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。     

干旱胁迫对水稻水分利用效率的影响

通过特殊自然干旱胁迫的方法,研究不同干旱胁迫对水稻的水分利用效率（ＷＵＥ）的影响,在一定供水量时,水稻的ＷＵＥ随供水量的增加而下降,但水稻旱种时,却因供水量过低,干旱胁迫严重,ＷＵＥ值为最低。不同品种的水稻ＷＵＥ存在较大的差异,抗旱性强的品种具有较高ＷＵＥ,因此选用具有较高ＷＵＥ的品种,是水稻节水栽培的关键。     

不同土壤水分状况对杨树、沙棘水分关系及生长的影响

在盆栽条件下对杨树、沙棘进行了3种土壤水分处理,研究结果表明：沙棘的叶含水率在同一土壤水分下比杨树高、而水势低,说明沙棘叶的抗旱保水能力强于杨树;沙棘单叶的光合速率能够长时间维持在较高的水平,蒸腾速率却并非如此。杨树无论在生长初期,还是生长中期其单叶WUE均高于沙棘。以新生枝生物量／耗水总量计算的整体WUE在3种土壤水分条件下,杨树的WUE分别是沙棘的2．4倍、2．3倍、2倍,其差异达极显著水平,但在3种土壤水分条件下2个树种都以中度亏缺下的水分利用率最高。整个生长季节处在严重干旱下的杨树和沙棘的生长均受到显著影响,沙棘生长受干旱影响程度小于杨树,从整个生长趋势上看杨树适宜于良好水分下的生长,沙棘在适宜水分和中度亏缺下均可良好生长。     

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.     

速生树种尾巨桉和竹柳幼苗耗水特性和水分利用效率

速生树种尾巨桉和竹柳因其水分消耗和利用问题引起了一些争议,因而受到了广泛的关注,由于尚缺乏科学的观测数据,而其中许多指责或支持也尚无定论,因此必须深入研究此2种树种耗水性能和水分利用效率,以期科学评价其水分消耗和利用性能。采用盆栽苗木称重法和Li-6400光合系统测定方法分别测定尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和竹柳(Salix sp.)苗木在不同土壤水分条件下耗水量、耗水速率和苗木不同生长期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE),研究表明:(1)正常水分条件下,尾巨桉和竹柳日总耗水量和最大耗水速率分别为(182.05±12.74)g/d、(100.48±10.95)g/d和(66.31±9.91)g·m-2·h-1、(89.50±13.54)g·m-2·h-1,土壤水分条件下降时,2种苗木耗水量和耗水速率均呈显著下降趋势,严重干旱胁迫时尾巨桉降幅更大。(2)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率日变化趋势均为明显"单峰"曲线,且峰值均出现在12:00—14:00,中度干旱胁迫时则其变化趋势呈"双峰"曲线,峰值分别在10:00—12:00和14:00—16:00出现,严重干旱胁迫时日变化规律不明显。(3)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率与环境温度显著正相关,与相对湿度显著负相关,随着干旱胁迫的发展,环境因子对耗水速率的影响有所减弱。(4)叶片水平来看,与尾巨桉相比,竹柳具有高光合、低蒸腾、高水分利用效率的特点,2种苗木由生长初期进入生长旺期时,净光合速率和蒸腾速率均发生相同幅度增加,而水分利用效率基本保持不变。(5)从单株耗水量和耗水速率以及叶片水分利用效率综合来看,竹柳属节水性能较好速生树种,而尾巨桉虽然存在叶片水平高蒸腾和低水分利用效率的情况,但从单株苗木水平上来讲,其耗水速率甚至低于竹柳,特别在土壤水分严重亏缺情况下其白天平均耗水速率仅为(4.02±0.60)g·m-2·h-1,也表现出了一定的抗旱节水能力。     

提高农田水分利用效率的途径

水分利用效率（WUE）,系指植物消耗单位水量生产出的同化量,它反映植物生产中的能量转化效率,同时也是评价缺水条件下植物生长适宜程度的一个指标。WUE可在不同层次上表述：在单叶水平上,WUE以净光合速率（Pn）与蒸腾速率（T）之比（Pn／T）来表示;在田间群体水平上则通常以地上部干物质量［产量,干重（yet）］与蒸腾蒸发（sr）之比〔干重（yet）／crj来表示。在半干旱低产条件下,农田蒸腾水的消耗仅占到降水量的一小部分,通过ET的消耗也仅占到降水量的一半或稍多,其余则消耗于径流、渗漏及蒸发。由此,出现了降水利用率（R…     

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.     

