引言
粮食安全关乎人类生存和社会经济发展，是人类社会实现永续发展的根本保障，如何保障国家粮食安全和实现农业可持续发展已成为世界各国政府和学界共同面临的重大挑战。随着气候变暖，全球水循环进一步加快，由此引发的干旱等极端气候事件将对农业生产和粮食安全产生深远影响，因气象灾害导致的农业受灾面积不断扩大，农业经济损失逐年提高（刘宪锋和傅伯杰，2021；张强等，2020；房世波等，2011a）。中国在特定自然地理环境和气候条件制约下，每年因干旱造成的农业损失巨大，干旱对农业的影响排在各类自然灾害的首位，其成灾面积占农作物总成灾面积的1/2左右（王莺等，2022；房世波等，2011b），农业旱灾对粮食安全的影响问题长期以来是科学界和政府部门关注的焦点所在（李文娟等，2010）。
目前针对黄土高原半干旱区气候变化及其主要因子对马铃薯生长发育、产量和品质等的相关影响进行了大量研究（Yao et al.， 2021；王鹤龄等，2012；赵鸿等，2013；朱赟赟等，2011；亢艳莉等，2017），而有关水分胁迫对黄土高原半干旱雨养农业区马铃薯产量形成的影响机制的定量研究较少。土壤水分变化对马铃薯光合生理、产量和品质等有重要影响，水分胁迫条件下，叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等气体交换参数下降，降幅随着水分胁迫程度而增加（尹智宇和肖关丽，2017；刘素军等，2018）。刘玲玲等（2004）研究表明，干旱加快马铃薯叶片叶绿素的分解，导致叶片颜色变淡，叶绿素含量下降，严重影响光合生理过程，株高、茎粗、茎叶鲜重等生长指标均显著降低，可溶性蛋白含量增加，对产量的形成不利（张瑞玖等，2022）。本文拟通过控制试验，揭示块茎膨大期产量构成要素和生理生态指标对水分胁迫的响应特征，初步揭示水分胁迫对马铃薯产量形成的影响机制，以期为黄土高原半干旱区马铃薯土壤水分的高效利用、灾损评估和防灾减灾提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验于2021年在中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地（104.62°E，35.58°N）农田土壤水分控制试验场内进行，该基地位于甘肃省中部，海拔高度1 920.0 m，属典型黄土高原半干旱气候区，雨热同季，年平均气温6.7 ℃，年均日照时数2 500.0 h，年均降水量386.0 mm。该区域降水季节分配不均，降水主要集中于6—8月（赵福年等，2020），占全年降水量的54.1%，马铃薯生长季（5—9月）降水量为297.4 mm，占全年降水量的79.0%。
1.2 试验设计
研究区2005—2021年马铃薯块茎膨大关键期0~50 cm土壤湿度资料分析表明，17 a来，块茎膨大关键期土壤相对湿度最大为80%（2017年），最小为43%（2021年），故本试验在马铃薯块茎膨大关键期设置3个水分处理，其中T1为中度水分胁迫处理，于块茎膨大关键期控制土壤水分为田间持水量的40%±5%；T2为轻度水分胁迫处理，控制土壤水分为田间持水量的55%±5%；T3为对照处理（CK），保持充分供水，参照文献控制土壤水分为田间持水量的75%±5%（张辉等，2022）。水分控制场试验小区（面积4 m×4 m）分布见图1，试验马铃薯品种为“新大坪”，为当地主栽品种，于5月12日播种，播种时将大薯切块40~50 g带1~2个芽眼的种薯种植，播种深度10 cm，穴播，平作，南北行向，行距45 cm，穴距35 cm，于10月8日收获。播种时施用农家肥1.2×104 kg·hm-2、马铃薯专用肥600 kg·hm-2作基肥。马铃薯生育期的观测按照《农业气象观测规范》（国家气象局，1993）进行，试验马铃薯出苗期在6月16日，分枝期6月30日，开花期7月14日，块茎膨大期7月28日。全生育期平均气温17.6 ℃，较历年偏高0.6 ℃，日照时数919.1 h，与历年（906.5 h）基本相当。
图1
