不同干旱土壤条件下杨树的耗水规律及水分利用效率研究

 在适宜土壤水分（70%θf）,中度干旱（55%θf）和严重干旱（40%θf）3种土壤水分条件下研究杨树（Populus simonii）的耗水特性和水分利用特征。结果表明,随着土壤含水量的下降,杨树叶水势、相对含水量(RWC)、生长速率、光合速率及单叶水分利用效率（WUE）显著下降;在适宜水分和中度干旱条件下,杨树的快速生长和干物质迅速积累时期主要集中在5～6月,严重干旱下快速生长时期和干物质积累主要集中在5月;杨树总耗水量和总生物量的大小顺序为：适宜水分＞中度干旱＞严重干旱;WUE则表现出中度干旱下最高,严重干旱下最低;杨树在适宜水分下的日、旬、月耗水量明显高于中度干旱和严重干旱处理;杨树在适宜水分、中度干旱和严重干旱条件下的最高耗水月分别在6～7月,最高旬耗水量分别在7月中旬、上旬和6下旬;在中度水分亏缺和严重水分亏缺下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日提前1～2个月以上。一天中的最大耗水高峰随着杨树生育期和土壤含水量的不同而有明显差异。研究结果表明,杨树不具备耐旱植物的特征,因此在黄土高原缺水地区不适宜大面积栽植,只能用于水分条件较好的立地条件下造林。     

土壤水分和氮磷营养对冬小麦根系生长及水分利用的调节

模拟试验研究结果表明：在土壤相对含水量为４０％￣７０％范围内,水分亏缺严重,根水势和蒸腾蒸发量显著降低,根系生长严重受阻,根长变短,根干重降低,随着土壤水分趋于良好,根水势和蒸腾蒸发量显著增加,根干重在土壤相对含水量为５５％￣６２％之间时最大,而土壤相对含水量在５５％上下时根长达最长;土壤水分趋于轻度干旱有利根系下扎,土壤水分趋于良好利于根量增长。氮磷营养对小麦根系生长具有明显的调节作用。磷营养可     

土壤干旱对沙棘苗木生长及水分利用的影响

研究了土壤干旱条件下盆栽沙棘苗木生长、光合和水分关系的变化。结果表明,同样环境条件下,蒸腾速率随干旱胁迫程度加重而降低,而蒸腾日进程差异不大,均为单峰曲线,峰值出现在11：00;轻、中度干旱胁迫下沙棘叶含水量、水势、渗透势、膨压下降幅度较小,光合速率、侧枝生长速率保持在较高水平,能维持基本的生长量,表现出耐旱植物的生理特征;重度干旱胁迫使上述指标下降较显著,且长时间胁迫后,33．3％沙棘幼苗死亡。     

抗旱性不同的小麦叶片的渗透调节与水分状况的关系

两年的试验结果表明：在土壤水分胁迫下抗旱性强的小麦品种叶片的相对含水量和水势均高于抗旱性弱的品种;渗透势与水势为线性关系,水势每变动一个单位,渗透势变动0.71- 0.93个单位;渗透势与相对含水量的对数化关系为两条直线组成的一条折线,第一条直线渗透势的下降完全由渗透调节引起;第二条直线渗透势下降主要是细胞失水浓缩的结果。渗透调节能力为：秦麦3号>昌乐5号>山农587>济南13>烟农15>鲁麦5号。     

苗期杨树生长和光合特征在不同水分梯度和施肥下的比较分析

为提高水肥效率,指导杨树科学浇水施肥,以华石2号杨为材料,通过不同的水、肥配比试验,对其生长和光合特征进行比较分析。结果显示:水分和施肥量双因素方差分析发现,不同土壤水分间,苗高和地径差异均显著(P<0.05),不同施肥量间,地径差异显著(P<0.05),而苗高差异不显著,生长表现最差的为A4B4(自然雨水, 0 g复合肥)处理,生长最好的为A2B2(80%—85%田间持水量, 15 g复合肥)处理。无论是不同施肥处理还是水分处理,植株叶片数差异均显著(P<0.05),A4B1(自然雨水,21g复合肥)处理的单株叶片数最少,均值为17.67片,而A1B2(95%—100%田间持水量, 15 g复合肥)处理的单株叶片数最多,均值为39.00片。比较发现,叶片叶绿素含量比较低的主要是施肥量少的几个处理,叶绿素含量比较高的主要是施肥量较高的处理。光饱和点(PLS)最大为处理A1B1(95%—100%田间持水量,21g复合肥),达到1961.59μmol·m-2·s-1,处理A2B1(80%—85%田间持水量,21g复合肥)的最大净光合速率(Pnmax)最高(24.75μmo...     

