环境因子对冬小麦生理特性的影响及生理指标间的关系研究

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1、水分胁迫和气象因子对冬小麦生理特性的影响*(3号黑体居中)刘祖贵，陈金平，段爱旺，孟兆江，张寄阳，刘战东(5号楷体居中)(中国农业科学院农田灌溉研究所,新乡453003)(小5号宋体居中)摘要:通过对防雨棚下测坑中种植的冬小麦设置不同的土壤水分控制下限指标，研究了土壤水分状况及气象因子对冬小麦生理特性的影响，分析了不同生理指标的日变化规律，建立了几种生理指标与环境因子间的逐步回归关系式。研究结果表明，各生理指标受环境因子的影响有着明显的日变化特征，不同处理气孔导度（Gs）峰值出现的时间早于光合速率（Pn），而蒸腾速率

2、（Tr）峰值出现的时间滞后于光合速率，随着土壤水分胁迫程度的增加，Gs、Tr、Pn的峰值有提前的趋势；不同土壤水分条件下水分胁迫指数（CWSI）和冠气温差的峰值均在13：00左右出现，而细胞液浓度（CSC）的最大值出现在14:00～15:00。土壤水分与Tr、Pn、Gs呈极显著正相关，而与CWSI、冠气温差和CSC呈极显著负相关。此外，气象因素对冬小麦生理指标的影响程度会随着土壤水分状况而发生变化，生理指标与环境因子的逐步回归结果表明，土壤水分和光合有效辐射是影响冬小麦生理指标最主要的环境因子。(小5号宋体)关键词:

3、冬小麦；水分胁迫；气象因子；生理特性(小5号宋体,一般不超过5个词)1引言(第一层标题,4号黑体,左边空2个字)冬小麦是我国华北平原最主要的粮食作物，但在其生长期间却极易受到干旱的威胁，因此有关水分胁迫等环境因子对作物生长发育及生理的影响研究一直是逆境研究的热点之一。大量的研究结果表明，作物在遭受水分胁迫后，其光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶水势下降[1-4]，细胞液浓度、水分胁迫指数、冠层温度、冠气温差升高[5，6，7]。然而，作物的各种生理指标除受土壤水分状况的影响外，也受气象因子的影响，如太阳辐射、温度、湿度、

4、空气饱和差、风速等，使得生理指标的表现具有不稳定性，增加了利用其来指导作物灌溉的难度。目前的研究有的仅考虑土壤水分状况对作物生理指标的影响，或者只考虑某一土壤水分下气象因子对生理指标的影响，而把土壤水分和气象因子结合起来系统地研究环境因子对冬小麦生理特性的影响还不多见。因此，本试验通过对活动防雨棚下测坑中种植的冬小麦设置不同的土壤水分处理下限，利用先进的仪器设备测定其生理指标，并同步监测气象因子，以探索环境因子对冬小麦生理指标的影响，以期为利用生理指标辅助进行灌溉决策提供理论依据。(正文:5号宋体)2材料与方法2.1

5、试验材料与处理(第二层标题,小4号黑体,左边空2个字)试验于2002年10月至2003年6月在中国农业科学院农田灌溉研究所作物需水量试验场的有底测坑中进行的，测坑上方有移动式防雨棚。测坑上口面积为6.66m2，深度为1.8m，下部设20cm的砂石滤层，土层深度为1.5m。坑内土壤为粉砂壤土，田间持水量24.0%，土层平均容重1.35g/cm3，有机质含量0.97%。供试作物为冬小麦（TriticumaestivumL.），品种为“百农66”。整地时，施用干鸡粪21000kg·hm-2、二铵375kg·hm-2、硫酸钾

6、150kg·hm-2作为底肥。冬小麦于2002年10月8日播种，播量112.5kg·hm-2，行距20cm，10月16日出苗，2003年6月4日收获。在冬小麦的各生育期设置不同的土壤水分控制下限，即占田间持水量的80%、70%、60%、50%，每处理重复三次，当土壤水分达到其下限指标时，就进行灌水，灌水量用水表计量。在冬小麦的全生育期中，除土壤水分控制标准不同外，其它的田间栽培管理措施保持一致。2.2测定方法（1）土壤水分：采用烘干法和中子仪测定，每周测定一次，每20cm测定一层，测至1.2m，测定生理指标时进行加测

7、；（2）光合速率、蒸腾速率、气孔导度：采用CIRAS-1光合作用系统（英国PPSystems公司生产）测定；（3）细胞液浓度：用手持糖量计测定；（4）水分胁迫指数、冠气温差:采用510B型AG红外测温仪测定（美国产）；（5）气象因子：用自动气象站监测（AWS，澳大利亚产）。5植株叶片生理指标的日变化选晴天从早上6：00开始测定，每隔1～2小时测定一次。在拔节期测定顶二叶和顶三叶，孕穗期测定倒一叶和倒二叶，抽穗期和灌浆期测定旗叶，每个处理测3株，取其平均值。由于不同生育阶段测定的结果规律性相似，以下仅用孕穗期测定的结果

8、来分析。3试验结果与分析3.1几种主要生理指标的日变化规律图1不同土壤水分下冬小麦孕穗期蒸腾速率的日变化图1不同土壤水分下冬小麦孕穗期蒸腾速率的日变化蒸腾速率（Tr）、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞液浓度(CSC)、作物水分胁迫指数(CWSI)、冠气温差(Tc-Ta)受太阳辐射、气温、相对湿度、风速等气象因素的影响有着明显的日变化规律