CO_2浓度相反;水分利用效率以齐穗期为最大;水稻发育阶段叶绿素含量、净光合速率和水稻产量之间均呈显著正相关;长期施用肥料,特别是有机肥与无机肥配施更有利于红壤区水稻的生长发育、产量和水分利用效率的提高.

Abstract：

A field experiment has being conducted for 27 years in Jinxian County, Institute of Red Soil in Jiangxi Province (116°20'24" E, 28°15'30" N) to study the effects of fertilization on the rice photosynthetic traits and water use efficiency. Four treatments were installed,i. e., no fertilization (CK), chemical fertilization (N, NP, NPK), organic fertilization (M), and chemi-cal and organic fertilization (NPKM). Long-term fertilization, especially treatment NPKM, in- creased the flag leaf chlorophyll content, net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpi-ration rate, and water use efficiency of rice at its all growth stages and the rice yield, and de-creased the flag leaf intercellular CO_2 concentration. With the growth of rice, the chlorophyll content, net photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate decreased, but the intercellular CO_2 concentration increased. The water use efficiency was the greatest at full-head-ing stage. There were significant positive correlations between the chlorophyll content and net photosynthetic rate at various growth stages and the rice yield, Long-term fertilization, especially the combined chemical and organic fertilization, was favorable to the rice growth and develop-ment, water use efficiency, and yield production in red soil region.     

水分供给对新老两个春小麦品种水分利用效率及籽实产量的影响

大田实验研究了不同的水分供给对和尚头和定西-24的产量及水分利用效率的影响。结果表明:在雨养和中水条件下,和尚头和定西-24的产量和水分利用效率都得到了显著的提高。随着灌溉水量增加,农田的耗水量也会增加,同时,土层贮藏水的消耗量也减少,灌溉水的利用效率逐渐减少。减少灌溉量,提高小麦对土层贮藏水的利用效率是实现小麦高产节水栽培的一种有效途径     

不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿水分利用效率及产量构成要素的影响

硅是地壳中含量仅次于氧的元素,植物不可能在无硅的环境中生长.通过盆栽试验研究了不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿(Medicago sativa)水分利用效率及产量构成要素的影响.结果表明,在土壤含水量为田间最大持水量的35%和80%的条件下,硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量没有显著影响,而在土壤含水量为田间最大持水量的50%和65%的条件下,硅显著提高了紫花苜蓿水分利用效率和生物量(p<0.05),紫花苜蓿水分利用效率的增幅分别为35%和20%,主要途径为降低叶片蒸腾速率;紫花苜蓿生物量增幅分别为41%和14%,主要通过促进分枝和株高生长,而不受单枝生物量的影响.因此硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量的有益作用与其生长环境中的土壤水分条件密切相关.     

不同模拟雨量下耕作措施对夏玉米水分利用效率和产量的影响

基于西北夏玉米生产实际和降雨特征,用自制模拟降雨器,于2010年6-9月研究了250、350和450 mm模拟雨量下翻耕、免耕、免耕覆盖对夏玉米农田水分利用效率及产量的影响.结果表明： 在6-9月250 mm雨量下免耕水分利用效率比翻耕高26%,产量比翻耕高16.5%;350 mm雨量下免耕水分利用效率和产量分别比翻耕高17.6%和6.1%;在450 mm雨量下免耕的蓄水效应低于翻耕,水分利用效率比翻耕低1.1%,产量比翻耕低0.6%.免耕覆盖克服了免耕在雨量充沛时水分蓄积量低于翻耕的缺点,在3种雨量下均可有效抑制棵间蒸发,减少翻耕地表裸露造成的无效水分消耗,增加土层贮水量,增大蒸腾量占水分消耗的比例,250 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高48.6%,产量比翻耕高32.9%;350 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高51.6%,产量比翻耕高27.1%;450 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高23.7%,产量比翻耕高13.1%.综上,免耕夏玉米在250和350 mm雨量下相对于翻耕有增产和提高水分利用效率的优势,免耕覆盖夏玉米在250、450 mm雨量下产量和水分利用效率显著高于翻耕.     

留茬方式对小麦间作玉米产量和水分利用效率的影响

小麦/玉米间作是河西绿洲灌区主要间作模式,但传统间作和套种需水量大,使该地区水资源紧张.2010年在甘肃河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究传统小麦秸秆焚烧、秸秆翻还和秸秆立茬3种留茬方式对小麦/玉米间作作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响.结果表明:与焚烧和翻还的籽粒产量相比,立茬小麦单作分别增加7.2％和5.1％,立茬小麦间作分别增加6.2％和5.1％,立茬玉米单作分别增加4.7％和2.5％,立茬玉米间作分别增加7.2％和3.3％;与焚烧和翻还的WUE相比,立茬小麦单作分别增加20.4％和16.2％,立茬小麦间作分别增加17.9％和14.6％,立茬玉米单作分别增加16.7％和10.9％,立茬玉米间作分别增加11.8％和17.0％.就单作小麦、单作玉米和小麦/玉米平均值而言,焚烧、翻还、立茬处理的纯收益分别为10946、11471和13454元·hm-2.从籽粒产量、水分利用效率和纯收益等方面考虑,立茬种植方式为甘肃省河西绿洲灌区小麦/玉米最佳种植模式.     

