温室作物调亏灌溉研究进展

在温室土壤-作物-环境的连续体中,作物水分损耗、吸收和水分利用效率一直是研究的热点,温室作物水分来源的唯一途径是灌溉。为了在生产实践中指导节水灌溉,从近些年来节水灌溉的新技术新方法--滴灌和调亏灌溉入手,主要综述了温室内作物调亏灌溉的研究,包括调亏灌溉的节水及增产机理,调亏灌溉相应的灌溉指标,影响调亏灌溉的环境因素,以及作物本身不同时期对水分亏缺的反应。     

绿洲膜下滴灌调亏对马铃薯土壤环境及产量的影响

为测定膜下滴灌调亏马铃薯全生育期内不同调亏水平土壤养分、土壤水热动态、生长动态、产量效应和水分利用效率,于2016年在河西荒漠绿洲灌区民乐县益民灌溉试验站开展了马铃薯不同生育阶段水分调亏灌溉的试验研究,结果表明,马铃薯膜下滴灌调亏土壤水热变化均匀且利用率高,有利于马铃薯对土壤养分的充分吸收和利用;土壤养分是土壤肥力的核心,是植物在生长发育过程中不可或缺的重要因素,膜下滴灌调亏栽培能有效减少土壤速效养分的流失,并提高马铃薯对土壤速效养分的利用效率;不同生育阶段马铃薯耗水量受水分调亏程度影响较大,其耗水量随调亏程度增大而显著减少(P0.05),水分调亏处理马铃薯全生育期总耗水量均低于全生育期充分灌水CK处理。块茎形成期轻度水分亏缺马铃薯水分利用效率、灌溉水利用效率、生物量均达到最大,较全生育期充分灌水显著提高29.04%,35.61%。因此,块茎形成期轻度水分亏缺灌溉方式能使马铃薯根区土壤始终保持湿润状态,有效减少渗漏损失和植株间无效蒸发损失,改善土壤水、肥和热量状况,有利于提高作物水分利用效率,且不显著降低马铃薯最终产量。     

调亏灌溉与合理密植对旱区棉花生长发育及产量与品质的影响

为明确合理密植条件下调亏灌溉的节水增产效果,在新疆干旱区大田研究了灌溉量(饱和灌溉、正常灌溉、调亏灌溉)和种植密度(12万、18万、24万株·hm-2)对棉花生长发育和产量品质的影响。结果表明,灌溉量和种植密度对棉花生物产量、经济系数、经济产量有显著的互作效应,但对纤维品质没有影响。调亏灌溉显著抑制营养生长,但提高了收获指数;调亏灌溉下适当提高密度,显著提高了生物产量和单位面积铃数。调亏灌溉下高密度处理组合在用水量减少20%的情况下,棉花产量与正常灌溉下中、高密度以及饱和灌溉下低密度等高产组合的产量相当。调亏灌溉配合合理密植是旱区棉花节水增产的有效栽培途径之一。     

调亏灌溉对超级稻‘深两优5814’孕穗期根系生长的影响

为探究调亏灌溉对超级稻孕穗期根系生长的影响。采用盆栽试验方法,透光通风大棚内栽种超级稻。土壤水分湿度仪测定土壤水分含量,根据土壤水分含量对超级稻孕穗期进行不同程度的调亏灌溉处理。调亏程度分别以田间持水量的80%~70%、70%~60%、60%~50%,编号为A、B、C三组,对照组CK为淹水灌溉。调亏灌溉处理促进超级稻孕穗期根系生长,使根冠比显著高于充分灌溉。对不同处理组的根系活力进行测定,调亏灌溉处理组要高于充分灌溉组,其中B处理组活性最强。根系扫描分析结果显示A和B处理组各个根系特征指标要大于C处理组,同时,3个处理组均大于CK处理组。超级稻孕穗期调亏处理可有效减少灌溉水量,水分亏缺为田间持水量的60%至70%时,对超级稻根系生长最佳。     

调亏灌溉在酿酒葡萄上的应用

本文主要阐述了调亏灌溉理论在酿酒葡萄上的发展及应用，并提出调亏灌溉技术在酿酒葡萄应用过程中的一些问题，给出酿酒葡萄调亏灌溉的一些建议。     

灌水量对民勤干旱沙区骏枣生长和产量的影响

为民勤干旱沙区红枣栽培探索科学合理的灌溉制度,以4年生密植骏枣为研究对象,通过田间试验,研究生育期滴灌条件下充足灌水、80%轻度调亏、60%中度调亏和40%重度调亏4种灌溉措施对枣树生长和产量的影响。结果表明：在民勤干旱沙区,供水量在425.7~545.7 mm之间枣树均能正常生长,株高、新梢长和茎粗增量均随着灌水量的增加而增大;轻度调亏灌溉可提高骏枣果实的纵、横径和单果质量,产量增加7.8%,水分利用效率提高16.3%。采取轻度调亏灌溉措施可以有效提高民勤干旱沙区枣树产量和水分利用效率。     

