根区湿润方式对玉米根系生长发育的影响

将厚塑料紧密地固定在盆栽试验用桶壁和底的中央,玉米种子播种于厚塑料布的正上方,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,分期测定两个1／2根区根系的长度、面积、干重以及单位面积的平均根长和比根长,研究不同根区根系的生长发育特征。结果表明,处理40d时,与其他根区相比,固定灌水非灌水区的比根长和单位面积平均根长明显增大,说明土壤水分减少使根系直径变小。根面积、长度以及干重的增长速率均表现为,处理0～5d内,与均匀灌水及其非灌水区相比,两种局部灌水的灌水区均显著增大;处理10～15d内,交替灌水的灌水区较其他根区明显增大,固定灌水的灌水区与均匀灌水相近。固定灌水时,灌水区根系的面积、长度、干重及其增长速率较之非灌水区显著增大;交替灌水时,两个根区的增长速率呈交替变化,其绝对数值随时间延长趋于相同。表明交替灌水不仅可刺激供水区根系的补偿生长,而且对恢复供水区也有补偿效应,并能够促使不同根区的根系均衡发展。     

灌水模式对冬小麦光合特性、水分利用效率和产量的影响

试验于2013—2014和2014—2015年连续2个生长季在自动控制干旱棚内的隔离池中进行,拔节期设3个灌水梯度,灌水量分别为0(J_0)、37.5(J_1)、75 mm(J_2),扬花期设3个灌水梯度,灌水量分别为0(F_0)、37.5(F_1)、75 mm(F_2),灌浆期所有处理均按75 mm灌溉,共9个处理,研究不同灌溉模式对小麦中后期不同生育阶段植株生长、耗水量、水分利用效率、光合特性和产量构成因素的影响.结果表明:拔节期干旱(0和37.5 mm)显著降低了小麦扬花期的净光合速率和拔节后的叶面积,扬花期的灌水量直接影响扬花期后的旗叶净光合速率;拔节期干旱扬花期补水和扬花期干旱灌浆期补水都可以有效提高植株的干物质量;拔节期灌水量越多,全生育期耗水量越大;除J_1F_2外,全生育期灌水量越大,耗水量越大,产量也越高;J_1F_2处理产量和水分利用效率最高.扬花期充足的灌水量使J_1F_2处理具有较高的花后旗叶净光合速率,此期补偿性灌溉加快了干物质积累,也保证了较高的穗粒数,使其最终产量高于J_2F_2处理或与之持平,同时J_1F_2拔节期较低的灌水量降低了小麦生育中后期的耗水量,其水分利用效率也显著高于其他处理.综上,J_1F_2是小麦生育中期理想的水分处理组合.     

不同灌溉方式对玉米根毛生长发育的影响

在盆栽条件下,采用分根装置,在光学显微镜和电子显微镜下对均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下各1/2根区的根毛发育状况进行观察并采样照相,研究不同根区根毛的生长发育特征.结果表明：处理40 d时,固定部分根区灌水条件下,非灌水区的根毛有明显退化脱落现象,退化区所占比例为20.96%,明显大于其他根区;灌水区的根系发黄,有腐烂斑,且根分枝有退化现象,根毛密集区的密集程度不如非灌水区,但根毛退化区所占比例小（15.72%）,退化程度轻.均匀灌水根系的根毛发育状况与固定灌水的灌水区类似.交替灌水条件下,先灌水区和后灌水区根毛密集区的密集程度均较高,根毛退化脱落区分别占9.77%和10.38%,明显小于均匀灌水和固定灌水.说明采用交替灌水方式可促进根系根毛的生长发育,而持续湿润或干燥不利于根系根毛的生长发育.     

