滴灌方式对‘赤霞珠’葡萄幼苗根冠功能的调控效应

研究地下穴贮滴灌(自主设计)、膜下滴灌、地表滴灌3种滴灌方式对酿酒葡萄品种‘赤霞珠’幼苗根冠功能的影响.结果表明： 膜下滴灌和地下穴贮滴灌较地表滴灌更促进植株生长,其中地下穴贮滴灌主要促进根系的生长,膜下滴灌主要促进地上部的生长;在20～60 cm土层,地下穴贮滴灌处理根表面积、根体积、根系活力和超氧化物歧化酶活性均高于地表滴灌和膜下滴灌处理,表明地下穴贮滴灌可有效促进根系下扎,提高土壤深层根系的生理活性;同一灌水周期后期地表滴灌处理较早受到干旱胁迫的影响,地下穴贮滴灌和膜下滴灌处理叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(g_s)均高于地表滴灌处理,灌水7 d后膜下滴灌处理12:00—14:00实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)低于地下穴贮滴灌处理,表明叶片荧光日进程中膜下滴灌受到的光抑制程度大于地下穴贮滴灌;对植株根冠功能的相关分析表明,有效增加20~40 cm土层根系的根量指标,保持根系生理活性在较高水平,可促进整体植株地上部生物量的增加和总生物量的积累.综合分析表明,地下穴贮滴灌较膜下滴灌、地表滴灌对植株根冠生长及功能调控有一定优势,可作为果树节水灌溉技术的潜在替代技术.     

不同供氮水平对施用玉米秸秆后黑土氨基糖转化的影响

采用室内恒温(25 ℃)培养方法,设置4个氮素添加水平(0、60.3、167.2、701.9 mg N·kg^-1,依次标记为N₀、N_low、N_mid、N_hig),培养38周,研究不同无机氮素添加水平对施入玉米秸秆黑土的氨基糖转化的影响.结果表明：与对照样品相比,添加秸秆可显著促进氨基糖的微生物合成与积累,且在培养前期氨基糖的总量随着无机氮素添加水平的增加而增加,N_mid和N_hig处理氨基糖积累量显著高于N_low和N₀处理;随着培养时间的延长氨基糖总量有所下降,N_low和N₀处理的下降幅度高于N_mid和N_hig处理.不同无机氮素供应水平对各氨基单糖的影响也有所不同,以胞壁酸为代表的细菌细胞壁物质比真菌细胞壁残留物如氨基葡萄糖更易受到土壤碳氮供给的影响,但真菌细胞壁物质对土壤有机质的截获和稳定作用大于细菌.说明对于C/N较大的玉米秸秆,土壤中无机氮素的供给对氨基糖在土壤中的积累转化有明显影响,氮素缺乏会抑制微生物生长,使氨基糖的合成作用减弱,在微生物体中截获的氮源减少,不利于土壤氮素的积累.     

滴灌方式对‘赤霞珠’葡萄幼苗根冠功能的调控效应

研究地下穴贮滴灌(自主设计)、膜下滴灌、地表滴灌3种滴灌方式对酿酒葡萄品种‘赤霞珠’幼苗根冠功能的影响.结果表明:膜下滴灌和地下穴贮滴灌较地表滴灌更促进植株生长,其中地下穴贮滴灌主要促进根系的生长,膜下滴灌主要促进地上部的生长;在20～60cm土层,地下穴贮滴灌处理根表面积、根体积、根系活力和超氧化物歧化酶活性均高于地表滴灌和膜下滴灌处理,表明地下穴贮滴灌可有效促进根系下扎,提高土壤深层根系的生理活性;同一灌水周期后期地表滴灌处理较早受到干旱胁迫的影响,地下穴贮滴灌和膜下滴灌处理叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(gs)均高于地表滴灌处理,灌水7d后膜下滴灌处理12:00-14:00实际光化学效率(φPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)低于地下穴贮滴灌处理,表明叶片荧光日进程中膜下滴灌受到的光抑制程度大于地下穴贮滴灌;对植株根冠功能的相关分析表明,有效增加20～ 40 cm土层根系的根量指标,保持根系生理活性在较高水平,可促进整体植株地上部生物量的增加和总生物量的积累.综合分析表明,地下穴贮滴灌较膜下滴灌、地表滴灌对植株根冠生长及功能调控有一定优势,可作为果树节水灌溉技术的潜在替代技术.     