稻和玉米光合生理特性研究进展

光合作用是植物获得干物质的主要来源,氮素是调节植物光合作用的重要手段。综述了水稻不同植株部位、不同生育时期等内部因素以及光照、环境温度、CO2浓度等外部因素对水稻光合作用的影响,还综述了水稻光合产物的运输、分配和积累及与光合作用的关系,以及氮肥及调亏灌溉对玉米光合特性的影响,并从调节和控制光能转化效率方面对培育新的高光合效率作物品种前景进行了展望。     

调亏灌溉对玫瑰香葡萄与葡萄酒酚类物质的影响

为了解调亏灌溉技术对玫瑰香葡萄果实品质和葡萄酒质量的影响,为玫瑰香葡萄精确水分管理技术提供理论依据,在调亏灌溉条件下,研究玫瑰香果实及葡萄酒的基本理化成分变化,以及主要功能性成分——酚类物质含量变化,并利用主成分分析法进行综合评价,揭示调亏灌溉对玫瑰香葡萄与葡萄酒酚类物质的影响。结果表明,不同程度的调亏灌溉均能提高玫瑰香葡萄果实中的总酚、单宁含量,降低了果实总花色苷、总类黄酮和总黄烷醇含量。葡萄酒与葡萄果实中的酚类物质含量变化存在差异,80%常规滴灌量处理降低了葡萄酒中的总酚和单宁含量,而其余调亏灌溉处理均提高了葡萄酒中的总酚和单宁含量;所有调亏处理均提高了葡萄酒中的总类黄酮和总黄烷醇含量。主成分分析结果表明,70%常规滴灌量时,玫瑰香葡萄和葡萄酒品质均为最好。     

调亏灌溉对棉花生长发育及其产量和品质的影响

 在移动式防雨棚下,采用子母盆栽土培法,以美棉99B为试验材料进行调亏灌溉（Regulated Deficit Irrigation, 缩写RDI）试验研究,旨在了解RDI对作物不同生育阶段生长发育特性、经济产量（Y）和水分利用效率（WUE）以及经济产品品质的影响,寻求适宜的调亏生育阶段（时期）和调节亏水度,为建立棉花RDI指标与模式提供理论依据。试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计。结果表明,适时适度的水分调亏具有根系下扎的诱导效应,抑制植株营养体冗余生长,促进生殖生长,有利于光合产物向子棉运转与分配,提高经济产量;能够改善部分品质指标。棉花RDI的适宜指标是：苗期轻、中度调亏,0~40 cm土层湿度控制下限为田间持水量的60%FC(Field capacity)或50%FC;蕾期轻度调亏,0~40 cm土层湿度控制下限为60%FC;花铃期不宜调亏,应保证充足供水,0~40 cm土层湿度应不低于75%FC;吐絮期可中度调亏,0~40 cm土层湿度可控制在50%~55% FC。     

膜下滴灌调亏对绿洲马铃薯生物量分配、产量和水分利用效率的影响

为了确立河西走廊干旱半干旱绿洲农业马铃薯科学种植的最佳灌溉策略,通过大田试验研究了调亏灌溉对绿洲膜下滴灌马铃薯全生育期不同器官生物量分配、产量和水分利用的影响。根据马铃薯不同生育期进行不同程度的水分调亏设5个水分调亏处理和1个对照,分别为块茎形成期轻度(55%~65%田间持水量,FC,Field capacity)水分调亏处理WD1,块茎膨大期轻度(55%~65%FC)水分调亏处理WD2,淀粉积累期轻度(55%~65%FC)调亏处理WD3,块茎形成期中度(45%~55%FC)调亏处理WD4,膨大期中度(45%~55%FC)水分调亏处理WD5及全生育期充分(65%~75%)供水对照CK。研究结果表明:不同生育期水分调亏均可导致马铃薯茎、叶干质量降低,块茎干质量在整个生育期呈逐步上升趋势,块茎形成期调亏处理复水后各器官干质量明显增大,块茎膨大期调亏处理复水后块茎干质量增长缓慢,茎和叶干质量开始下降。块茎形成期轻度水分调亏和中度水分调亏对马铃薯产量影响较小,而块茎膨大期水分调亏对马铃薯薯块产量影响较大,调亏程度越大,减产越严重。马铃薯不同生育期水分调亏对阶段耗水量影响较大,调亏程度越大,耗水量较充分灌溉差异越显著(P0.05)。块茎形成期轻度调亏处理(WD1)水分利用效率最高,比全生育期充分供水处理(CK)、淀粉积累期轻度调亏处理(WD3)和块茎膨大期中度调亏处理(WD5)分别提高14.3%,30.00%,38.00%。因此,马铃薯膜下滴灌调亏可影响各器官干物质质量,有利于水分利用效率的提高。且相较于全生育期充分供水处理CK,块茎形成期轻度调亏在产量略有降低(降低5.30%)的情况下能够显著性提高水分利用效率(提高14.3%)和灌溉水分利用效率(提高18.51%)。     

