水分胁迫对银中杨耗水特征与水分利用的影响

在不同供水条件下,采用LI-6400光合作用系统(LI-COR,1995,USA)和电子天平等仪器,对银中杨苗木气体交换、蒸腾耗水量和水分利用效率及其有关环境因子进行了测定。结果表明,在研究的诸环境因子中,土壤含水量是制约苗木蒸腾耗水的主导因子;苗木的蒸腾耗水量随土壤干旱胁迫的加重而减少,并且当土壤含水量低于田间持水量的50%时,气象因子对苗木蒸腾耗水的影响不再明显;土壤含水量为田间持水量的70%时,银中杨苗木的净光合速率和蒸腾速率下降不显著,而水分利用效率有所提高,为2.579μmol.mmol-1,在土壤含水量大于田间持水量的70%的水分条件下,银中杨苗木可以正常生长。     

金矮生苹果叶片气体交换参数对土壤水分的响应

 在黄土高原半干旱地区,通过测定10年生金矮生苹果（Malus pumila cv. Goldspur）叶片气体交换参数与土壤水分的定量关系,探讨了土壤水分胁迫对光合作用的影响规律,以确定苹果园节水灌溉适宜的土壤水分调控标准。结果表明：叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci）和气孔限制值（Ls）对土壤水分的变化具有明显不同的阈值反应。土壤含水量（SWC）大约在田间持水量的60%～86%范围内,Pn和Tr均保持较高的水平,小于田间持水量的60%～86%后,两者均随土壤湿度的减少而明显下降。维持较高叶片水分利用效率（WUE）的SWC约在田间持水量的50%～71%左右。当SWC小于田间持水量的48%以后,Gs和Ls明显降低,而Ci急剧增加,水分胁迫条件开始直接作用于叶肉细胞,导致光合速率下降,由气孔限制因素转变为非气孔因素。据此我们认为：在半干旱黄土高原地区,金矮生苹果园节水灌溉适宜的SWC范围大约在田间持水量的50%～71%左右,所允许的土壤水分亏缺程度为田间持水量的48%左右。     

膜下滴灌下土壤深层水分对棉花根系生理及叶片光合特性的调节效应

在新疆气候生态条件下,以土柱栽培棉花（新陆早13号）为试材,通过人工改变播种前60 cm以下土壤含水量,设计有深层水和无深层水处理,并采用膜下滴灌控制生育期间耕层土壤含水量［分别为田间相对持水量的70%（±5%）和55%（±5%）］,探讨土壤深层水分对棉花根系生理及叶片光合特性的影响.结果表明：深层水增强了棉花根系SOD活性和根系活力,提高了植株对土壤深层水的利用率,提高了叶片水势、叶绿素含量、净光合速率和植株光合物质累积量,最终获得了较高的产量和水分利用效率.在有深层水条件下,棉花生育期间耕层水分为55%处理的中下层根系衰老慢、根系活力增强,在一定程度上弥补了生育期间水分亏缺对叶片光合功能的负面效应,但其产量仍显著低于70%处理,而水分利用效率与70%处理无明显差异.因此,在膜下滴灌棉花水分管理中,播种前应重视冬春储备灌,增加土壤深层的贮水量,并通过协调关键栽培技术、适度减少滴水量或延长滴水周期,充分挖掘膜下滴灌节水增产潜力.     

土壤水分条件对温室黄瓜需水规律和水分利用的影响

在日光温室盆栽条件下,以不同生育时期为试验因素,采用正交设计研究了不同土壤水分条件在开花期、初瓜期、盛瓜期和生育后期等生育时期对黄瓜蒸腾量、生物量和水分利用效率的影响,并通过黄瓜的需水规律提出实现高产高效的土壤水分对策。研究结果表明：(1)黄瓜对水分的需求基本上呈现为开花期和初瓜期小、盛瓜期大、后期小的规律。需水高峰出现在盛瓜期,需水强度达到3．977mm／d;(2)开花期蒸腾速率为0．544mm／d。此时保持土壤含水量在80％～90％田间持水量范围内,不仅有利于水分的利用,而且可促进同化产物在根冠之间的合理分配;(3)初瓜期对水分的需求大幅度增加,蒸腾速率达到1．956mm／d。80％～90％田间持水量的含水量更有利于果实的形成和生长;(4)盛瓜期对水分的需求也达到了整个生育时期的顶峰,蒸腾速率达到3．83mm／d。90％～100％田间持水量的土壤水分条件可以获得最高产量,并实现水分利用与产量的高效统一;(5)生长后期保持70％～80％田间持水量的土壤含水量即可满足生长对水分的需求;(6)在开花期控制土壤水分为80％～90％田间持水量、初瓜期保持为80％～90％田间持水量、盛瓜期提高为90％～100％田间持水量和后期降至70％～80％田间持水量的土壤水分处理,不仅可获得最高产量,而且可以达到最大的水分利用效率,实现高产高效的统一。     

