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不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响
不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

冬小麦生长周期

冬小麦生长周期 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

小麦的生长周期 以冬小麦为例(播种时间:9月下旬~10月上旬) 一、 小麦的一生是指从种子萌发到产生新的成熟种子的整个过程,小麦一生的时间长短,受生态条件和栽培条件的影响很大,冬小麦生育期为230~270天。小麦的一生中,在形态特征、生理特性等方面发生一系列变化,人们根据这些变化将小麦的一生划分为播种、出苗、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、挑旗、抽穗、开花、灌浆、成熟十二个生育时期。 1 .播种期:播种的日子。 2.出苗期:全田50%子粒第一片真叶露出胚芽鞘长出地面2厘米时,10月上中旬左右。 3.分蘖期:全田50%植株第一个分蘖伸出叶鞘~2cm时,10月中下旬左右。 4.越冬期:日平均气温降到2℃左右,小麦植株基本停止生长的日期,11月底12月初。 5.返青期:第二年春天,随着气温的回升,小麦开始生长,50%植株年后新长出的叶片(多为冬春交接叶)伸出叶鞘1~2cm,且大田

由暗绿变为青绿色时,2月下~3月上 6.起身期(生物学拔节):麦苗由原来匍匐生长开始向上生长,年后第一叶伸长,叶鞘显着伸长,其第一伸长叶的叶耳与年前最后 一片叶的叶耳距达,基部第一节间微微伸长,三月中旬。 7.拔节期(农艺拔节):小麦的主茎第一节间离地面~2cm,用手指捏小麦基部易碎发响,四月中上旬。 8.挑旗(孕穗期):植株旗叶(最后一片叶)完全伸出(叶耳可见),4月下旬。 9.抽穗:穗子顶端或一侧(不是指芒),由旗叶鞘伸出穗长度的一半时,4月下旬~5月上旬。 10.开花:全田有50%植株第一朵花开放,开花顺序中下→上部→下部,5月上、中旬。 11.灌浆:子粒外形已基本完成,长度达最大值的四分之三,厚度增长甚微,5月中旬开始灌浆。 12.成熟期:①蜡熟期:籽粒大小、颜色接近正常,内部呈蜡状,子粒含水22%,茎生叶基本变干,蜡熟末期子粒干重达最大值,是适宜的收获期。②完熟期:籽粒已具备品种正常大小和颜色,内部变硬,含水率降至20%以下,干物质积累停止,6月上旬。

提高植物水分利用率

植物水分利用率的影响因素及测定方法 摘要:提高植物水分利用率具有重要的意义,本文介绍了水分利用率的概念,不同植物的水分利用率,重点介绍了目前广为应用的稳定碳同位素测定植物水分利用率的方法,及影响WUE的因素:CO2浓度、耕作方式、灌水、秸秆覆盖、施肥、植物遗传。 关键词:水分利用率; WUE ;稳定碳同位素;影响因素 全球水资源丰富,而淡水资源较少,可灌溉水更加缺乏且分布不均匀。在一些发展中国家,如中国、印度、非洲国家等,人均可利用水资源少,如果遇到恶劣环境导致农作物缺水,就会造成人类与作物抢水的场面,严重的话会引发饥荒,造成大量人口死亡,形成无法预估的灾难。可见,提高植物水分利用率是如此重要,正如诺贝尔和平奖获得者,布劳格所说,“让每一滴水生产出更多的粮食”,因此,国内外众多研究人员都在致力于提高植物水分利用率。 1 水分利用率的概念及其表达式 1.1叶片水平上的生理学概念 以单位蒸腾量固定的净CO2 量,即植物的蒸腾效率来表示: WUE=PH/TR PH为单叶的净光合速率,TR为蒸腾速率,其单位是umol(CO2)mol-1(H2O),即消耗单位水所吸收的CO2的摩尔数。由于便携式光和测定系统的广泛应用,使这一测定计算方法简便易行,缺点是只能表示某一时刻的瞬时值,而测定的部位亦受到限制(如多用于测定叶片的WUE等)。 1.2田间水平上的广义概念 把WUE表述为单位蒸腾蒸发量的地上部干物质产量。可简单用下式表达: WUE=DW/CW (2) 式中,DW 为地上部干物质量;CW 为蒸发蒸腾量。其单位一般为kg·m-3hm, 即消耗单位水所获得的单位土地面积上的干物质量,一般是指经济产量。蒸发蒸腾量可用水分平衡公式获得。此表达方法的优点是简单明了,目的性强,便于理解和计算。缺点是单位的大小因土壤面积的不同而不同,反映的只是一个综合的最终结果,不能反映作物生育时期的某一阶段、某一部位的水分利用情况,难以分析植物组织瞬时的水分利用效率。 1.3区域水平上的综合概念 Gregory[1]等为有利于全面分析水分利用率而制定了如下数学表达式: WUE=ew/{1+(L+Es+R+D)/Et} 式中,WUE仍然指单位水资源的生物量; L 指在储存和运输过程中的损失量;Es为土壤蒸发或稻田里的水面蒸发量;R为径流量; D为作物根区的流失量;Et为作物蒸腾量;ew为蒸腾效率(单位蒸腾量固定的净CO2量). 其单位与式(2)相同. 此表达式考虑到田间或群体尺度的蒸腾与蒸发作用、水在根际间的流失等因素,反映的内容比较全面。缺点是比较复杂,难以操作,需分别计算蒸腾蒸发量等。 1.4应用碳同位素技术可间接测定比较作物的WUE[2-6]

