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CO2浓度升高对小麦水分利用效率的影响研究综述
A Review on the Effects of Carbon Dioxide Enrichment on Wheat Water Use Efficiency
 [PDF]

刘月岩, 乔匀周, 董宝娣, 师长海, 翟红梅, 李东晓, 司福艳, 刘孟雨
Climate Change Research Letters (CCRL) , 2013, DOI: 10.12677/CCRL.2013.21002
Abstract:
本文综述了CO2浓度升高条件下,小麦水分利用效率的研究进展,并提出未来研究的重点与方向。CO2浓度升高对未来农业的影响备受人们关注。CO2浓度升高显著提高了小麦在叶片、群体及产量水平下的水分利用效率(WUE)。但叶片水平的WUE提高最为显著。在叶片水平,CO2浓度升高主要是通过提高冬小麦的光合作用、降低气孔导度和蒸腾作用使叶片WUE大幅提高;在群体水平,主要是通过增加生物量,但对耗水量影响不显著;产量水平WUE的提高主要是亩穗数的增加带来的增产效应。此外,CO2浓度升高条件下小麦WUE与温度、水分、养分等环境因子的关系密切。
In this paper, it will review the research progress of wheat water use efficiency under elevated carbon dioxide and point out the current problems and look forward so as to provide new ideas for further study. The effects of carbon dioxide enrichment on future agriculture receive much concern in our society. Wheat water use efficiency (WUE) at leaf level, population level and production level are all improved under elevated CO2 condition. The WUE at leaf level im-proved more and it can be attributed to the increase of photosynthetic rate and the decrease of transpiration rate and stomatal conductance. At population level, there is a substantial increase in the biomass of wheat but little influence on evapotranspiration. At production level, the increase of tiller numbers is the key factors. In addition, the increase of WUE of wheat under elevated CO2 has much relationship with other environmental factors, such as temperature, water and nutrient. In this paper, it will review the research progress of wheat water use efficiency under elevated carbon di-oxide and point out the current problems and look forward so as to provide new ideas for further study.
咸水灌溉下土壤水盐动态和作物生长研究进展
杨静,杨明欣,董宝娣,乔匀周,师长海,翟红梅,刘孟雨
中国生态农业学报 , 2011,
Abstract: 我国淡水资源短缺且分布不均,供求矛盾突出,合理开发利用咸水资源、增辟灌溉水源将成为解决水资源危机的重要途径之一。本文从以下几个方面对国内外咸水资源灌溉利用的研究进展进行了综述,以期为咸水安全灌溉提供指导。(1)咸水灌溉对土壤水盐运移的影响,主要包括咸水灌溉后不同土层土壤水盐分布规律、不同灌溉水矿化度对土壤水盐运移的影响、灌溉方式对土壤盐分积累的作用;(2)咸水灌溉对作物生长的影响,主要包括咸水灌溉与作物产量、品质的关系;(3)咸水灌溉对作物生理变化的影响及其作用机理,主要包括咸水灌溉对植株脯氨酸含量、抗氧化酶活性、丙二醛含量、叶绿素含量及光合作用的影响。
