冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率,分析了它们之间的相互关系,探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系,蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的,它们之间有着密切的线性关系,气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率,三者之间呈极显著正相关;土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关,当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候,Pn/Tr最大,光合利用效率最高。     

不同产量水平下夏玉米光合及耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟夏玉米不同产量水平,了解不同产量下夏玉米光合及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】设置4个产量水平分别为9 000 kg/hm~2(C0),9 750 kg/hm~2(C5),10 500 kg/hm~2(C10),11 250 kg/hm~2(C15),以不施肥为对照(CK),研究不同产量下夏玉米穗位叶光合性能、叶绿素荧光及耗水量和水分利用效率变化。【结果】夏玉米拔节期、花前和花后的株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随目标产量的提高而增加,花前胞间CO2摩尔分数随产量的提高而增加,C15处理株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2摩尔分数分别较CK平均增加25.5%、39.1%、42.1%、97.9%、79.8%、32.0%;夏玉米拔节期、花前和花后SPAD随目标产量提高,C15处理SPAD较CK平均增加17.9%,qP、ETR、Y(Ⅱ)在不同光照强度下为CKC0处理>C5处理>C10处理>C15处理;耗水量和水分利用效率随产量的提高而增加,土壤体积含水率降低,C15处理耗水量和水分利用效率较CK分别提高15.2%、14.1%,土壤体积含水率较C0处理降低11.0%。【结论】夏玉米较高的叶面积指数、生物量和耗水量是形成高产的重要原因,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,因此应加强夏玉米生育后期田间用水管理。     

新型生态保水剂对青贮玉米光合特性及产量的影响

针对河西灌青贮玉米发展面临的水资源紧缺、灌溉水利用率低等生产实际问题。以中国科学院上海应用物理研究所研发的保水剂(新型生态保水剂)为材料，研究滴灌下新型生态保水剂施用量(CK:0 kg/hm²,B3:45 kg/hm²,B5:75 kg/hm²,B7:105 kg/hm²)对耕层土壤水分及青贮玉米光合特性、产量和品质的影响。结果表明：(1)玉米整个生育期0～40 cm土层土壤体积含水量，随保水剂施用量的增加而增加，B5和B7处理间差异不显著，B5和B7处理青贮玉米生育期土壤体积含水量较CK处理分别提高11.27%和12.15%；(2)施用保水剂能显著提高青贮玉米叶片光合性能，B5处理青贮玉米叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶片水分利用效率较CK处理分别提高7.67%、58.32%、32.94%、35.22%和17.63%;B5和B7处理间差异不显著；(3)施用保水剂能显著提高青贮玉米鲜草产量、经济效益和改善饲草品质，与CK处理相比，B5处理青贮玉米产量、粗蛋白、粗脂肪、可溶性碳水化合...     

空气温湿度对小麦光合作用的影响

对田间环境不同水分处理光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用率和气孔导度的分析表明,增加土壤含水量有助于缓解空气高温低湿对小麦光合作用的胁迫。气温对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到加强,湿度降低对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到抑制。随着土壤含水量的增加,叶片水分利用率向高温低湿方向移动,低温低湿对气孔导度的抑制效应愈加明显。综合比较这几个指标,使叶片既能保持最高光合速率又能维持较高叶片水分利用率的土壤含水量为0.22 g/g。     

水分胁迫对不同倍性小麦光合和水分利用影响

在遮雨条件下采用称量法控制土壤水分,利用逐步干旱胁迫和复水条件,连续观测二倍体、四倍体和六倍体3种倍性小麦后的光合速率、蒸腾速率、单叶水分利用效率等的变化。结果表明,不同倍性小麦的光合速率都下降,下降速度为二倍体>四倍体>六倍体;水分胁迫对二倍体的蒸腾速率影响最大,对六倍体的蒸腾速率影响最小;水分胁迫对六倍体小麦的气孔导度影响小于四倍体和二倍体;水分胁迫结束后,3种倍性小麦品种的光合速率和蒸腾速率均能迅速恢复,以六倍体的气孔导度的恢复速率最快。水分胁迫下不同倍性小麦的水分利用效率均下降,以六倍体小麦下降程度最小,复水后3种倍性小麦均能快速恢复到几乎相同的水准。在相同的水分条件下,随着光强的增强,3种倍性小麦光反应动力曲线变化趋势相似,在400～1 200μmol/(m2.s)范围内,二倍体和六倍体小麦二者均显著高于四倍体。     