Legume Production and Irrigation Strategies in the Aral Sea Basin: Yield,Yield Components,Water Relations and Crop Development of Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) and Mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek)

With world population expected to reach 9.2 billion people by 2050, improved irrigation methods will be needed to increase the productivity of agricultural land and improve food supply worldwide. The objective of this work was to examine the effect of regulated deficit irrigation (RDI) and alternate furrow irrigation (AFI) on the yield and yield components of two legume species (common bean and mungbean) produced as a second crop following winter wheat in Uzbekistan, Central Asia. Water relations and crop development were also examined. The research was conducted during two successive growing seasons in the Fergana valley. Production of mungbean using the severe stress RDI treatment in combination with AFI resulted in the highest yields with the lowest quantity of applied water in 2004. In addition, yields of common bean in the moderate stress treatment were not different from the recommended schedule, although irrigation events were decreased from 4 to 2. AFI did not reduce yields, and it did not interact with RDI to reduce yields further. In general, mungbean yields were higher than those of common bean. The combination of AFI and RDI can allow legume production with reduced water inputs.     

调亏灌溉对海岛棉产量及品质的影响研究

为了探明不同调亏程度对海岛棉产量及品质的影响,通过田间小区试验,以正常灌水量为对照,设置轻度调亏（正常灌水量的75%）、中度调亏（正常灌水量的50%）和重度调亏（正常灌水量的25%）,研究调亏灌溉对海岛棉不同部位优质成铃特性的调节效应。结果表明：轻度调亏对棉花产量品质无显著影响,而中度和重度调亏使皮棉产量分别下降了10.8%和25.4%,主要是单株铃数和单铃重显著下降。轻度和中度调亏对衣分影响较小,但重度调亏使衣分显著下降。轻度和重度调亏使纤维长度略有下降,中度调亏则纤维长度增加。纤维比强度和马克隆值随调亏程度增加呈增大趋势,但差异不显著。从不同结铃部位分析,轻度调亏使棉花中部铃重、纤维长度、比强度增大,上部铃重、纤维长度显著降低。而中度和重度调亏均使中部铃重、衣分显著下降,中度调亏使中部棉铃纤维比强度增加,而重度调亏可显著提高下部棉铃纤维比强度。轻度调亏使中部、中度调亏使下部、重度调亏使上部棉铃纤维马克隆值显著增大。     

Effects of Deficit Irrigation and Salinity Stress on Common Bean (Phaseolus Vulgaris L.) and Mungbean (Vigna Radiata (L.) Wilczek) Grown in a Controlled Environment

As water for irrigation purposes becomes increasingly scarce because of climate change and population growth, there is growing interest in regulated deficit irrigation (RDI) as a way to improve efficiency of water usage and farm productivity in arid and semi‐arid areas. Salinity is also becoming an important problem in these same regions. Experiments were performed to investigate the effects of RDI and salt stress on two legumes crops, common bean (Phaseolus vulgaris L.) and mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek); previous work showed contrasting responses to RDI by these two crops under field conditions. The seed and biomass yields of both crops were reduced as a result of increasing water deficit stress; however, mungbean was able to maintain the same proportion of its biomass in reproductive structures and maintain its harvest index under stress, whereas common bean’s decreased. In addition, photosynthesis in mungbean was higher than in common bean and higher at the same levels of transpiration. Finally, salinity stress did not affect the water potential, harvest index or the specific leaf weight of either crop. There were no interactions between salinity and crops or RDI levels, which suggest that the two crops do not differ in their response to salinity stress, and that RDI levels do not modify this response.     

