兩個品種的冬小麥對水分脅迫和競爭的響應(yīng).pdf

1、本試驗采用生態(tài)替代法，以黃土旱塬區(qū)連續(xù)替代的兩個冬小麥品種長武135（現(xiàn)代品種）和平?jīng)?0（較老品種）為實驗材料，在陜西長武田間和陜西楊凌室內(nèi)盆栽實驗條件下研究了冬小麥對水分脅迫的響應(yīng)。把根系分布特征和產(chǎn)量、水分利用效率以及競爭能力聯(lián)系起來，分析了水分脅迫下不同品種間在調(diào)節(jié)根冠資源分配提高作物產(chǎn)量方面的差異；利用葉片在干旱條件下氣孔導(dǎo)度的變化，分析了不同品種冬小麥在拔節(jié)期和開花期發(fā)生干旱時產(chǎn)生的根信號的差異，同時也分析了根信號和干旱忍耐

2、能力、產(chǎn)量和水分利用效率之間的關(guān)系，來探討不同品種冬小麥抗旱性生活史對策；利用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)系統(tǒng)測定干旱脅迫過程中熒光參數(shù)的變化，探討了干旱過程中生理活性物質(zhì)變化規(guī)律。主要研究結(jié)果如下： 1.采用生態(tài)替代法，連續(xù)兩年在田間條件下研究了單播和兩個品種冬小麥不同比例種子數(shù)量的混播方式下的產(chǎn)量和水分利用效率。結(jié)果表明，各品種單播時單位面積上根生物量平?jīng)?0品種為367.6g/m2，顯著大于長武135的297.3g/m2，前者根冠比0

3、.23也顯著大于長武135的0.21，且在各土層中根系分布較均勻，表現(xiàn)出產(chǎn)量533.9 g/m2顯著低于長武135的623.5 g/m2，以及水分利用效率15.5 kg/.mm.hm2也顯著低于長武135的18.2 kg/.mm.hm2?；觳ピ黾恿烁翟谳^深土層中的根量分布，根量比兩個品種單播分別大13.4g/m2和8.5g/m2，增強了根系對深層土壤水分的吸收利用，顯著提高了混播單位面積總產(chǎn)量為646.9 g/m2，并且顯著增加了群體

4、水分利用效率為18.81kg.mm-1.hm-2，根冠比也處于兩個品種之間為0.22，但差異不顯著。表明冬小麥品種籽粒產(chǎn)量的提高是與根系的減少、較深土層中根量的減少和對水資源競爭能力的下降相伴隨。 2.在大田條件下研究了有限灌溉處理下（整個生育期內(nèi)灌溉量為120mm），不同品種冬小麥混播處理的種間競爭對水分利用效率及灌溉水利用效率的影響。灌溉增加了根量，尤其是表層土壤中的根量分布，與單播相比競爭使混播群體的根系趨向于淺層分布。

5、在兩種水分處理下，混播群體的耗水量與大根量的平?jīng)?0相比沒有顯著增加，但與長武135相比則顯著增大；混播群體的水分利用效率與平?jīng)?0相比是顯著增高的，但與長武135差異不大。長武135單位根量耗水量大，灌溉水利用效率低，IWUE顯著小于平?jīng)?0。說明了根系大的冬小麥品種具有強競爭能力和對水分的利用能力。 3.盆栽水分控制試驗研究了土壤水分條件對冬小麥競爭能力和產(chǎn)量形成的關(guān)系。土壤含水量控制在45％的低水分單播條件下，長武135

6、分配了更多的干物質(zhì)到繁殖器官，使得根量和地上營養(yǎng)器官的生物量減小，從而提高籽粒產(chǎn)量和收獲指數(shù)，單位根量消耗的水分顯著高于長武135。混播條件下平?jīng)?0在產(chǎn)量和相對產(chǎn)量均顯著大于長武135，具有明顯的競爭優(yōu)勢。土壤含水量控制在75％的高水分條件下，平?jīng)?0產(chǎn)量隨播種比例的減小下降較快，單位根量消耗的水分低于長武135，但未達到顯著水平。平?jīng)?0以較大的根系生物量贏得了較高的競爭能力，消耗了較多的水分，表明低水下其較強的競爭能力在高水條件下