干旱对冬小麦的影响

干旱对冬小麦的影响和抗旱措施 摘要:通过小麦生长试验,研究了干旱对小麦形态和生理指标的影响。结果表明,各种干旱处理均降低了小麦幼苗的株高、根长和干、鲜重,增加了小麦幼苗根冠比。同时,造成小麦脂质和蛋白质氧化损伤。适宜的栽培措施、适度的干旱锻炼,可以明显提高小麦的抗干旱胁迫能力。对小麦幼苗叶面喷施氯化胆碱,可以缓解干旱对小麦造成的伤害。 从2010年十月份开始,我国中原地区就面临干旱问题,大面积农作物受到不同程度旱情影响,冬小麦生长面临严重影响。 干旱是作物产量的重要限制因素,也是植物最容易遭受的逆境胁迫。干旱是指在农业技术水平不高的条件下,由于长期降水量偏少,造成空气干燥,土壤缺水,引起农作物对水分的需求得不到满足,影响正常生长发育而减产的一种农业气象灾害。土壤含水量少,植物根系难以在土壤中吸收到足够的水分去补偿蒸腾作用的消耗,植物体内的水分收支失去平衡,从而影响生理活动的正常运行。 干旱不仅造成了小麦的减产,还对小麦等粮食价格造成影响。通过查阅相关文献,可以总结得出干旱对小麦的生长的影响,并做出合理的补救措施,保证冬小麦产量的稳定。

1干旱对小麦幼苗生长的影响 1.1干旱对小麦幼苗生长的影响 干旱对植物代谢产生多方面影响,如生长受抑、含水量下降、光合呼吸速率下降、多种酶活性改变、生物大分子损伤、蛋白质降解、细胞内容物大量外溢等。干旱胁迫条件下,植物体内产生过多的活性氧(ROS),其被认为是引起上述损伤的原因。过多的活性氧积累,产生氧化胁迫,能够引起几乎所有类型的生物大分子的氧化损伤,如氧化蛋白质形成羰基蛋白、降低酶活性等。这些影响最终表现在小麦株高、根长和干鲜重均降低,小麦幼苗根冠比增加。同时伴随有小麦幼苗膜脂和蛋白质的氧化损伤。 1.2干旱对小麦价格的影响 自2010年10月中下旬以来,我国北方冬麦区多达百日余无降水,这对小麦幼苗的生长造成严重影响。据国家防总2月8日统计,全国作物受旱面积达1.12亿亩。在2月12日的抗旱会商专题会议上,国家防总副总指挥、水利部部长陈雷强调,犹豫雨雪范围和强度有限,加之气温回升,作物返青需水量增大,受旱面积仍呈扩大趋势,抗旱形势依然严峻。受此影响,预计冬小麦会造成减产,小麦价格会出现小幅度上涨。 2干旱的应对措施 2.1 改善小麦栽培条件

水分生产率计算方法及其应用

水分生产率计算方法及其应用 远华金河思菊道明明忠 摘要水分生产率反映水量的投入产出效率,是节水灌溉与高效农业发展的重要指标之一。本文讨论了水分生产率的概念、计算方法、影响因素,指出了水分生产率在我国应用中应注意的问题。 关键词水分生产率作物水分生产率灌溉水分生产率 水分生产率 近年来,国外越来越多地采用“水分生产率”来衡量水资源利用状况或灌区的用水管理水平。但由于问题不同,出发点不同,采用的分析计算方法不同,结论也不同,甚至还会产生一些误解。所以,我们有必要把水分生产率的概念、计算方法、影响因素和用途搞清楚。 一、水分生产率概念 1.水分生产率

水分生产率指单位水资源量在一定的作物品种和耕作栽培条件下所获得的产量或产值,单位为kg/m3或元/m3。它是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标。狭义的水分生产率还有作物水分生产率和灌溉水分生产率。作物水分生产率指作物消耗单位水量的产出,其值等于作物产量(一般指经济产量)与作物净耗水量或蒸发蒸腾量之比值。灌溉水分生产率指单位灌溉水量所能生产的农产品的数量。 2.水量平衡描述 水量平衡是指一定时段测算区域上各项收支水量相等。 (1)入流量:指流入计算区域的所有水量,包括降水、灌溉水、地表水和地下水流入量,其值为毛入流量。净入流量为毛入流量加上计算区域地下水、土壤水等储水量变化量,如果在某一计算期,计算区域储水量减少,则净入流量大于毛入流量,反之,则净入流量小于毛入流量。 (2)可利用水量:在净入流量中,扣除下游计划用水量,均为本区域可利用水量。由于总有部分水量不可利用或调配,区域消耗水量只占可利用水量的一定比例。

冬小麦生长周期

小麦地生长周期 以冬小麦为例(播种时间:月下旬月上旬) 一、 小麦地一生是指从种子萌发到产生新地成熟种子地整个过程,小麦一生地时间长短,受生态条件和栽培条件地影响很大,冬小麦生育期为天.小麦地一生中,在形态特征、生理特性等方面发生一系列变化,人们根据这些变化将小麦地一生划分为播种、出苗、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、挑旗、抽穗、开花、灌浆、成熟十二个生育时期. .播种期:播种地日子. .出苗期:全田子粒第一片真叶露出胚芽鞘长出地面厘米时,月上中旬左右. .分蘖期:全田植株第一个分蘖伸出叶鞘时,月中下旬左右. .越冬期:日平均气温降到℃左右,小麦植株基本停止生长地日期,月底月初. .返青期:第二年春天,随着气温地回升,小麦开始生长,植株年后新长出地叶片(多为冬春交接叶)伸出叶鞘,且大田 由暗绿变为青绿色时,月下月上