不同模拟雨量下耕作措施对夏玉米水分利用效率和产量的影响

基于西北夏玉米生产实际和降雨特征,用自制模拟降雨器,于2010年6-9月研究了250、350和450 mm模拟雨量下翻耕、免耕、免耕覆盖对夏玉米农田水分利用效率及产量的影响.结果表明： 在6-9月250 mm雨量下免耕水分利用效率比翻耕高26%,产量比翻耕高16.5%;350 mm雨量下免耕水分利用效率和产量分别比翻耕高17.6%和6.1%;在450 mm雨量下免耕的蓄水效应低于翻耕,水分利用效率比翻耕低1.1%,产量比翻耕低0.6%.免耕覆盖克服了免耕在雨量充沛时水分蓄积量低于翻耕的缺点,在3种雨量下均可有效抑制棵间蒸发,减少翻耕地表裸露造成的无效水分消耗,增加土层贮水量,增大蒸腾量占水分消耗的比例,250 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高48.6%,产量比翻耕高32.9%;350 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高51.6%,产量比翻耕高27.1%;450 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高23.7%,产量比翻耕高13.1%.综上,免耕夏玉米在250和350 mm雨量下相对于翻耕有增产和提高水分利用效率的优势,免耕覆盖夏玉米在250、450 mm雨量下产量和水分利用效率显著高于翻耕.     

结实期水分胁迫对不同氮肥水平下水稻产量及其品质的影响

以生产上广泛使用的3个水稻品种为材料,研究了结实期适度水分胁迫对不同氮肥水平下稻米产量及其品质的影响.结果表明,正常施氮水平下,水分胁迫使3个品种籽粒产量降低11.6%～14.7%,虽整精米率有所提高,但垩白度却显著增加(18.7%～33.1%),外观品质变劣;而高氮水平下,水分胁迫处理的产量增加18.8%～22.2%,垩白粒率和垩白度分别降低15.3%～37.2%和13.7%～29.9%,外观品质变优.稻米RVA谱特征值和米饭质地也明显受到结实期土壤水分和施氮水平的影响.正常施氮水平下,水分胁迫处理的最高粘度和崩解值(扬稻6号除外)要低于水层灌溉处理,而其消减值却明显高于水层灌溉处理,水分胁迫使得正常施氮处理的米饭口感较硬,弹性较差,粘性降低,且咀嚼有渣感.而高氮水平下,水分胁迫利于米粉糊化过程中早期粘度的上升,最高粘度增加,崩解值也明显高于水层灌溉,消减值却明显减小,米饭的硬性和凝聚性减小,松弛性和粘附性增大,米饭质地有变优的趋势.     

不同土壤含水量下侧柏幼树叶片水分利用效率

对植物水分利用效率的研究,可以揭示植物的内在耗水机制,为区域森林生态系统经营与维护提供依据.本研究以侧柏幼树为研究对象,通过室内控制试验设置不同的土壤水分梯度,分别用气体交换法和稳定同位素法对其不同土壤含水量条件下的瞬时水分利用效率(WUE_gs)和短期水分利用效率(WUE_cp)进行研究.结果表明:受气孔导度(g_s)的影响,叶片净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)随土壤含水量的增加呈现相同的变化趋势,均在土壤含水量为70%～80%田间持水量(FC)时达到最大值;叶片WUE_gs则在土壤含水量最低(35%～45% FC)时达到最大值(7.26 mmol·m^-2·s^-1).叶片可溶性糖、枝条韧皮部渗出液的δ¹³C都在土壤含水量最低(35%～45% FC)条件下达到最大值,且叶片可溶性糖的δ¹³C明显高于枝条韧皮部渗出液的δ¹³C,未产生明显分馏;而叶片WUE_cp也在土壤含水量最低(35%～45% FC)时达到最大值(7.26 mmol·m^-2·s^-1).相同条件下,叶片WUE_gs和WUE_cp存在一定差异(平均相差0.52 mmol·m^-2·s^-1),WUE_gs时空变异性较大,而WUE_cp更具有代表性.侧柏幼树通过降低生理生态活动和提高水分利用效率来适应干旱的土壤条件.     