马铃薯全生育期（播种期—可收期）采用可移动遮雨棚和人工补水进行水分控制，雨天遮雨，雨后移开，应用EM50（Decagon，USA）土壤水分自动监测系统对小区0~50 cm土壤相对湿度进行监测，并根据监测结果计算灌水量（依据土壤水分实测值与目标值之间的差值换算为水深，单位为mm，再根据小区面积换算为灌水方数），灌水量的控制通过自来水表，处理开始前控制各小区土壤相对湿度在75%±5%，保证各小区土壤水分条件基本一致，7月下旬开始控水，该时期马铃薯开花期结束，逐渐进入块茎膨大期，至8月初达到预期土壤水分水平，水分控制期（8月）结束后，人工补水逐渐恢复至前期土壤水分水平。
1.3 项目测定和方法
1.3.1 气体交换参数
利用Li-6400XT便携式光合作用观测系统（Li-cor，Lincoln，NE，USA），于8月10日、20日和30日09：00—11：30（北京时）选择叶龄、叶位及长势一致的顶部健康叶测定不同处理叶片气体交换参数，包括净光合速率（Net Photosynthetic Rate，Pn）、气孔导度（Conductance to H2O，Gs）、胞间CO2浓度（Intercellular CO2 Concentration，Ci）、蒸腾速率（Transpiration Rate，Tr）等。在测量光合参数时，样品室CO2浓度控制在380 μmol·mol-1，叶室温度控制在25 ℃，空气饱和差控制在1.5~2.5 kPa，测量叶室采用Li-6400-02B红蓝光源，光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation，PAR）设置不同的梯度自动测量，梯度水平分别为0、25、50、100、150、200、300、600、900、1 200、1 500及1 800 μmol·m-2·s-1，为保证测定结果的准确性，测定前叶片在每个温度下，在PAR=1 500 μmol·m-2·s-1时适应30~40 min以充分活化光合系统，待仪器读数稳定后，进入自动测量程序。
1.3.2 叶片水分利用效率
叶片水分利用效率（Water Use Efficiency，WUE）用净光合速率和蒸腾速率的比值来表示（刘旻霞等，2021），计算公式如下：
WUE =Pn/Tr
式中：Pn（μmol·m-2·s-1）为净光合速率；Tr（mmol·m-2·s-1）为蒸腾速率。
1.3.3 生物量和产量测定
1.4 统计分析方法
对不同处理顶部叶片在PAR=1 500 μmol·m-2·s-1时的气体交换参数进行水分响应特征分析，采用Photosynthesis Work Bench程序进行光响应曲线拟合，数据处理和绘图采用Microsoft Excel 2007，显著性分析应用SPSS15.0统计分析软件，P<0.01表示差异极显著，P<0.05表示差异显著。
2 结果与分析
2.1 水分胁迫对马铃薯产量要素的影响
从表1可见，随着土壤水分减少，最大块茎重显著下降（P<0.05），中度干旱（T1）、轻度干旱（T2）和对照处理（T3）最大块茎重分别为72.0、103.3和149.8 g，T1、T2较T3分别下降52%和31%，T1较T2降幅为30%（P<0.05）；块茎个数T2<T1<T3，水分胁迫处理后块茎个数较T3显著减少（P<0.05），T1、T2较T3分别下降24%和39%，T1较T2增幅为25%，但未通过显著性检验（P>0.05）；块茎重随着水分胁迫程度的加重极显著减小，T1、T2和T3块茎重分别为74.60、85.5和270.4 g·株-1，T1、T2较T3分别下降72%和68%，T1、T2差异不显著（P>0.05）；屑薯重T1>T3>T2，T1较T2、T3极显著增加（P<0.01），T1较T3增加92%，T2则较T3降幅为60%；T2、T3屑薯个数相当，均为1.2个·穴-1，T1屑薯个数最多，为2.3个·穴-1，较T2、T3显著增加（P<0.05），增幅为92%；受水分胁迫影响，产量显著下降（P<0.05），T1、T2较T3分别下降30%和13%，T1较T2下降20%。
表1 水分胁迫对马铃薯产量要素的影响
Tab.1