温室番茄叶片生理指标日变化特性及其与生态因子的关系

以温室春-夏季番茄为试验材料,采用小区试验方法,探讨了花果期和盛果期不同土壤水分条件下番茄叶片生理指标日变化特性、水分利用效率WUEL及生态因子间相关性。结果表明,番茄不同生育期生理指标日变化峰值时间不同;日均气孔导度、蒸腾速率随土壤水分的增加而变大,而日均光合速率最大值出现在70%土壤相对含水率的处理;两生育期蒸腾速率和光合速率受气孔调节的效应明显。在试验范围内,土壤水分越低,WUEL越高,番茄花果期WUEL较大。光合有效辐射是影响叶片光合速率重要生态因子。     

供水吸力、保水材料对番茄生长和产量的影响

在温室条件下,采用负水头供水控水装置来持续稳定的控制土壤水分条件,采用裂区设计,研究了在供水吸力分别为4、7、10 kPa三种水分梯度下,2种保水材料(硅藻土、保水剂)对番茄产量与水分利用效率的影响。结果表明,随着供水吸力的增加,土壤质量含水率、光合速率、蒸腾速率、番茄的产量、干物质质量、植株耗水量均呈现出逐渐减小的趋势;在高土壤水分W1(4 kPa)条件下,保水剂(B3)的各项测定指标与其他处理的差异不大,但是在低土壤水分W2(7 kPa)、W3(10 kPa)或干旱的条件下,保水剂(B3)的土壤含水率、植株生长速率、光合速率、蒸腾速率、地上和地下部干物质质量、产量、耗水量、水分利用效率均显著低于CK(B1)和硅藻土(B2)。     

阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响

【目的】研究不同生育阶段和不同程度干旱胁迫及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响。【方法】以冬小麦品种"矮抗58"为试验材料,在拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50%~60%)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40%~50%),和全生育期充分供水(土壤含水率控制在田间持水率的70%~80%,CK)4个水平,对比分析了不同阶段受旱及复水条件下冬小麦的生理生态指标变化过程。【结果】拔节期、抽穗期和灌浆期中度和重度水分胁迫对小麦的株高和叶面积的影响达到显著水平,其中拔节期为株高和叶面积的需水敏感期,株高较CK下降了18.6%和29.0%,叶面积较CK下降了18.2%和49.5%;水分胁迫处理小麦的净光合速率和气孔导度与CK差异显著,复水后,轻度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK无显著差异,中度和重度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK之间依然存在显著差异;从复水补偿角度来看,灌浆期小麦的净光合速率和气孔导度比拔节期和抽穗期更难恢复,其中灌浆期为光合作用的需水关键期,气孔导度较CK下降了28.7%、34.0%和49.4%,净光合速率较CK下降了10.5%、23.2%和28.0%。中度和重度水分胁迫对小麦的产量的影响达到显著水平;拔节期和抽穗期水分胁迫降低小麦的有效穗数和穗粒数,从而引起产量下降;灌浆期水分胁迫导致小麦千粒质量下降,进而引起产量降低。【结论】在本试验条件下,轻度水分胁迫可实现节水和高产的统一;灌浆期为小麦光合作用需水关键期,合理的加强灌浆期水分管理可实现高产。     

土壤水分条件对蚕豆花荚期光合作用-光响应特征的影响

蚕豆在开花结荚期的土壤水分条件对于形成作物干物质尤为重要,研究开花结荚期不同土壤水分条件对蚕豆生理生态特性的影响,以及蚕豆自身生理特性对水分的调节适应过程具有重要意义。采用盆栽试验,监测净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等参数,分析了不同土壤水分条件下蚕豆光合效率的光响应特征。结果表明:在适宜含水率时,蚕豆各项光合参数都保持在较高水平,蚕豆得以正常生长;含水率较低或较高时,蚕豆叶片气孔导度都呈现出下降趋势,蒸腾速率也随之降低,最终影响到光合速率的降低,进而影响蚕豆正常生长过程。维持在蚕豆正常生长的土壤含水率范围在28.06%~30.14%之间,最佳土壤含水率在29%左右;适宜光合有效辐射强度为600~1 600μmol/(m2·s)。     