.起身期(生物学拔节):麦苗由原来匍匐生长开始向上生长,年后第一叶伸长,叶鞘显著伸长,其第一伸长叶地叶耳与年前最后 一片叶地叶耳距达,基部第一节间微微伸长,三月中旬. .拔节期(农艺拔节):小麦地主茎第一节间离地面,用手指捏小麦基部易碎发响,四月中上旬. .挑旗(孕穗期):植株旗叶(最后一片叶)完全伸出(叶耳可见),月下旬. .抽穗:穗子顶端或一侧(不是指芒),由旗叶鞘伸出穗长度地一半时,月下旬月上旬. .开花:全田有植株第一朵花开放,开花顺序中下→上部→下部,月上、中旬. .灌浆:子粒外形已基本完成,长度达最大值地四分之三,厚度增长甚微,月中旬开始灌浆. .成熟期:①蜡熟期:籽粒大小、颜色接近正常,内部呈蜡状,子粒含水,茎生叶基本变干,蜡熟末期子粒干重达最大值,是 适宜地收获期.②完熟期:籽粒已具备品种正常大小和颜色,内部变硬,含水率降至以下,干物质积累停止,月上旬. 二、

植物大实验 干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响 摘要:为了研究干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响,本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,结果表明:进行干旱胁迫,小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出含量显著降低,干旱胁迫显著降低了冬小麦的生物量。说明在营养生长过程中小石麦叶绿素含量与水分管理有密切关系,探明叶绿素之间的关系,有利于为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。 关键词:干旱胁迫冬小麦叶绿素生物量

1.前言 当前,环境恶化严重威胁人类的生存与发展,干旱是最为严重的自然灾害之一,其出现的次数、持续的时间、影响的范围及造成的损失居各种自然灾害之首。据统计全世界由于干旱胁迫导致的作物减产可超过其他因素造成减产的总和。而我国是荒漠化危害较为严重的国家之一,荒漠化带来的恶劣生态环境条件已给我国的经济和社会发展带来严重影响。几年来,我国的荒漠化治理工作虽然取得了举世瞩目的成绩,并在局部地区控制了荒漠化的发展,但还未从根本上扭转荒漠化土地扩大的趋势。 小麦是我国重要的粮食作物,对于小麦而言,干旱是一个最具威胁的逆境。干旱对植物的伤害极大,主要表现在植物各部位间水分重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、渗透势下降等方面。干旱导致减产的重要原因就是降低了作物的光合作用,使净光合速率和气孔导度下降。作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,叶绿素的含量往往直接影响着光合作用的速率和光合产物的形成,最终影响作物产量和品质的提高。类胡萝卜素可参与植物光合机构中过剩光能的耗散,进而使植物免受光抑制的损伤。多年来,各国小麦育种专家和植物生理学家从生理方面对小麦抗旱性进行了大量深入的研究,并取得了一定进展,为提高小麦产量和质量作出了很大贡献。 本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。 2.材料与方法 2.1试验材料 吸胀的小麦种子,干旱胁迫下的小麦幼苗,正常生活状态下的小麦幼苗。 2.2试验设计

沙漠植物对干旱的适应策略

生存有道---沙漠植物对干旱的适应策略 沙漠地区的植物在地球上历尽沧桑,通过自然界选择、优胜劣汰,在长期的进化演替过程中,形成了适应特殊环境条件的能力,表现出对沙漠环境的多种适应方式和适应特性。沙漠植物适应沙漠特殊生境的一般规律表现在:适应能力强(除对气候干旱,高温、日灼等的适应外,许多植物对土壤贫瘠、盐碱,对风蚀、沙打沙割、沙埋等的适应和忍耐性能也很强);结实量大、易更新繁殖(繁殖材料可大量获得,包括有性繁殖和无性繁殖,或具根茎相互转化的功能、具有克隆或可平茬复壮的特性);枝叶特化、根系发育特殊(叶片小或退化以同化枝来进行光合作用,或多浆茎、叶储水保水;根系生长迅速,深根性或水平根发达),生长稳定,长寿或短时间完成生活史(短期生植物,亦称短命植物或短生植物)等。 根系发达、生长迅速 沙漠植物的根系在适应干旱环境的特征上有所不同,在荒漠、半荒漠地区,由于降水稀少,年平均降水多在200毫米以下,甚至小于50毫米,沙丘上干沙层很厚,这就迫使生物量大的木本植物的根系向深层发展,以求利用地下水,因此,深根性植物较多,如白梭梭和梭梭的垂直根深达5米以下,深深扎入地下水层,以吸收地下水。柽柳(红柳)的主、侧根都极发达,主根往往伸至地下水层,最深可达10余米。在吐鲁番的坎儿井的竖井中发现,骆驼刺的根系在离地表20米以下

可见。胡杨、沙拐枣属植物的根系多为水平分布,水平根可超过10米;但在地下水8~10米深的吐鲁番沙地上,沙拐枣的根系可垂直向下发展到5米左右,能深达地下水沿毛细管上升的区域;银沙槐水平根发达,垂直根深入沙层2米余,水平根交错盘诘,集中分布在30~50厘米沙层内,长可达10米以上此外,一年生幼苗主根深扎沙土层50厘米,三年的实生苗垂直根生90厘米,根幅约1.5米,银沙槐地上部分生长比根系发育缓慢,当年幼苗地下部分垂直方向的生长近5倍以地上部分的高生长。而我国东部草原地区降水较多,年平均降水量在250~400毫米,沙漠植物为了充分利用降水,以发展水平根系为主。如沙柳主根发育不明显,水平根极发达,密如蛛网,一丛四年生沙柳,株高3.5米,水平根幅达20余米,为地上部分的五倍多,黄柳垂直根可达3.5米,而向水平伸展常达20米以上。杨柴为浅根性灌木,主根一般深1~2米, 侧根多分布在深10~40厘米深的土层中,2年生侧根长达2.4米,成年植株可达10余米。花棒成年植株根幅可达10余米,最大根幅可达20~30米。分布于干草原地区的差巴嘎蒿垂直根下扎2米左右,水平根向四周强烈扩展,根幅达3米以上。白沙蒿无明显垂直根系,水平根极发达,5年生根幅为冠幅的7.5倍。油蒿虽属深根性半灌木,12龄的植株根深3.5米,但根幅达9.2米,侧根密布在0~130厘米的沙层内,在荒漠地区的沙坡头,油蒿主根深达4.5米。通常沙漠地表层为干沙层,30~40厘米以下为稳定湿沙层,植物发芽后,主根具有迅速延伸,以尽快达到稳定湿沙层的能力。沙漠植物就是利用自身发达的根系,在沙地土壤内或垂直或水平发展