稀土浸种对水旱地小麦根苗生长及产量的影响

以山西农业大学培育的冬小麦031165为供试材料,对水、旱地小麦采用浓度均为1 000 mg/kg的稀土溶液[La(NO3)3,Ce(NO3)3]进行浸种,研究其对小麦根苗生长、抗氧化酶系活性及产量的影响。结果表明:干旱胁迫抑制了小麦根苗生长,降低了小麦的实际产量。无论干旱胁迫与否,稀土浸种均能显著提高不同生育期小麦株高、地上干重、叶面积及根系生物量;稀土浸种可提高部分生育期旗叶中SOD、POD活性,降低胞内MDA含量,显著提高小麦产量和经济系数,且在干旱胁迫下作用较明显。从整体上看,Ce浸种对小麦生长的促进作用比La浸种明显。     

灌水时期和灌水量对小麦氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质品质的影响

以高产强筋小麦品种'济麦20'为试验材料,在防雨池栽条件下研究了灌水时期和灌水量对小麦氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质品质的影响.结果表明,随灌水时期增多和总灌水量增加,小麦开花后旗叶硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性显著增高,旗叶蛋白质水解酶内肽酶(EP)、氨肽酶(AP)、羧肽酶(CP)活性降低;小麦籽粒清蛋白和球蛋白含量增加,而籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量、成熟期籽粒谷醇/清球比值(谷蛋白+醇溶蛋白含量/清蛋白+球蛋白含量)降低;面粉沉降值和面团稳定时间显著降低,籽粒产量显著增加.研究发现,在本试验条件下,小麦全生育期灌水3次处理(底墒水+拔节水+开花水)在灌浆前中期旗叶NR和GS活性、灌浆中后期旗叶EP、CP、AP 活性均较高,且成熟期籽粒蛋白质含量、谷醇/清球比值、面团稳定时间、籽粒产量亦较高,是获得小麦高产优质的最佳灌水处理.     

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。     

矮壮素在小麦丰产上的应用

小麦应用矮壮素处理能抑制节间生长,使株型变矮,叶片和叶鞘长度缩短,宽度和厚度略有增加。矮壮素不论对小麦种子处理或在三叶期处理,都能提高单株分蘖数,增加小麦分蘖力。在小麦不同生长时期用矮壮素处理,穗长、小穗数和对照无大差异,但不孕小穗数减少,有增加粒数作用。在偏旺苗、较密旺苗、过密旺苗喷施矮壮素都有不同程度增产效果。     

不同灌水方式对‘寒富’苹果叶片光合功能和抗氧化酶活性的影响

以‘寒富’苹果为试材,研究半根交替灌水、半根灌水及干旱处理对苹果叶片光合功能和抗氧化酶活性的影响。结果表明:与对照(常规灌水)相比,3种亏缺灌水处理对叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的抑制作用表现为干旱处理>半根灌水处理>半根交替灌水处理。半根交替灌水、半根灌水和干旱处理的叶绿素含量均是先升高,在第9天出现峰值后明显降低,干旱处理的叶绿素含量一直是最低的。3个处理的叶片脯氨酸含量随着处理时间的延长持续升高,干旱处理的脯氨酸含量最高,半根交替灌水处理的最低。3个处理的抗氧化酶活性变化各异,干旱和半根灌水处理的SOD酶活性先显著升高,在第9天出现峰值后迅速降低,半根交替灌水处理提高了SOD酶活性且一直较稳定;半根灌水和半根交替灌水处理的POD和CAT酶活性变化趋势相似,均在第9天出现峰值后呈下降的趋势,干旱处理的POD和CAT酶活性则是先显著升高,在第9天后维持在较高水平;3个处理均提高了叶片电导率和MDA含量,其中干旱处理显著高于其他处理,半根交替灌水处理最低。总之,半根交替灌水方式产生的水分胁迫较轻,并在减少灌水量的同时能维持较高的光合效率,可实现果树的节水栽培。     

