不同灌溉条件下不同类型冬小麦产量水分利用效率差异原因分析

以旱地品种"西峰20"和"晋麦47"、水旱兼用型品种"石家庄8号"、高水肥地品种"石4185"和"科农9204"5个冬小麦品种为材料,通过田间不同灌溉处理试验研究了不同抗旱类型冬小麦品种收获指数和群体水分利用效率对产量水分利用效率的影响差异。结果表明:不同抗旱类型的小麦在不同灌溉处理下,产量水分利用效率(WUEy)以及变化趋势存在显著差异。旱地冬小麦品种WUEy和收获指数(HI)显著低于水地品种和水旱兼用型品种。不同品种间WUEy最大相差42.01%,HI相差25.91%。HI和群体水分利用效率(WUEbm)与WUEy呈显著正相关关系。株高与HI呈显著负相关关系(R2=0.574)。在不灌溉条件下,品种间WUEy差异源自HI的差异;而在补充灌溉条件下,品种间WUEy的差异源自WUEbm和HI的共同作用。说明不同抗旱类型的小麦对不同灌溉处理的响应方式和适应策略不同。旱地品种在干旱胁迫条件下,主要靠增加WUEbm来提高WUEy;而水地品种和水旱兼用型品种在补充灌溉中凭借较高的WUEbm和HI共同作用提高WUEy。

CO_2浓度升高对不同水分条件下冬小麦生长和水分利用的影响

以CO2浓度升高为主要特征的气候变化对作物生长发育及产量形成的影响日益受到重视。冬小麦是我国主要粮食作物之一, 主要分布在干旱及半干旱地区, 且生长期内多干旱少雨。研究不同水分条件下冬小麦的生长变化及水分利用对CO2浓度升高的响应具有重要的科学和实践意义。本研究在封顶式生长室中对2个土壤水分水平[适宜水分： 70%~80%田间持水量; 干旱胁迫： 50%~60%田间持水量]的盆栽冬小麦进行了CO2熏蒸试验[背景大气浓度： （396.1±29.2） μmol·mol-1; 升高的浓度： （760.1±36.1）μmol·mol-1]。对小麦植株生理指标、生物量、产量、耗水量和水分利用效率（WUE）等的研究结果表明, 与背景大气CO2浓度相比, CO2浓度升高可促进冬小麦生长, 其地上生物量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了28.6%和18.6%; 籽粒产量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了32.6%和22.6%; CO2浓度升高主要通过增加穗粒数提高籽粒产量, 穗粒数在适宜水分条件下提高24.3%, 干旱胁迫条件下提高15.5%, 对千粒重没有显著影响。CO2浓度升高使群体和产量WUE显著提高, 在适宜水分条件下提高幅度较大, 分别提高17.7%和24.8%。CO2浓度升高显著提高了叶片光合速率（Pn）、降低了气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）; 在适宜水分和干旱胁迫下Pn分别提高15.6%与12.9%, Gs分别降低22.7%与18.2%, Tr分别降低8.9%与7.5%。CO2浓度升高提高了叶片水势及叶绿素含量; 在适宜水分条件下叶片水势提高幅度较大, 为7.7%; 叶片叶绿素含量在2种水分条件分别提高7.5%与3.8%。由以上试验结果可得出： CO2浓度升高对冬小麦的生长、产量及水分利用效率均具有促进作用, 而且在土壤水分状况较好时, 这种作用效果更明显; CO2浓度升高主要通过增加穗粒数来促进产量提高。