干湿交替灌溉与氮肥形态耦合对水稻光合特性及氮素利用的影响

  【目的】  探讨干湿交替灌溉与氮肥形态对水稻光合特性及氮肥利用的影响。  【方法】  以徐稻3号为材料，在防雨棚内按处理数量构建9 m × 1.5 m × 0.4 m水泥池，用于2因素3水平完全区组试验。因素1为灌溉方式:浅水层灌溉 (0 kPa，CK)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa)、重度干湿交替灌溉 (?40 kPa)。因素2为氮素形态:100%NH₄+-N (NH)、50%NH₄+-N+50%NO₃–-N (1/2NH+1/2NN)、100%NO₃–-N (NN)。在水稻分蘖盛期、幼穗分化始期、抽穗期和成熟期取植株样品，测定水稻根系氮代谢酶活性、叶片光合荧光特性及植株各部位氮素含量。  【结果】  在相同氮肥形态下，轻度干湿交替灌溉根系硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS)、谷氨酸合成酶 (GOGAT)、谷氨酸脱氢酶 (GDH) 活性与浅水对照相比分别增加6.4%～80.4%、8.1%～85.9%、5.1%～61.8%与13.4%～94.0%；叶片光合速率及最大光化学效率得到提升；水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率明显提高，重度干湿交替灌溉则抑制根系NR、GS、GOGAT及GDH活性，降低叶片光合速率及最大光化学效率，最终导致水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率显著降低 (P < 0.05)。在浅水对照下，NH处理可改善根系氮代谢酶活性，提高叶片光合速率及最大光化学效率，有利于水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率的提升。干湿交替灌溉下，铵硝混合处理提高了根系氮代谢酶活性，增加了叶片光合速率及最大光化学效率，提高了水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率。相关分析表明，根系GS、GOGAT及GDH活性及叶片光合速率、最大光化学效率与氮素农学效率呈显著 (P < 0.05) 或极显著 (P < 0.01) 的正相关关系，而非光化学猝灭系数则与氮肥吸收利用率呈显著的负相关关系 (P < 0.05)。  【结论】  水稻生长期一直保持浅水层时，供应100%铵态氮可以充分发挥水肥的耦合效应，促进根系氮代谢酶活性，提高叶片的光合速率及最大光化学效率，有利于水稻的高产及氮高效利用。轻度干湿交替灌溉则以施用50%铵态氮和50%硝态氮混合氮肥最佳。     

遮荫下氮肥用量对雪茄外包皮烟叶光合特性的调控效应

通过遮荫条件下的盆栽试验,测定分析了4个氮肥处理的雪茄外包皮烟叶片的叶绿素含量、净光合速率和叶绿素荧光动力学参数,探讨了不同氮肥用量对雪茄外包皮烟叶光合特性的调控效应。结果表明,随着氮肥用量的增加,烟叶的叶绿素含量增加,叶片的PS.II最大光化学效率和潜在活性,PSⅡ的实际光化学效率以及荧光光化学猝灭系数(qP)都有增加的趋势,最终导致叶片净光合速率的提高。试验还表明,适当的增施氮肥有利于改善叶片的光合功能,提高叶片的净光合速率,但过量氮肥则不利于光合能力的改善,更不利于荧光动力学参数的优化。     