根系分区交替滴灌对苹果幼苗生理特性和水分利用效率的影响

以矮化红富士苹果幼苗为试验材料,采用交替滴灌(ADI)、固定滴灌(FDI)和常规滴灌(CDI)3种滴灌方式和3种灌水量对苹果幼苗的生理特性和水分利用效率进行了研究,以阐明根系分区交替灌溉下苹果幼苗生理特性和节水机理.结果表明:与CDI方式相比,当灌水定额由20 mm增大到30 mm时,ADI方式提高了苹果幼苗根干重、根系导水率、叶水势和净光合速率,降低了其蒸腾速率、棵间蒸发量和蒸散量,从而使得ADI方式下的叶片水分利用效率、总水分利用效率和灌溉水分利用效率较CDI方式大大提高;3种滴灌方式的根系导水率均存在显著的季节变化,并以8月份最大,12月份最小;与CDI方式相比, ADI和FDI方式在节水达33.3%时的平均根系导水率仅分别降低了5.81%和14.7%,但水分利用效率、灌溉水利用效率分别较CDI方式高出16.31%和14.48%、40.52%和27.65%.可见,局部根区灌溉方式能促进苹果幼苗生长和光合作用,并主要通过提高根系导水率的途径来提高水分利用效率.     

根瘤蚜侵染对不同抗性葡萄品种根系超微结构的影响

【目的】探讨不同抗性葡萄品种对葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifolia Fitch侵染后的组织结构响应。【方法】以砧木140Ru (Vitis rupestris×V. berlandieri)和栽培品种赤霞珠Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon离体三级根及140Ru盆栽苗为试材接种根瘤蚜卵, 接种两周后取刺吸位点组织作超薄切片并观察超微结构变化, 取盆栽140Ru不同时期根结测定多酚含量。【结果】超微结构显示, 砧木140Ru根系周皮层最外层细胞壁的厚度（1 031.25 nm）及周皮层细胞层数（6～7层）显著高于赤霞珠品种的周皮层细胞厚度（543.75 nm）及层数（3～4层）, 140Ru根系韧皮部酚类物质含量比赤霞珠高出35％; 侵染后, 砧木140Ru周皮层细胞第3层以内的细胞壁加厚并积聚大量的多酚类物质, 140Ru葡萄新根被根瘤蚜侵染后多酚含量呈升高趋势, 在接种20 d时是对照的2.4倍; 赤霞珠粗根被根瘤蚜侵染后薄壁细胞中细胞质变浓, 出现大量淀粉粒, 线粒体及内质网数量增多。【结论】砧木140Ru的周皮层组织结构较赤霞珠不利于根瘤蚜口针穿刺, 被根瘤蚜侵染后发生了不利于根瘤蚜侵染取食的变化。     

膜下滴灌土壤湿润范围对棉花根层土壤水热环境和根系耗水的影响

为探明膜下滴灌土壤湿润范围对棉花根区水热环境及棉花根系耗水的影响,设置滴头流量1.69（W₁₆₉）、3.46（W₃₄₆）和6.33 L·h^-1（W₆₃₃）3个水平,观测分析了棉花生育期土壤基质势、土壤温度及棉花根系生长和耗水分布状况.结果表明： 膜下滴灌土壤温度主要受光照影响;不同类型土壤湿润区之间的土壤温度差异不明显,不同土壤湿润区的膜下土壤温度对棉花根系耗水也没有明显影响.但是随着土壤湿润区由窄深型向宽浅型过渡,棉花根区土壤基质吸力在水平方向上分布更趋于均匀,而棉花根系耗水强度主要受土壤基质吸力分布的影响.宽浅型土壤湿润区（W₆₃₃）的棉花膜下内、边行根系耗水强度差值平均为0.67 mm·d^-1,有利于内、边行棉株生长整齐;窄深型土壤湿润区（W₁₆₉）的内、边行根系耗水强度差值平均为0.88 mm·d^-1,不利于内、边行棉株均匀生长.可见,膜下滴灌技术设计中,土壤湿润区不应小于覆膜宽度,应使膜下土壤整体湿润.     

'赤霞珠'酿酒葡萄根颈和不同根系部位抗寒性比较

冻害是中国北方地区的主要气象灾害之一,严重影响着西北内陆埋土防寒区酿酒葡萄生长、发育、产量和品质形成.根颈部位于地上部和地下部的交界处,处于土壤和大气交界处,是营养与水分交流必经的通道.根颈部分在生长发育期间所受环境温度变化剧烈,对环境条件的变化较为敏感.本研究以宁夏贺兰山东麓主栽的酿酒葡萄品种'赤霞珠'的根颈、一级侧...     