旱地小麦不同栽培模式对土壤水分和水分生产效率的影响

在陕西渭北黄土高原沟壑区,通过田间试验研究冬小麦不同栽培模式对旱地土壤水分和水分生产效率的影响。试验设栽培模式、施氮和密度等3种因子,栽培模式设露地栽培(常规)、秸秆覆盖(覆草)、地膜覆盖(平膜)、垄上覆膜沟中覆草垄沟种植(垄沟)4种方式;施氮设不施氮、施120kg／hm^2N和240kg／hm^2N三个水平;密度设播量180kg／hm^2和225kg／hm^2 2个水平。试验结果表明,不同栽培模式下土壤水分在不同生育期的变化趋势基本一致;平覆膜与垄沟种植均有良好的保墒和集水作用,平覆膜水分的生产效率比常规模式增加41．3％～52．4％;垄沟种植比常规模式增加38．8％～64．6％。覆草具有一定的保墒作用,在小麦生长前期及40cm以上的土层中效果明显,其水分生产效率高于常规种植的24．1％。氮肥对土壤贮水量具有极显著影响,但不同密度对土壤贮水量基本上无影响。     

安徽长江滩地杨树人工林个体生长与水淹状况的关系

通过对长江滩地连续７年的水文动态以及滩地杨树人工林年轮生长序列的研究,分析杨树人工林个体生长与水淹时间、水淹深度以及气候因子的相应关系,建立相关模型。结果表明,林分个体胸径分布格局与滩地的高程具显著的相关性,水淹深度对直径生长的影响大于水淹的时间,而当年的径向生长与前一年８、９月水淹情况以及气候因子的关系明显。在滩地营造杨树人工林,以丰产为目的宜选择深度小于２ｍ的地域造林,淹水深度超过２ｍ的地域宜     

水平沟耕作对土壤水分动态及水分利用率的调节

分析了水平沟耕作条件下土壤水分动态、水分利用、水分收支平衡,认为水平沟增产的主要作用是减少了坡耕地表径流量而增加了土壤蓄水量。     

不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)开路系统和微气象观测系统,于2007年对位于北京市大兴区永定河沙地杨树(Populus euramertcana)人工林与大气间碳、水和能量交换进行了连续测定.通过分析总生态系统生产力(GEP)、蒸发散(ET)以及水分利用效率(WUE=GEP/ET)随相对土壤含水量(REW)的变化趋势,探讨杨树人工林不同土壤水分条件下水分利用效率对气象因子以及下垫面因素的响应,为杨树人工林经营管理提供理论依据.研究结果表明:当REW＜0.1时,GEP和ET受到严重水分胁迫的影响维持在较低水平,环境因子对GEP、ET和WUE的影响较小;当0.1＜REW＜0.4时,GEP和ET随着土壤体积含水量(VWC)的增加而增大,WUE随VWC的增大而减小;REW＞0.4时,气象因子是影响碳固定和水分损耗的主要原因,由于ET对气象因子变化的响应较GEP更为敏感,因此,WUE随空气饱和水汽压差(VPD)的增大而减小.沙地土壤保水能力较差,不能保证土壤水分被植物有效利用,因此当VWC处于5.2%-8.8％(0.1＜REW＜0.4)范围时,碳固定与水分消耗达到最高效率.研究表明杨树人工林WUE随降水变化而变化,未来气候变化和变异有可能影响杨树林耗水和生产力之间的关系.     

