冬小麦对花前干旱复水的响应规律研究
由于全球气候变化，农业干旱灾害发生的强度、频率、影响范围均呈增加趋势。我国每年因旱灾减产粮食100～150亿kg，并且伴随着农产品品质降低等严重问题，直接威胁到国家粮食安全。因此，探究农作物是如何响应干旱环境的变化，提高作物对干旱胁迫的抵抗能力和对干旱环境的适应能力，是当前亟待解决的关键科学问题。试验选用周麦22为研究对象，研究花前拔节抽穗期不同程度干旱复水对其生长指标、生理指标、产量和水分生产率的影响，探究作物抗旱强度，分析作物复水补偿效应，以期为冬小麦抗旱稳产和确定高效的灌溉制度提供理论和技术支撑。试验主要结果如下： (1)冬小麦根系在拔节期抽穗期遭受干旱，会增大根直径，而降低根毛数量、总根长、根表面积等指标，导致根干重下降。短期干旱复水后根系能产生补偿效应，有所恢复。干旱对根系的影响：拔节期大于抽穗期，但复水后根系补偿恢复能力也高于抽穗期。随着干旱程度及时间增加，根系向下伸展生长，使各根系指标在下层的分配比例升高，但根系总体绝对量会明显减少。 (2)随着胁迫程度以及胁迫时间的增加，株高、叶面积所受的抑制增大，其中拔节期对株高影响更大，抽穗期对叶面积影响更大，株高、叶面积在干旱复水后的补偿效应，皆是抽穗期>拔节期>连续处理，复水后虽有补偿效应，但不能完全抵消干旱的影响。叶面积对干旱的响应比株高更敏感。 (3)干旱导致SPAD值降低，拔节期干旱对SPAD值的影响大于抽穗期，而且在复水后补偿效应更高。叶水势表现与土壤水分呈正相关，随着土壤水分的降低，叶水势呈下降趋势。干旱对叶水势的影响：拔节期>连续干旱>抽穗期。复水后恢复能力：拔节期>抽穗期>连续干旱。蒸腾速率在抽穗期干旱复水后恢复能力更强。 (4)净光合速率、气孔导度和叶片WUE变化趋势保持一致，在同一生育期内随着干旱程度增加和干旱持续时间的增加而显著降低。且干旱对生育期的影响表现为：拔节抽穗期>抽穗期>拔节期。短期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是重旱，长期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是中旱和重旱。拔节期恢复较快，抽穗期恢复程度高，连续干旱基本不能恢复。 (5)干物质积累随着干旱程度的增加而逐渐降低，干旱对干物质积累的影响：拔节期>抽穗期。抽穗期干旱复水后干物质转运量普遍高于拔节期，且中旱处理较高。连续轻旱和连续中旱使植株发生适应性变化，生物量积累甚至高于单阶段处理，连续重旱严重降低了干物质的积累和转运。 (6)单阶段轻旱复水后，产量下降不显著，拔节期重旱对千粒重增加有促进作用，但因显著降低了穗数和穗粒数，造成减产。抽穗期和连续干旱同时减低了穗数和穗粒数和千粒重而减产，但连续干旱因干旱胁迫时间较长，减产更为严重。拔节期对穗数和穗粒数影响更大，抽穗期对千粒重影响更大。最终干旱复水后产量表现为：抽穗期>拔节期>拔节抽穗连续。 在经历轻旱和中旱复水后，冬小麦水分生产率明显提高，耗水量对干旱的响应表现为抽穗期>拔节期>连续干旱，且随干旱程度的加重而降低。单阶段干旱中，干旱程度越大，冬小麦的水分生产率就越低；轻旱复水条件下，拔节期水分生产率最高，中旱复水条件下拔节抽穗连续最高。重旱复水条件下，抽穗期水分生产率最高。 (7)冬小麦在70%土壤相对含水量以下，生长、生理和生产功能受到严重影响。其中拔节期根系、叶面积、SPAD、叶水势、光合特性等指标可明显恢复阈值为40%土壤相对含水量，株高恢复阈值为50%。拔节期在土壤相对含水量60%以上，减产并不显著，在50%以上能明显提高水分利用效率。 抽穗期根系、株高、叶面积、光合特性等指标明显恢复阈值为40%土壤相对含水量，SPAD为50%土壤相对含水量。抽穗期在60%土壤相对含水量以上减产不显著，在40%以上则能提高水分利用效率。连续干旱严重降低产量，且其他指标复水后无法恢复，故应避免连续干旱，若冬小麦花前需控水，最好控制在抽穗期轻旱水平，保证拔节期供水充足。
冬小麦;干旱复水;生长性状;产量性状;水分生产率
华北水利水电大学
硕士
农业水土工程
李彦彬
2020
中文
S512.11
2020-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）