金沙江干热河谷土壤含水量对台湾省青枣生长和产量的影响

比较了4个水分梯度3年生台湾青枣（Zizyphus mauritiana Lam.）的树高生长动态、地径生长动态、新梢生下量、枝粗生长量、叶面积、叶面积指数、座果率、平均株产量、叶片含水率和根系含水率等,通过主成分分析法和R型因子综合分析法确定了适合台湾青枣生长的最优土壤含水率。结果表明：第3种水分处理（土壤含水率为田间持水量的70％-85％）的台湾青枣对水分的响应最好,对水分的响应排序值是56．147;其次是第4种水分处理（土壤含水率为田间持水量的85％-100％）,其值为41．506;最后是第1种水分处理（土壤含水率为田间持水量的40％-55％）,其值为34．545。由此可以得出,在金沙江干热河谷地区种植台湾青枣的最佳土壤水分是土壤含水率达到田间持水量的70％-85％。     

干旱胁迫对蒙古柞表观资源利用率的影响

比较研究了模拟干旱及自然水分梯度条件下蒙古柞树种光合生理指标,模拟干旱处理试验土壤含水量分别控制在田间持水量的85％－100％（CK）、65％－85％（MEW）和45％－65％（LW）。结果表明,干旱胁迫对蒙古柞幼树净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、表观CO2利用率和表观光能利用率等生理指标均产生明显影响。野外自然条件下水分梯度对蒙古柞大树气孔导度、水分利用率和净光合速率有显著影响,但对蒸腾速率、表观CO2利用率和表观光能利用率的影响不显著,中等水分条件可明显提高蒙古柞大树叶片的气体交换和水分利用率,说明蒙古柞树种叶片气体交换和表观资源利用率对干旱胁迫的响应程度不同。蒙古柞树种是干旱可变植物,长期水分胁迫可提高树种的耐旱能力,特别是中等水分胁迫能保持蒙古柞固有的强劲耐旱能力。     

土壤含水量对极小种群毛枝五针松幼苗抗氧化活性的影响

为探究水分对毛枝五针松(Pinus wangii)幼苗生理特性的影响,对不同土壤含水量下幼苗松针的抗氧化活性进行了研究。结果表明,土壤含水量为田间持水量的40%~80%时,其POD、SOD和CAT活性较强;随着处理时间的延长,细胞质膜渗透性减弱,抗逆性变弱;脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量均以20%~40%的田间持水量较高;处理30 d后丙二醛含量随着土壤含水量的增加而提高,在土壤含水量为田间持水量的40%时,丙二醛含量最低,抗逆性最强。因此,人工培育幼苗时,土壤水分过多的时间尽量不要超过30 d,控制土壤水分为田间最大持水量的30%~50%,这样能提高幼苗存活率。     

干旱区膜下滴灌条件下土壤深层水对棉花根系生长、分布及产量的影响

在土柱栽培条件下研究膜下滴灌土壤深层水对棉花根系生长的影响及与植株地上部生长的关系,设置土壤(60～120 cm)有深层水和无深层水2个处理,每处理设2个生育期间灌溉处理,分别为田间持水量70%和55%.结果表明：棉花总根质量密度、40～120 cm土层根长密度、根系活力等与地上部干质量间均具有显著的相关关系.生育期间耕层70%田间持水量条件下,土壤有深层水处理的总根质量密度与无深层水处理无明显差异,但40～120 cm土层的根长密度增加,根系活力增强,提高了土壤贮备水消耗量,增加了地上部干质量,最终获得较高的经济产量及水分利用效率.土壤有深层水条件下,生育期间耕层55%田间持水量处理的根冠比较大,40～120 cm土层根长密度和80～120 cm土层根系活力相对较高,土壤贮备水消耗量大幅提高,但仍无法弥补生育期间水分亏缺对根系及地上部生物量造成的负面影响,导致经济产量显著低于70%田间持水量处理.综上,充足的土壤深层水配合生育期间耕层65%～75%田间持水量,可促进棉花根系向下生长,有利于实现膜下滴灌棉花节水高产高效生产.     