| 处理 | 最大块茎重/g | 块茎个数/（个·株-1） | 块茎重 /（g·株-1） | 屑薯重 /（g·株-1） | 屑薯个数 /（个·穴-1） | 产量 /（g·m-2） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 72.0±28.4aA | 2.5±1.2aA | 74.6±34.7aA | 4.8±4.4aA | 2.3±1.8aA | 1 529.7±213.9aA |
| T2 | 103.3±48.7bA | 2.0±0.6aB | 85.5±44.9aA | 1.0±0.8bB | 1.2±1.2bA | 1 902.3±328.0aA |
| T3 | 149.8±52.2cB | 3.3±1.7bB | 270.4±150.0bB | 2.5±2.8bB | 1.2±1.2bA | 2 185.0±206.1bA |
注：小写字母表示处理间在 0.05 水平上的差异显著性，大写字母表示处理间在0.01 水平上的差异显著性；数据为平均值±标准差。下同。
2.2 水分胁迫对叶片瞬时气体交换参数的影响
从表2可见，受水分胁迫影响，叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）一致降低。T1、T2处理Pn较T3分别下降5.711和3.701 μmol·m-2·s-1，降幅分别为43%和28%（P<0.05），T1较T2处理Pn下降2.010 μmol·m-2·s-1，降幅为21%（P>0.05）；气孔作为植物蒸腾散失水分的重要通道，通过调节气孔的开闭运动来适应不利环境，T3处理Gs最大（0.123 mol·m-2·s-1），受水分胁迫影响，T1较T3下降0.072 mol·m-2·s-1，降幅59%（P<0.05）；与Pn和Gs变化趋势类似，受水分胁迫影响，T1、T2较T3处理Ci分别下降32%和7%，其中T1较T2、T3显著下降（P<0.05），T2较T3呈微弱下降趋势（P>0.05）；Tr表现为T1<T3<T2，中度水分胁迫Tr显著下降，T1较T3下降56%，T2较T3则上升，增幅为23%；水分利用效率T1>T3>T2，其中T1较T2极显著增加（P<0.01），增幅为121%，同一处理不同测定时期气体交换参数差异不明显（P>0.05）。受水分胁迫影响，叶片气孔导度减小，蒸腾速率降低，水分利用效率提高，提高了植物抵御外界不利环境的能力。
表2 水分胁迫对马铃薯叶片瞬时气体交换参数的影响
Tab.2
| 处理 | Pn/ （μmol·m-2·s-1） | Gs/ （mol·m-2·s-1） | Ci/ （μmol·mol-1） | Tr/ （mmol·m-2·s-1） | WUE/ （μmol·mmol-1） |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 7.615±1.739aA | 0.051±0.017aA | 142.65±27.819aA | 1.119±0.343aA | 6.917±0.836aA |
| T2 | 9.625±2.349abA | 0.087±0.037abA | 193.19±29.103bA | 3.089±0.771bB | 3.124±0.182bB |
| T3 | 13.326±2.112bA | 0.123±0.026bA | 208.66±9.046bA | 2.520±0.210bBA | 5.277±0.563cA |
2.3 水分胁迫对叶片光响应参数的影响
光响应曲线反映植物光合速率随光强增减的变化规律。不同处理的叶片光响应曲线如图2所示，在光合有效辐射（PAR）小于200 μmol·m-2·s-1时，Pn随PAR的增大呈线性增加趋势，随着PAR的进一步增大，Pn增速减缓，当PAR大于等于300 μmol·m-2·s-1时，在各光强下，T1、T2较T3处理Pn显著下降（P<0.05），平均降幅分别为42%和32%；T1较T2在各光强下Pn平均降幅为17%（P>0.05），T1叶片达到光饱和的光量子通量密度较T2和T3下降，对强光的利用能力减弱，达到光饱和的时间提前。
图2
