灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响

为了探讨中国北方冬小麦高效节水灌溉模式,采用了3种灌溉处理:在拔节期一次灌溉120mm,在拔节期和抽穗期各灌溉60mm及在拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm,研究了在总灌溉量为120mm的情况下,灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响。结果表明,在冬小麦的拔节期和抽穗期各灌溉60mm,显著提高乳熟期和蜡熟期旗叶的净光合速率和蒸腾速率;在拔节期和抽穗期各灌溉60mm,显著提高了乳熟期和蜡熟期旗叶的水分利用效率。结果表明,以拔节期和抽穗期各灌溉60mm处理的籽粒产量最高,增产的原因在于穗数的显著增加。综合考虑冬小麦的产量和水分利用效率,在总灌溉量为120mm的情况下,以拔节期和抽穗期各灌溉60mm为宜。

控制灌溉水稻叶片水分利用效率影响因素分析

为了揭示节水灌溉水稻叶片水分利用效率的影响因素及水分高效利用机制,设置控制灌溉(控灌)和淹水灌溉(淹灌)2种灌溉方式开展田间试验,研究节水灌溉水稻叶片水分利用效率与气孔调节以及相关环境因素的关系,建立叶片水分利用效率的回归方程,并对影响因素进行通径分析。结果表明,水稻叶片蒸腾速率(Tr)、光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(LWUE)与气孔导度(Gs)呈良好的二次曲线关系,控灌水稻通过较低的气孔开度便可获得较优的叶片水分利用效率。叶片水分利用效率(LWUE)与空气温度(Ta)、叶片温度(Tl)、叶气温差(ΔT)、空气CO2浓度(Ca)和光合有效辐射量(Par)等环境因素呈二次曲线关系,与胞间CO2浓度(Ci)呈负相关关系,与土壤含水率(θ)呈正相关关系,与相对湿度(Rh)呈指数关系。由Ta、Tl、ΔT组成的"温度因子"对水稻叶片水分利用效率的贡献率达39.19%,而由Ca和Ci组成的"CO2浓度因子"的贡献率为22.94%,由Rh和θ组成的"水分因子"的贡献率为17.81%,由Par组成的"光照因子"贡献率为9.01%。在此基础上,建立了叶片水分利用效率回归方程,并对各影响因素进行通径分析,对于控制灌溉稻田来说,影响叶片水分利用效率的主要因素不是光合有效辐射量、气孔导度和土壤含水率等,而是胞间CO2浓度、叶片温度和相对湿度等因素。

玉米自交系叶片水分利用效率差异性及其生理变化

为选育抗旱性强、耗水少、水分利用效率高的品种。以22个玉米自交系为材料,采取正常灌溉和适度水分胁迫处理,对自交系叶片水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、相对叶绿素值(SPAD)和荧光动力学参数进行研究。结果表明,不同自交系WUE差异显著,而且对水分的敏感程度也存在显著差异;适度水分胁迫使Gs、Pn、Tr都有所下降,但各材料的下降幅度不同,其中Tr的下降幅度要大于Pn下降的幅度,使得WUE比正常灌水处理下有所升高;自交系WUE与Pn、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)及PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)达到显著相关。

推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度与叶片水分利用效率的影响

为了探讨冬小麦高效节水灌溉模式,于2012—2013年在山东农业大学试验站采用两种种植模式(宽幅精播种植和常规种植),每种种植模式设3种灌溉处理(全生育期不灌溉、拔节期灌溉60 mm和拔节后10 d灌溉60 mm),研究了推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度、光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率(WUEL)和籽粒产量等的影响。结果表明,推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田生育后期的冠层温度、旗叶光合速率和蒸腾速率,且在冬小麦生长后期推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的WUEL,有利于实现宽幅精播麦田的节水高产;产量构成因素中,推迟拔节水灌溉对两种种植模式的千粒重均没有显著影响,但推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的穗粒数和籽粒产量。统筹考虑冬小麦的WUEL和籽粒产量,推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田实现节水高产具有一定的现实意义。