干湿交替灌溉和施氮量对水稻内源激素及氮素利用的影响

为探讨干湿交替灌溉与施氮水平对水稻根系内源激素水平及氮肥利用的影响,以连粳7号为材料,采用防雨棚土培试验,研究3个灌溉方式:浅水层灌溉、轻度干湿交替灌溉、重度干湿交替灌溉与3个氮肥水平(0、240和360 kg/hm2)对水稻根系内源激素(玉米素及玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA))、叶片氮代谢酶活性(硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))、植株氮素累积量及氮肥利用效率的影响及其耦合效应。研究结果表明:在相同施氮水平下,轻度干湿交替灌溉促进根系Z+ZR、IAA合成,提高叶片中NR、GS及GOGAT活性,氮肥吸收利用率显著提高(P0.05);重度干湿交替灌溉则抑制根系Z+ZR、IAA合成,降低叶片NR、GS及GOGAT活性,植株氮素累积量及氮肥利用效率显著降低(P0.05),而根系ABA含量则明显增加(P0.05);在相同灌溉方式下,根系Z+ZR、IAA含量、叶片氮代谢酶活性及氮肥累积量在保持水层及轻度干湿交替下随着施氮量的增加而增加,而在重度干湿交替灌溉下则随着施氮量的增加先增加后降低,中氮处理明显提高氮肥利用效率(P0.05)。相关分析表明:根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶活性与氮肥吸收利用率呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系,而脱落酸含量则与氮肥吸收利用率呈极显著的负相关关系(P0.01)。根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶供氮效应为正效应,抽穗后,轻度干湿交替灌溉供水效应及耦合效应为正效应,而重度干湿交替灌溉则为负效应。该研究对探索水氮耦合机理,为水稻高产高效栽培实践提供理论及科学依据。     

氮肥对新疆棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应

在新疆生态条件下,采用裂区设计研究了氮肥用量对棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应。结果表明,适量追施氮肥在一定程度上可以改善叶片光合性能,提高植株生育后期叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性;维持叶片较高的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm);提高中下部叶片的光合速率,延缓了叶片衰老,保证了棉花生育后期光合产物的形成,从而使棉花达到高产。这种调节效应因品种和生育时期的不同而异。新陆早6号在盛铃前期叶片叶绿素含量、NR活性、光合速率及Fv/Fo和Fv/Fm随氮肥用量增加而增加,盛铃后期至吐絮期叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、叶片光合速率等指标均以中氮处理(300.kg/hm2)最高,高氮处理易造成植株盛花期生长过旺,群体荫蔽,影响了叶片光合作用;新陆早7号中氮处理与高氮处理之间差异不明显。因此,生产上应根据不同品种和生育时期进行合理施肥,避免因施肥不当造成产量下降和浪费肥料。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

施氮对旱地不同抗旱性小麦叶片光合色素含量与荧光特性的影响

在田间试验条件下,研究了不同抗旱性小麦品种全生育期叶片光合色素含量和叶绿素荧光参数的关系及其氮素响应。结果表明,光合色素各组分含量随施氮量增加有明显的升高趋势,品种间差异又因生育时期而不同;施氮显著提高了拔节期实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)、扬花期和灌浆期的最大光化学效率(Fv/Fm),降低了全生育期非光化学猝灭系数(qN)。提高叶绿素a含量能显著提高叶片ФPSⅡ、Fv/Fm、qP和降低qN;叶绿素b含量的升高能显著增强热耗散,增加类胡萝卜素含量则促进水地品种叶片光能的光合碳同化作用和旱地品种的热耗散。拔节期对照处理的旱地品种的ФPSⅡ和qN显著高于水地品种,在该时期品种抗旱性差异表现较为明显,能够通过提高光合机构实际光化学效率和热耗散来增强光合机构对干旱的适应能力。     

镁肥对葡萄光合速率和叶绿素荧光特性的影响

探讨大田条件下,施镁对缺镁葡萄叶片光合速率和叶绿素荧光特性的影响,为葡萄科学施肥提供理论依据。采用裂区试验,主区设4个土施硫酸镁梯度,为0、112.5、150、187.5 kg/hm~2,副区设3个叶面喷施硫酸镁浓度,分别是0%、0.2%、0.4%。土施和叶面喷施镁肥能够显著提高叶片镁含量,土施150 kg/hm~2同时叶面喷施0.4%硫酸镁肥后,叶片叶绿素含量、净光合速率、实际光量子产量、表观光合电子传递速率、原初光化学效率、光化学淬灭、非光化学淬灭维持在较高水平,初始荧光最低。缺镁土壤适量施镁(如土施150 kg/hm~2同时叶面喷施0.4%硫酸镁肥)能够显著增加叶片中镁和叶绿素含量,提高净光合速率,增加PSⅡ天线色素的非光化学能力耗散,缓解光系统受损程度,同时保持PSⅡ原处光能转换效率和潜在活性,但施镁量过大,气孔导度降低,净光合速率下降。     