图2
水分胁迫对马铃薯叶片光响应曲线的影响
（误差棒为标准差偏差。下同）
Fig.2
Effects of water stress on the light response curve of potato leaves
（The bars are standard deviation. the same as below）
对叶片光响应参数进行分析，从表3看出，表观量子效率（Apparent Quantum Efficiency， AQE）T2>T1>T3，各处理间差异不明显（P>0.05），轻度及中度水分胁迫对叶片弱光利用能力影响较小；最大净光合速率（Pnmax）T1<T2<T3，T1、T2较T3分别下降43%和28%（P<0.05），T1较T2降幅为20%（P>0.05）；光补偿点（Light Compensation Point，LCP）T3最大，T2次之，T1最小，分别为39.593、29.984 和19.196 μmol·m-2·s-1，T1、T2较T3分别下降52%和24%，各处理间差异显著（P<0.05），水分胁迫越重，LCP降幅越大，T1较T2 LCP下降36%（P<0.05）；光饱和点（Light Saturation Point，LSP）T1<T3<T2，分别为808.67、859.09和893.32 μmol·m-2·s-1，受水分胁迫影响，LSP下降，在受到强光时生长发育更易受到抑制；暗呼吸速率（Rd）T1最小，T2次之，T3最大，T1、T2较T3分别下降55%和26%，T1较T3显著下降（P<0.05）。
表3 水分胁迫对马铃薯叶片光响应参数影响的模拟
Tab.3
| 处理 | AQE/ （μmol·m-2·s-1） | Pnmax/ （μmol·m-2·s-1） | LCP/ （μmol·m-2·s-1） | LSP/ （μmol·m-2·s-1） | Rd/ （μmol·m-2·s-1） |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 0.055±0.004aA | 9.070±1.838aA | 19.196±2.074aA | 808.67±143.571aA | 0.967±0.153aA |
| T2 | 0.056±0.007aA | 11.385±1.810aAB | 29.984±4.144bAB | 893.32±95.979aA | 1.589±0.120abA |
| T3 | 0.053±0.016aA | 15.783±1.183bB | 39.593±6.237cB | 859.09±113.388aA | 2.133±0.858bA |
对不同处理光响应参数分析表明，Rd在受旱时下降幅度最大，表明在受旱时为适应和减缓干旱造成的不利影响，物质的消耗减少，呼吸速率下降；LCP次之，表明叶片利用弱光进行光合作用的能力下降。
2.4 水分胁迫对干物质积累的影响
对不同处理的马铃薯可收期根、茎、叶、叶柄等营养器官单株干物重进行分析，从图3可见，土壤水分条件对干物重的积累有重要影响，根干物重T1<T2<T3，分别为1.14、1.40 和2.41 g·株-1，随着水分胁迫的加剧，根的干物重显著减少（P<0.01），T1、T2较T3分别下降53%和42%（P<0.05），T1较T2降幅不明显（P>0.05）；T1、T2和T3茎干物重分别为2.73、4.06和5.42 g·株-1，随着水分胁迫的加重，单株茎秆干物重下降，其中T1较T3下降显著，降幅为50%，T2较T3下降趋势不明显（P>0.05），降幅为25%；叶干物重随着土壤水分的减少而下降（T1<T2<T3），T1、T2和T3叶干物重分别为1.10、1.35和2.55 g·株-1，T1、T2较T3分别下降57%和47%（P<0.01）；叶柄干物重T1<T2<T3，T1、T2较T3分别下降63%和17%，T1较T2下降56%，其中T1与T2、T3间差异极显著（P<0.01）。
图3
图3
水分胁迫对马铃薯营养器官干物重积累的影响
Fig.3
