非充分灌溉條件下不同生育期冬小麥的耗水特性及生理生態(tài)特性研究

非充分灌溉條件下不同生育期冬小麥的耗水特性及生理生態(tài)特性研究冬小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物之一,在非充分灌溉條件下研究冬小麥各主要生育期土壤水和生理生態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其相互關(guān)系,確定土壤水分對(duì)冬小麥生理生態(tài)指標(biāo)的作用規(guī)律,為確立適宜的冬小麥節(jié)水灌溉時(shí)間和灌溉量提供科學(xué)依據(jù)。試驗(yàn)以周麥18為供試材料,2006-2007年在河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院“863”節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地禹州進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置三個(gè)水分水平,分別在拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期進(jìn)行補(bǔ)充灌水處理。運(yùn)用農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、作物栽培學(xué)、植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)以及應(yīng)用數(shù)學(xué)等學(xué)科的原理和方法,就冬小麥主要生育期不同灌水條件下生長發(fā)育狀況、生理生態(tài)特性及其與產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行了研究和分析,結(jié)果表明:1.在非充分灌溉條件下,冬小麥的耗水特性隨著灌水量和灌水時(shí)期的不同而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。在0～100cm范圍內(nèi)的土層中,隨土壤深度的增加土壤含水量逐漸升高,而土壤含水量受灌溉的影響卻逐漸減小。麥田土壤含水量隨灌溉量的增加而增加,各灌溉處理的土壤水分顯著高于對(duì)照處理。2.在不同時(shí)期和不同灌溉量條件下,光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Cd)、蒸騰速率(Tr)都會(huì)受到不同程度的影響,其中Pn受到的影響最大、Tr次之、Cd最小,灌水處理中的最大值分別比對(duì)照高222.5%、84.95%、81.84%。Pn一般孕穗期最大、開花期次之、灌漿期最低,但Cd和Tr以灌漿期最高、孕穗期最低。拔節(jié)期灌水能夠顯著減緩冬小麥生育后期光合面積的衰減,使葉片的氣孔阻力降低,Pn、Tr、Cd均得到升高,大大改善了光合性能。3.在0～900m~3/hm~2范圍內(nèi)灌水可以顯著延緩冬小麥葉片的衰老,由于灌水時(shí)期和灌水量的不同,這些生理指標(biāo)的表現(xiàn)也不相同。各灌水處理的葉綠素含量、葉片相對(duì)含水量均顯著高于非灌水處理,且隨著灌水量的增加而增加。干旱是導(dǎo)致丙二醛(MDA)含量增加的主要原因,一定量的灌水能減少丙二醛(MDA)在葉片中的積累,且隨著灌水量的增加,丙二醛(MDA)含量上升的趨勢(shì)有所下降。在各處理的不同時(shí)期,也表現(xiàn)出比較一致的規(guī)律性,隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),丙二醛(MDA)含量呈上升趨勢(shì),即在拔節(jié)期丙二醛(MDA)含量最低,而在灌漿期最高,這可能是隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),葉片趨于衰老,丙二醛(MDA)無法代謝掉而逐漸積累的緣故。通過比較不同灌溉條件下不同生育期脯氨酸(Pro)含量的動(dòng)態(tài)變化,認(rèn)為冬小麥在缺水條件下葉片脯氨酸(Pro)含量增加,且隨著干旱程度的加劇,脯氨酸(Pro)的積累量增加。從拔節(jié)期到孕穗期脯氨酸(Pro)在冬小麥葉片內(nèi)積累量不明顯,且不同灌溉量的處理脯氨酸(Pro)積累量隨灌水量的增加而減少,其中灌溉量較大的處理12減少的幅度比較大;從孕穗期到開花期冬小麥葉片中的游離Pro含量急劇增加,水分脅迫對(duì)脯氨酸的積累影響最為嚴(yán)重。因此,生育后期尤其是在灌漿期灌水對(duì)脯氨酸的積累影響比較大,可以明顯降低葉片中的脯氨酸含量。4.通過對(duì)冬小麥的不同生育期進(jìn)行水分控制,研究灌水量、灌水時(shí)間對(duì)冬小麥生育性狀和水分利用的影響。結(jié)果表明:在不同生育期灌水0～900m~3/hm~2范圍內(nèi),由于灌水時(shí)間和灌水量的的不同,各處理與對(duì)照相比,平均增產(chǎn)9.5%～29.6%,水分利用效率提高7.8%～22.7%。同時(shí),冬小麥的生育性狀也能得到改善。冬小麥拔節(jié)期灌水能提高穗數(shù)和水分利用效率,孕穗期灌水能提高水分利用效率,灌漿期灌水能增加千粒重。拔節(jié)期是補(bǔ)充灌溉的最佳生育期。5.本研究表明,在冬小麥的主要生育階段進(jìn)行非充分灌溉可以提高周麥18對(duì)水分脅迫的適應(yīng)能力,適當(dāng)?shù)乃置{迫不但不影響最終產(chǎn)量,反而提高水分利用效率。這表明,冬小麥生產(chǎn)過程中水分