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《西北农林科技大学》 2011年
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小麦水分利用效率对干旱、高温及真菌接种等环境的响应

张蓓蓓  
【摘要】:本文从干旱、高温和真菌接种等几种不同环境着手,分析了小麦水分利用效率及其它相关性状应对不同环境的变化特征。其中,黄土塬区的研究内容基于两种试验条件下水分利用效率及茎流和其它气体交换指标的变化,两种试验条件分别为,(1)同一肥力水平下8种冬小麦品种对比试验;(2)同一品种“长武134号”条件下3种磷肥水平施加试验。加拿大的试验包括,(1)控制试验条件下,干旱高温对春小麦水分利用效率的影响及其与品质指标木聚糖之间的关系,干旱胁迫下菌根接种对氮、磷吸收和水分利用效率的影响;(2)加拿大Alberta省西部草原干旱区春小麦在不同菌类接种和磷肥处理下水分利用效率的变化特征。通过分析研究,了解了小麦水分利用效率应对相应试验环境下的变化,同时结合小麦的产量等指标进行综合分析,为小麦品种的筛选、推广种植和栽培模式的选择提供实验依据与技术支撑。其主要结果如下: 1.品种对比和磷肥差别供应田间试验(F0,F1和F2)表明,拔节期叶片净光合速率大于开花期;拔节期叶片蒸腾速率也大于开花期。品种试验下拔节期瞬时水分利用效率略大于开花期,而磷肥试验中开花期瞬时水分利用效率略大于拔节期,且两个时期F1的瞬时水分利用效率都是最高,分别为3.04和3.77 umol CO2/mmol H2O,说明适当的磷肥施加可以提高作物的水分利用效率。品种试验中拔节期的SPAD值是洛阳8716最大,与另外七个品种都达到了极显著的差异,开花期各品种差异不显著,最终产量是洛阳8716和陕麦893最高;磷肥试验中F2处理下SPAD最大,且产量最高。 2.茎流速率日变化都呈现先升高后下降的趋势;磷肥试验中F0、F1和F2单株茎流速率最高时分别为2.796、3.734和3.873 g/h,随着施肥量的增加茎流量增大;环境因子中的光合有效辐射对茎流变化影响较大;同时对日茎流速率和叶片蒸腾速率进行同步性相关分析得出,茎流速率与叶片蒸腾速率有显著的相关关系,但是相比来说有一定的时间滞后性,说明水容影响了水分的运动过程。 3.干旱(拔节期开始,40%田间持水量)和高温(孕穗期开始,32/22℃)处理对两种在加拿大广泛种植的春小麦品种(Superb和AC Crystal)的水分利用效率和木聚糖含量有很大的影响。总体来说,高温下Superb成熟时间比AC Crystal提前了大概10天,说明Superb对高温的敏感性较强;叶片的相对含水量和比叶面积对干旱的敏感性较大。干旱和高温降低了小麦的生物量,所用的水分和产量最终增加了这两种小麦的水分利用效率;稳定性碳同位素分辨率有干旱处理和品种显著性,并且它与水分利用效率呈负相关;高温干旱降低了叶片气体交换指标。高温增加了小麦籽粒木聚糖的含量(特别是水溶性木聚糖);并且木聚糖的含量与水分利用效率呈显著的正相关。 4.丛植菌根、氮肥(180 kg/hm2)以及干旱(拔节期开始,40%田间持水量)处理对春小麦Superb的水分利用效率以及氮磷含量的吸收有很大的影响。氮肥施加和菌根接种增大了叶片的相对含水量,而干旱降低了叶片相对含水量的值;干旱降低了叶片的比叶面积,而氮肥施加和菌根接种提高了叶片的比叶面积;干旱处理提高了不同时期小麦的水分利用效率,但在相同氮肥施加下,菌根接种对水分利用效率的影响不大,并且氮肥施加和干旱处理都降低了叶片的稳定性碳同位素分辨率,菌根接种对其影响不大;各处理下籽粒与茎秆的氮含量差异显著,同时不同部位的磷含量随着水分胁迫和菌根接种而增大,氮肥施加间接的影响了茎秆对磷素的吸收,但是对籽粒磷素的吸收影响不大。 5.两种真菌(Penicillium和AMF)和不同水平磷肥施加(45 kg/hm~2和90 kg/hm~2)均能增加叶片的气体交换指标,并且在相同的磷肥施加水平下,AMF比Penicillium更能促进叶片的光合性能;丛枝菌根可显著的增加Castor区瞬时水分利用效率;稳定性碳同位素分辨率的含量随着施磷剂量的增加而增大;茎秆和籽粒中磷含量随着真菌接种和施磷而增大,并且AMF的影响最大,;真菌接种和磷肥施加增加了田间的叶面积指数,生物量以及产量。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S512.1

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