《微鹹水灌溉下冬小麥生理生長回響特徵與調節機制》是依託濟南大學，由龐桂斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微鹹水灌溉下冬小麥生理生長回響特徵與調節機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：龐桂斌
- 依託單位：濟南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
合理開發淺埋區地下微鹹水用於灌溉不僅可以解決水資源短缺的問題，而且可以通過降低地下水位減輕土壤次生鹽鹼化，改善作物生長的水土環境。針對該領域的基礎理論和前沿熱點問題，本課題擬採用大田試驗、桶栽試驗、室內化驗和數值模擬等手段，研究不同灌溉定額和不同礦化度微鹹水灌溉對冬小麥生長、生理、生化進程的影響，從作物群體、葉片、細胞多尺度分析冬小麥生長發育、水分生理效應、光合作用、葉綠素螢光特徵、滲透調節以及內源激素等指標的變化規律，闡明水分和鹽分互作下冬小麥水分盈虧、氣孔運動、光合螢光、形態發育等變化的根本原因與內在聯繫，揭示微鹹水灌溉下冬小麥生理生長回響特徵及其耐鹽機理與調節機制，提出黃河三角洲地區冬小麥適宜的微鹹水灌溉定額，構建合理的水鹽調控技術體系。研究結果為地下水淺埋區制定冬小麥節水、控鹽、穩產的微鹹水灌溉策略提供科學依據，對於緩解淡水資源短缺、增闢灌溉水源、抗旱增產具有重要的意義。
結題摘要
為了尋求合理的微鹹水利用方式以及揭示微鹹水灌溉下冬小麥生理生長回響特徵與調節機制，在黃河三角洲典型區域開展了2年的試驗研究，採用大田試驗、桶栽試驗、室內化驗和數值模擬等手段，從群體、葉片、細胞多尺度研究微鹹水灌溉對冬小麥生長、生理、生化進程的影響規律，結果表明：（1）採用3g/L的微鹹水進行灌溉可以有效的提高土壤的含水率，對土壤鹽分也有著一定的淋洗作用，使得冬小麥根區土壤的鹽分向下運移，土壤剖面含鹽量呈現出“S形”或“反S”的變化規律。微鹹水灌溉導致了土壤鹽分的增加，主要累積在0~40 cm表層土壤，兩次灌溉鹽分累積大於三次灌溉。（2）微鹹水灌溉會抑制株高的增長和乾物質的累積，而灌漿期不灌水則會使得LAI下降，但會促進冬小麥根系的生長。對比兩次灌溉，三次灌溉可以緩解作物的水分脅迫，增加作物的灌漿速率，延長灌漿時間，3g/L的微鹹水灌溉可以保證冬小麥的最終產量。（3）微鹹水灌溉會影響葉片的功能及光合作用。3g/L的微鹹水對葉綠素的影響較小，5g/L的微鹹水則會使得葉片葉綠素含量降低。在拔節期採用3g/L的微鹹水進行灌溉，可以促進冬小麥的生理生長，適當的鹽分脅迫會促進光合作用。微鹹水灌溉初期對光合作用的影響以氣孔因素為主，隨著鹽分進入土壤根區，鹽分脅迫對光合作用的影響則以非氣孔因素為主，鹽分脅迫抑制了葉片的活性，降低了冬小麥的光合作用。（4）微鹹水灌溉會改變作物對有效光輻射的利用方式， 3g/L的微鹹水灌溉會促進冬小麥對低有效光輻射的利用效率。5g/L的微鹹水進行灌溉會影響冬小麥的葉片結構，降低葉片對高有效光輻射的回響，最終導致光合作用下降。另外，微鹹水灌溉會增加冬小麥初始螢光，降低葉片的最大螢光產量和內稟光能轉換效率。3g/L的微鹹水一定程度上可以緩解作物的水分脅迫，並能提升作物在鹽分脅迫下的光合效應。（5）冬小麥通過改變離子濃度與可溶物質濃度進行抗鹽調節。當土壤鹽分過高時，冬小麥會將大量Na+固定在根系之中，減少Na+對地上部分的影響。同時作物的K+會上升，以增加抗鹽性。脯氨酸與可溶性糖的含量在作物受到高鹽分脅迫時都會明顯的增加，當冬小麥體內離子濃度過高時，作物會增加可溶物質的合成可以減輕作物“離子中毒”情況。綜上，淡水-微鹹水-微鹹水的灌溉模式用於黃河三角洲地區冬小麥灌溉是可行的，既可以節約淡水資源，又能維持土壤水鹽平衡，保證作物的產量。
