玉米叶片水分利用的干旱响应过程与机制研究

发布时间：2024-12-23 22:24

　　干旱是影响植物生长发育过程主要的环境因素,也是全球粮食生产的主要限制因素。气候变暖已经引起全球降水格局剧变和蒸散量增加,未来干旱的发生强度和频率预计将会进一步增加。现有关于作物干旱研究主要集中在影响评估与预测方面,而对作物水分利用特征和适应策略认识不足。为此,深入了解作物对干旱的响应过程及其机制,对于保障粮食安全生产具有重要意义。本研究基于2013-2014年不同生育期不同灌溉方案的玉米持续干旱模拟试验资料,监测了土壤水分下降过程中玉米叶片-植株水分含量、气体交换参数、光合有效辐射、叶面积和生物量等生理生态参数的变化,分析了不同生育期持续干旱下玉米叶片水分利用过程及其临界阈值;阐明了玉米生理生态功能性状对干旱过程的响应特征与机制;揭示了玉米水分利用效率对干旱过程的响应策略。主要结论如下:(1)玉米植株顶端第1片叶的水分状态与其他叶位叶片以及植株尺度的叶片、茎和地上生物量的水分状态关系紧密,可作为指示叶片表征植株水分状态。基于光合速率对叶片水分状态的响应过程,确定了叶片含水量的有效范围为68.3%～84.1%。叶片水分状态对土壤有效含水量的响应呈“S”型分布,即先保持稳定,然后随土壤水分的...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图6-8玉米冠层水分利用效率与光能利用效率的关系

两年试验结果表明,生育期内的冠层水分利用效率(WUEBY)与光能利用效率(RUEBY)存在显著线性关系,但线性方向因水分处理开始的时期不同而异(图6-8)。2013年试验结果表明,WUEBY与RUEBY存在显著的负向线性关系(斜率为-0.24,R2=0.81,P<0.001),并....

图2-1研究技术路线图

本研究针对农业干旱识别、监测和评估研究中的前沿问题,以玉米为研究对象,试图阐明玉米叶片-植株水分状态与土壤水分的协同关系及关键阈值,探讨玉米关键生理生态功能性状对持续干旱的响应过程和作用机制,明确玉米叶片水分利用和光能利用特性及响应策略,揭示玉米水分利用特性对干旱过程的响应特点,....

图2-2 2013-2014年试验期间的日均气温、降水量和水汽压亏缺

试验期间自然环境中的日均气温、日降水量和水汽压亏缺的变化如图2-2所示。2013年和2014年的日均变化趋势较为一致,观测期间的平均日均气温分别为26.5℃、26.4℃(图2-2a)。从日降水量来看,2013年降水量分布比2014年更为均匀,而2014年日降水量变异很大,分别在播....

图3-1 2013-2014年各层土壤有效含水量的变化

2013年干旱处理之前,T1-T5处理的各层土壤有效含水量基本一致,且0-10cm土壤有效含水量明显低于深层土壤(图3-1a-e)。在7月24日(七叶期)干旱处理开始后,土壤有效水分出现明显的上升趋势,随之持续下降。处理之间的差异在前期差异比较大,之后逐渐缩小,最终并无明显差异。....

本文编号：4019887