Effects of water stress on dry matter weight accumulation of potato vegetative organs
3 讨论
水分是作物生长发育的最大限制因素（郑盛华和严昌荣，2006），因土壤水分供给失调而出现的干旱灾害是限制农作物生长发育的主要因子（张伟扬等，2016），干旱对作物产量、光合生理和形态等有重要影响（杨阳等，2020）。块茎膨大期为马铃薯对水分最为敏感的时期，需水量约占整个生育期的50%左右，该时期水分胁迫会导致结薯率和单个块茎重量下降，产量降低，降幅因干旱强度、持续时间和马铃薯品种等而存在差异（刘溢健等，2019；吴玺等，2022；胡萌萌等，2021）。本研究结果表明，受水分胁迫影响，最大块茎重、单株块茎重和产量下降，且胁迫程度越强，产量降幅越大，主要原因在于受水分胁迫影响，植株叶片水势降低，光合产物积累减少（潘念等，2022；吴玺等，2022）。文中水分胁迫时马铃薯产量降幅高于王天等（2020）研究结论（中度干旱产量下降11%、轻度干旱下降7%），主要由供试马铃薯品种、水分控制期及生态气候条件等的差异造成；受水分胁迫影响，马铃薯小薯数量增加，会降低单株产量并抑制块茎的生长（吴玺等，2022），本试验水分胁迫条件下马铃薯屑薯重和屑薯个数增加，与已有研究结论一致。
光合作用是作物生长发育和产量形成的生理基础（孙彩霞等，2010），作物90%~95％左右的干物质由光合作用提供（徐玉坤和薛龙飞，2022），光合生理过程与自身因素如叶片结构和生理机能等密切相关，又受光强、气温、CO2浓度、湿度、土壤含水量等外界环境因子的影响（Sofo et al.，2009），并随环境条件的改变呈现出一定的变化规律。水分作为光合作用的原料之一，对作物的光合生理过程有重要影响。本试验结果表明，水分胁迫条件下，叶片净光合速率下降，主要由于土壤水分供应的减少，根系吸水和用于光合作用的水分供应减少，同化速率下降，且胁迫程度越大，Pn降幅越大，这与潘念等（2022）、王婷等（2010）的研究结论一致。气孔作为生态系统水分循环和CO2交换的重要通道（Qi et al.，2023），受生理和环境因素的控制。水分胁迫条件下，马铃薯为适应环境变化而产生应激反应，气孔导度显著下降，随着土壤水分的减少降幅增大，气孔导度的减小导致进入叶肉细胞的CO2减少，Ci减小，与刘溢健等（2019）、刘素军等（2018）研究结果一致，在对夏玉米（张继波等，2021）、春小麦（姜小凤等，2013；罗爱花等，2008）等作物的相关研究中也有类似结论，下降幅度因干旱强度、作物品种、发育期和矿质元素供应等的不同而出现差异；本试验中蒸腾速率的变化趋势与已有研究结论存在差异（刘素军等，2018；潘念等，2022；王婷等，2010），可能是试验设计、马铃薯品种及发育期等的不同等造成的。
光响应特征分析对研究植物尤其作物光合生产能力有重要意义，轻度水分胁迫对光合有效辐射低值区净光合速率影响较小，在光合有效辐射高值区净光合速率差异显著。表观量子效率（AQE）是反映植物吸收与转化光能色素蛋白质复合体的多寡及利用弱光能力强弱的重要指标，间接反映Rubisco羧化酶的活性（满丽婷等，2009）。本研究中不同处理间AQE差异不大，表明轻度和中度水分胁迫条件下土壤水分变化对叶片弱光利用能力影响较小；Pnmax反映植物叶片的最大净光合能力，水分胁迫条件下Pnmax显著下降；光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）是反映叶片对弱光及强光适应能力的重要指标，轻度水分胁迫时LCP、LSP下降，表明叶片对弱光及强光的利用能力下降，可利用的光合有效辐射区间范围变窄，叶片在受到强光时生长发育更易受到抑制。暗呼吸速率（Rd）反映植物消耗光合产物的速率，在水分供应不足时，植物通过降低光合产物的消耗来达到对不利环境的响应和适应，水分胁迫条件下叶片暗呼吸速率显著下降。土壤水分供给对植物干物质积累有重要影响，本研究结果表明，受水分胁迫影响，马铃薯植株根、茎、叶、叶柄营养器官生物量下降，降低幅度不同营养器官间存在差异，与王天等（2020）研究结论一致。此外，本试验在黄土高原半干旱区利用农田土壤水分控制试验场，以人工补水代替大气降水，试验条件难以真实模拟马铃薯大田生长环境，且试验资料只有1 a，只得到一些初步结果，为更深刻地认识土壤水分变化对马铃薯产量、光合生理指标及生长发育的影响，还需进一步开展相关试验研究。