喷施抗蒸腾剂对冬小麦旗叶蒸腾效率的影响
师长海,孔少华,翟红梅,杨静,李东晓,刘孟雨
中国生态农业学报 , 2011,
Abstract: 成膜型植物抗蒸腾剂(PFA)可以有效地减少植物的水分耗散,提高水分利用效率。本试验以冬小麦(TriticumaestivumL.)品种"科农9204"为试验材料,在灌溉0水、1水、2水和3水条件下叶面喷施PFA,测定灌浆期小麦旗叶水分生理和胁迫程度在处理间的差异以及衰老进程变化,探讨了PFA在冬小麦抵御干热风、提高水分利用效率方面的作用。结果表明:喷施PFA可以显著降低旗叶的蒸腾速率,而对光合速率无显著影响,使叶片蒸腾效率显著提高;喷施PFA处理旗叶的保水力提高,离体失水速率降低,叶片的相对含水量和水势提高;灌1水、2水和3水条件下,喷施PFA处理旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量均低于不喷施的对照,而旱作(全生育期不浇水)喷施处理的旗叶SOD和CAT活性则高于对照。喷施PFA可以有效地维持旗叶的水分生理环境,抑制活性氧的产生,保证氧自由基清除系统的正常运行,维持细胞膜的完整性,从而维持较高光合速率,同时有效降低蒸腾速率,这构成叶片蒸腾效率提高的生理基础。
冬小麦||菠菜-番茄宽垄浅沟节水栽培中冬小麦水分利用效率研究
乔匀周,阮芬,董宝娣,师长海,翟红梅,刘孟雨
中国生态农业学报 , 2011,
Abstract: 垄作小麦(TriticumaestivumL.)和间套作技术是我国华北地区农业生产中的重要种植模式之一。本研究结合华北地区严重缺水的实际,以平作小麦、垄作小麦作为复种模式中冬小麦的对照,平作菠菜(SpinaciaoleraceaL.)复种番茄(LycopersiconesculentumMiller)为复种模式中菠菜和番茄的对照(平作采用漫灌,起垄栽培作物均采用沟内灌水),研究了垄作小麦间作菠菜复种1季番茄这一间套模式中冬小麦的产量和水分利用效率。结果表明,垄作小麦及垄作小麦间作菠菜复种番茄比平作小麦减产11%,减产是由于没能充分发挥边际效应而使得穗数降低。3种模式的水分利用效率比较表明,平作小麦水分利用效率最高,其次是垄作小麦,间套作条件下的垄作小麦水分利用效率最低。垄作小麦的水分利用效率低于平作小麦,是因为冬小麦对沟内水分利用不充分,而试验中降水、灌溉水主要存留于沟内。在垄作小麦沟内套种菠菜,获得了与单作菠菜相同的产量,说明冬小麦不影响菠菜产量。收获菠菜后接茬移栽番茄,移栽时间应尽量后移,可减少共生期,便于田间管理和番茄生长。小麦、菠菜、番茄间作套种,如果品种选择合理、时机恰当,可以在小麦等粮食作物不减产的情况下,增收2茬蔬菜。
沟播对耐盐小麦品种青麦6号干物质积累及籽粒灌浆的影响
薛远赛,刘义国,张玉梅,师长海,,,盖伟玲
- , 2016, DOI: 10.7606/j.issn.1009-1041.2016.12.15
Abstract: 为探讨沟播对盐碱地小麦的增产机理,明确适合盐碱地小麦的沟播方式,以小麦耐盐品种青麦6号为试验材料,设置平播(CK)、沟播两行(T1)、沟播三行(T2)三种处理,研究了沟播对盐碱地小麦干物质积累与分配及灌浆速率的影响。研究表明,沟播较平播可显著提高盐碱地小麦旗叶的可溶性糖含量及籽粒的灌浆速率,其中,T2处理的效果最明显。T2处理与其余处理相比显著降低了花前营养器官贮藏同化物的转运量、转运效率及其对籽粒产量的贡献率,但显著提高花后干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率。T2处理提高了干物质在茎鞘+叶片、穗轴+颖壳及籽粒中的积累量。沟播处理较平播均能显著提高穗数和产量,其中T2处理的产量达到了7 988.35 kg·hm-2。因此认为,沟内三行播种可作为盐碱地小麦较为合理的播种方式。
吸湿回干对冬小麦种子萌发和幼苗期根系形态及生理的影响
Effect of moisture-absorbing and dehydration on seed germination, seedling morphology and physiology of winter wheat

周宣材,刘义国,张玉梅,师长海,朱玉鹏,林琪
- , 2018, DOI: 10.7606/j.issn.1000-7601.2018.05.05
