不同灌水条件下冬小麦的产量、水分利用与氮素利用特点

了解不同灌水量(次数)处理条件下华北平原地区冬小麦的产量形成、氮素利用与水分利用的特点.在大田相同的施肥量与施肥方式、播前浇底墒水750m3.hm-2条件下,设置春季不灌水、春季灌2水(拔节+开花)和春季灌4水(起身+孕穗+开花+灌浆)3个水分处理(每次灌水定额750 m3.hm-2),分析了不同灌水量(次数)对植株氮素吸收利用、产量、土壤水分动态及利用效率的影响.冬小麦生育期内总耗水量和开花后耗水量均表现为随灌水次数(量)增加而增大的趋势,但耗土壤水量却随灌水增加而显著减少.春季灌水处理的经济产量均显著高于春季不灌水处理,但春灌2水和春灌4水之间无显著差异.水分利用效率(WUE)在春不灌水和春灌2水间无显著差异.但它们均显著高于春季灌4水处理.植株总吸氮量均随着灌水次数(灌水量)的增加而呈现出上升的趋势,春灌2水和灌4水处理的总吸氮量无显著差异,但它们均显著大于不灌水处理.氮素生理效率和氮素收获指数随灌水量(次数)增加略有下降,不同灌水处理之间并无显著差异.春灌2水处理相对春季不灌水处理显著提高了经济产量和植株总吸氮量,水分利用效率并没有明显下降;与春灌4水处理相比,经济产量和植株总吸氮量没有明显降低.但水分利用效率和水分边际效益显著提高.冬小麦节水栽培(春灌2水)有利于节水、氮素高效利用和高产的实现.     

伤根对谷子水分利用效率的影响

通过盆栽试验，研究了伤根对谷子水分利用效率的影响．结果表明，苗期适度伤根能够提高谷子叶片水分利用效率（WUE），而苗期伤根量较严重或拔节期和孕穗期伤根则会降低谷子叶片WUE．在谷子收获期，除TM（高水分条件下，孕穗期中度伤根）和sl（低水分条件下，拔节期轻度伤根）处理外，其余伤根处理的生物量WUE均高于对照．在高水条件下，伤根处理对谷子籽粒产量WUE影响不显著；而在低水分条件下，前期适度伤根能使谷子籽粒产量WUE显著提高，而后期伤根处理的籽粒产量WUE提高不显著．图3表1参11     

UV-B辐射增强对冬小麦生长发育及产量的影响

研究了大田栽培条件下紫外辐射增强对冬小麦孕穗、抽穗、开花、灌浆、结实以及产量的影响。结果表明，UV-B辐射增强使小麦植株矮化，叶面积减小，穗重、茎重、叶重减小，灌浆速度变慢，灌浆不充实，此外，UV-B辐射增强还使花粉败育率增大。     

不同生育期干旱胁迫/复水对大豆光合特性及产量的影响

在全球气候变化背景下,干旱发生的频率和强度都有所增强,严重影响农业生产.研究大豆(Glycine max)在不同生育期不同强度干旱胁迫/复水条件下的光合特性和产量变化,可明确干旱对大豆生长发育影响并为探索灾变机制提供理论依据.通过水分控制试验,分别在开花期和鼓粒期对大豆实施轻度干旱胁迫(65％田间持水量)和重度干旱胁迫...     

UV-B辐射增强对冬小麦生长发育及产量的影响

研究了大田栽培条件下紫外辐射增强对冬小麦孕穗、抽穗、开花、灌浆、结实以及产量的影响。结果表明,UV B辐射增强使小麦植株矮化,叶面积减小,穗重、茎重、叶重减小,灌浆速度变慢,灌浆不充实,此外,UV B辐射增强还使花粉败育率增大。     