陇东旱塬苹果根系分布规律及生理特性对地表覆盖的响应

为探明陇东旱塬区不同覆盖物对苹果园土壤理化性状、根系分布及根系生理活性的影响,以14年生苹果树为试材,采用土壤剖面分层取样法,调查根系空间分布,并对根系生物量、根长、表面积等进行分析,测定根系活力、抗氧化酶类、活性氧代谢等相关生理指标,同时测定不同深度土层土壤容重、孔隙度等.结果表明: 覆草可有效增大土壤含水量、孔隙度、有机质含量,增幅分别为2.7%～11.6%、3.2%～27.7%、5.1%～36.0%,但土壤容重降低,为清耕(CK)的88.7%～96.4%.CK根系主要分布在距树干30～120 cm范围内的0～60 cm深土层中;覆草、覆膜处理主要分布在距树干0～150 cm、0～60 cm水平范围内的0～100 cm深土层中,以20～40 cm根系最为密集;覆膜处理细根总量仅为CK的96.4%,根系水平分布范围较CK有所减小,0～60 cm内细根占根系总量的51.6%.不同覆盖处理显著增强0～80 cm土层根系活力及抗氧化酶活性,其中覆草处理根系活力为CK的111.3%～136.7%.综合分析根系生长分布与生理活性、土壤理化性状等,认为覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖方式.     

断根对不同苗情花生根系生长分布与衰老特性的影响

采用箱式栽培方法,研究了花生不同苗情下断根对其根系生长分布和衰老特性的影响.结果表明:旺苗、壮苗和弱苗3种苗情下花生断根对其根系均起到先抑制后促进生长的作用,尤其促进了花生根系向深层土壤的生长;断根对调节根系在土壤中的生长分布效应以旺苗和壮苗较大,对弱苗的调节效应相对较小.与对照相比,3种苗情下花生断根后根系活性、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均先降低后增加;断根对根系活性、SOD和POD活性的降低幅度以弱苗最大,旺苗最小,壮苗居中;而后期提高幅度则以旺苗和壮苗较大,弱苗最小.断根能够提高后期根系活性,延缓花生根系衰老.     

不同修剪方式对‘红富士’苹果密植园树冠光分布特征与产量品质的影响

研究了不同修剪方式对红富士密植园树冠内枝（梢）叶片空间分布和光分布特征及果实产量品质的影响.结果表明：与对照相比,重剪、轻剪均明显改善了树冠内部光照条件,轻剪处理树冠内小于30%的相对光照强度占树冠体积的14.6%,大于80%的高光区占11.2%;重剪处理树冠内小于30%的相对光照强度占树冠体积的12.8%,大于80%的高光区占28.8%.轻剪处理第1年的果实产量相对较高,而重剪处理第1年的果实产量较低,但二者都明显提高了果实的品质.各处理单果质量、果实硬度和可溶性固形物的含量表现为：轻剪株﹥重剪株﹥对照株,而可滴定酸的含量则相反;重剪株果实花青苷的含量最高,其次是轻剪株,对照株最低.从产量品质两方面分析,轻剪是目前苹果密植园改造比较理想的方式.     

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.     

膜下滴灌条件下滴水量和滴水频率对棉田土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过两年的田间试验,研究了滴水量和滴水频率对膜下滴灌棉田土壤水分分布及棉花水分利用效率的影响.结果表明： 从整个生育期来看,当滴水量(375 mm)相同时,高频滴灌(每3天1次)处理0～20 cm土层含水率较高而深层土壤湿润不够;低频滴灌(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率较高,但水分补给不及时,表层土壤偏低;总体上中频滴灌(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配.当滴水频率相同时,滴水量越大,土壤含水率越高,40 cm以下土层含水率也越高.不同处理的棉田耗水规律基本一致,苗期较低,平均不高于1.7 mm·d^-1,蕾期开始上升至花铃期达到最高,日均耗水量可达8.7 mm·d^-1,吐絮期回落到1.0 mm·d^-1左右.总耗水量与降水和滴水量密切相关,而与滴水频率无关;滴水频率对棉花水分利用效率无显著影响,但水分利用效率随滴水量的增大而显著降低.少量滴灌(300 mm)虽然可以获得较高的水分利用效率,但减产严重,过量滴灌(450 mm)无显著增产效应,水分浪费严重.在当地棉田自然条件下,采用中量(375 mm)+中低频(每7天或10天1次)的滴灌模式为宜.     

膜下滴灌条件下滴水量和滴水频率对棉田土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过两年的田间试验,研究了滴水量和滴水频率对膜下滴灌棉田土壤水分分布及棉花水分利用效率的影响.结果表明:从整个生育期来看,当滴水量(375 mm)相同时,高频滴灌(每3天1次)处理0～20 cm土层含水率较高而深层土壤湿润不够;低频滴灌(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率较高,但水分补给不及时,表层土壤偏低;总体上中频滴灌(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配.当滴水频率相同时,滴水量越大,土壤含水率越高,40 cm以下土层含水率也越高.不同处理的棉田耗水规律基本一致,苗期较低,平均不高于1.7 mm·d-1,蕾期开始上升至花铃期达到最高,日均耗水量可达8.7 mm·d-1,吐絮期回落到1.0 mm·d-1左右.总耗水量与降水和滴水量密切相关,而与滴水频率无关;滴水频率对棉花水分利用效率无显著影响,但水分利用效率随滴水量的增大而显著降低.少量滴灌(300 mm)虽然可以获得较高的水分利用效率,但减产严重,过量滴灌(450mm)无显著增产效应,水分浪费严重.在当地棉田自然条件下,采用中量(375 mm)+中低频(每7天或10天1次)的滴灌模式为宜.     

