灌溉方法与施氮对土壤水分、硝态氮和小麦生长发育的调控效应

为探明玉米秸秆还田下小麦的合理灌溉与施肥方法,于田间研究了漫灌(FI)、微喷灌(SI)、滴灌(DI)和灌水施氮模式(N₁, 基施纯N 157.5 kg·hm^-2+拔节期施纯N 67.5 kg·hm^-2; N₂, 基施纯N 157.5 kg·hm^-2+拔节期施纯N 45.0 kg·hm^-2+灌浆期施N 22.5 kg·hm^-2)对土壤水分、硝态氮(NO₃^--N)含量和小麦生长发育的影响.结果表明: 灌溉方法和灌水施氮模式共同影响土壤含水量和贮水量的变化.其中,灌溉方法对越冬期和返青期0～60 cm、孕穗期和灌浆期0～160 cm、成熟期100～160 cm土层含水量影响相对较小,对越冬期和返青期80～160 cm、成熟期0～80 cm土层含水量影响大;FI对含水量和贮水量影响最大,DI次之,SI最小;SI和DI的灌水施氮模式中灌水量多,则土层含水量高、贮水量多,变化大.NO₃^--N含量受灌溉方法和施氮的影响,施氮对0～20 cm土层影响大,SI生育期NO₃^--N含量变化大,DI越冬期至孕穗期NO₃^--N含量变化小,此后变化大,FI与DI相反;生育前中期灌水量对NO₃^--N含量影响大,后期施氮对NO₃^--N含量影响大;SI和DI的2种灌水施氮模式中冬前灌水量多的NO₃^--N含量变化大.灌溉方法中SI越冬期总茎数和单株分蘖高,成穗率高,成穗数多,产量、水分利用效率(WUE)和氮素利用效率最高,滴灌次之,漫灌最低;SI和DI中N₁生育期总茎数、成穗数多,但穗粒数和千粒重低,产量、WUE和氮素利用效率低于N₂.因此,玉米秸秆还田后播种小麦,微喷灌代替漫灌生育期灌4水,施足基肥,拔节期和灌浆期分次追氮,是山西南部小麦-玉米一年两熟区小麦节水高产高效栽培模式.     

调亏灌水和分蘖干扰对冬小麦生长的补偿效应

为探索抑制个体功能的生长冗余以实现群体性能优化并挖掘作物高产潜力的途径,通过桶栽试验,选择分蘖能力中等的小偃22号和分蘖能力较强的郑麦7698,对比研究2种灌水模式（全生育期充分灌水和分生育期调亏灌水）和3种分蘖干扰（从拔节期开始去除所有小分蘖,仅保留主茎和1个大分蘖;抽穗期去除所有无效分蘖;以不作任何干扰为对照）,来模拟不同水分供应和不可预测干扰对冬小麦生理生长、产量和水分利用效率的补偿机制.结果表明： 2个冬小麦品种均存在生长冗余.与小偃22号相比,郑麦7698有效分蘖数较高,但穗部性状较差.调亏灌水和抽穗期去除无效分蘖均可减少生长冗余,弱化竞争能力,改变源 库关系,提高资源分配.但冗余消除过度（拔节期干扰）则会破坏植株固有的根冠平衡和功能结构,导致生长的不足补偿.与对照相比,调亏灌水联合抽穗期去除无效分蘖可在时空尺度上充分开发和利用作物自身调控潜力实现补偿生长,在不显著影响籽粒产量的同时可提高水分利用效率20.4%～25.4%,是适宜的减冗增效措施.     

秸秆还田条件下灌水模式对冬小麦产量和水肥利用效率的影响

于2008-2010年,在山西省临汾市尧都区半干旱、半湿润季风气候区,通过大田试验研究了玉米秸秆连续还田条件下灌水模式对冬小麦籽粒产量、干物质转移及水肥利用效率的影响.结果表明:浇越冬水可促进小麦分蘖;浇拔节水可提高分蘖成穗率,增加成穗数;浇孕穗水可促进穗部干物质积累,提高千粒重.浇2水时,推迟第2次浇水时期使叶片干物质转移量和穗粒数增加;浇2水比浇l水的肥料表观利用率高,可促进穗部干物质积累.越冬水灌水量和总灌水量对分蘖、穗部干物质积累的影响较小;拔节期或孕穗期增加灌水量则更有利于养分吸收及干物质积累与转移,提高籽粒水分利用效率,产量构成因素协调,增产效果明显.因此,确保越冬水可实现稳产,在越冬水基础上,拔节期增量灌水(900 m3·hm-2)可满足冬小麦中后期生长发育的需要,提高籽粒水分利用效率,实现节水高产栽培.     