再生水灌溉对冬小麦生长和产量的影响

随着我国污水处理技术的发展,再生水生产能力得到了明显地提高,实现再生水农业安全利用,将开辟农业用水新途径。以冬小麦（Triticum aestivum）为对象,通过盆栽试验,研究了不同程度处理的再生水（二级再生水、三级再生水）对冬小麦生长和产量的影响。结果表明：再生水灌溉能显著提高冬小麦的株高、叶面积、叶绿素含量,但开花前对光合作用的改善不显著。再生水灌溉处理的冬小麦超氧化物歧化酶（SOD）活性整体提高,尤其是越冬阶段,叶片SOD活性较对照处理提高了15%,抽穗后作用减弱,各处理间的过氧化物酶（POD）活性差异不明显。以再生水灌溉的盆栽小麦产量和对照相比没有明显差异,再生水灌溉可以实现正常的产量水平。     

深耘断根对旱地小麦花后根系衰老及产量的影响

在旱地大田条件下研究了深耘断根对旱地高产小麦花后根系衰老及产量的影响。结果表明,４个处理中以冬前深耘断根最好,起身期深耘断根与对照（不断根）次之,冬前和起身期都深耘断根的效果最差。冬前深耘断根可延迟花后根系活力、根系ＳＯＤ与ＣＡＴ活性、根系可溶性蛋白质含量下降及根系ＭＤＡ含量的升高,从而延迟根系衰老。同时,冬前深耕提高了成穗数及成穗率,使产量提高,因而在旱地高产麦田应提倡冬前深耘断根。图５表１参１     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述;指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。     

保水剂对番茄生长及水分利用效率的影响

在砂与木屑复合基质中加入不同用量的保水剂,测定基质物理性状,并进行不同水分处理条件下番茄盆栽试验,以研究保水剂对番茄生长及水分利用效率的影响。结果表明:在每1 L基质分别加入1、2、4、8 g保水剂时,与对照(未加保水剂)相比,基质持水量分别增加16.35%、34.00%、61.29%和135.16%,容重分别降低3.61%、5.37%、9.42%和14.64%;在水分耗竭试验中,番茄萎蔫天数分别延长13.92%、22.79%、31.65%和45.5%,干物质量分别增加7.90%、21.60%、57.08%、179.50%,株高、叶片数、茎粗、鲜质量也都随保水剂用量的增加而明显增加;在基质相对水分质量分数分别为55%、70%、85%及100%4种处理下的番茄水分胁迫试验中,每1 L基质施用2 g保水剂时,与对照(未加保水剂)相比,水分利用效率分别提高29.93%、28.06%、14.36%、7.42%,株高、生物量也随水分胁迫程度加重而明显提高。     

模拟控制性分根交替滴灌对玉米的节水效应

以盆栽玉米为试材，模拟田间控制性分根交替滴灌(Controlled Root-divided alternative Drip Irrigation，简称CRDADI)供水方式对夏玉米净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率及其根冠比的影响。结果表明，控制1／2根区交替滴灌(ADL)比常规滴灌(CK)节水25％而生物量仅下降9％，水分利用效率和根冠比均明显增加，气孔导度和蒸腾速率下降明显而净光合速率变化很小，蒸腾效率明显提高；控制：1／2根区固定滴灌(FDI2)水分利用效率虽然是CK的1．2倍，但生物量仅为CK的60．1％，ADI1的66．0％，严重影响了玉米的正常生长；控制1／2根区交替滴灌(ADI)比控制1／2根区固定滴灌(FDI)的根冠比、根干质量和根条数增加且根系分布均匀，地上部分生物量增加。表明控制性分根交替滴灌(ADI)能在不牺牲作物光合产物积累的前提下提高玉米的水分利用效率。     

冬小麦产量性状的遗传研究

在灌溉和雨养两种生长环境下,对小麦产量性状的配合力和遗传力进行了研究.结果表明,在两种生境下,产量性状的一般配合力均达到显著性差异,特殊配合力只有单株成穗与单株产量在雨养条件下不显著;各性状的遗传均以加性效应为主;其广义遗传力在两种条件下较一致,而狭义遗传力的大小则存在着差异性;不同亲本间及同一亲本不同性状或同一性状的遗传传递力的整齐度在灌溉条件下和雨养条件下相异.说明在不同生境中,产量性状的遗传存在着不同的遗传方式.表4参13     

