植物抗旱性中的补偿效应及其在农业节水中的应用

在论述植物补偿效应存在类型和研究范畴的基础上,详细评述了植物抗旱性中根系形态结构功能及地上部干物质积累、产量和水分利用效率方面的补偿效应及其影响因素,并对植物抗旱作用中补偿生长的可能生理学机制作了探讨。同时,对补偿效应在提高农业水分利用效率中的应用进行了讨论     

交替灌溉的节水调质机理及同位素技术在作物水分利用研究中的应用

基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号理论而提出的根系分区交替灌溉,是交替对作物部分根区进行正常的灌溉,其余根区受到适度水分胁迫的灌溉方式。应用同位素示踪技术追溯分根区交替供水条件下土壤-作物系统水分运转途径并揭示其节水调质机理是一个重要的研究方向。本文对根系分区交替灌溉的节水调质效应、节水机理、稳定性氢氧同位素在植物水分运移中的应用以及稳定性碳同位素在植物水分利用效率中的应用研究进展及应用前景作了简要介绍,并对将来需要重点研究的方向作了展望。以期为充分挖掘作物生理节水潜力,大幅度提高作物水分利用效率和实现节水、丰产、优质、高效的综合目标提供有效的调控途径。     

新型降水分布数学模型研究及其应用

在分布式水文模型中,单元栅格内的降水输入是准确模拟各种水文过程的关键因素,寻求产生分布式降水数据的方法是水文模型研究的热点之一.在对国内外降水模型分析基础上,认为流域面上实际降水分布是天气系统降水与下垫面地形影响共同作用的结果,如果不受地形影响,天气系统降水的降水量等值线在平面上的分布近似为一组同心椭圆.根据这一原理,建立了一种能够模拟天气系统降水分布,并利用牛顿插值法对模拟结果进行地形影响修正的新型降水分布数学模型,提出了对降水中心位置及其中心降水量的模型模拟.利用黄土高原西川河流域实测资料对模型进行了检验,结果表明,该模型具有较高精度.由于模型概念简单明晰,且能指明降水中心位置及其中心降水量,因此在流域暴雨分析和洪水预报中具有一定价值.     

不同生长阶段遮荫对番茄光合作用、干物质分配与叶N、P、K的影响

对番茄植株做了两种不同程度的遮荫处理,观测了夏季午间遮荫对光合速率,干物质积累量及其在根,茎,叶之间的分配,和叶N,P,K的含量以及经济产量的影响,发现不同时期遮荫影响不同。（1）遮荫增加三个阶段（开花早期,盛花期和开花后期）的气孔导度和胞间CO2浓度,显著降低开花早期中午的净化合速率,但盛花期中度遮荫（40%遮荫）使净光合速率随着时间的增加逐渐上升,在开花后期表现更加明显,平均净光合速率比对照高20%以上,蒸腾速率也增加较多。（2）开花早期和盛花期重度遮荫（如本实验中的75%遮荫）显著降低根,茎的干重,而开花后期中度遮荫的根,茎干重高于对照,但遮荫对叶干重的影响不明显。（3）开花早期和盛花期遮荫不明显影响叶片中N,P,K的含量,但开花后期中度遮荫使N,P,K含量增加,（4）开花早期两种遮荫对果实产量影响较小,但盛花期重度遮荫使产量降低,全部产量中无效部分所占的比例上升,开花后期中度遮荫的总产量和有效产量增加,单果重也增加,这些结果表明,在某些时期中度遮荫可以克服夏天辐射过强,气温过高对番茄的不良影响,对番茄生长,干物质积累和提高产量等有利,在生产上有意义。     

灌溉施肥深度对玉米同化物分配和水分利用效率的影响

 以夏玉米（Zea mays L.）（陕单9号）为供试材料,采用置于遮雨棚下的模拟土柱的方法,进行了不同灌溉施肥深度对夏玉米生长发育、地上与地下部分同化物分配、产量及水分利用效率的影响的试验研究。灌溉施肥深度分4个处理：表面灌施;20 cm 深度灌水施肥;30 cm 深度灌水施肥和40 cm深度灌水施肥。后3个处理为土表下灌施处理。4个重复。试验结果表明：土表下灌施抑制了玉米生育早期的地上部分生长,使根系向土壤中下层的分布加强,从而保证了作物中后期对水分养分的吸收利用,提高了水分利用效率。在本试验条件下,玉     