干旱胁迫-复水与氮肥耦合对小粒咖啡生长和水氮生产力的影响

以小粒咖啡(卡蒂姆P7963)为材料,研究连续2.5年不同施氮水平下周期性干旱胁迫后复水对小粒咖啡生长、产量、叶片光合特性和水氮生产力的影响.设灌水(周期性干旱胁迫后复水)和施氮2因素,4个灌水模式分别为充分灌水(I_F-F:100%ET₀+100%ET₀,ET₀为参考作物腾发量)、轻度干旱胁迫-复水(I_L-F:80%ET₀+100%ET₀)、中度干旱胁迫-复水(I_M-F:60%ET₀+100%ET₀)和重度干旱胁迫-复水(I_S-F:40%ET₀+100%ET₀),3个施氮水平分别为高氮(N_H:每次750 kg N·hm^-2)、中氮(N_M:每次500 kg N·hm^-2)和低氮(N_L:每次250 kg N·hm^-2),分4次等量施用.结果表明: 小粒咖啡株高、茎粗、产量、水氮生产力受灌水和施氮影响显著,株高和茎粗与日序数呈S型曲线关系,干旱胁迫时小粒咖啡叶片光合作用显著下降,复水后大部分光合作用指标能不同程度恢复.与I_F-F相比,I_L-F干豆产量增加6.9%,而I_M-F和I_S-F干豆产量分别减少15.2%和38.5%;I_L-F和I_M-F水分利用效率分别增加18.8%和6.0%,而I_S-F水分利用效率减少12.1%;I_L-F氮肥偏生产力增加6.1%,而I_M-F和I_S-F氮肥偏生产力分别减少14.0%和36.0%.与N_H相比,N_M干豆产量和水分利用效率分别增加20.9%和19.3%,而N_L分别减少42.4%和41.9%;N_M和N_L氮肥偏生产力分别增加81.4%和72.9%.与I_F-FN_H相比,I_L-FN_M干豆产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别增加37.6%、52.9%和106.4%.回归分析表明,灌水量为318 mm、施氮量为583 kg·hm^-2时,干豆产量(2362 kg·hm^-2)最大;灌水量为295 mm、施氮量为584 kg·hm^-2时,水分利用效率(0.78 kg·m^-3)最大,即产量和水分利用效率同时达到最大值时最接近I_L-FN_M水氮组合.因此,I_L-FN_M为小粒咖啡最佳的水氮组合模式.     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+开花水(W2)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W3)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明:随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W0处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W2处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

小麦开花期灌水对土壤养分及根系分布的影响

本研究通过分析开花期灌水对小麦产量、植株养分分配和土壤养分分布的影响及其与根系特性的关系,为小麦充分利用水肥资源提供理论支撑。以抗旱高产品种‘洛麦28'和高光效品种‘百农207'为材料,采用2 m深土柱栽培方法,设置开花期灌水(T₁)和开花期不灌水(T₂)两个水分处理,测定了不同组织器官、不同土层土壤氮、磷、钾含量及根系分布特性等指标。结果表明: 小麦收获期土壤中铵态氮、速效磷和速效钾主要分布在0～80 cm土层中,硝态氮主要分布在80 cm以下土层中,开花期灌水促进小麦吸收0～60 cm土层的铵态氮、速效磷、速效钾和80 cm以下土层的硝态氮,减少了硝态氮向深层土壤的淋溶;小麦根系主要集中在0～60 cm土层中,随土壤深度的增加而减少。成熟期干物质积累量、全氮和全磷主要分配在小麦籽粒中,而全钾主要分配在茎秆中;开花期灌水显著增加了小麦百粒重,提高了小麦产量;根系形态指标与土壤硝态氮在0～40 cm土层中呈显著负相关,与土壤铵态氮在80～100 cm土层中呈极显著正相关,与土壤速效磷在0～100 cm土层中呈显著正相关。开花期灌水促进了根系在小麦生育末期对土壤养分的充分吸收,延长了养分从营养器官向生殖器官的转运功能期,使营养器官中的养分充分地转运到籽粒中去,增加小麦粒重,进而提高产量。     