环境因子对水稻叶片水分利用效率的影响

在水稻不同生育期测定了不同环境因子控制下的水稻叶片光合速率、蒸腾速率,并计算出其叶片水分利用效率,分析了CO2浓度、高温、光强、土壤水分等环境因子变化对水稻叶片水分利用效率的影响,结果表明:水稻LWUE随CO2浓度增加呈极显著的二次曲线变化,CO2浓度增加有利于水稻LWUE的提高。当光强高于1 000μmol/(m2·s)时,随着光强的增强,两优培九的LWUE降低幅度比南粳44大。2个水稻品种LWUE各时期日变化规律较为相似,曲线总体呈"L"形。适当的土壤水分亏缺有利于提高水稻LWUE。

不同覆膜方式对玉米叶片光合、蒸腾及水分利用效率的影响

为进一步明确干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理,2009年采用田间试验,研究了5种覆膜方式对玉米光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片水分利用效率(LWUE)及籽粒产量的影响。结果表明,不同覆膜方式下玉米Pn和Tr均呈"单峰"曲线的变化趋势,峰值出现在大喇叭口期。其中,全膜双垄沟播(QS)处理的Pn、Gs、LWUE和籽粒产量均高于全膜垄作沟播(QL)、半膜双垄沟播(BS)、半膜平铺穴播(BP)、露地穴播(CK)。Gs与Pn、Tr极显著相关,Pn与Tr显著相关。籽粒产量与Pn、Gs、苗期至大喇叭口期的LWUE、大喇叭口期至乳熟期的Tr呈极显著正相关。与QL、BS、BP和CK相比,QS处理的籽粒产量分别增加24.17%,27.15%,44.52%和69.14%(P<0.05),是目前我国陇东地区玉米的最佳覆膜方式。

ALA对冬小麦叶片气体交换和水分利用效率的影响

以冬小麦＂百农矮抗58＂为材料,研究了在始穗期喷施不同浓度（10、30、50 mg/L）的5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,ALA）对冬小麦叶片气体交换和水分利用效率的影响。结果表明,105~0 mg/L ALA处理的叶片气孔导度高于不喷施的对照,但在开花期和乳熟期对气孔导度的促进作用大于腊熟期 叶片净光合速率也明显高于对照。在开花期和乳熟期,ALA提高叶片的净光合速率主要是由于减少了光合的气孔限制 而在腊熟期则主要是由于减少了光合的非气孔限制。在开花期和乳熟期,105~0 mg/L ALA处理的叶片水分利用效率与对照没有显著性差异,但在腊熟期,叶片水分利用效率较对照有显著性提高。与对照相比,105~0 mg/L ALA处理冬小麦的穗粒数、千粒重和产量显著增加,其中以30 mg/L ALA处理增产效果最大。

不同保护性耕作方式对冬小麦叶片水平水分利用效率的影响

比较河西灌区传统耕作方式和4种保护性耕作方式对冬小麦抽穗期旗叶叶片水平水分利用效率以及与之相关生理生态因子的影响，探索高产节水、保护耕地的冬小麦栽培措施。结果表明：秸秆翻压（TIS）、免耕（NT）和免耕覆盖（NTS）的耕作方式使冬小麦的叶片水分利用效率（WUEI）日变幅缩小，而免耕立茬耕作方式（NTSS）使冬小麦WUE1日变幅加大；NT、NTS和TIS的日光合量均明显高于传统耕作，但由于它们的日蒸腾量也明显高于传统耕作（T），使得这三种耕作方式的日累积水分利用效率和日平均水分利用效率都低于T。NTSS和T耕作方式的叶片水平水分利用效率在11：00～13：00的高峰区有可能就是Pn和Ti达到优化组合的一种状态。免耕覆盖可以减少棵间蒸发，缓慢释放CO2，使植株间的CO2浓度升高，从而提高作物的水分利用效率；RHin是冬小麦水分利用效率（WUE）变化的一个重要值，在生产实践中采用各种提高RHin的生产措施，都能有效地提高作物叶片水平WUE。

土壤水分胁迫对杜仲叶片光合及水分利用特征的影响

通过实验研究了华北石质山区4种不同土壤水分条件下3a生杜仲苗木叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)等参数的光响应过程。结果表明:(1)杜仲叶片在土壤水分轻度(W1)、中度(W2)和重度(W3)胁迫条件下的光饱和点分别比对照(CK)下降12.5%、44.8%、68.5%,晴天日光合速率最大值分别比对照(CK)下降21.5%、47%、69.7%;(2)叶片蒸腾速率(Tr)呈现随光合有效辐射(PAR)增加而上升的趋势。对比CK,Tr在W1、W2和W3条件下分别下降了17%、52%和93%;(3)Gs随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,Gs在W1、W2和W3条件下分别下降了22.6%、67.9%、88.7%。从无水分胁迫一直到中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1000μmol.m-2.s-1时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,尔后转变为非气孔限制;(4)叶片水分利用效率(WUE)对光强的适应范围比较广,W3条件下,WUE值最高。CK、W1、W2条件下,WUE相差不大,对比W3,分别下降68.6%、69.5%、67.3%。