不同灌溉方式对水稻生物学特性与水分利用效率的影响

以杂交水稻两优培九为试验材料,利用测坑栽培条件,比较了4种灌溉方式下的水稻生物学特性与水分利用效率.结果表明,与淹水灌溉相比,间歇灌溉叶面积指数大,叶片光合速率高,蒸腾速率较低,叶片水分利用效率高;半干旱栽培叶片水分利用效率相对较高;干旱栽培叶面积指数小,叶片净光合速率和水分利用效率降低,且后期叶片早衰.间歇灌溉、半干旱栽培和干旱栽培比淹水灌溉分别节水8.75%、17.96%和29.69%;产量分别增产24.02%、减产5.07%和减产38.93%;水分利用效率以间歇灌溉最高,半干旱栽培次之,淹水灌溉和干旱栽培较低.间歇灌溉下稻粒的整精米率、精米率、粒长均高于其它处理,但垩白粒率和垩白度低于其它处理;随着稻田耗水量的减少,水稻的直链淀粉含量降低,而胶稠度和蛋白质含量提高.试验结果表明间歇灌溉为南方稻区较适宜的灌溉方式.     

小麦进化材料水分利用效率与氮利用效率间相互关系

利用田间微区试验,在整株水平上研究了10种小麦进化材料水分利用效率(WUE)和氮利用效率(NUE)间的关系．结果表明,小麦在从二倍体→六倍体的长期进化过程中,WUE和NUE均逐渐增加．除法国黑麦外,其余9种小麦进化材料WUE和NUE间呈显著正相关,表明法国黑麦高的NUE可能与WUE以外的其它生理机制有关．     

封丘地区小麦耗水量与水分利用率研究

根据水量平衡方程式计算,雨养麦田5个试验麦季的耗水量分别为435.5、326.0、293.8、277.2和365.9mm,可代表该区过湿、一般和干旱年份的小麦耗水量.研究结果表明,小麦地上部分生物量与其总耗水量的相关关系不显着(r=0.67).在耗水量中,土壤储水的贡献占50%.在降雨少而土壤储水丰足的年份,其贡献高达60%,是小麦水分的重要来源.在充分施肥条件下,5个麦季的水分利用率≥11.25kg·ha^-1·mm^-1,表明适当增加肥料投入可提高农田水分利用率.     

Application of zeolite improves water and nitrogen use efficiency while increasing essential oil yield and quality of Salvia officinalis under water-deficit stress

Soil moisture and nitrogen (N) are two of the most important factors affecting the production of medicinal plants. So, the management strategy of these factors is critical and to be identified. In order to study the application of zeolite (Z) (0 and 10 ton ha^?1) in S. officinalis culture medium under different irrigation regimes (30 % depletion of available soil water (ASW)) and 60 % depletion of ASW) and N (0, 75 and 150 kg N ha^?1) a split-factorial experiment was carried out with three replicates in 2018. The highest fresh and dry weight were achieved at irrigation after 30 % depletion of ASW while using 150 kg N ha^?1 and 10 ton Z ha^?1. Maximum water use efficiency (WUE) (22.10 g.L^-1) was obtained after 60 % depletion of ASW and 150 kg N ha^?1 and 10 ton Z ha^?1. Besides, the maximum nitrogen use efficiency (NUE) was obtained after 60 % depletion of ASW and 75 kg N ha^?1 and 10 ton Z ha^?1 (14.25 kg.kg^-1N). Maximum essential oil (EO) content (1.06%) and cis-Thujone were obtained from plants subjected to 60 % depletion of ASW and, application of 75 kg N ha^?1 and 10 ton Z ha^?1. Applying Z with N, in different irrigation regimes did improve soil conditions for achieving higher, WUE and NUE, increased the EO content and yield while decreasing the negative effects from water-deficit stress and has provided a direction towards a stable system.     

高产条件下不同小麦品种耗水特性和水分利用效率的差异

设置不灌水(W0)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+开花水(W2)3个灌水处理,采用6个冬小麦(Triticum aestivum.L.)品种,研究了不同品种耗水特性和水分利用效率的差异.结果表明:(1)依据籽粒产量和水分利用效率2个因子,采用聚类分析的方法,将供试品种分为高水分利用效率组(Ⅰ组)、中水分利用效率组(Ⅱ组)和低水分利用效率组(Ⅲ组).同一灌水条件下的籽粒产量,Ⅰ组显著高于Ⅱ组和Ⅲ组;Ⅱ组和Ⅲ组在W0条件下无显著差异,在W1和W2条件下Ⅱ组显著高于Ⅲ组.(2)从Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组中分别取1个品种,泰山23、潍麦8号、山农12进一步分析表明,在W0 和W1条件下,泰山23和潍麦8号的阶段耗水量和耗水模系数为开花至成熟>播种至拔节>拔节至开花,山农12为播种至拔节>开花至成熟>拔节至开花.W2条件下,3个品种的阶段耗水量和耗水模系数为开花至成熟>播种至拔节>拔节至开花;播种至拔节和拔节至开花的耗水模系数为泰山23>山农12>潍麦8号,此阶段的耗水量和耗水强度为泰山23品种最高;开花至成熟的耗水模系数为潍麦8号>山农12 >泰山23,此阶段的耗水量和耗水强度为泰山23品种最低.(3) 在W0 和W1条件下,总耗水量和灌水量、降水量及土壤耗水量占总耗水量的百分率为泰山23品种居中;W2条件下,灌水量和降水量占总耗水量的百分率为泰山23>潍麦8号>山农12,土壤耗水量及其占总耗水量的百分率反之,但泰山23的总耗水量最低.(4) 同一灌水条件下,泰山23品种100～200cm土层的土壤耗水量高于潍麦8号,表明该品种能充分利用深层土壤水;山农12品种在W0和W2条件下,100～200 cm土层的土壤耗水量高于泰山23和潍麦8号,但其籽粒产量和水分利用效率显著低于上述两品种.     

