基于修正双作物系数模型估算温室黄瓜不同季节腾发量

为估算温室黄瓜植株蒸腾与土面蒸发,该研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用温室内实测微气象、叶面积指数(LAI)及土壤水分数据,对模型中基础作物系数(Kcb)和土面蒸发系数(Ke)进行修正,并基于修正后FAO-56Penman-Monteith(P-M)模型,确定温室参考作物蒸发蒸腾量(ET0),进而估算温室黄瓜蒸发蒸腾量(ETc)和植株蒸腾(Tr)。基于Venlo型温室内黄瓜不同种植季节(春夏季和秋冬季)Lysimeter和茎流计观测的黄瓜ETc和Tr,对修正后的双作物系数模型预测结果进行验证。结果表明,应用修正后的双作物系数模型估算的温室黄瓜ETc和Tr与实测值具有较好地一致性,春夏季温室黄瓜全生育期ETc估算值与实测值的日均值分别为3.05和2.94 mm/d,秋冬季分别为2.53和2.76 mm/d。修正后的双作物系数模型估算春夏季温室黄瓜日ETc的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和模型效率系数(Ens)分别为0.95、0.41 mm/d和0.93;估算秋冬季ETc的误差计算结果依次为0.91(R2)、0.48 mm/d(RMSE)和0.90(Ens)。修正后的双作物系数模型估算春夏季日平均Tr与实测值分别为2.37和2.19mm/d,秋冬季分别为1.43和1.34 mm/d。研究结果还显示,不同种植季节温室黄瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分别为64.62%(春夏季)和68.59%(秋冬季)。该研究成果不仅为制定准确的温室黄瓜灌溉制度提供了理论依据,而且对实现温室环境智能化控制及减少温室内无效的土面蒸发具有重要意义。     

温室作物叶-气系统水流阻力研究初探

温室作物叶-气系统水流阻力的确定对计算作物蒸腾量、制定温室作物灌溉制度以及调控温室小气候具有重要意义,但测量难度较大。该文通过对温室作物周围环境微气象条件的连续观测，计算分析了温室作物叶-气系统水流阻力各分项即叶片周围层流副层边界层阻力(r_b)、冠层上方湍流边界层阻力(r_g)、空气动力学阻力(r_e)和叶片气孔阻力(r_i)的变化规律。结果表明：温室内r_b比较稳定，平均约235 s/m，且与环境因素关系不甚密切；温室内黄瓜、西红柿类植物生殖生长期r_g<b，在计算r_e时，r_g的影响可忽略，取r_e≈r_b；利用基于能量平衡方程和空气动力学方程得出的叶-气温差计算公式计算得到r_i，符合其变化的一般规律；在此基础上计算了温室黄瓜的蒸腾速率，与实测值的一致性较好。     

基于双作物系数的旱作玉米田蒸散估算与验证

农田蒸散(ET)准确估算与区分对理解土壤-植物-大气连续系统水分传输动力学过程和调控机制具有重要意义。本研究基于FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算参考作物蒸散量(ET0),运用双作物系数法计算黄土高原东部地区旱作玉米田2011-2012年蒸散(ETFAO),以同期涡度相关系统实测值(ETEC)作为标准值对双作物系数法计算结果进行评价,并将玉米田ET区分为土壤蒸发和作物蒸腾。结果表明:2011年春玉米生长季ET0、ETEC和ETFAO分别为628、400.3和492.7mm,双作物系数法RMSE、AAE和R~2分别为0.864mm·d~(-1)、0.678mm·d~(-1)和0.755,且R~2达极显著水平(P0.01);2012年三者分别为553、372.6和441.4mm,RMSE、AAE和R~2分别为0.676mm·d~(-1)、0.693mm·d~(-1)和0.781,R~2亦达极显著水平(P0.01),说明双作物系数法在该地区模拟旱作春玉米ET有较高的精度。基于双作物系数法对ET进行区分表明,2011年全生育期土壤蒸发和作物蒸腾分别占ET的36.4%和63.6%;2012年分别占ET的31.7%和68.3%,说明旱作春玉米田ET主要来自春玉米蒸腾。     

