拔节期冬小麦光合特性、干物质积累和产量对干旱胁迫的响应.pdf
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1、新疆农业科学():./.拔节期冬小麦光合特性、干物质积累和产量对干旱胁迫的响应王晓雨王小平史文宇刘美艳马 健郭云鹏宋瑞欣王清涛(河北工程大学园林与生态工程学院河北邯郸.中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化和减灾重点实验室兰州.河北师范大学计算机与网络空间安全学院石家庄)摘 要:【目的】研究冬小麦光合特性、干物质积累和产量对干旱胁迫的响应为冬小麦春季灌溉制度提供基础理论依据【方法】采用盆栽试验以冬小麦品种邯麦 号为材料在拔节期设置充分灌水()、轻度干旱()、中度干旱()和重度干旱()个处理【结果】拔节期冬小麦叶片水分利用效率在 处理下最高净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓
2、度和叶绿素含量随着干旱胁迫的加剧均有所降低 光系统()最大光化学效率(/)、的潜在活性(/)和经过 的电子传递速率(/)均表现为 与 相比和 处理地下部分干物质积累量分别提高 和 处理降低 、和 处理地下部分干物质占比分别提高 、和 灌溉水利用效率在 处理下最高且籽粒产量略有增加和 处理籽粒产量则分别降低 和 ()叶片水分利用效率与地上部干物质积累量呈极显著正相关关系()与总干物质积累量、籽粒产量和灌溉水利用效率呈显著正相关关系()与胞间二氧化碳浓度呈极显著负相关关系()【结论】轻度干旱处理下拔节期冬小麦通过调节光合作用和增加地下部分干物质积累量及其占比以适应干旱环境并提高籽粒产量和灌溉水利用
3、效率但随着干旱加剧冬小麦光合速率明显降低影响干物质积累导致冬小麦产量降低关键词:干旱胁迫冬小麦拔节期光合特性干物质产量中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:中国气象局干旱气象科学研究基金项目()河北省自然科学基金项目()河北省专业学位教学案例库建设项目()国家自然科学基金项目()河北工程大学博士创新项目()作者简介:王晓雨()女安徽马鞍山人硕士研究生研究方向为农田节水灌溉().通信作者:王清涛()男山东聊城人讲师博士研究方向为植物生态学().引 言【研究意义】华北地区是我国冬小麦()的主产区该地区冬小麦产量和种植面积约占我国小麦总产量和种植面积的一半在我国粮食生产中具有
4、重要作用 受季风气候的影响华北地区春季降水稀少农田土壤干旱时常发生春旱已成为制约该地区冬小麦产量的关键因素 水分作为参与作物物质合成、转运与代谢的组分之一是影响其生长发育的重要因素 研究干旱胁迫对华北地区冬小麦光合生理特性和产量的影响具有重要意义【前人研究进展】当土壤发生干旱时会削弱作物的光合能力不利于碳同化物的积累 从而影响作物的产量 在冬小麦苗期适当增加干旱胁迫程度对该时期冬小麦的气体交换过程影响不明显且在复水后籽粒产量并未显著减少 若在孕穗期对冬小麦进行控水则会不同程度的抑制地下部分干物质量的积累且冬小麦会因为受到土壤干旱环境的影响而提前进行灌浆并且导致灌浆期缩短对穗粒数、籽粒重等产量构
5、成因素造成负面影响 汤秋香等研究指出在相同的灌水时间与灌水次数前提下适当减少总灌溉量对冬小麦孕穗期、扬花期和灌浆期的总干物质积累量有新新疆疆农农业业科科学学第 卷促进作用但会降低成熟期的总干物质积累量此外当总灌溉量为常规灌溉量的 时可起到明显增加籽粒产量的效果【本研究切入点】拔节期是冬小麦在生长过程对水分需求量较大的时期该时期冬小麦的生长状况将直接影响后期的灌浆和产量 目前关于冬小麦光合特性、干物质积累量和最终产量对干旱胁迫响应的研究多集中于冬小麦的扬花期和灌浆期而拔节期则鲜有报道 亟需研究不同干旱胁迫程度对拔节期冬小麦的光合特性、干物质积累及产量的影响【拟解决的关键问题】以邯麦 号为材料控制
6、灌水量在冬小麦拔节期设置不同干旱胁迫梯度研究拔节期冬小麦光合特性、干物质积累和分配、水分利用效率以及产量等指标对干旱胁迫的响应分析适宜冬小麦生长的土壤水分条件为华北地区冬小麦春季灌溉制度提供理论依据和技术支撑 材料与方法 材 料试验于河北工程大学农业水土资源综合管理与调控实验室自动遮雨棚中进行该地区属温带大陆性季风气候年均温度 年均降水量为 年均日照为 采用盆栽种植供试材料为该地区常见的邯麦 号 盆栽容器为聚丙烯()材质的塑料花盆(底部内径 顶部内径 盆高 )在盆底钻孔能够沥出多余水分 按照 的比例拌匀 耕层的黄壤土与营养土用于冬小麦种植培养土壤肥力及基本情况 试验地土壤有机质 /、全氮 /、
7、全磷 /、有效磷/、速效钾 /、阳离子代换量 /、土壤容重 /、田间持水量 方 法 试验设计冬小麦拔节期共设置 个处理包括 个干旱胁迫处理和 个充分灌水对照处理:对照组()土壤相对湿度控制在 轻度干旱()、中度干旱()和重度干旱()土壤相对湿度依次为 和 每个处理 次重复于 年 月 日选取籽粒饱满的冬小麦种子均匀播种至装有人工调配好的混合营养土的花盆内每盆 粒共计 盆 于 年 月 日冬小麦长至三叶期定苗每盆保留幼苗 株 控水时间为 年 月 日冬小麦进入拔节期开始至 月 日拔节期结束通过称重法控制土壤水分并及时补水至水分处理条件 拔节期结束时每个处理随机取样 盆测定光合参数、叶绿素含量和干物质积
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