膜下滴灌对新疆棉田生态系统净初级生产力、土壤异氧呼吸和CO2净交换通量的影响

2009年4-10月,通过田间试验,以传统无膜漫灌为对照,研究了膜下滴灌对我国新疆棉田生态系统净初级生产力、土壤异氧呼吸和CO2净交换通量的影响.结果表明:膜下滴灌和无膜漫灌处理下,棉田生态系统净初级生产力、土壤异氧呼吸通量和CO2净交换通量均呈先增大后减小的变化趋势.与无膜漫灌相比,膜下滴灌显著提高了棉花地上、地下生物量和净初级生产力,降低了土壤异氧呼吸通量.在整个生长季节,膜下滴灌处理的年土壤异氧呼吸通量为214 g C·m-2,低于无膜漫灌处理的317 g C·m-2;膜下滴灌处理的棉花年净初级生产力为1030 g C·m-2,显著高于无膜漫灌处理的649 g C·m-2;膜下滴灌处理比无膜漫灌处理多固定大气CO2479 g C·m-2.膜下滴灌栽培措施既提高了作物生产力,又降低了土壤CO2排放,是干旱地区一种重要的农业固碳减排措施.     

根区交替地下滴灌对马铃薯产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了根区交替地下滴灌（APRI）对马铃薯生理指标、产量及水分利用效率的影响.结果表明：在马铃薯块茎生长期,与对照处理（CDI）相比,APRI处理的马铃薯叶片光合速率的降低不显著（4.7%）,而蒸腾速率和气孔导度则明显降低,降幅分别达15.8%和15.4%,CDI处理略高的光合速率是以消耗更多的水分为代价;与CDI处理相比,APRI处理的马铃薯产量仅降低5.4%,但灌溉水量却节省了25.8%,使灌溉水分利用效率和总水分利用效率分别提高了27.5%和15.3%.对于马铃薯来说,根区交替地下滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术.     

覆膜与滴灌对河套灌区玉米花粒期叶片光合特征的影响

光合作用是作物生长发育和产量形成的基础,栽培方式和土壤含水量变化显著影响作物的光合作用.灌浆期和乳熟期是玉米花粒期2个重要阶段,是玉米籽粒形成和干物质积累的关键时期.通过大田试验研究了河套灌区不同覆膜方式与滴灌水平对不同生育时期玉米光合特征及产量的影响.结果表明: 灌浆期玉米叶片光合特征在不同处理下无显著差异,乳熟期净光合速率和蒸腾速率在半覆膜(B₂)和全覆膜(Q₂)滴灌水平2(350 mm)处理下均显著高于半覆膜(B₁)和全覆膜(Q₁)滴灌水平1(200 mm),并且B₁和Q₁处理下灌浆期叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度等显著高于乳熟期.不同处理下灌浆期和乳熟期叶片的净光合速率、蒸腾速率,灌浆期的气孔导度以及乳熟期的水分利用效率等在日变化上存在着同步关系,均呈现出倒“U”型的日变化特征,而胞间CO₂浓度则呈现相反的变化趋势.逐步回归分析显示,光合有效辐射、大气温度和空气相对湿度等气象因子是影响玉米叶片光合特征的主要环境因子.此外,B₂和Q₂处理下玉米产量显著高于B₁和Q₁处理(分别增加了29.3%和50.9%),但B₁和Q₁处理间并无显著差异.这表明与覆膜方式相比,滴灌水平对干旱地区玉米产量的影响更大.     

不同沟灌模式对沙漠绿洲区葡萄生长和水分利用的效应

在甘肃河西荒漠绿洲区研究了覆膜与不覆膜条件下隔沟交替灌溉、常规沟灌对葡萄生长和水分利用的影响.结果表明,隔沟交替灌溉可以保证作物一部分根区处于比较湿润状态,另一部分根区处于相对干燥状态,湿润与干燥区域的交替出现可诱导葡萄的补偿生长效应.隔沟交替灌溉条件下葡萄叶片气孔开度减小,光合速率略有降低或下降不显著,而蒸腾速率明显下降,水分利用效率增大.光合作用日变化也表现出类似规律.隔沟交替灌溉与地膜覆盖技术相结合能显著提高水分利用效率,为在田间实施气孔最优化调控提供了一种有效途径.     

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30 mm,常规滴灌为20、30和40 mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明： 交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30 mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.