滴灌甜菜叶丛生长期对干旱胁迫的生理响应

在人工控水条件下,于叶丛生长期设置0~40 cm土层含水量为70%田间持水量、50%田间持水量和30%田间持水量3个处理,研究干旱胁迫下甜菜叶片相关生理性状的变化.结果表明:甜菜叶丛生长期中度缺水处理(50%田间持水量)的补偿指数最大,甜菜叶片丙二醛(MDA)含量、相对电导率、过氧化氢酶(CAT)活性及可溶性糖含量均在复水后24 h产生补偿效应,脯氨酸产生的补偿效应在复水后48 h,过氧化物酶(POD)未发生补偿效应.酶促活性氧清除系统以CAT反应最为灵敏.因此,在甜菜叶丛快速生长期,当土壤含水量下降至田间持水量的50%时应及时进行补充灌溉,促使叶片产生补偿效应,从而降低干旱胁迫对甜菜产量和含糖量的影响.     

几种作物的生理指标对土壤水分变动的阈值反应

 在生长盛期,谷子、高梁、冬小麦的气孔导度、叶水势和光合速率在一定土壤含水量范围内并不随着土壤含水量的降低而发生明显变化,只有当土壤含水量低于一定程度时,才随着土壤湿度的降低而减少,表现为对土壤水分有明显的阈值反应。不同作物此阈值下限存在差异,高粱在大于田间持水量42％～45％的根层土壤湿度条件下,气孔阻力和叶水势基本维持恒定;谷子的这个指标在50％左右,冬小麦在60％左右。而夏玉米在所试土壤湿度范围内(20％～30％土壤体积含水量),气孔阻力和叶水势基本维持不变,而光合作用随着土壤含水量的增高而出现增加趋势。表明在这4种作物中,只有玉米需要充足的水分供应才能维持其良好的生长发育,而高粱具有比其它3种作物更强的适应土壤水分变动能力,从而比其它作物更抗旱和耐旱。     

华北地区冬小麦灌溉制度及其环境效应研究进展

充分利用有限的灌溉水资源确保冬小麦安全生产是华北地区冬小麦稳产高产面临的严峻挑战,解决这一问题的关键在于如何基于环境效应科学地进行灌溉管理。综述了国内外有关冬小麦的灌溉管理制度,即充分灌溉与非充分灌溉管理制度以及冬小麦关键灌溉期的环境效应,在此基础上提出了华北地区冬小麦科学灌溉拟重点关注的研究任务:(1)冬小麦生长发育需水时间与需水量的控制机制研究;(2)冬小麦干旱发生发展过程与致灾临界气象条件研究;(3)气候变化背景下极端干旱事件的冬小麦脆弱性诊断与适应性管理,以为华北地区冬小麦安全生产措施制定提供依据。     

喷灌灌水量对冬小麦生长、耗水与水分利用效率的影响

于2006-2008年在中国科学院通州农田水循环与节水灌溉试验基地进行田间试验,研究灌水量对冬小麦生长、耗水、产量和水分利用效率的影响.试验设置了不同的灌水量处理,灌水量以布置在冬小麦冠层顶部20 cm标准蒸发皿蒸发量(E)的倍数表示.试验结果表明:2006-2007生长季节中0.75 E处理和2007-2008生长季节中0.625 E处理所对应的冬小麦产量最高.当灌水量小于0.25 E时,冬小麦生长受到水分胁迫,其产量下降25%以上.两个生长季节中冬小麦耗水量为219～486 mm,耗水量随灌水量的增加而增大.冬小麦产量和水分利用效率与耗水量之间呈二次函数关系.北京地区冬小麦返青后的生长季节内,其适宜喷灌水量为0.50～0.75 E.     