Abstract: 全球气候变化条件下,干旱发生的越来越频繁,冬小麦播种往往需要造墒。种子吸湿回干能够提高作物的抗旱性。以抗旱型小麦青麦6号、水肥型小麦济麦22为试验材料,设置“对照”、“干旱”、 “吸湿回干”、“吸湿回干+干旱” 4个处理,通过萌发期、两叶一心期胁迫试验,分析冬小麦发芽率、发芽势、发芽指数、株高、根长、根系总根长、根系总根体积、根系总表面积、根系平均根直径、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,吸湿回干处理虽降低冬小麦发芽率、发芽指数、株高、根长、根系总根长、根系总根体积、根系总表面积、根系平均根直径,却能提高济麦22的发芽势、SOD、POD、CAT活性,但吸湿回干处理对青麦6号的上述指标影响较小。由此看来,吸湿回干通过增强氧自由基清除酶的活性来提高水肥型冬小麦抗旱性,而对抗旱冬小麦影响较小。
Due to the global climate change, drought occurres more frequently. It is essential to store more moisture in soil in winter wheat seeding. A hydroponic experiment was conducted to explore the effects of seeds moisture-absorbing and dehydration treatments on wheat varieties, drought-sensitive wheat cultivar ‘Qingmai 6 ’and fertilizer Wheat cultivar ‘Jimai 22’.The four treatments were set as “control”, “drought ”, “moisture-absorbing and dehydration” and “moisture-absorbing and dehydration + drought” respectively. Dynamics of wheat germination rate, germination potential, germination index, plant height, root length, root total root length, total root surface area, root volume, root root average root diameter, superoxide dismutase activity, peroxidase, catalase and malondial dehyde were analyzed by tests of germination and two leaf stress. The results showed that moisture-absorbing and dehydration treatment decreased the winter wheat germination rate, germination index, seedling height, root length, root total root length, total root surface area, root volume, root mean root diameter phenotype.However, it could improve the germination potential and activity of SOD,POD and CAT for winter wheat Jimai 22 with less effect on Qingmai 6. Inconclusion,moisture absorption could improve the drought resistance of common winter wheat and it had little effect on drought resistance of winter wheat.
干旱高温及高浓度co2复合胁迫对冬小麦生长的影响
司福艳,乔匀周,姜净卫,董宝娣,师长海,刘孟雨**
应用生态学报 , 2014,
Abstract: 研究了不同co2浓度、不同温度和水分条件及其组合对冬小麦产量、光合及水分的影响,以阐明气候变化对冬小麦的影响.结果表明:co2浓度升高对冬小麦光合速率没有影响,而升温和干旱均使光合速率显著下降.升高co2浓度与温度对冬小麦旗叶水分条件没有影响,干旱胁迫下旗叶相对含水量显著降低,而升温与干旱同时发生可降低旗叶水势.气温、co2浓度升高以及干旱胁迫共同作用下,冬小麦光合速率和旗叶水分条件显著降低,产量下降41.4%.co2浓度升高使冬小麦增产21.2%,温度升高使产量降低12.3%,co2浓度和温度同时升高对产量没有影响,干旱胁迫下产量下降程度更大.未来气候变化情景下,保持较高的土壤水分含量是减少气候变暖危害的重要手段.?
