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制种玉米调亏灌溉效应研究

张正  
【摘要】:调亏灌溉是一种新的节水灌溉技术,它利用作物自身对水分胁迫的生理生化反应,达到提高经济产量、减少水分无效消耗、提高水分利用率的目的。在黑河流域,调亏灌溉技术有着广阔的应用前景,该技术的应用,将带来巨大的经济效益和社会效益。试验于2011年在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所临泽内陆河流域综合研究站进行,以制种玉米(奥瑞金公司,代码92的父母本)为试验材料,于苗期、拔节期、孕穗期、成熟期根据作物根区土壤水吸力控制三个水分梯度,分别为200kPa(适度)、400kPa (轻度调亏)和800kPa (中度调亏),研究灌溉量对制种玉米不同生育阶段植株生长、产量品质、水分利用利率、光合特性的影响,以确定黑河中游地区制种玉米调亏灌溉适宜时期和程度,探讨调亏灌溉条件下制种玉米生产力形成的机理,为黑河中游制种玉米节水增效栽培模式和技术研发提供理论依据。主要结果如下: (1)试验地播前土壤含水率较高,苗期末各小区的含水率基本达到试验控制水平。苗期末各处理的土壤含水量为13.2%;拔节期,孕穗期和成熟期各个处理的土壤含水率基本保持在其试验设计的范围。 (2)苗期和拔节期亏水显著降低了玉米株高,且水分亏缺程度越大,影响越大,拔节期亏水比苗期亏水的影响更大。苗期轻度亏水处理后复水玉米株高表现出明显的生长补偿效应,而中度亏水处理后未表现出株高补偿效应。孕穗期和成熟期亏水对玉米株高影响不显著。 调亏灌溉对玉米茎粗的影响与株高基本一致。至成熟期,苗期轻度和中度亏水处理与CK无显著差异,表现出一定的补偿效应。拔节期轻度和中度处理的茎粗显著低于其它各处理。孕穗期和成熟期亏水对玉米茎粗无显著影响。 苗期根冠比最大,说明苗期是制种玉米根发育的重要时期,苗期亏水处理有利于刺激根系生长。苗期亏水处理的根冠比显著高于CK。除苗期外,各时期和水分处理之间,制种玉米根冠比差异均不显著。 苗期末,苗期中度处理的叶面积显著低于其它各处理,苗期轻度处理次之;拔节期末,苗期控水的处理与CK无显著差异,叶面积表现出明显的补偿效应。这个时期亏水的两个处理(T3和T4)显著低于CK,拔节期是玉米营养生长的关键时期,这个时期复水的苗期亏水处理,由于早期的亏水,植株复水后表现出更强的生命力。孕穗期和成熟期控水对玉米叶面积无显著影响。 苗期末,苗期亏水处理的干物质积累量显著低于CK,拔节期和孕穗期,亏水处理的干物质积累量显著低于CK;成熟期,拔节期轻度处理的干物质积累量最大,跟CK无显著差异,显著高于其它各处理,表现出一定的补偿效应。 (3)苗期亏水处理显著降低了制种玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),且亏水程度越高降低幅度越大,但轻度亏水处理提高了制种玉米叶片光合作用的瞬时水分利用效率(WUE)。拔节期亏水处理的玉米叶片的Pn、Gs、Tr显著低于CK,而轻度亏水处理的WUE显著高于CK,中度亏水的WUE与CK无显著差异。孕穗期和成熟期亏水处理的Pn、Gs、Tr都显著低于CK,轻度亏水处理显著提高WUE,孕穗期中度亏水的WUE与CK无显著差异,成熟期中度亏水的WUE显著低于CK。 (4)苗期亏水处理的产量与对照无显著差异,灌溉水水分利用效率也无显著差异。在制种玉米的拔节期进行轻度控水时,后期玉米生长表现出很强的补偿效应,产量和CK比较无显著差异,而显著提高了灌溉水水分利用效率。拔节期亏水处理生育期后期叶片衰老减慢,为籽粒提供更多的同化产物。孕穗期和成熟期亏水处理显著降低了制种玉米的产量,灌溉水水分利用效率显著降低。 (5)本研究认为黑河中游制种玉米的适宜调亏时期是拔节期,程度是轻度(土壤水吸力400kPa)。


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