土壤含盐量对滴灌加工番茄生理生长和产量的影响

为探讨土壤含盐量对加工番茄生理生长的影响,采用桶栽试验,人工配制不同盐碱含量土壤(CK:1.5 g/kg,S1:4.0 g/kg,S2:7.0 g/kg,S3:10.0 g/kg),研究滴灌条件不同土壤含盐量下加工番茄生理生长指标、叶绿素参数的变化规律。结果表明,S1处理对加工番茄的生长指标和净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及叶绿素含量均有一定的促进作用,但不显著(P0.05),S2与S3处理对以上指标均表现出抑制性,S3处理尤为显著(P0.01);S1处理较CK增产2.1%,S2与S3处理较CK分别减产18.7%和65.4%;生育后期,加工番茄光合能力下降主要是由高土壤含盐量导致叶片气孔关闭的非气孔限制因素造成的。可以考虑在4.0 g/kg以下的盐碱土壤进行加工番茄的种植。     

生物炭和灌水量对土壤保水性及温室番茄生理特性的影响

为了探究生物炭用量和灌水量对土壤物理性质及作物生长生理特性的影响,采用田间对比试验,以温室番茄为试验对象,设置了3个生物炭施用量处理B0,B1,B2(施用量分别为0,2.5,5.0 kg/m²);在每个生物炭处理下设置3个不同灌水量水平T1,T2,T3(分别为1.4Ep,1.2Ep,1.0Ep;Ep为累计水面蒸发量);观测并分析土壤物理性质、番茄生长及光合作用对生物炭施用量和灌水量的响应关系.结果表明,土壤中适当添加生物炭可以有效地增加土壤的保水性,处理B1和B2相对B0增大土壤最大体积含水率为21.9%和32.1%,处理B1有益于土壤的长期持水能力;降低了土壤容重2.5%~16.6%,增加了土壤孔隙度1.9%~10.5%.生物炭施用量在充分灌溉和中度亏缺的处理下均可以有效提高番茄的气孔导度和光合速率,处理B1和B2分别提高番茄叶片的光合速率为11.4%和54.8%;而在重度亏缺的条件下,处理B1和B2抑制了番茄叶片的光合速率16.7%和50.6%.     

滴灌下施用保水剂对土壤水肥及玉米收益的影响

针对宁夏扬黄灌区严重缺水、土壤瘠薄、肥力低下等问题,在玉米苗期穴施不同用量(0,30,60,90和120 kg/hm²)的沃特保水剂,并以不施保水剂为对照,研究保水剂不同施用量对土壤水肥状况及作物生长的影响,以探寻玉米滴灌条件下砂质土壤田的保水剂最佳施用量.结果表明,在玉米整个生育期,0~100 cm土壤层贮水量随保水剂施用量增加而增加,施用保水剂90和120 kg/hm²处理使土壤贮水量,分别较对照显著提高14.0%和17.1%;施用保水剂60 kg/hm²处理下,土壤养分含量较对照显著增加,其保肥和供肥效果最佳;施用保水剂不同量可促进玉米生长,施用保水剂90 kg/hm²处理对玉米吐丝期的促进效果显著.与对照处理相比,施用保水剂60 kg/hm²处理对提高玉米水分利用效率、增产和增收效果最佳,分别较对照处理显著增加41.8%,22.2%和33.9%.因此,适量穴施沃特保水剂可有效改善土壤水肥状况,实现玉米增产增收,以施用保水剂60~90 kg/hm²为最优,适宜于在宁夏扬黄灌区进行推广应用.     