微咸水对冬小麦萌发及苗期生长发育的影响
师长海,李玉欣,翟红梅,杨静,李东晓,董宝娣,乔匀周,刘孟雨
中国生态农业学报 , 2011,
Abstract: 华北地区冬春干旱日益频繁,而环渤海区微咸水资源丰富。探讨微咸水在冬小麦造墒或冬灌中应用的可行性,对充分利用该区域的微咸水资源具有重要意义。本研究以华北地区不同生态型冬小麦品种(水旱兼用型“石家庄8号”、旱作型“晋麦47”和抗盐型“小偃81”)为试验材料,采用盆栽方式,分析了微咸水对冬小麦萌发和苗期生长发育及水分利用效率的影响。结果表明:微咸水对“石家庄8号”和“小偃81”的萌发无影响,使“晋麦47”的发芽势和发芽率显著降低,而3个品种冬小麦的胚芽鲜重对微咸水处理无响应。微咸水处理抑制冬小麦根系的生长,而促进了地上部的生长,使“石家庄8号”、“小偃81”和“晋麦47”的根冠比分别降低51.6%、32.3%和36.8%,使叶绿素含量分别提高38.5%、26.0%和12.9%。微咸水促进冬小麦的地上部生长,提高冬小麦的水分利用效率,但是对冬小麦苗期的根系生长有抑制作用。微咸水处理提高3个品种冬小麦的水分利用效率,主要是由于降低了冬小麦的单株耗水量。
不同灌溉条件下不同类型冬小麦产量水分利用效率差异原因分析
董宝娣,师长海,乔匀周,杨静,翟红梅,李东晓,刘孟雨
中国生态农业学报 , 2011,
Abstract: 以旱地品种"西峰20"和"晋麦47"、水旱兼用型品种"石家庄8号"、高水肥地品种"石4185"和"科农9204"5个冬小麦品种为材料,通过田间不同灌溉处理试验研究了不同抗旱类型冬小麦品种收获指数和群体水分利用效率对产量水分利用效率的影响差异。结果表明:不同抗旱类型的小麦在不同灌溉处理下,产量水分利用效率(WUEy)以及变化趋势存在显著差异。旱地冬小麦品种WUEy和收获指数(HI)显著低于水地品种和水旱兼用型品种。不同品种间WUEy最大相差42.01%,HI相差25.91%。HI和群体水分利用效率(WUEbm)与WUEy呈显著正相关关系。株高与HI呈显著负相关关系(R2=0.574)。在不灌溉条件下,品种间WUEy差异源自HI的差异;而在补充灌溉条件下,品种间WUEy的差异源自WUEbm和HI的共同作用。说明不同抗旱类型的小麦对不同灌溉处理的响应方式和适应策略不同。旱地品种在干旱胁迫条件下,主要靠增加WUEbm来提高WUEy;而水地品种和水旱兼用型品种在补充灌溉中凭借较高的WUEbm和HI共同作用提高WUEy。
冬小麦蒸腾效率对土壤水分响应的生理机制探讨
李玉欣,师长海,乔匀周,董宝娣,廉诗启,刘孟雨,刘海培
华北农学报 , 2010, DOI: 10.7668/hbnxb.2010.01.024
Abstract: 通过盆栽试验,研究了两种生态型冬小麦(石家庄8号和洛旱2号)在三种土壤水分条件下(L:田间持水量的60%~6%;M:田间持水量的70%~7%;H:田间持水量的80%~8%)蒸腾效率的变化及其生理机制.结果表明:随着土壤水分的降低,植株叶片水势降低,根冠比增加,两个品种间没有显著差异.土壤水分的降低,使植株生物量减少,蒸腾耗水减少,但蒸腾效率提高.L处理下石家庄8号和洛旱2号植株水平的蒸腾效率分别提高119.0%和62.2%.植株叶片光合速率与蒸腾速率随土壤水分的减少不断下降,但叶片水平的蒸腾效率提高,且与植株水平蒸腾效率呈极显著正相关(R2=0.96).气孔导度随土壤水分的减少而降低,并与蒸腾速率呈极显著正相关(R2=0.97),表明蒸腾主要受气孔因素调节;光合速率随土壤水分减少而降低,但胞间CO2浓度升高,表明光合主要受非气孔因素调节,这种调节机制使得植株在干旱胁迫下更高效利用水分.试验结果初步揭示:光合与蒸腾调节机制的差异构成了试验品种在干旱下蒸腾效率提高的生理基础.
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