冬小麦生长发育的气候指标

冬小麦生长发育的气候指标 小麦是我省主要粮食作物之一,常年栽培面积3000万亩(200万公顷)左右。淮北平原冬小麦区和江淮丘陵冬小麦区是我省小麦的主产区。其中淮北平原冬小麦区占全省的2/3以上。 温度 小麦属温凉作物,生物学零度为5℃。各生育时期对温度条件的要求如表1。 表1. 小麦各生育时期对温度条件的需求(℃) 时期最低温度最适温度最高温度 萌芽2~4 15~25 32~37 出苗3~5 15~18 32~35 分蘖0~3 10~17 28~23 越冬- - - 拔节8~10 12~16 30~32 抽穗9~10 13~20 32~35 开花9~11 18~24 30~32 灌浆~黄熟10~12 18~22 32~35 表2. 冬小麦各发育期活动积温及间隔天数(合肥) 发育期间隔天数活动积温(≥0℃) 播种~出苗11 134.9 出苗~三叶14 137.7 三叶~分蘖20 116.4 分蘖~起身74 250.8 起身~拔节25 181.7 拔节~孕穗25 314.0 孕穗~抽穗11 157.6 抽穗~开花 6 99.1 开花~乳熟17 336.4 乳熟~黄熟15 261.9 黄熟~成熟8 132.6 全生育期226 2123.1 2. 降水 表3. 淮北地区冬小麦生育阶段需水规律* 生育期播种~出 苗出苗~分蘖分蘖~拔节拔节~孕穗孕穗~乳熟乳熟~成 熟 全生育期 起止月日28/10~5/ 11 6/11~5/12 6/12~23/3 24/3~13/4 14/4~15/5 16/5~1/6 28/10~1/6 天数9 30 108 21 32 17 217 阶段需水量 ( mm) 8.7 18.0 100.9 77.2 174.3 75.6 454.7 需水强度 ( 0.96 0.60 0.93 3.68 5.45 4.45 2.10

植物生理学作业——植物水分利用效率综述说课材料

植物生理学作业——植物水分利用效率综 述

植物水分利用效率的研究方法与影响因素 植物学15硕张凡 3150190 Tel.188******** 摘要:植物WUE是耦合植物光合与水分生理过程的重要指标, 同时也是联系植被生态系统碳循环和水循环的关键因子, 具有重要的生理学、生态学和水文学意义。研究如何提高水分利用效率可提高同化物产量,节约水资源。WUE有不同尺度和范畴的研究,如叶片、全株、群体的尺度及瞬时WUE、内在WUE和综合WUE,叶片WUE常用于代表植物整株WUE。研究WUE的方法主要有光合气体交换法与稳定碳同位素法,其中稳定碳同位素法是较为先进、准确的测定方法。本文提供了不同方法测定WUE的计算公式。植物WUE受多种因素影响,包括植物生理因子如气孔导度、光合效率;环境因子如水分、光照、温度、CO2浓度等;个体因子如代谢途径、形态、基因型等。本文同时提供了WUE研究分子生物学的前沿成果,为今后的研究提供了参考方向。 关键词:WUE;蒸腾作用;气孔导度;δ13C Methods and Factors of Plant Water Use Efficiency Abstract: WUE is an important indicator of plant photosynthesis and water coupling physiological processes, and also is the key factor contacting vegetation ecosystem carbon and water cycles, with important significance in physiology, ecology and hydrology. Study how to improve water use efficiency can increase assimilate production and conserve water resources. WUE studies at different scales and areas, such as scale of leaf, the whole plant and colony WUE, instant WUE, intrinsic WUE and integrated WUE. Leaf WUE commonly used in behalf of the whole plant WUE. WUE research methods mainly include photosynthetic gas exchange and stable carbon isotope method which is more advanced and more accurate. This article provides calculation formulas of different methods of WUE. Plant WUE affected by many factors, including plant physiological factors such as stomatal conductance, photosynthetic efficiency, environmental factors such as

冬小麦生长周期

小麦得生长周期 以冬小麦为例(播种时间:9月下旬~10月上旬) 一、 小麦得一生就是指从种子萌发到产生新得成熟种子得整个过程,小麦一生得时间长短,受生态条件与栽培条件得影响很大,冬小麦生育 期为230~270天。小麦得一生中,在形态特征、生理特性等方面发生一系列变化,人们根据这些变化将小麦得一生划分为播种、出苗、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、挑旗、抽穗、开花、灌浆、成熟十二个生育时期。 1 .播种期:播种得日子。 2、出苗期:全田50%子粒第一片真叶露出胚芽鞘长出地面2厘米时,10月上中旬左右。 3.分蘖期: 全田50%植株第一个分蘖伸出叶鞘1.5~2cm时,10月中下旬左右、 4.越冬期:日平均气温降到2℃左右,小麦植株基本停止生长得日期,11月底12月初。 5、返青期:第二年春天,随着气温得回升,小麦开始生长,50%植株年后新长出得叶片(多为冬春交接叶)伸出叶鞘1~2cm,且大田

