磁化水对不同土壤水分下黄瓜幼苗生长、光合和养分吸收的影响

采用二因素二水平完全试验设计,研究了砂培条件下磁化处理(分别为0.3T磁场强度处理的磁化蒸馏水和蒸馏水处理)对不同土壤水分条件下(正常水分处理:田间持水量的80%~85%;干旱处理:田间持水量的40%~45%,于黄瓜4~5叶期维持7 d)黄瓜幼苗生长、水分关系、光合作用和养分吸收的影响。结果表明,磁化水浇灌显著降低黄瓜幼苗的生长和水分利用,其中茎粗、地上部生物量、根生物量、总生物量、根体积、根表面积、整株耗水量和整株水分利用效率分别降低6.7%、8.9%、19.1%、9.9%、22.1%、18.5%、6.2%和10.9%;磁化水浇灌导致黄瓜幼苗叶SPAD值降低了3.7%,叶气孔导度和蒸腾速率则分别增加了21.8%和17.5%,叶瞬时水分利用效率降低了17.7%,但对净光合速率影响不大;磁化水浇灌使PSII最大光化学效率和电子传递速率分别降低了5.2%和18.6%,同时增加叶片中K含量。除叶片K含量外,干旱条件下磁化水对黄瓜生长和生理代谢影响不大,表明磁化水的作用依赖于土壤水分条件。

农田生态系统生产力演变及驱动力

依据农田生态系统水、肥、产量关系长期田间定位试验资料,系统分析了旱作农业区农田生态系统生产力及其限制因子的演变过程,探讨了对限制该区生产力提高的水、肥因子的主次及转化问题。结果表明,生产力水平较低时,肥是首要限制因子;随着化肥投入的增加和生产力水平的提高,水分因子逐渐转化成为首要限制因子。化肥和地膜覆盖栽培是该区生产力跃升和稳定的主要驱动力。

基于系统工程原理的作物化感潜力评价及其应用初探

【目的】探索作物化感潜力评价方法,分析作物整体化感潜势,理论评价黄土高原旱作小麦的综合化感潜势。【方法】建立作物化感潜力的系统工程评价模型,提出作物植株整体评价的定量描述方法,对黄土高原半干旱区4种普通小麦品种化感潜力进行理论上的整体评价和总体化感潜力比较。【结果】对黄土高原半干旱区4种普通小麦品种的化感潜力综合评价理论上得出其化感潜力总体处于较低水平,其中化感潜力综合表现为小偃22号>宁冬1号>丰产3号>碧玛1号。【结论】系统工程评价模型的建立对于辅助快速有效地评价作物品种和单植株的化感潜力和培育具有抗草和高产优质及相关优良农艺特征作物新品种具有重要的科学指导意义。

水分胁迫对不同倍性小麦穗部干物质积累和分配及转运的影响

为了进一步挖掘小麦穗部的干物质生产潜力,以野生一粒小麦(Triticum boeoticum,二倍体)、野生二粒小麦(T.dicoccoides,四倍体)、碧蚂1号(T.aestivum Bima 1,六倍体)3种不同染色体倍性小麦为材料,在干旱和灌水两种水分处理下,比较不同倍性小麦品种穗部干物质分配规律、转运特性及对产量的贡献率。结果表明,在两种水分条件下,不同倍体小麦穗部各器官干物质分配规律存在差异,与六倍体和二倍体小麦相比,四倍体小麦的穗轴、颖壳干物质分配率最低,其花前干物质转运量、转运效率及对籽粒的贡献率最高。六倍体的花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率均大于其他两种小麦。水分胁迫由于降低了营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的再分配及花后干物质的积累与转运,从而降低了产量。水分胁迫下,四倍体小麦的产量下降幅度最小,可能与四倍体小麦穗部干物质分配率低、转运效率高有关,其穗部器官干物质能更多地向籽粒转运分配,滞留物最少,使得千粒重增加。因此,水分胁迫下,四倍体小麦表现出更强的耐旱性。

小麦旗叶叶脉特征对水氮供应的响应及其与叶水力生理功能的关系

【目的】环境条件直接影响叶脉特征及其与叶生理功能的关系,研究不同氮、水有效性下小麦叶脉系统的可塑性变化及其与叶生理功能的关系,对于揭示其对不同生境的适应性有重要价值。【方法】采用三因素完全随机试验设计的盆栽试验,设置2个品种:水地品种郑麦101和旱地品种长旱58;2个氮肥处理水平:不施氮和底施N 0.15 g/kg干土;3个水分处理水平:拔节期土壤含水量分别降至田间持水量的70%~75%、50%~55%、30%~35%,并维持3周。主要测定了小麦旗叶叶脉特征[主脉密度(VLAm a j o r)、细脉密度(VLAminor)、叶脉密度(VLA)和细脉所占比例(Prominor)]和叶水力生理功能参数[叶水力导度(Kleaf)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(E)及瞬时水分利用效率(IWUE)]。【结果】长旱58旗叶的VLAmajor、VLAminor、VLA和Prominor高于郑麦101。随着氮肥或水分供应增加,两个品种的VLAmajor均出现降低趋势,郑麦101的VLAminor和VLA变化不大,而长旱58的VLAminor和VLA均降低,两个小麦品种的VLAminor和VLA对氮肥和水分表现出不同的反应。在4个叶脉特征与5个叶生理功能的相关关系中,郑麦101有5组达到显著(P<0.05)或接近显著(0.05<P<0.1),即VLAmajor与Kleaf、gs呈负相关,Prominor与Kleaf、gs及E呈正相关;长旱58有14组达到显著或接近显著,即VLAmajor、VLAminor和VLA均与Kleaf、Pn和gs呈负相关,VLAmajor与IWUE呈负相关,VLAminor和VLA与E呈负相关,Prominor与Pn、E呈负相关。【结论】旱地品种长旱58叶脉特征对水氮供应表现出更高的可塑性,且叶脉特征和叶生理功能的联系更为紧密;水地品种郑麦101叶水力生理功能随细脉所占比例增加而增加,而旱地品种长旱58叶水力生理功能受叶脉密度和细脉所占比例的直接制约,这表明不同级别叶脉长度所占比例的优化是水地品种叶水力功能提升的一个重要原因,而木质部导管直径和木质部以外水力导度对旱地品种叶水力生理功能的影响更大。