碳同位素表征干旱条件下大豆水氮利用效率

为研究不同生育期水分胁迫条件下大豆叶片水分及氮素高效利用机理,利用盆栽试验研究不同生育期水分胁迫对大豆叶片瞬时水分利用效率(WUE_i)、内在水分利用效率(WUE_n)、氮素利用效率(NUE)和碳同位素分辨率(Δ^(13)C)的影响,探讨Δ^(13)C表征大豆水氮利用效率的可行性。结果表明:水分胁迫在一定程度上影响大豆水分利用效率,并且在开花期轻度水分胁迫条件下,水分利用效率提升效果最为显著;水分胁迫处理下各生育时期的大豆叶片C/N均表现为:重度胁迫>中度胁迫>轻度胁迫;在各生育期内,大豆叶片Δ^(13)C与WUE_i、WUE_n和NUE均呈负相关,开花期水分胁迫条件下叶片Δ^(13)C与WUE_i、WUE_n及NUE的相关性较苗期相同程度水分胁迫处理更为显著,并且各处理叶片Δ^(13)C对WUE_n的指示性均优于WUE_i。水分胁迫处理能够显著提升水氮利用效率,并且Δ^(13)C与WUE_i、WUE_n及NUE之间具有显著的相关关系,该研究有利于揭示不同生育期水分管理模式大豆叶片碳氮代谢规律,为通过控水方式提高大豆水分利用效率提供理论依据。

两种水分条件下夏玉米叶片气孔行为对光质的瞬时响应

在灌水和不灌水(整个生长期不灌溉)两种水分条件下,利用LI-6400便携式光合测定仪,测定3个主要生育期(拔节期、抽雄期和灌浆期选择典型日)夏玉米(郑单958)第一个功能叶片的气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)指标,据此计算叶片的瞬时水分利用效率(WUE),测定时设定了5种比例的红蓝光组合(即B/(R+B)分别为0、25%、50%、75%和100%),以对比分析不同红蓝光比对玉米叶片气孔行为的瞬时影响。结果表明:与不灌水相比,灌水处理的叶片平均Gs、Pn和Tr在抽雄期明显较高,但在拔节期和灌浆期差异不显著。不论何种水分处理,光合有效辐射为500μmol·m-2·s-1时,叶片Gs、Pn和Tr均表现为单色红光照射时最大,随着蓝光所占比例的增加,各指标均有不同程度的降低。从节水角度来看,高红光比例的光质有利于提高玉米叶片WUE。

水分调控对宁夏枸杞光合特性及产量的影响

为了探索适宜宁夏中部干旱带滴灌枸杞的灌溉定额,在同心县下马关镇示范基地进行了大田试验,研究了不同灌溉定额对滴灌枸杞光合特性、水分利用效率及产量的影响。结果表明:灌溉定额2 160 m3/hm^2时,滴灌枸杞净光合速率、蒸腾速率最高,灌溉定额1 890 m3/hm^2时次之而叶片胞间CO2浓度以灌溉定额2 160 m3/hm^2最低,为230.55μmol/mol,表明随着灌水量的增加,枸杞净光合速率与蒸腾速率增加,而胞间CO2浓度随之减少;各处理的叶片水分利用效率LWUE峰值在12∶00左右出现,W4处理的LWUE最高,W2处理的最低;灌溉定额1 620 m3/hm^2时产量最高,为9 923.4 kg/hm^2,灌溉定额1 350 m3/hm^2时产量最低,为7 792.2 kg/hm^2,灌水量在一定范围内可增产,但超出1 620 m3/hm^2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。