由暗绿变为青绿色时,2月下~3月上 6.起身期(生物学拔节):麦苗由原来匍匐生长开始向上生长,年后第一叶伸长,叶鞘显著伸长,其第一伸长叶得叶耳与年前最后 一片叶得叶耳距达1、5cm,基部第一节间微微伸长,三月中旬。 7.拔节期(农艺拔节):小麦得主茎第一节间离地面1、5~2cm,用手指捏小麦基部易碎发响,四月中上旬。 8。挑旗(孕穗期):植株旗叶(最后一片叶)完全伸出(叶耳可见),4月下旬、 9.抽穗:穗子顶端或一侧(不就是指芒),由旗叶鞘伸出穗长度得一半时,4月下旬~5月上旬。 10.开花:全田有50%植株第一朵花开放,开花顺序中下→上部→下部,5月上、中旬。 11.灌浆:子粒外形已基本完成,长度达最大值得四分之三,厚度增长甚微,5月中旬开始灌浆、 12、成熟期:①蜡熟期:籽粒大小、颜色接近正常,内部呈蜡状,子粒含水22%,茎生叶基本变干,蜡熟末期子粒干重达最大值,就是 适宜得收获期。②完熟期:籽粒已具备品种正常大小与颜色,内部变硬,含水率降至20%以下,干物质积累停止,6月上旬。

植物水分利用效率

植物水分利用效率综述 摘要:植物水分利用效率(WUE)是评价植物生长适宜程度的综合生理生态指标,它实质上 反映了植物耗水与其干物质生产之间的关系。本综述评述了植物水分利用效率计算公式,分析了水分利用效率的影响因素。讨论了稳定性碳同位素技术和指标替代法的应用。 1.概念及计算公式 水分利用效率指植物消耗单位水量生产出的同化量。它分为三种。在叶片尺度上, 水分利用效率等于光合速率与蒸腾速率之比。对植物个体, WUE=干物质量/ 蒸腾量。对植物群体, WUE=干物质量/( 蒸腾量+ 蒸发量)。 2.影响因子 WUE受到植物和环境两方面因素的影响。WUE与植物生理因子如叶水势、气孔、光合速率、蒸腾速率等有关。叶水势对蒸腾速率和光合速率的影响程度不同,从而影响WUE。气孔作为CO2 和水汽进出的共同通道, 微妙地调节着植物的碳固定和水分散失的平衡关系, 但是光合产物和水分运输系统和方向不同: 一方面, 叶片通过调节气孔导度可以使碳固定最大化; 另一方面气孔行为还受光合产物的反馈抑制。这造成了气孔对CO2 和水汽扩散的不同步, 进而影响WUE。研究表明, WU E 随着气孔导度下降反而上升。不同生长发育期, 植物的WUE 不同: 樊巍的研究表明, 冬小麦在灌浆前期水分利用效率较高,后期则较低。在整个生长季中, 植物在早春时水分利用效率高于生长旺期。苏培玺等研究表明,荒漠植物月水分利用效率与年生长期平均水分利用效率的相关性在8月最高,。 WU E 除了受植物因子的调节与影响之外, 同时受环境因子的控制。由于植物叶片水平的WU E是光合和蒸腾之比, 因而凡影响植物光合和蒸腾的环境因子对植物单叶WU E 均有影响。影响植物WU E的外界因子很多, 如光照、水分、CO2浓度、空气温度、叶温等, 但其影响程度不同。樊巍认为, 空气温度、叶温和饱和差是影响水分利用效率的最主要因子, 而Farquhar 等则认为, 光照和水分是植物水分利用效率的主要影响因子。支持Farquhar 的研究有很多, 如渠春梅等的研究认为, 水分条件是植物水分利用效率的主要决定因素。 3.稳定碳同位素技术的测定技术 叶片碳同位素技术为综合分析叶片长期内部气体交换和碳吸收提供了有力的工具。在植物光合作用吸收CO2 过程中, 会对重同位素13C产生排斥, 导致光合产物中13C/ 12C 比率比大气CO2 中的低。Farquhar等通过研究发现C3植物叶片中C稳定同位素甄别率或组成(13C)与叶片胞间CO2和大气中CO2浓度比值( Ci/Ca ) 相关。当气孔张开度变小时, CO2从大气进入叶片胞间空隙, 速率也降低,最初优先利用12CO2的光合酶, 就会提高对13CO2的利用。气孔导度降低时, 随着时间的进展, 就会有更多的13CO2被羧化。因此, 如果叶片的光合能力没有变化, 叶片13 C 值反映了在整个碳吸收过程中气孔导度的变化。因此, 植物的碳同位素测定提供了综合时间的分析, 这是传统叶室测定方法无法完成的。 4.替代指标法 在当用碳稳定同位素进行植物叶片水分利用效率的研究时, 虽然理论和经验研究已经说明稳定碳同位素甄别率同植物叶片水分利用效率有高度的相关关系, 但测试成本很高, 测试技术要求较高,这严重限制了应用, 特别是,许多基因型不得不被筛选时。因此, 许多研究都寻求的替代指标。主要的替代指标包括: 灰分含量, K,Si 浓度, N 浓度, 单位叶面积