根施甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗类囊体膜组分和功能的影响

干旱胁迫造成两小麦品系类囊体膜上的单半乳糖脂甘油二酯(MGDG)、双半乳糖脂甘油二酯(DGDG)、磷脂酰胆碱(PG)以及叶绿素含量显著下降,甜菜碱预处理能缓解这些组分的下降.干旱胁迫下,抗旱型小麦品系HF9 70 3的硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)、反式十六碳-烯酸[16:1(3t)]含量显著上升,MGDG中亚麻酸(18:3)相对含量显著下降;而干旱敏感型品系SN215953则表现为SQDG、16:1(3t)含量显著下降,MGDG中脂肪酸变化不明显,这可能是两个小麦品系抗旱性差异的重要原因之一;甜菜碱处理能显著减小干旱处理与对照之间的差异,且对SN215953的作用较HF9703大.另外,干旱胁迫引起类囊体膜上Ca2 -ATPase活性、Hill反应活性及叶片净光合速率下降,外源甜菜碱能缓解其下降趋势.     

水氮互作对固定道垄作栽培春小麦根系生长及产量的影响

为探讨固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合,以低水1200 (W₁)、中水2400 (W₂)、高水3600 m³·hm^-2 (W₃)为主处理,0 (N₀)、低氮90(N₁)、中氮180 (N₂)、高氮270 kg·hm^-2 (N₃)为副处理,采用裂区设计,对固定道垄作栽培方式下水氮互作对春小麦根系生长及产量的影响进行了研究.结果表明:水氮互作能显著影响春小麦根干质量密度(RWD),RWD随着小麦生育期的进程表现为先增大后减小的趋势,在灌浆期达最大;RWD对施氮量的响应取决于灌溉量,在W₁下,RWD在N₁处理下最大,在W₂下,RWD随着施氮量的增加在N₂处理下最大,在W₃下,RWD随着施氮量的增加在N₃ 处理下最大;不同灌溉处理下RWD表现为W₂>W₃>W₁;施氮与灌水显著影响RWD,表现为灌水>氮肥>水氮互作,在W₂N₂处理下最大.根冠比随着灌水量与施氮量的增加逐渐减小,在W₁N₀处理下根冠比最大;85%以上的小麦根系分布于0～40 cm土层,产量与0～40 cm土层RWD呈显著抛物线回归关系,与40～60 cm土层RWD呈显著线性正回归关系.W₂灌溉条件可以促进小麦根系向中下层(40～60 cm)分布;灌水施氮能显著影响春小麦籽粒产量与生物产量,生物产量随着施氮量和灌水量的增加而增加,籽粒产量在W₂N₂最大;灌水生产力随灌水量的增加逐渐降低,氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小.因此,在固定道垄作栽培方式下,施肥量与灌水量控制在N₂ (180 kg·hm^-2)与W₂(2400 m³·hm^-2)条件下有利于促进根系生长,进而提高春小麦籽粒产量及水氮利用效率,是河西灌区固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合.     

灌溉和种植方式对冬小麦耗水特性及干物质生产的影响

于2008—2010年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+开花水(W2)、拔节水+开花水+灌浆水(W3)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦耗水特性及干物质积累与分配规律的影响.结果表明:随灌水量的增加,3种植方式下农田总耗水量均增加,灌水量占总耗水量的比例也增加,而土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著降低;与W0处理相比,各灌水处理提高了开花后干物质的积累量、小麦籽粒产量,而水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式土壤贮水量消耗比例、籽粒产量和WUE均较高.综合考虑小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

不同灌水处理对强筋小麦谷蛋白大聚合体粒度分布和品质的影响

在田间条件下,以两个优质强筋小麦品种(藁城8901和济麦20)为供试材料,研究了不同灌水处理(全生育期不灌水、拔节期灌1次水、越冬期和拔节期灌2次水、越冬期、拔节期和灌浆期灌3次水,每次灌水量675 m³·hm^-2)对强筋小麦谷蛋白大聚合体含量与粒度分布、品质和产量的影响.结果表明: 两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间、面包体积、籽粒产量、谷蛋白大聚合体含量以及体积加权平均粒径、表面积加权平均粒径、粒径>100 μm的体积百分比和表面积百分比均以灌2水处理最高.相关分析显示,两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间和面包体积与粒径<10 μm和10～100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比呈显著负相关,而与粒径>100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比、体积加权平均粒径和表面积加权平均粒径呈显著正相关.水分供应过多或过少均不利于籽粒产量和品质的同步改善,灌溉水平可通过改变谷蛋白大聚合体粒度分布影响小麦籽粒品质.     