叶面喷施亚硒酸钠对谷子光合特性及产量构成的影响

以晋谷21号和张杂谷10号为试材,采用大田试验,研究了灌浆期叶面喷施亚硒酸钠(0,2.5,5,7.5,10,12.5,15g·667m-2)对谷子光合特性和产量的影响。结果表明,随着亚硒酸钠喷施浓度的增加,谷子叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ实际光化学效率Y(Ⅱ)、电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm和PSⅡ潜在活性Fv/Fo均呈先升高后降低的趋势;而胞间CO2浓度(Ci)变化呈现相反趋势。在灌浆期喷施亚硒酸钠对谷子千粒重、穗粒重、穗重影响效果最为显著。与对照相比,叶面喷施7.5g·667m-2的亚硒酸钠溶液,可显著提高谷子叶片中光合色素含量和光合性能,同时提高谷子的产量。     

连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应

连作障碍是限制设施西瓜栽培的重要因素,利用植物间化感作用的伴生栽培模式是解决连作障碍的有效手段。为探讨小麦品种‘D125’伴生对连作西瓜生长的效应,采用连作西瓜土壤进行盆栽试验,设置西瓜单作和小麦伴生西瓜2个处理,研究连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应。结果表明,西瓜定植40 d时,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别提高32.2%、28.5%、7.8%,叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别增加7.5%、8.4%和3.2%,且差异显著;西瓜定植60 d时,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别提高52.9%、116.7%、33.8%,叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别提高5.8%、7.1%、4.9%,均达到差异显著水平。但两个处理间的初始荧光、可变荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率及光化学猝灭系数无显著差异;西瓜白粉病病情指数降低6.3%。西瓜定植40 d后,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片MDA含量和PAL活性分别降低44.43%和8.68%,SOD和PPO活性升高17.3%和84.5%;西瓜定植60 d,叶片PAL活性显著高于单作,MDA含量、SOD和PPO活性无显著差异。可见连作西瓜对伴生小麦产生了积极的响应,伴生小麦具有提高连作西瓜净光合速率,减缓西瓜叶片衰老,延长光合功能期的作用,提升了连作西瓜的抗病性。     

外源硫化氢对盐胁迫下加工番茄幼苗光合参数及叶绿素荧光特性的影响

为探究外源硫化氢(H_2S)对盐胁迫下加工番茄幼苗光合作用和光合荧光参数的影响,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7(耐盐性强)和KT-32(耐盐性弱)为材料,采用分光光度法、CIRAS-3型光合仪和Imaging-PAM调制荧光成像系统分别测定光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数。结果表明,外源H_2S提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);降低了胞间CO_2浓度(Ci)、PSⅡ调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。此外,外源H_2S对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H_2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSⅡ的伤害。本研究结果为探究外源H_2S增强加工番茄耐盐性研究提供了科学依据。     

