Effect of Early-Stage Regulated Deficit Irrigation on Stem Lodging Resistance, Leaf Photosynthesis, Root Respiration and Yield Stability of Winter Wheat under Post-Anthesis Water Stress Conditions

• Published in: Irrigation and drainage 2016-12, Vol.65 (5), p.673-681
• Main Authors: Ma, Shou-Chen, Duan, Ai-Wang, Ma, Shou-Tian, Yang, Shen-Jiao
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: drought; Grains; Irrigation; irrigation déficitaire régulée; Photosynthesis; regulated deficit irrigation; Respiration; Roots; Stability; stress tolerance; Stresses; Sécheresse; tolérance au stressengorgementblé d'hiver; Triticum aestivum; waterlogging; Wheat; winter wheat
• ISSN: 1531-0353; 1531-0361
• DOI: 10.1002/ird.2022

A field micro‐plot experiment was conducted to study the effect of early‐stage regulated deficit irrigation (RDI) on the stress tolerance of winter wheat in the late growth stage. Plants were subjected to two RDI treatments: proper water deficits (45‐55% field water capacity) were imposed during tillering—the beginning of the spring growth stage (T1) and during the beginning of spring growth to the end of the stem elongation stage (T2). The control plants (CK) were maintained with an adequate water supply until anthesis. The results showed that T1 and T2 shortened the length of the first and second internodes, and increased their weight per unit length, and thereby enhanced stem lodging resistance. Although post‐anthesis drought and waterlogging lowered leaf photosynthetic rate and root respiration rate, the two RDI treatments improved significantly compared to the control. The two RDI treatments had no significant effects on grain yield under post‐anthesis well‐watered conditions but increased grain yield and yield stability of wheat under post‐anthesis water stress. In addition, T1 and T2 significantly reduced water consumption and increased water productivity (WP) of wheat compared to the control. In summary, this study shows that appropriate RDI at early growth stages increased grain yield and yield stability through improving population characteristics, root respiration and photosynthesis of plants under post‐anthesis water stress conditions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. Résumé Une expérience de terrain en micro‐parcelle a été menée pour étudier l'effet du déficit d'irrigation (RDI) au stade précoce du blé d'hiver sur sa tolérance au stress en fin de la croissance. Les plantes ont été soumises à deux traitements de RDI: les déficits en eau ont été imposés du tallage au stade de développement de la pousse (T1), et de ce stade à la fin du stade tige d'allongement de la tige (T2). Les plantes de contrôle (CK) ont eu un approvisionnement en eau adéquat jusqu'à la floraison. Les résultats ont montré que T1 et T2 raccourcissent la longueur des premier et deuxième inter‐nœuds, et augmentent leur poids par unité de longueur, et, par voie de conséquence, augmentent la résistance de la tige. Bien que la sécheresse et l'engorgement post‐anthèse aient abaissé le taux de photosynthèse des feuilles et le taux de respiration des racines, les deux traitements de RDI ont montré une amélioration considérable du rendement par rapport au contrôle. Les deux tr