滴灌施肥对红枣土壤水盐动态及光合的影响

为了新疆地区滴灌红枣土壤盐渍化的水肥高效利用,以当地8 a成龄枣树为供试材料,结合田间试验,研究水肥管理对滴灌红枣土壤水盐动态及光合特性的影响.结果表明:灌水水平对萌芽新梢期、花期土壤含水率的影响具有统计学意义(0~40 cm);水肥耦合效应对全生育期红枣土壤含水率的影响具有统计学意义(0~40 cm和40~100 cm土层);0~40 cm土层,灌水和水肥耦合效应对全生育期土壤含盐量的影响具有统计学意义,施肥对红枣萌芽新梢期的土壤含盐量影响具有统计学意义;40~100cm土层,水肥耦合效应对土壤含盐量的影响具有统计学意义.高灌溉量(1 020 mm)对表层(0~10 cm)土壤保水性和盐分淋洗具有良好效果;增加施肥量会引起表层盐分升高;不同处理的土壤含盐量生育期末与试验前相比,均处于脱盐状态;灌水水平和水肥耦合效应对红枣叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)的影响具有统计学意义;Pn和Tr均在W2F1处理(820 mm,200-100-150 kg/hm²)下达到较高水平,WUE在W3F3处理(1 020 mm,600-300-450 kg/hm²)较优,但与W2F1处理的差异无统计学意义.     

灰色理论关于滴灌加工番茄生理特性在盐化土中的应用

为了研究土壤盐碱胁迫对加工番茄生理及水肥利用效率的影响,运用灰色关联理论,研究各生理指标间及其与产量间的联系,寻找种植加工番茄适宜的土壤盐分含量范围.采用桶栽试验,人工配制4种不同处理的盐分含量土壤:非盐碱土壤(CK)、轻度盐碱土壤(S1)、中度盐碱土壤(S2),重度盐碱土壤(S3),盐分质量比分别为1.5,4.0,7.0,10.0 g/kg.结果表明,与处理CK相比,处理S1对加工番茄各生理指标及水肥利用效率基本无抑制现象,一定程度上提高了加工番茄的光电子传递效率和光合能力,水分利用效率与CK持平,氮肥偏生产力提高了3.85%,增产1.28%;处理S2和S3较CK抑制情况显著,光合荧光参数均有不同程度下降,胞间CO₂浓度和非光化学淬灭量子产量在生育中后期大幅上升,且处理S3抑制现象最为显著,水肥利用效率较CK显著降低了52.27%和50.00%,加工番茄减产率达到51.91%;处理S2和S3较CK和S1的生育进程加快,生理指标提前达到全生育期最大值;加工番茄的产量与净光合速率P_n,蒸腾速率T_r和非光化学猝灭系数NPQ有着很高的关联度,结合以上3个参数的生理变化规律,可以得出适宜加工番茄种植的土壤盐分质量比的范围为1.5~4.0 g/kg.     

肥液浓度和生物质掺混量对微润灌溉入渗特性的影响

为了探明肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉土壤水分入渗特性的影响,采用室内土箱模拟试验的方法,设置3个肥液质量浓度水平(清水F₀:0 mg/L,低浓度F_L:200 mg/L,高浓度F_H:400 mg/L)和4个生物质掺混质量比水平(自然风干土B₀:0 g/kg,低掺混量B_L:15 g/kg,中掺混量B_M:30 g/kg,高掺混量B_H:45 g/kg),以发酵腐熟花生壳粉末为掺混生物质,研究微润灌溉的水分入渗速率、累积入渗量、湿润体体积以及湿润体质量含水率的分布特征.试验结果表明:肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉的初始入渗速率、稳定入渗速率、累积入渗量和湿润体质量含水率均值影响均具有统计学意义.与水平F₀B₀相比,增加肥液质量浓度和生物质掺混质量比可提高初始入渗速率13.02%~44.85%、稳定入渗速率13.50%~48.78%、累积入渗量5.65%~56.62%和湿润体质量含水率均值6.62%~30.09%;不同入渗时间内的累积入渗量符合Kostiakov模型;湿润体体积随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大,且湿润体体积与入渗时间呈二次多项式关系;湿润体剖面面积和灌水均匀系数随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大.     