冬小麦垄作交替隔沟灌溉的研究现状与展望

垄作在作物基部培土,能促进根系生长,提高抗倒伏能力。垄作交替隔沟灌溉栽培技术因具有提高水肥利用效率,增加光能截获量,抑制病害危害等优势被广泛运用于水稻、玉米、大豆、棉花等农作物生产过程中。在综述了大量理论的基础上,筛选出冬小麦合理的高产节水垄作灌溉模式,探讨垄作冬小麦交替沟灌的增产调优节水效应及其机理,研究在其与玉米连作的农田周年耗水特性及其节水机制等未来探索方向,并对其今后的研究进行展望。垄作的目标是实现适宜作物生长的土壤条件,高效节水,提高作物产量。小麦垄作措施是一种结合秸秆免耕和传统耕作方式的可持续性的栽培技术。研究出适合河南省北部地区两年三作的长期农业地区的小麦-玉米垄作栽培技术。     

蔬菜抗渗透胁迫基因工程研究进展

我国干旱地区多,蔬菜用水量大,水资源紧缺。渗透胁迫是影响作物生长、发育和产量的最重要的非生物胁迫之一。植物的抗渗透胁迫性是受多基因控制的复杂性状。研究植物抗逆机理,将植物抗渗透胁迫相关基因导入蔬菜,可为培育蔬菜节水抗旱新品种奠定必须的材料基础,对缓解水资源危机具有重要的意义。本文从植物体对渗透胁迫信号的感知、转导以及渗透胁迫对植物生理和代谢的影响两方面简要总结了植物抗渗透胁迫作用的分子和生理机制,重点介绍了蔬菜抗渗透胁迫基因工程的新进展,并对通过基因工程手段提高蔬菜抗渗透胁迫能力需要进一步关注的问题进行了探讨,对其前景进行了展望。     

施氮对涝渍胁迫下作物生长和产量影响的研究进展

随着气候变化的加剧,涝渍灾害发生的频率和强度不断增加,严重制约着作物的可持续生产。充分挖掘作物自身潜力,提高其对水分胁迫等非生物逆境的抵抗力是适应气候变化的内在要求。随着作物抗逆生理生化机制研究的深入,人们越来越重视施氮在作物抗逆中所发挥的重要作用。为了进一步了解氮肥对涝渍条件下作物生长和产量的调控效应及调控机制,本文总结了涝渍胁迫对作物地上部光合作用、抗氧化酶活性、膜质氧化作用、内源激素含量、根系生长及产量形成的影响及其氮素调控效果,明确了氮肥施用调控作物生长和产量形成的生理机制,指出了氮肥调控涝渍胁迫下作物生长和产量研究中存在的问题,在此基础上笔者指明了未来的一些研究方向,如应用新型氮肥、现代高科技技术、培育氮高效且抗逆的品种等提高作物的抗逆性。     

红壤旱地不同覆盖方式对玉米产量及生态经济效益的影响

干旱严重制约了红壤旱地的开发利用。为减轻干旱对农业生产的影响,实现红壤旱地作物生产的可持续发展,作者于2004年7—10月对红壤旱地玉米进行了不同覆盖方式效益的比较试验。结果表明,覆盖种植有利于蓄水保墒,改善土壤物理性状,培肥地力,为玉米生长创造了良好的生态环境,有利于增产增收;特别是秸秆覆盖,在高温干旱季节可以降低土壤温度0.9 ℃,提高土壤含水量0.36 %~1.96 %,使土壤保持较高的含水量,其抗旱效果更佳。而地膜覆盖可提高土壤含水量0.59 %~2.94 %,提高0 cm土壤温度2.8℃,但温度过高不利于玉米生长,再加上地膜消耗,增产增收效应不明显,因此,地膜覆盖在高温的夏季不宜采用。     

山西省粮食产量及粮食作物结构变化趋势的相关分析

根据山西省50多年来粮食生产的相关调查与统计资料,运用静态分析与动态分析相结合、定性分析与定量分析相结合的方法对山西省粮食产量和作物结构的变化趋势及影响因素进行了分析。结果表明：1949年以来山西省粮食总产与单产在波动中呈增长趋势;粮食作物结构也发生了很大变化。粮食总产的提高主要归功于粮食单产的增加,其中玉米单产的增加对粮食平均单产的提高作用最大,其次是小麦。并提出如下建议：依靠改善农业生产条件和提高农业科技水平增加粮食单产;稳定小麦播种面积,满足人们对小麦口粮消费的需求;玉米作为粮食和饲料兼用的高产高效作物,今后的种植面积应进一步扩大。