土壤深层供水对冬小麦干物质生产的影响

采用根系研究装置研究了土壤深层供水对冬小麦干物质生产的影响 .结果表明 ,上层低湿度下层高湿度的处理在小麦灌浆期仍然保持了较高的土壤和叶片含水量 ,具有发达的根系 ,特别是 1m以下的根量在 4个处理中为最高 ,旗叶和穗的干重也最大 ,具有最大的产量潜力 .本研究表明 ,上层土壤较干下层土壤湿润有利于发挥小麦根信号的积极作用 ,平衡水分利用 ,同时通过对土壤水分的合理调节可以促进深层根的发育 ,有利于提高产量和水分利用效率 .     

施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响

通过大田试验研究了施肥和覆膜垄沟种植对旱地冬小麦群体动态、产量构成及水氮利用的影响。结果表明,覆膜垄沟种植和追肥处理可显著提高旱地冬小麦穗数,追肥处理可减少后期无效分蘖;覆膜垄沟种植和追肥处理产量分别比农户模式提高了11.73%和13.91%,穗数和穗粒数是其产量提高的关键因素;覆膜垄沟种植方式可减少土壤水分损耗,水分利用率为11.60 kg · hm^-2 · mm^-1,显著高于其他处理;追肥处理能有效促进小麦生育中后期对氮素的吸收利用,在基施氮量165 kg/hm²上再追肥30 kg/hm²,地上部分吸氮总量增加15.45 kg/hm²,追肥氮的利用率显著高于底肥氮利用率,为51.5%。     

Effects of water shortage on the yield of winter wheat

The effects of water shortage on the yield of winter wheat (cv. Maris Huntsman) were investigated in covered field plots on silt-loam soil. Plants were subjected to drought at different stages of growth, but none of the treatments significantly decreased yield. Some treatments decreased the number of ears per unit area, and number of grains per ear, but these effects were offset by increases in individual grain weight. We estimate that the soil water deficit (151 mm) in the treatment which had the largest effect on yield, albeit non-significant, would be expected in nature about 15 years in 100 or less. Drought also had little effect on plant water potential and stomatal conductance. The lack of effect of drought on plant water status and yield may be attributable to the large available water content of the silt loam and the deep rooting of winter wheat. On this type of soil, therefore, water shortage appears not to be an important cause of variation in the yield of winter wheat.     

地膜覆盖对晚播麦田生态环境若干影响的研究

地膜覆盖对晚播麦田生态环境若干影响的研究孙本普,李秀云,张宝民（山东省滨州地区农业科学研究所,２５６６１５）ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＰｌａｓｔｉｃＳｈｅｅｔＭｕｌｃｂｉｎｇｏｎｔｈｅＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎＬａｔｅＷｈｅａｔＦｉｅｌｄ...     

推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度与叶片水分利用效率的影响

为了探讨冬小麦高效节水灌溉模式,于2012—2013年在山东农业大学试验站采用两种种植模式(宽幅精播种植和常规种植),每种种植模式设3种灌溉处理(全生育期不灌溉、拔节期灌溉60 mm和拔节后10 d灌溉60 mm),研究了推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度、光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率(WUEL)和籽粒产量等的影响。结果表明,推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田生育后期的冠层温度、旗叶光合速率和蒸腾速率,且在冬小麦生长后期推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的WUEL,有利于实现宽幅精播麦田的节水高产;产量构成因素中,推迟拔节水灌溉对两种种植模式的千粒重均没有显著影响,但推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的穗粒数和籽粒产量。统筹考虑冬小麦的WUEL和籽粒产量,推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田实现节水高产具有一定的现实意义。     