不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿水分利用效率及产量构成要素的影响

硅是地壳中含量仅次于氧的元素,植物不可能在无硅的环境中生长.通过盆栽试验研究了不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿(Medicago sativa)水分利用效率及产量构成要素的影响.结果表明,在土壤含水量为田间最大持水量的35%和80%的条件下,硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量没有显著影响,而在土壤含水量为田间最大持水量的50%和65%的条件下,硅显著提高了紫花苜蓿水分利用效率和生物量(p<0.05),紫花苜蓿水分利用效率的增幅分别为35%和20%,主要途径为降低叶片蒸腾速率;紫花苜蓿生物量增幅分别为41%和14%,主要通过促进分枝和株高生长,而不受单枝生物量的影响.因此硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量的有益作用与其生长环境中的土壤水分条件密切相关.     

黄土丘陵区人工沙棘林水土保持作用机理及效益

沙棘是我国半干旱地区用于水土保持造林的主要生态经济型树种,在“三北”地区生态环境建设中发挥重要作用.对野外试验资料分析表明,7～10龄沙棘林冠年平均截留率为85%,6～10龄沙棘林地枯落物层单次可截留089mm降水;沙棘林通过改善土壤理化性质,具有提高土壤入渗和抗冲性能作用,其中土壤中毛根数量是决定土壤抗冲能力的主要指标.沙棘林的水土保持作用随林龄变化明显,幼林(2～3龄)阶段的作用很小,降水特性是决定林地产流产沙量的主要因素;成林(4～5龄)阶段,产流产沙量受降水和林分生长的共同影响;成林后(6～12龄)阶段,降水特性的影响很小,林地产流产沙量维持相对稳定,年径流深与侵蚀模数分别为03～34mm、0～675t·km^-2.幼林至成林(2～5龄)阶段,径流含沙量急剧减少,成林后(6～12龄)阶段,径流含沙量趋于稳定,含沙量变化在0～509kg·m^-3.     

意杨苗木耗水特征与水分利用效率

研究杨树耗水量的变化特征、水分利用效率及其影响因子对杨树生理生态研究、造林树种的选择和林业生态工程建设具有重要的指导价值。以意杨(Populus euramevicana cv.‘I-214’)为研究对象进行盆栽试验,设定了4个处理组,分别为T1处理组(种植意杨,密封处理),T2处理组(种植意杨,非密封处理),T3处理组(不种植意杨,非密封处理),C处理组(不种植意杨,密封处理),定量分析了意杨耗水规律、水分利用效率及土壤蒸发量与植株生理特性、气象环境因子之间的关系。结果表明:(1)4个处理组耗水量变化曲线均呈"单峰型",且在7月份达到最大值,2月份降到最低值。(2)栽植意杨的土壤水分蒸发量占总耗水量的15.9%,全年波动状态稳定,本底流失量占30.4%。(3)在地表覆盖物下的意杨蒸腾耗水量占总耗水量的53.7%,年变化曲线为单峰型;栽培意杨的土壤水分总流失量是不栽培意杨土壤总流失量2.77倍;在裸地上种植意杨的土壤水分总蒸发量仅比没有意杨的裸地土壤多流失7.9%水分。(4)在有地表覆盖物下和裸地上的意杨叶面平均蒸腾强度分别为30.8 g cm~(-2)a~(-1),9.5 g cm~(-2)a~(-1);平均每克生物量耗水量为39.61 g。综上所述,意杨具有很强的蒸腾耗水能力,种植意杨可能会造成造林地区土壤水分大量流失,使该地区深层土壤干燥化,不利于土壤储水调节作用的发挥。     

生活污水慢渗生态处理对土壤及杨树生长的影响

为了观测生活污水杨树林地处理对土壤和林木生长的影响,2008—2009年在郑州市龙湖镇,采用不同水力负荷(0、3、6、9、12、15cm/周),进行了污水慢渗生态处理试验。测定了污水处理期间杨树地上部分生长量,对表层(0—40cm)和下层(40—100cm)土壤理化性质进行了分析。选用土壤容重、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾作为土壤质量因子,运用土壤质量综合指标评价不同处理表层土壤质量,对下层土壤的理化性状的变化进行了研究。结果表明:在3—9cm/周水力负荷时,表层土壤质量综合指标值(QI值)和杨树地上部分生长量均随着水力负荷的增加而增加,在9cm/周水力负荷时达到最大;水力负荷大于9cm/周,QI值和杨树地上部分生长量随着水力负荷增加而降低。在水力负荷较低时,污水处理对下层土壤性状影响较小,水力负荷大于9cm/周,污水处理对下层土壤性状产生了不良影响。生活污水杨树林地处理比较适宜的水力负荷是6—9cm/周。     

黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水土保持和土壤水分生态效益分析

沙棘及其混交林减少径流泥沙的作用突出,但结构和混交模式不同所发挥的水保作用大小不同。沙棘林生长季各月消耗利用水分的强度不同。在整个生长季,5月末0－500cm土层平均含水率最低,为5．1％;10月末最高,达8．8％,沙棘林对土壤水分的利用强度受林龄影响,8龄沙棘林年消耗土壤贮水231.2mm,应进行平茬,平茬后第3年末,土壤水分恢复深度达160cm,含水率为10．3％－14．6％,沙棘林具有削减坡位对土壤水分影响的作用,沙棘及其混交林对土壤水分的利用强度相似,林地存在土壤干层现象。     

人工沙棘林水文水土保持作用机理研究

对黄土丘陵半干旱区人工沙棘林冠层、枯枝落叶层、根系土壤层的水文水保作用的研究结果表明：7～10龄沙棘林冠平均年截留率为8．5％;5～10龄沙棘林地枯枝落叶层单次可截留0．89mm的降水。和农地相比,沙棘成林、幼林分别可减小50cm、25cm土层深度的容重。沙棘枯枝落叶层自身和覆盖土壤具有增强土壤抗冲刷的能力,林地覆盖2cm以上厚度的枯枝落叶层可保护表层土壤免受降水侵蚀}沙棘林具有增强土壤抗冲刷和侵蚀的性能,其中：抗冲性能的强弱与同土层中毛根数量呈显著的幂相关,抗蚀性能的强弱与土层中腐殖质含量有关。     

杨树根系浸提液对3种牧草种子萌发及幼苗生长的影响

采用不同浓度(3、10和30mg/mL)的南林95杨〔PopulusdeltoidsBartr.cv.Lux×P.euramericana(Dode)Guineircv.I 45/51〕和NL 80351杨(P.deltoidsBartr.cv.Lux×P.deltoidsBartr.cv.Harvard)根系浸提液,处理杨树 牧草复合经营系统中3种主要牧草种子,探讨杨树根系浸提液对牧草种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:南林95杨和NL 80351杨根系浸提液对3种牧草种子的萌发及幼苗的生长有一定影响。这2个无性系根系浸提液对紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、白三叶(TrifoliumrepensL.)和杂交狼尾草(PennisetumalopecuroidesL.×P.americanumL.)的种子发芽率、幼苗高生长、根长生长及种子活力主要表现为抑制作用,在浓度较高时影响尤为明显;但2个无性系根系浸提液对白三叶的高生长(南林95杨30mg/mL除外)表现出一定的促进作用;在3mg/mL浓度时,2个无性系根系浸提液对白三叶的种子活力也有一定的促进作用。     

不同土壤水分条件下北方稻田耗水规律研究

采用田测法研究不同土壤水分条件下稻田需水规律．试验采用淹灌、湿润灌和间歇灌3种灌水处理．结果表明,在整个生育期内由田测法测得的淹灌、湿润灌和间歇灌3种处理的蒸散量分别为889．1、635．9和775．9mm．蒸散速率分别为6．9、4．9和6．0mm·d^-1．与淹灌处理相比．湿润灌和间歇灌处理分别节水28．5％和12．7％．在充分供水的情况下,由Penman法计算的潜在蒸散值分别比田测法小29．30％．淹灌、湿润灌和间歇灌3种处理的生物产量分别为16438．22、15887．94和15757．88kg·hm^-2．经济产量分别为8014．01、7828．91和7853．93kg·hm^-2．统计分析结果表明．3种处理间的产量差别不显著．淹灌、湿润灌和间歇灌3种处理的水分利用效率(WUE)分别为9．01、12．31和10．12kg·hm^-2·mm^-1．淹灌的WUE分别比湿润灌和间歇灌减少26．8％和11．0％．对比分析结果表明．湿润灌的节水效果最好．     

黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。