亏缺灌溉对板蓝根叶片光合生理特性及产量的影响

以北板蓝根(Isatis tinctoria)为研究对象, 于2018年在河西走廊中部干旱绿洲开展水分控制试验, 设轻、中、重度亏水及充分供水4个控水水平, 通过大田试验探究膜下滴灌条件下亏缺灌溉对板蓝根叶片生理指标、灌水量及产量的影响, 为河西地区板蓝根灌溉策略的制定提供理论依据。结果表明, 板蓝根叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)因营养和肉质根生长期受到亏缺灌溉影响而显著下降, 降幅随亏水程度的加剧而增大, 轻度亏水处理对叶片光合能力的影响不显著, 且在复水之后存在一定的补偿响应; 轻度亏水处理的产量与对照(8 348.91 kg·hm^-2)相比无显著差异, 而其它处理的产量均有不同程度的下降; 灌水量与产量的拟合关系呈二次抛物线, 即产量不随灌水量的增加而升高。因此, 综合分析表明膜下滴灌调亏降低了板蓝根叶片的光合能力, 而营养生长期轻度亏缺灌溉可以节水并提高产量和灌溉效率。     

Effects of Deficit Irrigation on the Photosynthetic and Physiological Characteristics of Leaves and Yield of Isatis tinctoria

以北板蓝根(Isatis tinctoria)为研究对象, 于2018年在河西走廊中部干旱绿洲开展水分控制试验, 设轻、中、重度亏水及充分供水4个控水水平, 通过大田试验探究膜下滴灌条件下亏缺灌溉对板蓝根叶片生理指标、灌水量及产量的影响, 为河西地区板蓝根灌溉策略的制定提供理论依据。结果表明, 板蓝根叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)因营养和肉质根生长期受到亏缺灌溉影响而显著下降, 降幅随亏水程度的加剧而增大, 轻度亏水处理对叶片光合能力的影响不显著, 且在复水之后存在一定的补偿响应; 轻度亏水处理的产量与对照(8 348.91 kg·hm^-2)相比无显著差异, 而其它处理的产量均有不同程度的下降; 灌水量与产量的拟合关系呈二次抛物线, 即产量不随灌水量的增加而升高。因此, 综合分析表明膜下滴灌调亏降低了板蓝根叶片的光合能力, 而营养生长期轻度亏缺灌溉可以节水并提高产量和灌溉效率。     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W₀)、灌拔节水(W₁)、灌拔节水+开花水(W₂)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W₃)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明: 随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W₀处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W₂处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

小麦籽粒发育初期土壤水分亏缺对植株各部位光合作用的影响

小麦开花后5～16天内给予不同程度的土壤干旱处理。无论轻、中或重度干旱均不同程度地释低了植株的净光合率,但不同器官或部位对干旱的反应不同,上部器官的光合受影响较小,故随着干旱的加重在全株光合中所占比例逐渐增加。恢复灌水后,曾受轻度及中度干旱的植株,中、上部器官的光合有补偿性增强,因而可能减轻产量的损失。     

苗期灌水量对花生生理特性和产量的影响

在人工控水条件下,研究了苗期不同灌水量对两个抗旱性不同的花生品种“农大818”和“鲁花11”生理特性及产量的影响.结果表明：随着灌水量的减少,花生叶片光合速率逐渐下降,叶片丙二醛(MDA)含量增加;灌水60～80 mm（适当干旱）可增加叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,提高叶片可溶性蛋白质(P_r)含量;干旱解除后,叶片中SOD、POD、CAT活性和P_r、MDA含量显著降低,而光合速率显著升高.随着灌水量的减少,花生荚果和籽仁产量降低,但农大818的降低幅度不如鲁花11明显,表明农大818比鲁花11更耐旱;在节水条件下,鲁花11苗期适宜灌水量不能低于80 mm,农大818不能低于60 mm.