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灌溉排水学报 2023年第7期42卷 18-24页

作者：张鑫刘迪川龙怀玉徐孟泽徐爱国张认连中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081

【目的】探究土壤水分时间变异性对作物水分利用效率的影响。【方法】以糜子为研究对象,采用盆栽试验,设置4个处理,分别为稳定性高含水率(SW1)处理、稳定性低含水率(SW2)处理、波动性高含水率(FW1)处理和波动性低含水率(FW2)处理,分析... 详细信息

【目的】探究土壤水分时间变异性对作物水分利用效率的影响。【方法】以糜子为研究对象,采用盆栽试验,设置4个处理,分别为稳定性高含水率(SW1)处理、稳定性低含水率(SW2)处理、波动性高含水率(FW1)处理和波动性低含水率(FW2)处理,分析不同处理对糜子生长发育、光合作用、气孔特征、生物量分配和生理指标的影响。【结果】(1)与波动性土壤水分(FW)处理相比,稳定性土壤水分(SW)处理显著促进了糜子拔节期生长。在控水60d以后,稳定性高土壤含水率(SW1)处理糜子株高、茎粗和叶面积分别较波动性高土壤含水率(FW1)处理提高了33.00%、13.04%和127.36%,稳定性低土壤含水率(SW2)处理糜子株高、茎粗和叶面积分别比波动性低土壤含水率(FW2)处理提高了51.94%、144.70%和13.91%。(2)SW处理更有利于糜子拔节期的光合作用、生物量积累和水分利用效率的提高。控水期间,SW处理糜子叶片净光合速率均显著高于FW处理;SW1处理鲜质量、水分利用效率分别比FW1处理提高了222.45%和200.00%,SW2处理鲜质量、水分利用效率分别比FW2处理提高了352.54%和260.00%。(3)SW处理显著增加了糜子拔节期叶片气孔的长度和宽度,降低了气孔密度。根丙二醛(MDA)、根抗氧化性酶(SOD、POD、CAT)、叶丙二醛(MDA)、叶脯氨酸(Pro)、叶超氧化物歧化酶(SOD)量和叶过氧化氢酶(CAT)量在各处理间无明显差异,根脯氨酸(Pro)、叶过氧化物酶(POD)、叶脱落酸量在SW1处理和FW1处理间差异显著。【结论】糜子对稳定性土壤水分和波动性土壤水分的响应不同,稳定性土壤水分条件更有利于糜子拔节期的生长发育、光合作用和水分利用效率的提高。

关键词：土壤水分时间变异性糜子水分利用效率

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土壤水分时间变异性对糜子水分利用效率的影响

土壤水分时间变异性对糜子水分利用效率的影响

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作者：张鑫中国农业科学院

学位级别：硕士

糜子(Panicum miliaceum L.)属禾本科黍属,是我国传统的粮食作物之一,具有丰富的食用价值和药用价值,具有生育期短,耐旱耐贫瘠等优点。近年来土壤水分时间变异对作物的影响受到了不少关注,但前人仅探讨了耗水量大的作物(玉米、油麦菜)... 详细信息

糜子(Panicum miliaceum L.)属禾本科黍属,是我国传统的粮食作物之一,具有丰富的食用价值和药用价值,具有生育期短,耐旱耐贫瘠等优点。近年来土壤水分时间变异对作物的影响受到了不少关注,但前人仅探讨了耗水量大的作物(玉米、油麦菜)对土壤水分时间变异的响应,未见在耐旱型作物上的研究,其对土壤水分时间变异的响应尚不明确。因此本研究以糜子为研究对象,采用盆栽试验,通过负压灌溉(Negative Pressure Irrigation,NPI)和常规浇灌在两期试验中分别在不同土壤含水量水平上形成稳定性土壤水分(SW)和波动性土壤水分(FW)两种土壤水分变化过程,分析它们对糜子生长发育、光合作用、气孔特征、生物量分配、生理特征和养分吸收等方面的影响,以探讨糜子对土壤水分时间变异的响应。主要研究结果如下:(1)稳定性土壤水分显著促进了糜子各生育期生长发育和水分利用效率,降低了糜子的根冠比。相同土壤水分变化过程下,较高的土壤含水量更有利于糜子生长发育和水分利用效率的提高。(2)稳定性土壤水分提高了糜子各生育期光合能力,其对糜子拔节期和灌浆期叶片的光合作用影响显著,对成熟期糜子叶片光合作用的影响无显著性差异;稳定性土壤水分显著增加了糜子拔节期叶片气孔长度和宽度,降低了叶片气孔密度。(3)稳定性土壤水分更有利于糜子地上部干物质量的积累,它改变了糜子各器官干物质量的分配,减少了茎中不必要的干物质量分配更多的转移到穗部,提高了糜子穗长和穗粒重。同时稳定性土壤水分提高了糜子根系活力,更有利于糜子各部位对营养物质的吸收。(4)稳定性土壤水分提高了糜子拔节期叶片脱落酸(ABA)含量,糜子拔节期叶片和根中丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和抗氧化性酶活性(SOD、POD、CAT)在不同土壤水分变化过程下差异较小。成熟期不同土壤水分变化过程下糜子叶片和根系Pro、SOD、POD和CAT含量并未表现出明显的规律。叶片和根系MDA和ABA含量变化则呈现相反的趋势,叶片中,SW处理MDA含量均显著高于FW处理,ABA含量均显著低于FW处理;根系中,SWM处理的MDA含量显著低于FWM处理,SWL处理和FWL处理间无差异,SW处理ABA含量均显著高于FW处理。综上所述,糜子对稳定性土壤水分和波动性土壤水分响应不同,稳定性土壤水分更有利于糜子生长发育、光合作用、地上部生物量的积累、养分吸收和水分利用效率的提高,但稳定性土壤水分对糜子生理特征的影响无明显规律。

关键词：糜子土壤水分时间变异性水分利用效率抗旱生理

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