干湿交替灌溉与施氮耦合对水稻根际环境的影响

为了探讨不同水氮耦合对水稻根际土壤环境及根系分泌有机酸总量的影响,以新稻20号为材料,进行盆栽试验,设置浅水层、轻度(-20 k Pa)和重度干湿交替灌溉(-40 k Pa)3种灌溉方式及不施氮肥,中氮(normal nitrogen,MN,240 kg/hm~2)和高氮(high nitrogen,HN,360 kg/hm~2)3种氮肥水平9个处理。结果表明:轻度干湿交替灌溉及中氮增加了土壤酶活性,提高土壤中微生物数量,根系分泌有机酸总量显著提高(P0.05);重度干湿交替灌溉及重施氮肥则降低土壤酶活性及微生物的数量,显著(P0.05)减少根系分泌有机酸的总量;相关分析表明:根际土壤酶活性及微生物数量与不同生育期根系分泌有机酸总量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。土壤酶活性、微生物数量及有机酸总量的供氮效应为正效应,轻度干湿交替灌溉供水效应及耦合效应均为正效应,而重度干湿交替灌溉的控水及耦合效应则为负效应。研究可为通过水氮耦合调控水稻良好的根际环境提供依据。     

轻度干湿交替灌溉协调水稻根冠生长、提高产量及氮肥利用效率

  【目的】  干湿交替灌溉是水分高效利用的有效措施，但是适宜的干湿程度受多种因素的影响。因此，研究不同干湿交替灌溉下水稻根系及地上生长发育的差异，以探讨干湿交替灌溉对水稻产量及氮肥利用效率的影响及其机理。  【方法】  以‘徐稻3号’为材料进行盆栽试验，设置传统灌溉 (保持2～3 cm浅水层，CI)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa，AWMD) 和重度干湿交替灌溉 (?40 kPa，AWSD) 3种灌溉方式，研究干湿交替灌溉对水稻 (Oryza sativa L.) 根长、根重、根冠比、根系伤流量、根系细胞分裂素含量、地上部重量、叶片光合速率、非结构性碳水化合物 (NSC) 运转及籽粒中ATP酶活性的影响。  【结果】  轻度干湿交替灌溉显著增加了根长、根重、根冠比、根系伤流量、根中细胞分裂素含量，如抽穗期比传统灌溉分别提高13.3%、6.7%、10.8%、8.1%、7.4%；茎鞘中NSC向籽粒运转率提高23.3%，同时提高籽粒中ATP酶活性16.3%～18.4%、提升主要生育期叶片硝酸还原酶活性10.9%～44.0%，增加成熟期植株的吸氮量。最终水稻产量及氮肥利用效率显著增加，重度干湿交替灌溉则显著减少根长、根重，抑制根系活性及合成细胞分裂素的能力，如抽穗期分别比传统灌溉降低30.1%、20.8%、40.5%、34.4%，降低地上部的生长，显著降低主要生育期叶片的光合速率，抽穗期降低26.4%，虽促进NSC的运转，但是较低的花后干物质积累与籽粒库活性，导致水稻产量降低32.8% (2018年)与31.6% (2019年)；同时重度干湿交替灌溉下，植株吸氮量显著减少，叶片硝酸还原酶的活性降低19.2%，氮肥吸收利用率、农学利用率及偏生产力分别降低18.0%、34.7%及31.8%。  【结论】  轻度干湿交替灌溉能够改善根系形态，提高根系代谢功能，协调地上部生长，提高水稻产量及氮肥利用效率。重度干湿交替灌溉不利于水稻根系生长，抑制代谢，不宜采用。     

稻田干湿交替对水稻氮素利用率的影响与调控研究进展

稻田干湿交替（alternate wetting and drying,AWD）是提高水稻水、氮利用率的重要水分管理措施。水稻品种、生态环境、氮肥运筹和土壤落干强度是影响AWD下水稻氮素利用率（nitrogen use efficiency,NUE）的主要因素。AWD通过改变土壤水-气环境而影响土壤中生物化学过程,进而影响土壤氮素营养的有效性。轻度AWD促进水稻根系的生长和活力,促进水稻氮素的吸收、同化和转移而提高NUE。轻度AWD不仅提高水稻光合作用,还促进干物质向籽粒的分配,从而提高水稻产量和氮素利用率。AWD还引起植物激素的变化,植物激素也可能参与了对水稻氮素利用的调控。该文从根际氮素营养与环境、根系形态功能、氮素同化和再转移,以及碳同化和分配、植物激素调控等方面综述了 AWD对水稻氮素利用率的影响与调控,并提出了一些值得深入探讨的问题。     

不同耕作方式下水分管理对水稻氮素吸收利用的影响?