基于Penman-Monteith方程的温室番茄蒸腾量估算模型

作物的蒸腾是作物生命过程中十分重要的组成部分。为寻求适合于温室栽培条件下番茄植株蒸腾量的计算模型,本文以Penman-Monteith方程为基础,针对温室特定的小气候环境,对番茄冠层整体气孔阻力、空气动力学阻力等参数进行合理修正,建立了包含气象数据、番茄叶面积指数和冠层高度为主要参数的温室番茄蒸腾量估算模型。分别采用2009年5月2-13日（开花坐果期）和2009年6月9-20日（成熟采摘期）2个时段内的实测蒸腾量对模型模拟结果进行验证,2个时段内模型模拟结果的平均相对误差分别为8.48%和9.20%,表明所建模型可以较好地的计算温室番茄的蒸腾量。本研究提出的蒸腾量估算模型对温室番茄作物水分关系的深入研究具有重要参考价值。     

长江中下游Venlo型温室番茄蒸腾模拟研究

该文针对目前国际上计算作物蒸腾速率的通用Penman-Monteith方程(P-M方程)存在的所需参数即作物叶片气孔阻抗不易获取的问题，首先通过春季和冬季Venlo型温室小气候和番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)叶片气孔阻抗以及植株蒸腾量的实验观测，分析并量化番茄叶片气孔阻抗与温室小气候因子之间的关系。然后将其与P-M方程结合，模拟计算了春冬两季温室内番茄作物的累积蒸腾量，并用实测植株蒸腾量检验了模拟的效果。结果表明，在长江中下游地区的春季，两个供试番茄品种叶片气孔阻抗r_s与光合有效辐射PAR的关系为11205/(5.28+PAR)。将该函数关系与P-M方程相结合模拟计算的春冬两季温室内番茄的蒸腾量与实测值的吻合度较高。春季番茄蒸腾量模拟值与实测值之间的决定系数为0.97，标准误为5.50 mm，冬季番茄蒸腾量的模拟值与实测值之间的决定系数为0.99，标准误为1.21 mm。本研究建立的番茄叶片气孔阻抗与太阳辐射的定量关系，解决了在长江中下游地区用P-M方程计算番茄蒸腾速率时所需模型参数(叶片气孔阻抗值)难以获取的困难，为P-M方程在温室番茄水分管理中的实际应用奠定了基础。     

基于Penman-Monteith方程的日光温室番茄蒸腾量估算模

为寻求适合于温室栽培条件下番茄植株蒸腾量的计算模型,该文以Penman-Monteith方程为基础,针对日光温室特定的小气候环境,对番茄冠层整体气孔阻力、空气动力学阻力等参数进行了修正,建立了包含气象数据、番茄叶面积指数和冠层高度为主要参数的日光温室番茄蒸腾量估算模型。分别采用2009-05-02－2009-05-13（开花坐果期）和2009-06-09－2009-06-20（成熟采摘期）2个时段内的实测蒸腾量对模型模拟结果进行验证,2个时段内模型模拟结果的平均相对误差分别为8.48%和9.20%,表明所建模型可以较好地计算日光温室番茄的蒸腾量。该研究提出的蒸腾量估算模型对日光温室番茄需水规律的深入研究具有参考价值。     