干旱胁迫对植物的影响

干旱胁迫对植物影响 摘要:胁迫严重影响着植物的生长发育,如干旱胁迫,可造成经济作物产量的逐年大幅下降[1],它们不能逃避不利的环境变化, 它 们需要快速的感应胁迫刺激进而适应各种环境胁迫。大多数植物遭受干旱逆境后各个生理过程都会受到不同程度的影响。我们都知道 ,水分在植物的生命活动中起着重要的作用,不仅是光合作用的原料之一,而且还维持着植物的正常体态。因此,我们要用各种预防途径来减少干旱对植物的影响。 关键词:干旱胁迫植物影响 Drought stress impact on plants Abstract : stress seriously influence the plant growth and development, such as drought stress, which can cause economic crop production has fallen dramatically year by year [1], they cannot escape from adverse environmental change, they need fast induction stress stimulation and adapt to various environmental stresses. Most plants by drought adversity after various physiological processes are subject to the influence of different level. As we all know, water in the plant life activities play an important role, not only is one of the raw material of photosynthesis, but also maintains the normal posture of plants. Therefore, we want to use a variety of preventive ways to minimize the effects of drought on plant.

水分生产率计算方法及其应用

水分生产率计算方法及其应用 李远华赵金河张思菊杨道明刘明忠 摘要水分生产率反映水量的投入产出效率,是节水灌溉与高效农业发展的重要指标之一。本文讨论了水分生产率的概念、计算方法、影响因素,指出了水分生产率在我国应用中应注意的问题。 关键词水分生产率作物水分生产率灌溉水分生产率 水分生产率 近年来,国内外越来越多地采用“水分生产率”来衡量水资源利用状况或灌区的用水管理水平。但由于问题不同,出发点不同,采用的分析计算方法不同,结论也不同,甚至还会产生一些误解。所以,我们有必要把水分生产率的概念、计算方法、影响因素和用途搞清楚。 一、水分生产率概念 1.水分生产率

水分生产率指单位水资源量在一定的作物品种和耕作栽培条件下所获得的产量或产值,单位为kg/m3或元/m3。它是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标。狭义的水分生产率还有作物水分生产率和灌溉水分生产率。作物水分生产率指作物消耗单位水量的产出,其值等于作物产量(一般指经济产量)与作物净耗水量或蒸发蒸腾量之比值。灌溉水分生产率指单位灌溉水量所能生产的农产品的数量。 2.水量平衡描述 水量平衡是指一定时段内测算区域上各项收支水量相等。 (1)入流量:指流入计算区域内的所有水量,包括降水、灌溉水、地表水和地下水流入量,其值为毛入流量。净入流量为毛入流量加上计算区域内地下水、土壤水等储水量变化量,如果在某一计算期内,计算区域内储水量减少,则净入流量大于毛入流量,反之,则净入流量小于毛入流量。 (2)可利用水量:在净入流量中,扣除下游计划用水量,均为本区域可利用水量。由于总有部分水量不可利用或

调配,区域内消耗水量只占可利用水量的一定比例。 (3)消耗水量:消耗水量指区域内的水使用后或排出后不可再利用。它是水分计算中的一个重要的概念,一般人们所关注的水分生产率正是指每单位消耗水量所获得的利益。水分消耗的途径包括作物蒸腾、水分蒸发,流入海洋、沼泽、咸水体或其他无法利用或不易利用的区域,被污染后不能再利用,合成植物体等。显然,水分消耗有符合人类目的生产性消耗和与人类特定目的不一致的非生产性消耗。高效用水也就是要减少这种非生产性消耗。 (4)出流量:指区域内没有用于消耗的那部分水量,包括调配水量与非调配水量。调配水量指根据政府部门或水管理单位的水权、水法等法规规定的必须分配出来用于下游各部门以及本区域非灌溉的那部分水量,如养殖、环保等;而非调配水量是指出流量中扣除调配水后所剩余的水量,主要是由于区域内蓄水、保水设施不足及管理运行措施不当而没有被利用。由于非调配水量可以被本区域再利用或被其他区域利用,所以提高非调配水的重复利用率就成为节水灌溉的重要途径之一。 3.评价指标