7、略有下降。 4.運用盆栽試驗在干旱處理下，對兩個品種冬小麥產(chǎn)生根信號的土壤水分含量進行了定量的研究，并分析了根信號與品種耐旱能力、產(chǎn)量和水分利用效率間的關(guān)系。在拔節(jié)期和花期，長武135在田間持水量為56％-59％出現(xiàn)非水力根信號，34％-36％出現(xiàn)水力根信號；平?jīng)?0分別為56％-63％和33％-35％出現(xiàn)。平?jīng)?0的非水力根信號和水力根信號出現(xiàn)的田間持水量差值TR（Threshold Range, TR）較寬。競爭也導(dǎo)致了T

8、R的增加，其中平?jīng)?0增加的更大。TR從拔節(jié)期到花期變窄；TR和干旱存活天數(shù)呈正相關(guān)，和干旱致死葉水勢成負(fù)相關(guān)。輕度脅迫對產(chǎn)量沒有顯著影響，但兩個品種的水分利用效率在輕度水分脅迫下顯著提高，其WUE的大小順序與充分供水條件下的結(jié)果相比保持不變，為單播長武135>混播群體>單播平?jīng)?0。結(jié)果表明單播時冬小麥TR的大小和產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，混播時呈正相關(guān)。 5.盆栽試驗下，研究了競爭對兩個品種的冬小麥響應(yīng)干旱的生理指標(biāo)上的影響。發(fā)生干旱

9、時，長武135葉水勢先于平?jīng)?0發(fā)生顯著下降，出現(xiàn)非水力根信號時具有較高的土壤含水量的平?jīng)?0葉綠素含量早于長武135顯著降低。葉綠素含量的降低影響了光合作用，從而進一步降低植株的生長，使株高和葉面積日增長率隨水分脅迫而顯著減小。長武135出現(xiàn)水力根信號較早，TR值較小，首先對植物的生長作出調(diào)節(jié)，降低了植物在干旱條件下的株高和葉面積的增加。長武135在拔節(jié)期和花期干旱時脯氨酸顯著增加時的土壤含水量總是大于平?jīng)?0，并且花期兩個品種的脯氨

10、酸顯著增加時的土壤含水量小于拔節(jié)期的值，但積累量大于拔節(jié)期。 6.在土壤含水量降低的過程中，連續(xù)測定了兩個品種的冬小麥在單播和混播方式下的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。結(jié)果表明，品種間葉綠素?zé)晒鈪?shù)的差異不大，但是競爭顯著影響了冬小麥的PSⅡ的光化學(xué)效率。水分脅迫下無論是單播還是混播兩個品種的冬小麥在不同生育期的熒光參數(shù)Fm、Fv、Fv/ Fm、Fv/Fo、qP和ETR均降低，而Fo和qN上升，說明水分脅迫可抑制PSⅡ的光化學(xué)活性，使冬小麥

11、幼苗葉片PSⅡ的原初光能轉(zhuǎn)化效率、PSⅡ潛在活性、PSⅡ潛在光合作用活力受到抑制。平?jīng)?0的Fo增加幅度小，表明對其反應(yīng)中心破壞程度也越小，與競爭能力較強，根系較大的特征是一致的?；觳ワ@著提高了Fo的增幅，且長武135的增幅大于平?jīng)?0。不同生育期兩個品種單播的Fv/Fm與Fv/Fo均高于混播的值，說明了競爭改變了品種的比值。同時，競爭還使得冬小麥增強了PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度，進一步的降低了過剩光能對光合機構(gòu)的損傷，同時改變了qN和E