应用Penman Monteith模型估算稻田蒸散的误差分析

通过对Penman Monteith模型（PM模型）进行微分处理,从理论上分析了土壤热通量、储热项、表面层阻力和空气动力学阻力对PM模型模拟稻田蒸散的误差贡献;在此基础上提出储热项修正和稳定度修正建议,并对水稻4个生育期修正后的PM模拟结果与原始模型模拟结果进行比较。分析表明：按照一般量级关系,净辐射、土壤热通量、储热项、表面层阻力、空气动力学阻力误差分别为5%、10%、100%、20%和20%时,对蒸散误差的贡献率分别为26.8%、5.36%、53.6%、11.11%、3.17%。在水稻移栽拔节、拔节抽穗、抽穗灌浆、成熟4个生育期,10cm土层的储热量均大于田间水层的储热量,且土层和水层储热量均随生育期推进而降低。水层储热在前两个生育期对蒸散的影响比后两个生育期大,与原始模拟值相比,前两个生育期仅考虑土壤储热修正后7：00-14：00蒸散降低幅度为0.04～0.073、0.02～0.11mm·h-1,仅考虑水层储热修正后蒸散降低幅度为0.006～0.038、0.003～0.015mm·h-1;仅考虑空气动力学阻力修正后4个生育期的蒸散值平均降低了0.00064、0.0134、0.0055、0.0024mm·h-1。     

夏玉米农田SPAC系统水分传输势能及其变化规律研究

试验测定华北平原夏玉米农田SPAC系统不同界面的水势,并计算水流传输阻力结果表明,大气水势和叶水势均呈明显日变化,最大值出现在日出前;大气水势日变幅最大,土壤水势主要受土壤含水量的影响而日变化较平缓。夏玉米植株由下部至上部呈逐渐降低的水势梯度,水流在SPAC系统传输过程中不同界面间存在明显的水势梯度和较大的阻力,从叶片至大气的阻力远大于由土壤至叶片的传输阻力,证明从叶片至大气阻力对限制与调节作物水分散失强度和数量具有关键作用。     

长江中下游地区Venlo型温室空气温湿度以及黄瓜蒸腾速率模拟研究

根据温室能量和质量平衡的物理学原理,建立了一个以温室外气候条件(太阳辐射、温度、湿度、风速等)为驱动变量,以温室结构、温室覆盖材料、温室内作物(高度、叶面积指数)为参数的温室小气候模拟模型,并利用上海Venlo型温室的三季试验数据对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测中国长江中下游地区Venlo型温室内夏季和冬季空气温度、湿度以及作物蒸腾速率。模型对该地区夏干季节(2001年8月,三伏天)、夏湿季节(2002年6月下旬至7月中旬,梅雨季节)和冬季(2002年1月27日~2月5日)温室内空气温度、湿度以及作物蒸腾速率预测值与实际观测值的决定系数(R²)和标准误(SE)分别为：0.89,0.75,0.52;1.1℃,4.4%,0.040 g·m^-2·s^-1;0.80,0.84,0.77;1.5℃,4.4%,0.018 g·m^-2·s^-1;0.84,0.59,0.73;1.6℃,6.0%,0.012 g·m^-2·s^-1。该研究为进一步探讨温室环境的优化调控提供了理论依据和决策支持。     

基于气候阻力的温室黄瓜蒸腾速率模拟

在北方地区玻璃温室内，观测黄瓜生长期叶温与温室内微气象因子，利用基于能量平衡方程和水汽扩散理论的叶-气温差方程计算植株气孔阻力(ri)，结合同期气候阻力(r^*)和边界层阻力(re)进行分析，结果发现：不同天气条件下ri/re的比值与r^*/re比值之间呈极显著正相关关系，晴天时：ri/re=1.207(r^*/re)-0.326(n=328，r=0.8055)，阴天时：ri/re=0.169(r^*/re)+0.278(n=222，r=0.8076)。根据此拟合方程，以r^*/re代替ri/re代入修正后的P-M公式中计算温室黄瓜的蒸腾速率，与直接代入ri值的计算结果比较，结果晴天与阴天条件下的相对误差均<10%，一致性指数达0.96以上，说明利用拟合方程建立的模型模拟效果很好。此模型能够直接利用气象数据计算温室作物气孔阻力并进而计算蒸腾速率，使温室作物蒸腾速率的计算更简单方便，该文结果对同类温室和作物有参考价值。     