2008年早季和晚季,以桂旱1号和金优253为试验材料,盆栽条件下利用15N示踪技术研究了湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式下和免耕、常耕2种土壤耕作方式下水稻氮素与吸收利用的差异。结果表明：（1）湿润灌溉栽培降低了2种耕作方式水稻的氮肥吸收量,其中对基肥和分蘖肥吸收量的降低达显著水平;（2）湿润灌溉栽培时施入稻田中的氮肥被当季水稻吸收利用的比率下降,在土壤中的残留比率增加;（3）常耕条件下,湿润灌溉水稻氮素吸收总量明显低于水层灌溉和交替灌溉水稻,但免耕条件下湿润灌溉对水稻氮素吸收总量的影响比较小;（4）湿润灌溉时水稻产量和氮素的生产效率下降。     

灌溉方式与施氮量对杂交粳稻颖花形成及籽粒充实的影响

为探讨不同灌溉方式与施氮量处理大穗型杂交粳稻穗粒数形成和籽粒充实的差异,以大穗型杂交粳稻甬优1538为材料,设置灌溉方式(W0:浅水层灌溉;W1:轻干湿交替灌溉)和施氮量(N1:施纯氮225 kg·hm~(-2);N2:施纯氮300 kg·hm~(-2);N3:施纯氮375 kg·hm~(-2))二因素试验,研究其对大穗型杂交粳稻稻穗颖花形成及籽粒结实性状的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量对大穗型杂交粳稻稻穗总枝梗与颖花形成均有显著影响。与W0相比,W1显著增加了总枝梗与颖花分化数、退化数和现存数;3种氮肥水平下,N2的总枝梗数、颖花分化数和现存数最高,而退化数率最低。灌溉方式与施氮量对大穗型杂交粳稻枝梗与颖花形成的影响因着生部位不同而异。灌溉方式与施氮量对一次枝梗和颖花以及上部二次枝梗与颖花的影响均不显著,但在W1和N2条件下显著增加了中、下部二次颖花的分化数并减少退化数,促进了中、下部枝梗与颖花形成。灌溉方式和施氮量对强势粒千粒重和充实度的影响不显著,而对中势粒和弱势粒的千粒重和充实度的影响达显著水平,其中W1显著高于W0,N2显著高于N1和N3。在轻干湿交替灌溉条件下,N2有利于二次枝梗和颖花的形成,提高穗粒数的同时增加了籽粒粒重和充实度,从而提高了产量。本研究结果为大穗型杂交粳超高产栽培的养分水分管理提供了理论依据和实践指导。     

施硅提高干湿交替条件下番茄节水性及产量和品质

硅在提高作物抗旱性中具有重要作用。干湿交替灌溉是通过对植物根系施加干旱处理,来诱导自身的干旱调节潜能的一种节水增产技术。关于节水灌溉影响作物生理特性的研究,结论不尽相同。干湿交替的灌溉方式是否适应于番茄栽培,且在该灌溉技术下施硅对番茄产量品质有何影响,鲜见报道。为探讨干湿交替条件下施硅对番茄的影响,采用潮汐式灌溉系统模拟干湿交替的灌溉方式,研究了干湿交替条件下硅对番茄植株硅质量分数、植株生长、果实产量及品质的影响。结果表明,营养液加硅使番茄根、茎、叶、果的硅质量分数分别提高494%、444%、246%、631%。在番茄幼苗期至开花坐果期,采用干湿交替的灌溉方式利于控制长势、培育壮苗,但结果前期至结果后期,尤其盛果期,则不宜采用干湿交替的灌溉方式。干湿交替造成了番茄的严重减产及番茄红素质量分数、维生素C质量分数、可滴定酸质量分数的下降,但显著提高番茄果实的可溶性蛋白质量分数、游离氨基酸质量分数、可溶性固形物质量分数、可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、果实硬度、糖酸比,尤其糖酸比提高了30%,而施硅可缓解干湿交替对番茄生长发育后期果实产量和品质的不利影响。总之,干湿交替下施硅,在促进番茄稳产优质协调形成的前提下,可节水23%。该研究探讨了多变低水条件下硅的调控效应,丰富了硅提高植物抗旱性的理论内容,研究结果对实现合理节水并提高番茄商品率具有重要的意义。     