冬小麦

冬小麦高产栽培技术 一、播前准备 (一)建设高产稳产田,满足小麦对土、肥、水的要求 1、深耕整地。随着种植制度的改革,复种指数的提高,复播面积不断扩大,由于农时季节紧迫,一年中只有种麦前一次深耕整地机会,整地质量好坏,不仅直接影响小麦的产量,而且还关系到下茬作物的生长,所以,小麦播种前的深耕整地是关系全年产量的一次耕作,必须予以足够重视,确保耕作质量。 深耕要逐步加深,一年加深一点,不宜一下耕得太深,以免将大量的生土翻出。具体耕地深度,机耕的应在25-27厘米;畜力犁地耕到18-22厘米。根据各地的大量资料表明;深耕由15-20厘米加深到25-33厘米,一般能使小麦增产15-25%。 播前的整地应该达到“深、细、透、实、平、足”的质量要求。深:就是要在原有的基础上逐年加深耕作层;细:就是把土块耙碎,没有明暗坷垃;透:就是耕透耙透,不漏耕漏耙;平:就是耕前粗平,耕后复平,作畦后细平,使耕层深浅一致,达到上平下也平;实:就是表土细碎,下无架空暗垡,达到上虚下实;足:就是麦田墒情要适宜,底墒要足。精细深耕整地,是确保播种质量,以利小麦发芽出苗和幼苗生长,夺取小麦高产的重要措施。 在一年一作的休闲旱麦田上,要大力推广闻喜县东官庄“四旱三多”纳保结合的蓄水保墒耕作技术。四早就是:早灭茬,破土保表墒;早深耕,纳雨贮深墒;早细犁,破垡活土匀墒;早带耙,立足秋旱收全墒。三多就是:多浅犁,多细犁,多耙地。具体做法是:小麦随收随灭茬,伏前抢墒深耕,雨后抢墒犁地耙地,伏天多犁多耙,犁后带耙。把深耕提前一个节令,把立秋带耙改为伏里带耙,立秋后多耙少犁,播种前无雨只耙不犁。 2、施足基肥。小麦是需肥量较多的作物,为使小麦在冬前能够很好地出苗、分蘖和扎根,长成壮苗,安全越冬,并满足以后各生育期对养分的需要,必须施足底肥。特别是我市麦田,旱地麦占到小麦总播种面积的90%以上,由于冬春雨雪稀少,表土比较干旱,追肥施入较浅,不易发挥肥效,施足底肥就显得更为重要。 基肥的施用,应掌握以农家肥为主,化肥为辅,氮、磷、钾配合的原则。提倡三肥底施一炮轰,农谚有:“三追不如一底”,“年外不如年里,年里不如掩底。”充分说明了施足基肥的重要性。一般我市常用亩施肥量,农家肥60-80担,碳铵50公斤,磷肥50公斤。在施肥方法上,基肥要结合深耕整地,均匀撒施翻埋在土里,切忌暴露在地面上,以免肥分损失,化肥要提倡深施。施肥量较少,应采取集中施肥法;施肥量较多的还是以普施为好,然后翻耕。 小麦在播种的时候,用适量的速效氮素化肥作种肥,能促进小麦生根发芽,提早分蘖,有显著的增产效果。特别是旱地麦、晚茬麦、薄地麦增产幅度更大些。各种试验证明:化肥用量以每播5公斤种子用纯氮0.5公斤比较安全,超过纯氮1公斤就能造成缺苗。一般亩用4-5公斤硫酸铵,种麦时与种子混播或集中沟施均可。 3、浇足底墒水。足墒下种是确保苗全苗壮的重要增产措施,我市入秋以后,一般雨量逐渐减少,当秋作物收获后,土壤墒情已显不足,有水浇条件的一定要浇足底墒水,这不仅满足小麦发芽出苗和苗期生长的需要,保证苗全苗壮,而且为中、后期生长奠定良好的基础。一般认为小麦种子发芽的临界土壤含水量为15%,土壤含水量低于17-18%时,就应浇底墒水。在秋作物收获较晚的地方,为争取时间,在前茬作物收获之前,可以带茬洇地,腾茬后即可整地播种;对腾地较早的地块,在不误适时播种的情况下,也可先耕后涸,待墒情适宜时,再整地播种。底墒要浇足,一般浇水量每亩60立方米左右。 对于灌溉条件较差或根本不能灌溉的旱地,一方面要多保蓄伏雨、秋雨,防旱蓄墒,一

干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响

干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响 摘要:以小麦幼苗为试验材料,研究干旱胁迫对小麦生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA)的含量的影响。试验结果表明:在干旱胁迫下除发芽率下降外,小麦幼苗的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)的含量都比正常情况下小麦幼苗的含量多。 关键词:干旱胁迫小麦幼苗生理生化指标 引言:植物体生存在自然环境中,其水热条件随时都变化,对植物多少会产生一些影响。凡是对植物产生伤害的环境都被称为逆境,也称胁迫。干旱也属于逆境,水分在植物的生命活动中占主导地位。大多数植物遭受干旱逆境后各个生理过程都会受到不同程度的影响。如生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)等发生变化。小麦的生长不仅受到自身遗传物质的控制,还受到众多环境因子的影响,如光、温、水和土壤营养物质等。世界上约有70%的小麦播种面积分布在干旱、半干旱农业区,干旱对小麦的生理、生化都产生重要的影响,进而影响小麦的生长发育、产量和品质。因此,为了减小环境对小麦生产的影响,有必要从小麦的各项生理生化指标含量的变化,来研究干旱胁迫对小麦的影响。本次实验是研究吸胀12小时萌发一周后,干旱处理一周的小麦其生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA)含量的变化。

一、材料与方法 1、材料及处理 将吸胀12小时的小麦种子在有6层湿润滤纸的带盖白磁盘 (24cmX16cm )培养基中生长7天,7天后将其中一部分幼苗干旱生长7 天,7天后用相同的方法分别对实验组和对照组的小麦进行脯氨酸 (Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO 、POD )、谷胱 甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA )的含量的测定。 2、测定方法[1] (1)小麦种子发芽率的测定 各取50粒吸胀的小麦种子→沿胚的中心线切成两半(严格区分两 个半粒),进行下列实验:其中50个半粒进行TTC 染色(30℃水浴 20 min ) ,另50个半粒进行曙红染色(室温染色10 min ) 根据两种方 法的染色情况,分别计算发芽率。 (2)脯氨酸(Pro)含量的测定 ①脯氨酸(Pro)的提取:分别取实验组和对照组的胚芽鞘→加入 3 mL 3%磺基水杨酸(SSA )和少许石英砂→充分研磨→用 2 mL 3% SSA 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。 ②脯氨酸(Pro)的测定:上清液各2 mL →分别加入2 mL 冰乙酸和 2 mL 茚三酮试剂→煮沸15 min→冷却后→5000 rpm 离心10 min (若没 沉淀可略此步骤) →分别测定A 520, 将测得的结果用公式 Pro content = 用总显V V V W L A ????ε520计算出正常和干旱生长小麦