覆膜对旱地麦田土壤水分及氮素平衡的影响

通过大田试验研究了平膜穴播和垄膜沟播等覆膜方式对晋南旱地麦田土壤水分、氮素平衡及产量的影响,以期在当地确立一套适宜的科学覆膜方式,为晋南旱塬地区乃至我国旱作小麦的高产优质提供理论依据。结果表明,垄膜沟播和平膜穴播处理的冬小麦增产效果显著,且以平膜穴播处理的效果最优,较测控施肥处理的籽粒产量和生物产量分别提高22.71%和25.45%。经过冬小麦一个生育期对土壤水分的吸收利用,两种覆膜处理的耗水量较不覆膜处理有较大的提高,而其水分利用率略低于不覆膜处理,但差异不显著。两种覆膜处理也能提高麦田的降水生产效率和休闲效率,较不覆膜处理分别提高9.46%—30.16%和9.95%—39.22%。覆膜有利于氮的矿化,并能促进小麦对氮素的吸收利用,同时也可以在一定程度上降低氮素在土壤中的残留,最终有利于小麦增产。     

基于稳定碳同位素技术的华北低丘山区核桃-小麦复合系统种间水分利用研究

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源、而在资源亏缺时也可能产生竞争,在华北低丘山区等水资源紧缺地区,种间水分竞争尤为突出。在冬小麦返青期、拔节期、灌浆期和成熟期4个生育期,测算了该地区核桃-小麦间作系统和单作小麦不同组分的稳定碳同位素组成(Stable carbon isotope ratio,δ13C)和核桃树干液流,结合生物量和气象数据资料计算出水分利用效率(water use efficiency,WUE)和耗水量(Water use,WU)。结果表明,间作核桃树、间作小麦和单作小麦的WUE分别为10.771—21.233、9.946—19.149和9.878—18.431 mmol C/mol H2O。单作小麦WUE在拔节期显著小于间作小麦。间作系统总耗水量为1755.19 t/hm2,比单作系统的2538.13 t/hm2少30.85%。核桃-小麦间作系统中,核桃耗水量占系统总耗水量的36.34%,在小麦的生长前期所占比例最多、在小麦旺盛生长期所占比重较小,而小麦越往生长后期需水越多。核桃与间作小麦的需水期错开,在时间上避免水分竞争。距离核桃树越近浅层土土壤含水量越高、而深层土越低,表明核桃主要吸收深层水,而间作小麦主要吸收浅层水,从位置上避免水分竞争。单作小麦产量、总生物量和总耗水量分别比核桃间作小麦的高26.79%、27.12%、36.30%(P=0.001、P=0.033、P=0.050)。间作核桃和单作核桃的单株果实产量平均分别为0.88和0.94 kg(P=0.829)。然而,核桃-小麦间作系统的产量土地当量比(Land equivalent ratio,LER)和产值水分利用效率(WUE ofeconomics,WUEe)却分别达到1.67和25.92元.mm-.1hm-2,比单作系统明显提高、水资源获得高效利用,同时具备生产优势和经济优势。     

Effects of Multi-Stage Continuous Drought on Photosynthetic Characteristics,Yield and Water Use Efficiency of Winter Wheat

A drought event can cause entire crops to fail or yield loss. In order to study the effects of continuous drought on photosynthetic characteristics, yield, and water use efficiency (WUE) of winter wheat (Triticum aestivum L.), the winter wheat variety “Aikang 58” was selected as test material with controlling the water of the pot-planted winter wheat under a mobile rainout shelter. Based on foot planting and safe wintering, winter wheat was evaluated under different drought conditions, including light, moderate and severe drought at the jointing (B), heading (C), and filling (G) stages. The soil water content was controlled in a range of 60% to 70%, 50% to 60%, and 40% to 50% of the field capacity, respectively. In the experiment, there were 9 single-stage droughts, 3 three-stage droughts, and 1 test control (totaling 13 trials). The results are as follows: Under a single-stage drought, the change of net photosynthetic rate (Pn) and stomatal conductance (Gs) have similar trends, and they both decrease significantly with the severity of the drought. Under three-stage continuous droughts, the change curve of Gs shows a constant downward trend; the change curve of Pn showed a “valley shape,” and the minimum value of Pn appeared at the heading stage. All droughts will reduce the yield of winter wheat. Under the three-stage continuous drought conditions, except for light drought, moderate drought and severe drought will cause significant yield reduction, mainly due to lack of water at the jointing and heading stages. Continuous drought will reduce the WUE, and the difference will reach a significant level under moderate and severe drought. The present results suggested that when water resources are scarce, it is a better irrigation model to save water and achieve high grain yield by applying appropriate water stress (60%–70% FC) during the critical growth period of winter wheat.