不同灌水方式对‘寒富’苹果叶片光合功能和抗氧化酶活性的影响

以‘寒富’苹果为试材,研究半根交替灌水、半根灌水及干旱处理对苹果叶片光合功能和抗氧化酶活性的影响。结果表明:与对照(常规灌水)相比,3种亏缺灌水处理对叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的抑制作用表现为干旱处理>半根灌水处理>半根交替灌水处理。半根交替灌水、半根灌水和干旱处理的叶绿素含量均是先升高,在第9天出现峰值后明显降低,干旱处理的叶绿素含量一直是最低的。3个处理的叶片脯氨酸含量随着处理时间的延长持续升高,干旱处理的脯氨酸含量最高,半根交替灌水处理的最低。3个处理的抗氧化酶活性变化各异,干旱和半根灌水处理的SOD酶活性先显著升高,在第9天出现峰值后迅速降低,半根交替灌水处理提高了SOD酶活性且一直较稳定;半根灌水和半根交替灌水处理的POD和CAT酶活性变化趋势相似,均在第9天出现峰值后呈下降的趋势,干旱处理的POD和CAT酶活性则是先显著升高,在第9天后维持在较高水平;3个处理均提高了叶片电导率和MDA含量,其中干旱处理显著高于其他处理,半根交替灌水处理最低。总之,半根交替灌水方式产生的水分胁迫较轻,并在减少灌水量的同时能维持较高的光合效率,可实现果树的节水栽培。     

不同灌水量下限对高羊茅绿期及抗寒性生理指标的影响

采用盆栽试验的方法,研究了秋末冬初不同灌水量下限\[分别占田间持水量(FC)的80%、70%、60%、50%\]对高羊茅绿期及抗寒性生理指标的影响.结果表明：在冬季低温条件下,80%和70%FC灌水处理使高羊茅叶片相对含水量、保护酶(SOD、POD和CAT)活性、叶绿素、可溶性糖和游离脯氨酸含量维持在较高水平,丙二醛含量和电解质外渗率降低,高羊茅的抗寒性增强.80%FC灌水处理分别较70%、60%和50%FC处理的草坪草绿期延长4、22和28 d,到达枯黄休眠的时间最晚,完成返青的时间最早.综合考虑节水和提高水分利用效率等多种因素,70%FC灌水处理为高羊茅秋末冬初季节最佳的灌水下限.     

不同灌水上限和施肥量对温室番茄产量与品质的影响

以番茄品种‘英石大红’为材料,在滴灌施肥种植条件下进行日光温室栽培试验;灌水上限设3个水平,即土壤相对含水量分别为田间最大持水量的70%(W₁)、80%(W₂)、90%(W₃),灌水下限统一设定为田间最大持水量的50%;N、P、K施肥设3个水平,分别为低肥F₁ ［N(228 kg/hm²)、P₂O₅(132 kg/hm²)、K₂O(300 kg/hm²)］、中肥F₂ ［N(285 kg/hm²)、P₂O₅(165 kg/hm²)、K₂O(375 kg/hm²)］和高肥F₃ ［N(342 kg/hm²)、P₂O₅(198 kg/hm²)、K₂O(450 kg/hm₂)］,以大水漫灌(8165 m³/hm²)、当地推荐施肥量(342 kg/hm² N、198 kg/hm² P₂O₅、450 kg/hm² K₂O) 组成共同水肥对照(CK),探讨不同灌水上限和施肥量处理组合对番茄产量、品质和干物质量的影响,以筛选日光温室栽培番茄的最佳灌水上限和施肥量组合。结果显示：(1)在水肥一体化条件下,番茄植株的地上部干鲜重、地下部干鲜重、根冠比除F₃W₁处理外均显著高于传统水肥CK。(2)番茄果实产量在不同灌溉上限和施肥量处理下表现各异,其中在F₂W₂处理下番茄果实单果重、经济产量、生物产量达到最高,且与CK差异显著。(3)在同一灌水上限条件下,在一定范围内增加施肥量可以显著提高番茄果实的可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白、番茄红素含量,而番茄果实有机酸和硝酸盐含量随施肥量的增加而不断增加;在同一施肥量条件下,番茄果实有机酸含量随着灌水上限的上调而不断减少,而番茄果实硝酸盐含量却随着灌水上限的上调而不断增加。研究发现,在滴灌施肥条件下合理控制温室番茄的灌水量与施肥量能够显著增加番茄产量以及番茄果实中可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白、番茄红素、有机酸等含量,降低硝酸盐含量,增加干物质积累量;在灌水上限为田间最大持水量的80%、灌水量为3 686.691 m³/hm²,施肥量为285 kg/hm² N、165 kg/hm² P₂O₅、375 kg/hm² K₂O是最佳水肥处理组合,且番茄产量可以比传统水肥处理显著增加15.03%,果实品质同时得到有效改善。     