几个甘蔗新品种的抗旱性和抗寒性比较研究

以G11为对照，通过电导率极值、束缚水／自由水之比、脯氨酸、丙二醛等生理生化指标对来自台湾、美国、日本以及广西自育的7个甘蔗新品种进行抗旱性和抗寒性比较研究。结果表明：T20和T22抗旱性最强，T23、T16、G17、G11抗旱性中等，CP80／1827、NL8抗旱性最弱；G17、T16、T20及对照种G11抗寒性较强，T22抗寒性中等，其它品种抗寒性较弱。     

极端干旱区葡萄SPAC系统水流阻力规律研究

在极端干旱条件下,以成龄无核白葡萄为研究材料,采用滴灌技术研究不同水分处理下气孔阻力连日变化及其与蒸腾速率、土壤水势、叶水势的关系,并分析水流阻力的分布及变化规律。结果表明：各水分处理在灌水后均随着时间的推移,蒸腾速率缓慢下降,其中高水处理的蒸腾速率最大,低水居中,中水最低,气孔阻力与蒸腾速率的变化趋势相反,表现为随灌水时间的延伸而增大;气孔阻力随着叶水势的减小而增大,呈显著负相关关系,且在高水与中水处理中,气孔阻力仅与20cm土层以上土壤水势呈极显著相关,而低水处理气孔阻力与20-30cm土层土壤水势呈极显著相关;在各水流阻力中,叶-气系统水流阻力最大,占该连续体中水流总阻力的98.8%～99.0%,植株体内水流传输阻力次之,占该连续体中水流总阻力的1.0%～1.2%。不同水分处理SPAC系统中的水流阻力变化规律一致,均为叶-气系统水流阻力最大,植株体内水流传输阻力次之,而土壤阻力最小,占该连续体中水流总阻力的比例小到可忽略不计。     

黄土坡面细沟水流阻力的试验研究

水流阻力是重要的水力学参数之一,阐明细沟水流阻力系数变化特征对于认识细沟水流水力学性质及细沟侵蚀动力学过程机理具有重要意义。采用具有定流量人工放水的组合小区模拟降雨试验方法,对黄土坡面细沟侵蚀过程中的水流阻力进行了试验研究。结果表明:(1)细沟水流阻力系数随径流历时的变化,在不同雨强条件下不断增加,增大趋势总体一致,产流15min后增速出现差异,可用指数方程很好地描述。(2)细沟水流阻力系数随径流历时的变化,在不同坡度条件下也不断增大,变化过程总体一致,产流15min后增速也出现差异,可用指数方程很好地描述,不同坡度下阻力系数差异较不同雨强下稍大。(3)细沟水流平均阻力系数随雨强增大而减小,可用对数方程进行描述;随坡度增大而增大,但增幅很小,可用指数方程描述;随雨强与坡度的变化可用二元指数方程描述。     

水稻近等基因导入系芽期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为筛选水稻抗旱性鉴定指标并科学鉴定水稻抗旱性,本研究以蒸馏水为对照,采用质量体积比为5%、10%、15%、20% 的PEG-6000溶液处理6份川香29B近等基因导入系进行芽期抗旱鉴定,研究模拟干旱对水稻育种材料芽期种子萌发的影响,并探讨芽期抗旱性鉴定指标及筛选抗旱材料。结果表明,轻度水分胁迫对种子发芽抑制作用较小,部分材料表现出促进效应;重度水分胁迫对种子发芽抑制作用明显;对发芽势抑制作用强于发芽率,根长、根干重、剩余种子干重、根芽比在水分胁迫下表现出增长效应,水分胁迫对种子萌发过程中芽的抑制作用强于根,并阻碍了物质的转运利用。相关性分析表明,储藏物质转化率抗旱系数与发芽指数抗旱系数等8个指标呈显著或极显著相关,总体而言,芽长抗旱系数与其他指标抗旱系数相关性强于根长抗旱系数。应用隶属函数法进行抗旱性综合评价,5818(川香29B/ASOMINORI//29B///29B)、川香29B、5819(川香29B/ASOMINDRI//29B///29B)(分别记作C2、C6、C3)综合D值排前三名,综合评价抗旱性较强。在20% PEG-6000溶液处理下,将D值与各指标抗旱系数进行相关性分析,活力指数抗旱系数、根长抗旱系数、储藏物质转化率抗旱系数与D值相关系数分别为0.84、0.78、0.85。综上,储藏物质转化率抗旱系数、活力指数抗旱系数与多数指标抗旱系数显著相关,且与D值显著正相关,储藏物质转化率可作为芽期抗旱性鉴定一级指标,活力指数和D值可作为鉴定二级指标,应用于水稻材料、品种等于芽期进行快速、准确抗旱性鉴定。应用隶属函数法筛选得到抗旱性较强的材料为C2、C6、C3,可进一步应用于抗旱育种,以选育抗旱性品种,并进一步开展抗旱研究。     