Measuring Atrazine Degradation and PRZM-2 Testing Under Two Water Regimes

In this study temporal variation of atrazine concentration andits downward movement in the corn root zone under two waterregimes in Daneshkadeh soil series (Fine, mixed, mesic,Calcixerollic Xerochrepts) were investigated. We also assessedthe risk of soil and water contamination due to this herbicideapplication. Atrazine application rate was 3.5 kg a.i./hafollowed by two irrigation treatments (high and normalirrigation) with three replications in a completely randomizeddesign. Atrazine concentrations during the growing season weremeasured by obtaining soil samples from each plot through 1 msoil depth. Atrazine transport simulation in the root zone bythe PRZM-2 model was checked using our observed field data. Theobserved data showed temporal reduction of atrazineconcentrations in the soil profile down to a maximum depth of 50cm. Statistical parameters ME (maximum error), RMSE (relativemean square error), EF (efficiency), and CRM (coefficient ofresidual mass) were obtained to compare predicted and observedatrazine soil residue concentrations. These parameters were5.22 mg/kg soil, 67.87 mg/kg soil, 0.60, and 0.46,respectively for high irrigation (ATA) treatment, and 6.02 mg/kgsoil, 93.89 mg/kg soil, 0.41, and 0.35, respectively fornormal irrigation (ATB) treatment. Based on this study, in general,the PRZM-2 simulation results were similar to the observeddata in the ATA treatment rather than the ATB treatment.     

辽宁棕壤土区不同滴灌施氮模式对玉米光合特性、产量及品质的影响

为了深入了解滴灌施肥技术在粮食生产中的作用,进一步探寻合理的施氮模式,采用小区试验,以玉米为研究对象,研究了滴灌施肥条件下辽宁棕壤土区不同施氮量和施氮次数对玉米光合特性、产量和品质的影响。试验设置3个施氮量水平(不含底肥):125 kg/hm~2(N125)、175 kg/hm~2(N175)和225 kg/hm~2(N225),施氮次数设置1次(T1)、2次(T2)和3次(T3)3个水平,另设不施氮处理为对照(CK),总共10个处理。结果表明,在灌水次数相同的条件下,玉米光合能力、产量及品质随施氮量的增加呈增加趋势,施氮量为175和225 kg/hm~2时,三者均达到较高水平;当N施量相同时,分期多次施氮较1次施氮能有效地延缓光合作用在玉米生育后期的下降,增加玉米叶片高光合持续期,延缓叶片衰老,提高光能利用率,增产效果显著,有效改善玉米品质。综合分析表明,3次施氮,施氮量175~225 kg/hm~2的处理玉米光合作用强,优质高产,是有利于辽宁棕壤土区滴灌条件下大田玉米生产中适宜的施氮模式。     

保水材料对河套灌区土壤硝态氮和铵态氮动态变化的影响

为了研究内蒙古河套灌区农业化肥面源污染检测和治理措施,采用大田土壤淋溶试验,分析了河套灌区农田在保水材料处理下,玉米生育期内土壤硝态氮、铵态氮累积量及动态变化特征。结果表明,与CK相比,保水材料处理玉米苗期土壤NO_3~--N累积量平均提高20.49%,收获期平均降低13.98%;苗期土壤NH_4~+-N累积量平均提高35.21%,收获期平均降低28.93%。保水材料有效地抑制了氮素的淋溶损失,提高了氮素利用率,同时保证了玉米生育后期有效氮的供应,避免短时间内氮素的大量累积,在一定程度上减少了化肥面源污染,为农业面源污染治理提供有力措施。     

不同麦秆覆盖量对夏玉米耗水量和生理性状的影响

采用盆栽试验方法,研究了覆盖小麦秸秆保墒措施+灌溉条件下,对夏玉米生育期耗水量、生理性状和光合特性的影响,其中秸秆覆盖量分别为0(对照)、3000、6000、9000和12000 kg/hm2。结果表明:秸秆覆盖显著地减少了夏玉米生育期耗水量、增加了玉米株高和叶面积,秸秆覆盖量9000 kg/hm2时效果最佳;夏玉米的光合速率和蒸腾速率随着秸秆覆盖量的增大而增加。     

水气互作对温室番茄生长、产量和水分利用效率的影响

[目的]探寻温室番茄适宜水气组合及加气阈值,为温室番茄的高产提供理论基础及技术指导.[方法]采用微纳米气泡水结合地下滴灌系统,设置了3个灌溉水溶解氧质量浓度分别为井水对照3～5 mg/L (O1)、15 mg/L(O2)和25 mg/L (O3),每个溶解氧质量浓度下均设置3种不同灌溉控制水平,土壤含水率分别控制在田间...