qjh植物水分利用效率的研究

植物水分利用效率的研究 摘要:植物水分利用效率(water use efficiency WUE)系指植物消耗单位水量生产出的同化量,它是反映植物生长中能量转化效率的重要指标。不仅是联系植被生态系统碳循环与水循环的重要变量,同时亦已成为揭示陆地植被生态系统对全球变化响应和适应对策的重要手段。本文主要从蒸腾比率和水分利用效率的关系;WUE关系式;不同植物的WUE大小;碳稳定同位素分析技术在研究植物WUE中的应用。介绍植物WUE的研究现状。 关键字: 水分利用效率;稳定碳同位素;蒸腾比率 水分利用效率(WaterUse Efficiency,缩写WUE) ,系指植物消耗单位水量生产出的同化量,它是反映植物生长中能量转化效率的重要指标,在各学科领域已被广泛应用。在不同的学科和范畴对水分利用效率的理解和定义也不相同;,在叶片水平上,水分利用效率(WUE)以净光合速率( Pn )与蒸腾速率( Tr )之比( Pn /Tr)来表示,在群体水平上,水分利用效率(WUE)与δ13C值呈正相关,在我国这样干旱旱地区,研究水分利用率意义重大。 1:蒸腾比率和水分利用效率的关系 植物蒸腾和植物生长各种关系引起很多人关注,在缺水环境中,总是希望植物消耗的水分最少,同时植物生长最好。蒸腾比率是指植物每制造单位重量的干物质所通过蒸腾的耗水量。而水分利用效率是指植物制造单位重量的干物质所通过的蒸腾和蒸发的耗水量。这里我们可以用下面公式来描述植物水分利用效率和蒸腾速率的关系:

WUE = 净吸入CO2 / 蒸腾速率 当然,不同的植物生理学家的WUE定义也不同,许多研究中通常要测量光合速率和呼吸速率,然后计算得到植物的WUE,即植物的瞬时水分利用率。 2 :WUE关系式 在叶片水平上的WUE公式: 式中Pr是叶片的光合速率,Tr 是叶片的蒸腾速率,这个式子表达是植物的瞬时水分利用效率。 F a r y u h a 在前人工作的基础上推导出了两个比较筒单的联系C3 、C 4植物的δ13C值与环境变量的量化方程: 式中,Ci , C a, 分别为胞间CO2浓度和大气CO2浓度。a , b 分别为CO2扩散引起的碳同位素分差( 4 . 4 ‰) 和气孔光合按化酶 的分部效应( 2 7‰) . 和分别为植物组织和环境CO2的碳同位素比率。A, E分别为光合效率和蒸腾效率。ΔW为叶内外的水气压之差。这些方程组将子δ13C与大气CO2浓度、胞间CO2浓度,

小麦生长周期

1.小麦 黄淮冬麦区小麦生长阶段和影响产量的因素 阶段播种—出苗分蘖—越冬返青—拔节抽穗—扬花灌浆—乳熟 月份 10上(寒露后)-11 12-1-2上 3月份还可部分春分蘖 2中下-3-4 5初—5中 5下—6 需水量适中 2月较少 3月逐渐增大 4月高峰期最关键适中 与气候的关系如果在播种阶段天气持续阴雨或干旱,土壤长期处于过湿或过干状态,小麦播期会推迟(比如10-15天),则导致出苗发育期较常年推迟,苗情会相对较差。不能满足种子的吸水量要求,就不能发芽。 1.分蘖数量的多少初步决定了小麦的收成好坏。如果小麦苗情较差,则分蘖数量会偏少。分蘖数量决定小麦的穗数。如果分蘖能力太强,则在收获前遇到大风,容易形成倒伏,从而影响产量。 2.越冬是小麦储备能量的时期,如果能有几场大雪,则可有效补充土壤水分。降雪虽伴随着较强的降温过程,但大部地区有积雪覆盖,对农田起到了增墒、保温作用,保证了冬小麦安全越冬。 3.12月下旬至1月底正常生长的小麦进入越冬期以后,有较强的抗寒能力,而一旦气温回升,幼苗缓慢生成,抗寒力就会降,这时若出现-13~-15℃的低温,对小麦会造成较严重的冻害。 在2月中下旬,冬小麦开始陆续返青, 4月上旬陆续进入拔节阶段。由于返青后植株生长加快,抗寒力明显下降,加之早春麦田气候多变,冻害频繁,影响小麦生长。 1.如果此一阶段遭受严重冻害袭击,则部分已处于拔节期的冬小麦将会被冻死,由此决定了该地区冬小麦的单产水平将肯定出现下降。这段时间要提防“倒春寒”。 2.期间如果干旱,则影响穗器官的发育,使穗粒数锐减,对产量影响最大。 主要因素是每天有比较长的日照时数和一定的天数,其次要求比较高的温度,以20度左右通过光照阶段最快,温度低于10度。如果光照阶段的要求得不到满足,就不能正常发育,不能正常抽穗。在5月份,冬小麦生长进入需水最关键时期。 如果旱情不仅没有缓解,反而继续发展,则抑制子粒灌浆及干物质向子粒的运输与积累,导致粒重下降,会直接影响到小麦单产水平。 如果出现大风天气,则对小麦扬花不利,容易使花粉流失,小麦受粉程度减弱,影响小麦质量,使容重降低。 冬小麦灌浆充实籽粒阶段。如果水分适中,则小麦会充分灌浆。 1.如果天气严重干旱和高温,则会造成小麦灌浆期缩短,千粒重下降,不完善粒增加; 2.如果出现强降雨和大风天气,则容易形成倒伏现象,影响后期生长和正常收割;一般小麦抽穗前后倒伏造成产量损失30%-40%,灌浆期倒伏减产10%-30%。 3.如果出现干热风,则会使小麦灌浆受到影响,容易早熟,影响籽粒饱满。干热风轻者造成减产5%左右,重则减产10%~30%或更多。 4.如果在收获前或中,遭受大范围降雨天气,则小麦容易生芽。

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