灌水时间对冬小麦生长发育及水肥利用效率的影响

研究秸秆还田后不同越冬前灌水时间(11月10日、11月25日、12月10日)和春季灌水时间(3月5日,返青期;4月5日,拔节期)对冬小麦生长发育、干物质运转及水肥利用效率的影响.结果表明： 越冬前灌水时间主要影响冬前和拔节期群体大小,而春灌时间对冬小麦成穗数、产量、干物质运转和水肥利用效率的影响较大,而且越冬前灌水时间对冬小麦产量构成的影响与春灌时间密切相关.在春季返青期灌水条件下,越冬前灌水时间越早,成穗数和产量越高;在拔节期灌水条件下,随越冬前灌水时间的推迟,成穗数和产量呈先升高再降低的趋势,而穗粒数逐渐增加,千粒重受影响较小.水分利用效率、养分吸收量和肥料利用率均随越冬前灌水时间的推迟而降低,随春季灌水时间的推迟而升高.因此,在秸秆还田足墒播种条件下,将越冬前灌水时间适当提前,可以塌实土壤,促进冬小麦冬前分蘖,增加群体大小;配合拔节期增量灌水,可以控制早春无效分蘖,提高成穗率,稳定粒重,提高水肥利用效率,实现节水高产高效栽培.     

春小麦对不同灌水处理的气孔反应及其影响因子

选用3个春小麦品种（系）,采用大田试验方法,在冬灌1800 m³·hm^-2的基础上,在生育期设3次灌水处理（T₁）、2次灌水处理（T₂）和1次灌水处理（T₃）,每次灌水1050 m³·hm^-2,研究土壤水分对春小麦生育期气孔导度的影响及气孔导度与相关环境因素的关系.结果表明：灌水处理对春小麦生育期气孔导度的影响较大,气孔导度随着灌溉次数的减少逐渐降低,同时不同基因型间存在差异.从拔节期到开花期,不同处理春小麦气孔导度变化一致,都呈先升高后降低趋势, 在抽穗期达到峰值;开花期之后各处理出现差异,T₁各品种气孔导度先下降后上升,T₂品种间表现不同,T₃一直呈下降趋势.各环境因子中,大气相对湿度对春小麦气孔导度的影响最大,两者的相关系数在T₂和T₃中分别达显著(0.82^*)和极显著水平(0.92^**).春小麦适应水分亏缺的气孔调节机理为反馈式调节.     

水杨酸对不同灌水下限青花菜生理特性及产量品质的影响

以青花菜为试材,采用大田试验研究了0.15mmol/L水杨酸(SA)对不同灌水下限(75%、60%和45%土壤相对含水量)青花菜生理特性及产量品质的影响。结果显示:(1)随灌水下限的降低,青花菜叶片相对含水量、水势及叶绿素含量均呈下降趋势,而其叶片电解质渗透率以及游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(Pr)含量逐渐升高;青花菜的花球重及维生素C含量(Vc)随灌水下限的降低而降低,相反硝酸盐含量及可溶性固形物含量随之升高。(2)叶面喷施0.15mmol/L SA显著提高了青花菜叶片相对含水量、水势、渗透调节物质含量、产量及品质,且降低了膜脂过氧化产物MDA含量,其中以45%灌水下限处理效果最为显著,60%灌水下限处理次之,75%灌水下限处理最小。研究认为,适宜浓度外源SA通过改善青花菜叶片水分生理状况,提高叶片渗透调节物质含量,降低质膜透性来增强其对干旱胁迫的抗性,且以60%灌水下限配合叶面喷施0.15mmol/L SA处理较佳。     

紫色土人工林生态系统碳库与碳吸存变化

采用时空代换法,以福建省宁化县严重退化紫色土人工林生态系统为对象,按侵蚀强度由强到弱选取4种生态恢复措施Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,对比研究了碳库与碳吸存能力．结果表明,随着恢复程度的提高,生态系统的碳吸存能力逐渐增加,即Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ,4种措施生态系统碳库分别为1．4、8．5、25．6和37．6t·hm^-2;CO2年同化量分别是712．87、1458．01、9718．10和11109．56k·hm^-2．可见,恢复过程中的生态系统是本地区重要的碳汇之一．水土保持工程措施与生物措施相结合应是退化生态系统生态恢复的重要手段,但是减少人为干扰才是目前较为合理的恢复策略,使森林生态系统成为大气中CO2的一个重要的碳汇．