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在限水灌溉条件下,调控作物蒸腾过程是作物高效用水的基础。调控作物叶片水平蒸腾速率的主要途径包括土壤水分调控和叶面喷施抗蒸腾剂影响叶片气孔蒸腾和光合速率的相关关系,在不影响叶片光合速率的前提下实现蒸腾速率的降低。本研究包括两个部分,第一部分是通过基于红外测温技术的水分亏缺指数(CWSI)来确定取得高产和高水分利用效率的冬小麦生育期作物-土壤水分指标,用于指导灌溉;第二部分是评价叶面喷施不同抗蒸腾剂对作物生长的影响,提出地上和地下综合调控提高限水灌溉下作物产量的调控技术和方法。 土壤水分状态调控研究试验于2010-2011冬小麦生育期进行,对不同土壤水分条件下的冬小麦,通过基于红外测温技术的Jackson理论模式和Jones简化模式分别计算作物水分胁迫指数(CWSI),并以理论模式计算值为参考,对Jones模式反映华北地区冬小麦水分状况的表现进行初步分析。结果表明,两种计算模式得出的CWSI值与不同水分处理下的冬小麦根层土壤含水量均有较好的相关性,但Jones模式可更好地指示作物缺水状态,对叶片气孔导度的变化更敏感。根据研究结果初步确定了冬小麦高产和高水分利用效率的CWSI阈值,为优化管理土壤水分提供了基础。 叶面喷施抗蒸腾剂试验于2012-2013冬小麦和夏玉米生长季进行。在桶栽试验条件下,通过对作物喷施ABA、旱地龙和成膜剂,开展生理代谢以及生长发育方面的变化进行研究,比较了三类抗蒸腾剂对作物蒸腾速率、水分利用效率(WUE)、根系生长和产量方面的影响;在田间试验中,研究了ABA喷施时间、浓度以及与旱地龙联合使用对作物生长发育的影响。在叶片水平上,喷施ABA能够降低蒸腾速率而对光合作用的影响不显著。旱地龙显著提高叶片光合速率,而没有影响叶片蒸腾。在充分供水以及适度干旱条件下旱地龙能显著提高作物抗旱性,成膜剂对于叶片蒸腾抑制作用明显,但对于提高作物自身抗旱能力没有显著影响。而ABA在适度干旱和严重干旱条件下作用效果较为明显。ABA和旱地龙均提高了作物体内抗氧化酶SOD、POD活性,并且促进灌浆期同化物转移。研究发现,相对于ABA和旱地龙在促进作物光合、抑制蒸腾方面的作用,同时应用两种抗蒸腾剂调节同化物分配的效果更加明显,具体表现在作物收获指数(HI)、根冠比、籽粒产量以及WUE等方面的提高。ABA喷施浓度从30mg/L增加到60mg/L后,其对冬小麦作用效果无明显差异,而ABA喷施的生育期对作物影响更明显。综合上述研究结果,在冬小麦抽穗期喷施旱地龙结合灌浆初期喷施ABA能够明显缓解由于干旱造成的冬小麦减产。考虑到ABA生产成本较高,通过与旱地龙结合并选择特定生育阶段喷施,能够进一步降低ABA使用成本并且保持增产效果,对未来农业生产中大规模使用ABA具有一定借鉴意义。