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目 录

1 引言 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究进展 2

1.2.1水分亏缺对冬小麦影响的研究进展 2

1.2.2光合速率模型研究进展 2

2 材料与方法 3

2.1 试验站点概况 3

2.2 试验设计 3

2.2.1 不同处理区域土壤水势变化情况 3

2.3 指标的测定方法 4

2.3.1 生长指标的观测 4

2.3.2 生理生态指标的测定方法 4

2.3.3 光合速率模型 5

2.4 数据分析 5

3.结果与分析 6

3.1 不同土壤水分亏缺条件下冬小麦生理指标的日变化特征 6

3.1.1 冬小麦主要生育期记录 6

3.1.2冬小麦净光合速率日变化 6

3.1.2冬小麦的光响应曲线变化特征 6

3.2 不同土壤水分亏缺对冬小麦生理指标随生育期的变化 7

3.2.1冬小麦的叶绿素含量随生育期的变化 7

3.2.2冬小麦的净光合速率随生育期的变化 8

3.3 光合速率模型检验 9

3.3.1模型模拟效果检验 9

3.3.2 冬小麦的光响应特征随生育期的变化拟合 9

3.3.3 冬小麦的光响应曲线变化拟合 10

11

4 结论及展望 12

4.1 主要结论 12

4.2 展望 12

参考文献 12

致谢 14

土壤水分亏缺对冬小麦光合作用的影响

周宁

, China

Abstract: Drought is a serious problem affecting crop yields and quality worldwide. Wheat is one of the most important cereal crops in the world and it is very sensitive to drought. We designed three different soil moisture treatments through field experiment and observations, which were effective irrigation (including natural precipitation, NPI), natural precipitation (NP), and drought (DR). Determination of chlorophyll content, diurnal variation of photosynthesis, light response curve and other physiological and ecological indexes of winter wheat. The research shows the results as follows: (1) In the same growth stage, the net photosynthetic rate and the photosynthesis ability of winter wheat both decreased with the increase of soil moisture deficit. (2) Soil moisture deficit will reduce the chlorophyll content of winter wheat, with increasing of soil water stress, the chlorophyll content of winter wheat will decrease in the same growth stage.(3)Use non-rectangular hyperbolic model, fitting analysis of light response curves of winter wheat in main growth stages of 2017 and 2018, the result showed, the model has better explanatory capability, the correlation coefficients between actual values and simulating ones is 0.94~0.99. In summary, the deficit of soil moisture will reduce the net photosynthetic rate of winter wheat and reduce its photosynthesis capacity.

Keywords: winter wheat; soil water deficit; photosynthesis

1 引言

1.1 研究背景及意义

小麦（Triticum aestivum L.）是全球最重要的谷类作物之一，也是中国第二大粮食作物，它对干旱十分敏感^[1]。干旱严重影响作物产量及作物质量，造成的损失是其他自然灾害的总和。当土壤中的有效水分减少，外界条件导致植物的蒸腾或蒸发作用增强，造成植物体内水分持续流失时，就会出现干旱胁迫^[2]。干旱是造成小麦减产的最主要的环境胁迫因子之一^[3]，是最具破坏性的非生物胁迫因子^[4]。随着全球气候变化的加剧，全球干旱情况更加严重，这种情况在干旱和半干旱地区尤为明显，干旱严重影响着人类的生存和发展。

光合作用一种普遍存在的生物化学过程，作物通过光合作用将太阳能转化为化学能，同时将无机化合物同化为有机化合物。在两个多世纪以前由Priestley首先在试验过程中发现，荷兰著名生理学家Moleschott将这一过程形象地描述为：“小麦的生长为我们提供食物供养我们，当我们穿过森林时，我们用排出的CO₂‘喂养’了森林”。这句话简洁地描述了在植物的光合作用和动物的呼吸作用是实现环境和生物地球化学平衡的重要一环，二者通过大气不断地交换O₂和CO₂以达到平衡。光合作用是作物生长发育的基础，作物的光合作用容易受到外界温度、光强、水分以及CO₂浓度等环境因子的限制。土壤水分亏缺导致的作物缺水也是影响光合作用的重要因子之一^[5]，其影响作用一方面表现在土壤水分亏缺使光合作用的原料减少；另一方面，由于缺水导致作物的气孔关闭，作物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等降低，从而使作物的光合作用受到影响。

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