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．     

不同施肥水平对旱地冬小麦水分利用效率的影响

1987—1988年,研究了旱地施肥对冬小麦(Triticum aestivum cv．Shanhe No．6)水分利用效率的影响,初步探讨了“以肥调水”的生理机制。施肥不仅提高了旱地土壤含水量,更重要的是提高了土壤水势和土壤水的有效性,从而增加了有效水分利用。施肥增大旱地冬小麦绿叶面积,延缓叶片衰老,从而降低土壤蒸发,增加蒸腾用水潜势和光合潜势,但净同化率不一定提高。施肥增加旱地冬小麦总的水分利用(ET,即蒸散量)和蒸腾(T)用水,增加地上部生物产量,提高了经济产量和水分利用效率。施肥使冬小麦同时具有耗水和节水以抵御干旱的能力,对植株具有调节作用,使之更好地适应干旱环境。     

不同土壤水分条件下无机营养对小麦物质生产和水分利用的影响

本文通过讨论不同土壤水分条件下,无机营养对春小麦净光合率、叶片导度、干物质生产、水分消耗等的影响,表明施肥使营养缺乏的春小麦的光合物质生产,水分消耗及水分利用效率(WUE)都明显增大,无机营养对春小麦物质同化和生长的促进要远大于其因增加水分散失而带来的不利影响;在土壤干旱时,施肥春小麦的光合物质生产、水分消耗下降幅度都大于不施肥春小麦,干旱削弱了无机营养在提高春小麦光合物质生产和产量方面的作用。据此,对旱地的合理施肥技术提出了建议。     

干旱胁迫下内生真菌感染对黑麦草实验种群光合、蒸腾和水分利用的影响

 以黑麦草(Lolium perenne L．)为实验材料,研究在不同强度的干旱胁迫下内生真菌(Neotyphodium lolii (原 Acremonium lolii))感染对其净同化速率、蒸腾速率和水分利用效率的影响。结果显示：1)在干旱胁迫前期,内生真菌感染(EI)种群和非感染(EF)种群之间的群体净同化速率无显著差异;到胁迫后期,在重度胁迫下EI种群的净同化速率高于EF种群;复水后,各个胁迫强度EI和EF种群的净同化速率均迅速恢复,差异消失;2)在群体蒸腾速率上,干旱胁迫对其影响大于内生真菌的影响;3)在群体水分利用效率上,只是在重度胁迫后期,EI种群才高于EF种群。     

不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草实验种群物质生产与水分利用的影响

对田间条件下不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草 ( L olium perenne)实验种群物质生产与水分利用特征的影响进行了研究。实验结果表明 :在周期性和持续性胁迫条件下 ,轻度与中度胁迫对草群干物质产量的影响相接近并与对照无显著差异 ,重度胁迫导致干物质产量的降低 ;渐进性胁迫条件下轻度胁迫对干物质产量的影响与对照相接近 ,中度和重度胁迫导致产量的降低 ;在每一种胁迫类型下植物地上部绿色部分的干物质含量与其干物质产量呈反向对应关系 ;草群干物质产量与栽植桶水分散失量之间呈极显著的直线关系 ;周期性胁迫条件下中度胁迫提高了草群水分利用效率 ,持续性和渐进性胁迫条件下草群水分利用效率对干旱胁迫强度的反应随生长季节推移而有所改变     

植物水分利用率及其提高途径

植物水分利用率有不同范围,不同层次,不同水的概念,其最基本的是光合作用／蒸腾作用的比值,影响这两个过程的因素均能影响ＷＵＥ,提高途径主要有：作物种和品种的选择和改良、作物施肥、补充灌溉,应用化学物质等。     

C_3和C_4植物的水分利用效率

对C3植物黄豆（Glycinemax）和C4植物玉米（Zeamays）的光合、蒸腾以及水分利用效率（WUE）进行了比较研究。结果表明,玉米WUE水平约为黄豆的2倍,这与两种植物的光合速率水平相一致,说明植物叶片的WUE主要决定于其光合速率大小。通过环境条件对两种植物的影响分析可知,玉米WUE在0-1000μmol·m-2·s-1光强范围内与光合有效辐射（PAR）呈线形关系,最适温度为29℃左右;黄豆WUE在0-　1200mol·m-2·s-1光强范围内与PAR呈线形关系,最适温度为32℃左右。     

分层供水施磷对春小麦光合性能及水分利用率的影响

利用自制的植物生长装置研究了春小麦在不同土壤湿度和碳素水平的组合方式对作物光合及水分利用的影响。结果表明。在上干下湿的水分条件,表层施磷处理其光合曲线呈单峰,而整体湿润下不管磷的施用部位,其光合曲线呈双峰。这种变异多是非气孔限制下环境因子与植株体作用而致。     

土壤大气湿度组合对玉米生长和WUE效应研究

采用人工气候生长箱盆栽试验,模拟土壤和大气湿度不同组合处理,发现土壤干旱和大气干旱显著抑制玉米生长。大气湿度提高,在一定程度能改善作物的水分状况,降低蒸腾,解除土壤干旱危害,产生生长和生理补偿效应,明显提高水分利用效率。     

有限供水对夏玉米产量及其水分利用效率的影响

在人工控制水分的测试坑条件下,对玉米全生育期的研究表明;随供水量减少则根系耗水深度明显加深,土壤各层次含水量变化较大。当供水量从适宜供水下降到中度亏缺供水时,则耗水深度由８０ｃｍ增加到１２０ｃｍ;在各生育期蒸腾速率,光合速率及产量和水分利用效率均随供水量的下降而下降;研究单叶水分利用效率表明：顶层第二叶在各叶层中最高;其日变化是９：００－１１：００时单叶ＷＵＥ最高。