微咸水灌溉对冬小麦光合特征及产量的影响

【目的】寻求合理的微咸水利用方式以及揭示微咸水灌溉下作物生理生长响应机理。【方法】在黄河三角洲地区的典型引黄灌区开展了冬小麦微咸水灌溉试验,研究了微咸水灌溉对冬小麦光合特性、干物质及产量的影响。【结果】与淡水灌溉相比,采用矿化度3 g/L微咸水灌溉时,拔节期、灌浆期灌2水和拔节期灌1水均会导致气孔导度和蒸腾速率的下降,但是对净光合速率的影响却不显著,微咸水灌溉在降低蒸腾速率的同时维持着较高的净光合速率,叶片水分利用效率提高了2.8%~43.2%;微咸水灌溉抑制了冬小麦的株高和干物质积累,淡水-微咸水组合灌溉虽然导致产量降低3%~13%,但节约淡水资源50%~67%;相同灌溉水质下,与灌浆期不灌水相比,灌水有利于籽粒的灌浆,提高了千粒质量,实现冬小麦增产11.2%~11.4%。【结论】因此,淡水-微咸水-微咸水的灌溉模式用于该地区冬小麦田间灌溉是可行的。

小粒咖啡光合特性和抗氧化物酶对有限灌溉和氮素的响应

为了探明云南小粒咖啡水氮高效管理模式,通过温室种植槽小区进行了为期1.5 a的试验,研究4个灌水水平（W1:充分灌水,W2:高水,W3:中水,W4:低水）和3个施氮水平（N1:高氮,N2:中氮,N3:低氮）对小粒咖啡生长和生理特性的影响.结果表明:土壤贮水量的降幅在灌水周期内先增后减,灌水后第3天降幅最大.灌水对小粒咖啡叶片光合及水分利用效率的影响大于氮肥,水平N1条件下,与水平W4相比,其他3种灌水水平在时刻10:00,12:00,14:00,16:00的净光合速率分别提高了19.60%57.35%,18.06%94.72%,4.40%107.62%,2.59%79.94%.叶片净光合速率和蒸腾速率均随着氮肥的增加呈现先增后减的趋势,叶片水分利用效率随着灌水增加而增大.叶片抗氧化物酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶）活性随着水分减少呈现先增后减的趋势,峰值均出现在水平W3中;与水平W4相比,W3水平下的3种抗氧化物酶分别增加5.01%,97.70%和167.61%,说明水分相对缺乏时,酶活性最强.增加灌水和氮肥都能够提高小粒咖啡株高、茎粗、分枝数、冠幅、叶片数和新枝长度等生长指标.处理N2W2下的叶片水分利用效率最大,同时此处理的小粒咖啡生长指标及初次产量也相对较大,因此N2W2为水氮高效利用的组合.

旱地周年覆膜条件下冬小麦的光合特性

在周年覆膜条件下,以陇鉴339为材料,研究了周年地膜覆盖后冬小麦的光合速率(P n)变化,以了解周年覆膜对冬小麦光合作用的影响。结果表明,周年覆膜秋播冬小麦较露地冬小麦光合速率、叶片水分利用效率显著提高。冬小麦旗叶P n日变化呈现“单峰型”,覆膜的高峰值较露地增加3.917μm olCO2.m-2.-s 1,提高17.74%,且持续时间延长,整个P n日变化中覆膜较露地平均提高11.62%。各生育阶段覆膜冬小麦的P n始终维持在较高水平上。增施氮肥、提高氮磷比有利于提高冬小麦P n。

不同沟灌方式对玉米光合速率和蒸腾速率的影响

交替隔沟灌溉和固定隔沟灌溉玉米的蒸腾速率较常规灌溉明显下降,光合速率有降低但降幅不大。交替隔沟灌溉玉米的叶片水分利用效率最高。随着土壤含水率的增大,不同处理玉米的光合速率和蒸腾速率都趋于增大。交替方式和固定方式玉米的光合速率增幅比常规灌溉大,叶片水分利用效率大于常规灌溉。