地表臭氧浓度升高对冬小麦和大豆生长和产量的影响

我国近地层臭氧污染日趋严重,其不断增加的浓度对农作物的生长造成了严重威胁。以冬小麦和大豆为研究对象,基于大田开顶式气室(OTC)试验,分别设置对照(CK)、100 n L·L~(-1)和150 n L·L~(-1)这3个O3浓度处理组,对2种作物生长指标和产量等参数连续观测,结果表明:O3浓度增加对冬小麦和大豆的株高、叶面积和生物量产生影响,并且对大豆的影响更为明显。与此同时,O3浓度增加使得冬小麦的穗重、穗粒数以及大豆的单株荚数、单株粒数、单株粒重都呈现大幅度下降状态,进而导致其产量降低。在100 n L·L~(-1)臭氧处理下,冬小麦产量较CK降低了12.89%,而大豆产量下降了23.76%。在150 n L·L~(-1)的臭氧处理下,冬小麦产量较对照组降低了29.23%,大豆则比对照组下降了41.57%,与CK相比,大豆产量下降更为明显。上述研究表明,臭氧污染对农作物的生长具有显著影响,且大豆对O3的反应比冬小麦敏感。     

我国近地层臭氧污染对水稻和冬小麦产量的影响概述

地表监测数据表明,我国近地层O3污染日趋严重,已对水稻和冬小麦的生长造成严重威胁。为评估O3污染对我国农业生产的风险,综合已有剂量反应实验结果,对我国南北五个地区(北京、定兴、江都、嘉兴、东莞)水稻和冬小麦的O3敏感性进行了比较分析。研究发现:(1)随着实验地区和实验品种的变化,两种作物的O3敏感性存在明显差异,其中,水稻对O3的敏感程度由北到南逐渐增加;(2)两种作物的产量均随O3剂量的增加而降低,且冬小麦的减产程度高于水稻;(3)基于FACE实验得到的作物O3敏感性高于基于OTC实验的研究结果。利用上述研究得到的O3剂量反应方程和O3浓度预测数据,对未来我国水稻和冬小麦的产量损失进行了评估。预计到2020年,我国五个主要作物产地水稻和冬小麦的产量损失范围分别为3.2~28.8%和7.8~36.9%。上述结果表明,O3污染已对我国主要粮食作物的生长造成巨大威胁,且作物品种间存在明显的O3抗性差异,有必要采取有效措施缓解O3浓度的上升,同时,需要利用更科学的实验方法进行O3抗性品种的选育,这对降低O3的农业风险具有重要意义。     

间歇性遮光对棉花蒸腾特性及水分利用效率的影响

以陆地棉（中棉所２３号）为供试材料,应用盆栽试验,设计了３种间歇性遮光水平,即不遮光（ＣＫ）、遮光４０％（处理 Ⅰ）、遮光 ７５％（处理 Ⅱ）,分析了间歇性遮光对棉花不同生育期晴天中午净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶水势和水分利用效率的影响。结果表明,（１）间歇性遮光降低棉花蕾期、花期、铃期的净光合速率和水分利用效率,下降幅度是处理Ⅱ＞处理Ⅰ;（２）降低花期、铃期的蒸腾速率和气孔导度,但使蕾期的蒸腾速率和气孔导度增加;（３）对中午叶水势几乎没有影响。     