4 结论
本文利用农田土壤水分控制试验场，开展块茎膨大期马铃薯产量、光合生理指标及生物量等对水分胁迫的响应试验，以期为黄土高原半干旱区马铃薯土壤水分的高效利用、灾损评估和防灾减灾提供理论依据。具体结论如下：
（1）受水分胁迫影响，马铃薯最大块茎重、块茎重和产量下降，屑薯个数和屑薯重显著增加，水分胁迫越重，产量降幅越大，中度和轻度水分胁迫产量分别下降30%和13%。
（2）水分胁迫导致叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度下降，水分利用效率提高，在弱光区，土壤水分对净光合速率的影响不明显，在光强大于等于300 μmol·m-2·s-1时，中度水分胁迫处理、轻度水分胁迫处理较对照显著下降。
（3）水分胁迫越重，最大净光合速率降幅越大，光合潜力下降，叶片更易达到光饱和，中度水分胁迫叶片光合生理过程可利用的光合有效辐射区间缩小。
（4）受水分胁迫影响，叶片同化速率下降，收获期根、茎、叶、叶柄等营养器官生物量一致下降，其中叶柄降幅最大。
参考文献
不同架式晚红葡萄浆果膨大期光合特性研究[ J]
采用LI-6400便携式光合测定仪，分析了立体棚架、篱架、平棚架3种架式晚红葡萄浆果膨大期架面上、中、下不同部位叶片的净光合速率日变化及光合作用对光强的响应。结果表明：3种架式不同部位晚红葡萄叶片的净光合速率日变化相似，有光合午休现象，均表现出双峰曲线，首峰出现在10：00左右，次峰小于首峰，出现在15：00左右；在光合生理指标中，立体棚架的净光合速率和叶绿素均高于篱架和平棚架，差异达显著和极显著水平；通过光响应曲线可知，3种架式不同部位叶片的光补偿点为8．19-32．32μmol／（m^2·s），光饱和点在1800μmol／（m^2·s）左右。立体棚架葡萄具有高光效和高产的光合特性。
21世纪以来干旱研究的若干新进展与展望
[J].干旱是中国影响范围最广、造成经济损失最严重的自然灾害之一，直接威胁国家粮食安全和社会经济发展，对干旱问题的认识和研究有助于提升国家防旱减灾能力。自新中国成立以来，中国对于干旱气象的研究取得了丰硕的成果。本文以21世纪以来中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为平台开展的与干旱气象相关的科研项目群取得的研究成果为基础，通过成果检索，对干旱监测技术、干旱时空分布规律、干旱致灾特征、干旱灾害风险及其对气候变暖的响应以及干旱灾害风险管理与防御技术等方面的新进展进行总结和归纳。同时，基于干旱气象研究的前沿发展趋势，提出中国未来干旱气象研究应在加强气候变化背景下干旱高发区综合性干旱观测试验基础上，从不同维度和尺度定量研究干旱形成机理，构建多源数据融合和多方法结合的综合干旱监测新方法，揭示干旱致灾机理，科学评估干旱灾害风险，提出具有可执行性的风险管理策略等重点科学问题上取得突破。这对于推动中国干旱气象研究具有积极意义。
半干旱雨养区苗期土壤温湿度增加对马铃薯生物量积累的影响
[J].为了了解半干旱区苗期土壤温湿度的增加对马铃薯生物量积累的影响，在西北半干旱雨养农业区定西开展了双垄沟全膜覆盖（ＤＦＲＰＭ）对马铃薯生长的影响试验。结果表明：与平地无覆膜对照（ＣＫ）相比，利用双垄沟全膜覆盖微集雨种植模式，可增加马铃薯发芽出苗期浅层土壤的温湿度，日平均地温增加３． ４９ ℃，土壤储水量增加２１． ７９％ ，显著增加了植株高度、ＬＡＩ，使得冠层光合叶面积增大，同化更多的碳水化合物并向地下运输和转移，叶片、匍匐茎、根等器官的干物重也显著增加。成熟收获时，垄沟覆膜的根冠比比对照高出６６． ２１％ ，差异达到显著水平。另外，苗期土壤温湿度的增加能够显著影响块茎膨大，尤其能够增加大薯（＞ １５０ ｇ）的数量和重量，最终使得块茎产量增加７８．２％ 。
增温对半干旱区春小麦田间水分特征的影响