分根交替滴灌对管栽黄瓜光合作用及水分利用效率的影响

【目的】探讨分根交替滴灌对管栽黄瓜光合作用及水分利用效率的影响机理。【方法】以津优3号黄瓜为试材,设分根交替滴灌(alternate partial root-zone drip irrigation,APDI)、 固定1/2根区滴灌(fixed partial root-zone drip irrigation,FPDI)和传统滴灌(conventional drip irrigation,CDI)3个处理,随机区组排列,研究了不同滴灌方式对黄瓜生长、 光合作用及水分利用效率的影响。【结果】分根交替滴灌(APDI)作物根区的干湿交替能够刺激根系的补偿生长,提高植物的根系活力。固定1/2根区滴灌(FPDI)黄瓜叶片相对含水量、 水势和渗透势都显著低于传统滴灌(CDI),而细胞汁液浓度显著高于其他两个处理,说明FPDI在一定程度上影响了黄瓜对水分的正常吸收和转运,抑制其正常生长。与CDI相比,APDI显著降低了黄瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,却显著提高了水分利用效率。APDI处理的PSⅡ有效光化学量子产量(Fv/Fm)与CDI相比差异不显著,但较FPDI显著升高。FPDI处理的非光化学猝灭系数(NPQ)显著高于其他两个处理,说明固定一侧根系的干旱胁迫导致PSⅡ吸收的光能用于光化学反应的份额显著减少,从而使得光反应的能力和效率降低,过剩光能的热耗散显著增加。另外,APDI和FPDI虽然都不同程度地减少了耗水量和渗漏量,但FPDI黄瓜生长和光合作用均受到严重抑制,因此不适用于设施黄瓜的节水灌溉,而APDI处理在节水的同时能保证黄瓜正常生长及适宜的光合作用。【结论】分根交替滴灌(APDI)可作为设施节水高效灌溉的一种灌溉模式,具有广阔的应用前景。     

麦秸还田和结实期灌溉方式对超级稻籽粒结实和米质的影响

以大穗型超级杂交粳稻‘甬优8号’为材料,设置麦秸还田(麦秸全量还田与麦秸不还田)和结实期灌溉方式(浅水层灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉)两因素试验,研究其对大穗型超级稻籽粒结实和主要米质性状的影响。结果表明:结实期灌溉方式对籽粒结实性状有显著影响。在麦秸还田与麦秸不还田下,与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显著提高了‘甬优8号’的千粒重、结实率、充实度,而重干湿交替灌溉则相反;麦秸还田处理下籽粒结实性状均优于秸秆不还田处理,麦秸还田与结实期轻干湿交替灌溉互作可以改善超级稻‘甬优8号’的结实性状;与麦秸不还田相比,麦秸还田提高了籽粒的整精米率、粗蛋白含量和消减值,降低了垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和崩解值;与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉降低了直链淀粉含量、粗蛋白含量和消减值,提高了整精米率、垩白率、垩白度、胶稠度和崩解值,但重干湿交替灌溉则使米质明显变差;两处理对弱势粒的主要稻米品质的调控作用大于强势粒。在麦秸还田下,结实期轻干湿交替灌溉可以较好地协调‘甬优8号’结实性状和稻米品质间的关系。