农田排水与淡水交替灌溉对枣树生理特性及品质的影响

南疆地区农田灌溉洗盐和种稻改良致使排水过多,排水下泄对塔里木河以及地下水环境造成危害。故尝试利用农田排水在缺水时期作为补充水源对枣树进行灌溉,一方面可以提供作物所需水分,另一方面减少排水下泄。【目的】分析农田排水—淡水交替灌溉下枣树的生理特性和品质。【方法】采用农田排水(Farmland Drainage,FD)与淡水(Fresh Water,FW)交替灌溉(Alternative Irrigation,AI)的试验方法,设计了AI1(FD-FD-FW-FD)、AI2(FD-FDFW-FW)和AI3(FD-FW-FW-FD)3种交替灌溉次序,测定了不同时期农田排水与淡水交替灌溉后连续4 d的枣树光合速率、气孔导度,以及果实品质相关指标,并分析了枣树的水分利用效率。【结果】(1)连续2次用FD灌溉会显著降低枣树光合速率和气孔导度,随后交替灌溉1次或2次FW的枣树叶片气孔导度没有显著提升;(2)FD灌溉后连续2次用FW灌溉,枣树光合速率和气孔导度明显提高,再次FD,枣树气孔导度降低不明显;(3)不同交替灌溉处理的叶片水分利用效率的变异系数大小依次是CK<AI3处理<AI2处理<AI1处理;(4)不同处理通过极值标准化法的红枣果实品质综合评价值的大小顺序是AI2处理>CK>AI3处理>AI1处理。【结论】在利用FD进行枣树交替灌溉时,应减少连续的FD灌溉次数,使之间隔灌溉,在间隔期连续多于2次的FW灌溉的枣树生理特性较CK略有降低,但品质综合评价较CK有所提高。

不同土壤有机碳含量对玉米光合生理及生长发育的影响

采用农田生态系统大田取样的方法,通过棋盘式布点法定点确定样点位置,按不同土壤有机碳含量选取5种有代表性的土壤有机碳T1(2.44 g·kg^(-1)),T2(3.70 g·kg^(-1)),T3(4.95 g·kg^(-1)),T4(6.14 g·kg^(-1)),T5(7.51 g·kg^(-1)),探究不同土壤有机碳(SOC)含量对玉米光合生理特性、水分利用效率、干物质积累和生长发育的影响。结果表明:玉米净光合速率与土壤有机碳呈显著正相关关系,在抽丝期从T1到T5,净光合速率由31.22μmol·m^(-2)·s^(-1)增加到54.22μmol·m^(-2)·s^(-1);蒸腾速率在各个生育期表现为先减后增的趋势;气孔导度与土壤有机碳呈正相关关系,在开花期从T1到T5,气孔导度由0.06 mol·m^(-2)·s^(-1)增加到0.28 mol·m^(-2)·s^(-1);胞间CO_(2)浓度与土壤有机碳呈负相关关系,在拔节期从T1到T5,胞间CO_(2)浓度由491.57μmol·mol^(-1)波动减少到112.79μmol·mol^(-1);在拔节期从T1到T5,叶片水分利用效率由1.62μmol·mmol^(-1)波动增加到10.22μmol·mmol^(-1);在大喇叭口期叶绿素随着土壤有机碳含量的增加波动升高,而在开花期、抽丝期和成熟期两者无显著相关关系;在开花期从T1到T5,株高增加20.37%,茎粗增加23.70%,单株叶面积增加13.83%,叶面积指数增加13.70%;从T1到T4,玉米单穗穗重从156.13 g·kg^(-1)增加到236.18 g·kg^(-1),地上部分干重从235.7 g增加到380.22 g。土壤有机碳对玉米的光合特性和生长发育状况的影响是积极的,但不是土壤有机碳含量越高越好,土壤有机碳含量6.14 g·kg^(-1)效果较好。

覆膜方式对旱地糜子光合特性及产量的影响

以晋黍7号为材料,研究了旱地不同覆膜方式对糜子各生育期植株绿叶面积、叶绿素相对含量(SPAD)、光合特性及产量的影响。试验结果表明,与平膜穴播和露地条播相比,分蘖期至成熟期,膜侧穴播处理的糜子平均旗叶SPAD分别提高3.8%、10.2%;单株绿叶面积分别提高17.9%、59.1%;拔节期至成熟期,膜侧穴播处理的糜子平均旗叶净光合速率较平膜穴播和露地条播分别增加3.8%、28.7%,旗叶蒸腾速率分别增加7.5%、23.4%,叶片瞬时水分利用效率(LWUE)下降幅度较平膜穴播和露地条播分别低16%、25%。在不同的覆膜方式中,膜侧穴播处理的糜子产量最高,较平膜穴播和露地条播分别增加7.6%、51.2%。因此,膜侧穴播有利于糜子光合和产量的提高。