水分胁迫与光照条件对棉花干物质和产量形成影响的数学模型

从作物冠层净同化速率入手,通过引入对CO2浓度、空气湿度、光照强度和土壤含水量反映较敏感的光能利用系数（β）,建立了考虑水分胁迫和光照条件对作物干物质积累与产量形成影响的数学模型,模型考虑了水分胁迫与低光照下冠层阻力增加的设定,将反映作物冠层水分状况的功能叶水势（Ψl）作为参数纳入本模型,通过对土壤相对含水量（Aw)、气温（Ta）、水汽压差（VPD）的多元回归估算出Ψl,并将空气动力学阻力（Ra）简化为风速（u）的函数,盆载试验应用实例和敏感性分析表明,该模型在诊断环境因子特别是土壤水分与光照因子对作物生长和产量构成的影响具有一定的实用性。     

梨树叶片蒸腾特性研究

采用CIRAS-1红外气体分析仪研究梨树不同时期蒸腾速率及水分利用效率变化特征。结果表明:梨树蒸腾速率日变化为单峰型,峰值出现在11:00～P15:00;蒸腾速率的季节变化呈"V"字形,其中5～P8月份逐渐降低,8～P9月份迅速升至最高,生长季平均蒸腾速率为2.66mmol.m-2.s-1;决定蒸腾速率日变化的主要因子为空气温度、叶面温度和水汽压差,且各因子对蒸腾速率日变化的贡献率分别为85%～P96%、76%～P86%和98%。水分利用效率日变化峰值出现在早上7:00～P9:00,然后逐渐降低;水分利用效率的季节变化峰值(5.38μmolCO2/mmolH2O)出现在8月份,5、6、7、9月份的水分利用效率相当,其值在2.86～P3.05μmolCO2/mmolH2O之间,生长季平均为3.44μmolCO2/mmolH2O;相关分析结果表明,水分利用效率受光合有效辐射、空气温度、叶片温度、空气湿度、以及叶片-大气水气压差等各因子的综合作用。     

水分和氮磷水平对小麦碳同位素分辨率和水分利用效率的影响

 依据盆栽试验数据,利用植物稳定性碳同位素分辨率的理论模型,研究了水分和氮磷营养对小麦叶片碳同位素分辨率(Carbon-isotope discrimination △)的影响。结果表明：水分差异引起碳同位素分辨率较大变异,碳同位素分辨率随土壤相对含水量(Soil relative water content)的提高而提高,在土壤相对含水量为60％～70％条件下碳同位素分辨率最高。缺水时磷水平提高,碳同位素分辨率提高。水分利用效率(Water use efficiency)与碳同位素分辨率关系受土壤水分和养分水平的影响。缺水条件下水分利用效率与碳同位素分辨率之间为负相关,充分供水下为正相关;在低氮水平下的关系不明显,施氮150kg·hm-2时相关性显著。     

玉米生育期土壤—植物—大气连续体水流阻力与水势的分布

根据玉米生育期的田间试验资料分析了土壤-植物-大气连续体中水势和水流阻力的分布,结果表明土壤与植物叶片之间的水势差在玉米抽雄期前达0.8—1.0MPa,到抽雄期以后达1.0—1.5MPa,叶片与大气之间的水势差则在抽雄期前后分别达80—120MPa和60—80MPa;连续体内的水流阻力主要在叶片与大气之间。建立了连续体中玉米叶片水势的动态模拟公式,模拟叶水势具有较高的精度。最后,揭示了叶片蒸腾速率与叶-气系统水势差和水流阻力的关系,当叶片与大气之间的水势差达90—100MPa之后,蒸腾速率随叶-气间水势差增加而减小。     

大气CO2浓度增加对春小麦冠层温度、蒸发蒸腾与土壤剖面水分动态影响的试验研究

根据１９９４～１９９５年在大型人工气候室内取得的试验资料,分析了大气ＣＯ２浓度倍增条件下,春小麦冠层温度、蒸发蒸腾和根层土壤剖面水分动态的变化状况。结果表明,大气ＣＯ２浓度增加１倍,春小麦冠层温度明显升高,且高水分条件升高的值比低水分条件下大０．７℃左右;蒸发蒸腾减少的幅度在不同土壤水分处理间也不相同,高水分处理的蒸发蒸腾量减少９．８８％,低水分处理的减小８．５０％,根层土壤含剖面水分消耗减小,高ＣＯ２浓度处理的根层土壤含水率高于低ＣＯ２浓度处理的,特别是在底部根系密度减小,其水分消耗明显减少。