施用生物质炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响

利用小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、猪粪炭堆肥和生活废弃物这5种原料的生物质炭与化肥混合制作炭基复混肥,进行水稻生产的田间试验,分析不同生物质炭基肥处理下水稻产量与氮素利用率的变化.结果表明,与常规复混化肥比较,炭基肥处理施氮量减少19.94％,但水稻的经济产量提高6.70％以上,其中小麦秸秆炭基肥处理增产幅度最高,达39.34％.炭基肥处理可显著提高水稻每穗总粒数和单穗重,水稻籽粒与茎叶吸氮量比值提高11.64％(花生壳)～59.91％(生活废弃物),说明施用炭基肥可促进氮素向水稻籽粒的分配.施用炭基肥料可明显提高水稻的氮素偏生产力、氮素收获指数和氮素稻谷生产率,其中氮素偏生产力较常规复混化肥提高33.41％(玉米秸秆)～74.09％(小麦秸秆).生物质炭基复混肥是一种可以替代传统有机无机配合施肥的节氮肥料,小麦秸秆炭基肥在减少肥料投入、提高水稻产量和氮肥利用率方面具有较好的推广潜力.     

小麦秸秆生物质炭对水稻产量及晚稻氮素利用率的影响

选择湖南长沙红黄泥水稻土和江西进贤红壤性水稻土为供试土壤,研究小麦秸秆制生物质炭在20、40t.hm-2施入量水平下与氮肥配施对早、晚稻产量及晚稻氮素利用率的影响。结果表明,生物质炭与氮肥配施情况下,2个试验点不同生物质炭施用量处理间早稻产量均无显著差异,但进贤试验点生物质炭施用量为20和40t.hm-2处理晚稻产量分别比未施生物质炭对照提高5.18%和7.95%,而长沙试验点3个处理间晚稻产量无显著差异。在相同氮素水平下,当生物质炭施用量为40 t.hm-2时,2个试验点土壤有机碳含量与未施生物质炭对照相比最高增幅均在55%以上;施用生物质炭可提高酸性或弱酸性土壤pH值,降低土壤容重;施用生物质炭也可显著提高水稻氮肥利用率,在40 t.hm-2施用水平下,长沙和进贤试验点水稻氮肥吸收利用率分别提高20.33和17.58百分点,进贤试验点氮肥农学效率提高39.81%。在酸性土壤中施用生物质炭可提高氮肥利用率,保持水稻产量稳定或有一定的增产效果。     

猪粪堆肥与化肥配施对水稻产量和氮效率的影响

采用大田试验方法研究猪粪堆肥与化肥配施对水稻产量和氮效率的影响.结果表明:在本试验条件下,猪眄粪堆肥与化肥配施能显著提高水稻籽粒产量,增加水稻每穗实粒数.尤其是1 500 kg·hm-2猪粪堆肥 化肥配施处理,稻谷产量达8 595 kg·hm-2,比未施氮处理和化肥处理分别增产57.8%和13.6%,差异达显著水平.猪粪堆肥与化肥配施处理水稻氮素养分效率均高于化肥处理.猪粪堆肥与化肥配施的氮肥回收率为35.3%～38.6%,而化肥处理仅为27.6%.     

基因型及播种密度对冬小麦分蘖期生长、生物量分配及产量的影响

采用双因素随机区组设计,研究了分别来自干旱与湿润区的4个小麦品种6个播种密度对冬小麦生长、生物量分配及产量的影响.结果表明,在本试验条件下,生长指标、生物量积累各指标及籽粒产量均主要受基因型和播种密度互作(g×d)影响,而成穗数、穗粒数主要受播种密度(d)的影响,基因型(g)则是引起小麦籽粒产量、千粒重及穗长变化的主要因素.白粒三号和川麦39最佳播种密度为315×104 hm-2,籽粒产量达到5 863.8 kg hm-2和5 882.1 kg hm-2;西农2000与陕麦139产量最佳播种密度为195×104 hm-2,籽粒产量分别为6 422.4 kg hm-2和7 062.4 kg hm-2.陕西小麦品种籽粒产量高出四川小麦约12.90%~18.62%.相关分析表明,籽粒产量与成穗数、千粒重呈极显著正相关(r=0.859 7**,r=0.499 3**),而与穗长、地上部干重及根系长度呈极显著负相关,与穗粒数及其它生长、生物量指标无显著相关.研究表明,干旱区小麦在湿润地区种植表现出较大的增产潜力,此外,在生产中应重视基因型和播种密度二者互作所表现出来的优势.表5参31