旱地小麦不同栽培模式对土壤水分和水分生产效率的影响

在陕西渭北黄土高原沟壑区,通过田间试验研究冬小麦不同栽培模式对旱地土壤水分和水分生产效率的影响。试验设栽培模式、施氮和密度等3种因子,栽培模式设露地栽培(常规)、秸秆覆盖(覆草)、地膜覆盖(平膜)、垄上覆膜沟中覆草垄沟种植(垄沟)4种方式;施氮设不施氮、施120kg／hm^2N和240kg／hm^2N三个水平;密度设播量180kg／hm^2和225kg／hm^2 2个水平。试验结果表明,不同栽培模式下土壤水分在不同生育期的变化趋势基本一致;平覆膜与垄沟种植均有良好的保墒和集水作用,平覆膜水分的生产效率比常规模式增加41．3％～52．4％;垄沟种植比常规模式增加38．8％～64．6％。覆草具有一定的保墒作用,在小麦生长前期及40cm以上的土层中效果明显,其水分生产效率高于常规种植的24．1％。氮肥对土壤贮水量具有极显著影响,但不同密度对土壤贮水量基本上无影响。     

不同水层和密度条件下化感作用水稻对无芒稗的干扰控制作用

不同水层下水稻对无芒稗的干扰控制作用研究表明,水稻化感作用品种吓一跳、谷梅2号和中156对无芒稗的株高抑制作用比无化感作用品种秀水63和春江11呈显著性差异．随盆栽水稻密度增加,水稻对无芒稗的干扰控制作用加大．在每盆4株栽植密度下,水稻化感作用品种鸡早籼、谷梅2号显著抑制无芒稗植株株高;在每盆32株密度时,水稻化感作用品种吓一跳、PI312777、TN1等对受控无芒稗的干扰控制与无化感作用品种春江11相比,呈显著性水平．     

高产磷高效水稻磷素吸收利用特征

通过正常供磷的大田试验（2011年）,以产量和磷籽粒生产效率为指标,将27份中熟水稻亲本材料划分为4个类型,再通过正常和低磷处理的土培试验（2012年）,筛选出高产磷高效水稻材料,并探讨各种磷效率对产量的贡献率.结果表明： 结合两年的试验结果,供试材料的产量和磷利用效率均存在显著的基因型差异,筛选出GR泸17/矮TTP//泸17_2（QR20）为高产磷高效材料.在两个供磷水平下,QR20的产量和磷利用效率均显著高于低产磷低效材料玉香B,其产量分别是玉香B的1.96和1.92倍.大田和土培试验结果均表明,磷积累量对产量的贡献率均高于磷籽粒生产效率和磷收获指数.正常供磷条件下,磷积累量和磷籽粒生产效率对产量的贡献率差异不大,低磷条件下差异较大（66.5%和26.6%）,磷收获指数对产量的贡献率最低,最高仅为11.8%（土培）.土培试验中,正常供磷条件下,拔节-抽穗阶段的磷积累量对产量和磷收获指数的贡献率最高,分别为93.4%和85.7%,对磷籽粒生产效率的贡献率为41.8%;在低磷条件下,分蘖-拔节阶段的磷积累量对产量和磷籽粒生产效率的贡献率最高,分别为56.9%和20.1%,对磷收获指数的贡献率为16.0%.土培正常供磷条件下,水稻QR20的产量、磷积累量和磷收获指数相对于低磷处理分别增加了20.6%、18.1%和18.2%,差异显著.综上,磷效率对水稻产量的贡献率大小依次为磷吸收效率＞利用效率＞转运效率;正常供磷条件下,拔节-抽穗阶段的磷积累量对产量的贡献率最高,低磷胁迫下,分蘖-拔节阶段的磷积累量对产量的贡献率最高,这两个阶段可能是水稻高产磷高效协调统一的关键时期.