[J].采用红外线辐射器增温法，通过增温模拟试验研究了增温对半干旱区春小麦田间水分特征的影响。结果表明，随着温度增加，叶片水势不断降低，增温1．0 ℃和2．0 ℃的春小麦叶片水势比没有增温的春小麦叶片水势日平均分别降低了2．61%和4．45%土壤水势随着土层深度的加深呈缓慢增加趋势。温度增加，不同土层深度的土壤水势均呈不断降低的趋势，温度增加越多，降幅越大;增温与土壤含水量之间存在着显著的负相关关系。增温能够明显降低春小麦田间土壤贮水量，增加农田总蒸散量。在高温情况下，湿润处理增加了土壤总贮水量，尤其是在拔节期以后。春小麦0～160 cm土壤贮水消耗量在100 cm以上随温度的增加呈逐渐增加的趋势，而在100 cm以下深层变化趋势不明显。增温2 ℃，湿润处理0～160 cm土壤贮水消耗量要高于正常供水和干旱处理。
水分临界期持续干旱胁迫对夏玉米光合生理与产量形成的影响
[J].试验于2018年夏玉米生长季在临沂设施农业气象试验站自动控制遮雨棚内水分控制场进行,以郑单958(ZD958)为试材,在水分临界期(拔节-开花期)设计5个水分梯度控制试验,模拟研究干旱胁迫对夏玉米光合生理与产量形成的影响。结果表明:水分临界期持续干旱胁迫下,开花期夏玉米叶片叶绿素a含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、株高、叶面积、地上部干物重均降低,且干旱胁迫越重降低幅度越大,T5处理下上述要素分别较T1处理下降42.6%、75.5%、83.2%、65.1%、27.5%、18.2%和44.9%。随着干旱胁迫的加剧,叶片水分利用效率呈先增后降的变化趋势,且在轻度干旱胁迫时最高。持续干旱胁迫下,夏玉米叶、叶鞘获得的养分分配增多,茎、果实、根获得的养分供给减少,植株营养供给与分配的改变不利于夏玉米健壮生长,倒伏风险增加,影响产量形成。此外,持续干旱胁迫下,夏玉米秃尖比、双穗率升高,百粒重、理论产量大幅降低。
干旱胁迫对马铃薯品种生长及生理生化指标的影响
[J].研究了干旱胁迫下不同马铃薯品种的抗旱生理机制,为马铃薯抗旱育种和栽培提供理论依据。本试验以‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’、‘克新1号’为材料,在抗旱棚中研究不同干旱胁迫处理下马铃薯生长及生理生化指标的变化,并分析评价其抗旱性。结果表明：干旱胁迫下马铃薯的产量、株高、茎粗、茎叶鲜重等生长指标均显著降低;随着胁迫程度的增加,3个品种过氧化物酶活性均逐渐升高,超氧化物歧化酶活性均呈现先升高后降低的趋势,而可溶性蛋白含量均呈现逐渐增加的趋势,但品种间3个指标变化的幅度不同,‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’上升的幅度高于‘克新1号’;随着干旱胁迫程度的增加,3个品种的组织相对含水量均逐渐降低。通过抗旱性综合分析和评价,抗旱性从大到小依次为‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’、‘克新1号’。研究结果说明抗旱性强的马铃薯品种通过一系列的生理生化的变化,具备较强的抵御干旱胁迫的能力。
Applicability of stomatal conductance models comparison for persistent water stress processes of spring maize in water resources limited environmental zone
[J].
Photosynthetic performance and light response of two olive cultivars under different water and light regimes
[J].
Combined impact of elevated CO2 concentration and climatic warming on potato yield and quality in semi-arid regions
[J].