Mechanical and hydraulic resistance relations in crust-topped soils

The formation of soil surface crusts leads to increased mechanical and hydraulic resistances. In this study, changes and relationships of both resistances under simulated sprinkle irrigation (or rainfall), and sprinkle followed by flooding, were examined. Results indicated that a silt-loam soil developed a thicker surface crust than a clay soil for any given kinetic energy (KE). Crusts as thick as 3.9 and 2.6 mm formed on the silt-loam and clay soils, respectively. Mechanical resistance, R_m, increased with increasing KE, where the effect was greater in the silt-loam and was attributed to intrinsic resistance and crust thickness. Steady-state infiltration rate (i) was much lower in crusted clay than crusted silt-loam soil. Changes of both R_m, and i closely followed changes in crust thickness (z_c). Thicker crusts showed more resistance against external force than thinner crusts, due to more extended particle interlocking. Obtained functions indicated that the effect of thickness on strength was more significant in the lower range of crust thickness. The effect of z_c on i strongly followed a negative power function for both soils, with higher i in the silt-loam soil.     

江苏省麦田猪殃殃对苯磺隆的抗性水平及靶标抗性机理研究

为了明确江苏省麦田猪殃殃对主导除草剂苯磺隆的敏感性差异及其抗性机制,采用整株生测法测定了采自江苏省小麦田的28个猪殃殃(Galium aparine L.)种群对苯磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮的敏感性,分析了代表性种群乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase, ALS)的离体活性及其基因位点突变状况。结果表明,28个种群中,23个种群对苯磺隆有2.18~17.10倍的相对抗性,18个种群对苄嘧磺隆产生了交互抗性,所有种群对氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮均敏感。LHQ-2和JYS-1种群的相对抗性倍数高于14,ALS酶离体活性达到敏感种群DHX-2的250倍以上,其第197位由脯氨酸突变为苏氨酸;WJQ-2种群的相对抗性倍数为10.39,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的41.45倍,其第376位由天冬氨酸突变为甘氨酸;RGS-1种群的相对抗性倍数为8.82,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的15.27倍,其第574位由色氨酸突变为亮氨酸。抗苯磺隆的猪殃殃种群比例呈现由苏南到苏北逐渐增加的趋势,苯磺隆和苄嘧磺隆间存在交互抗性,靶标酶ALS活性增强及其基因位点突变是抗性产生的主要原因。本研究结果为江苏省麦田猪殃殃的精准防控提供了理论依据和技术支撑。     

Genetic diversity among watermelon (Citrullus lanatus and Citrullus colocynthis) accessions

Genetic diversity was estimated among 42 U.S. PlantIntroduction (PI) accessions of the genusCitrullus (of these, 34 PIs are reported tohave disease resistance), and 5 watermelon cultivars, using 30RAPD primers. These primers produced 662 RAPD markers that could berated with high confidence. Based on these markers, geneticsimilarity coefficients were calculated and a dendrogram wasconstructed using the unweighted pair-group method witharithmetic average (UPGMA). The analysis delineated threemajor clusters. The first cluster consisted of a group of fivewatermelon cultivars, a group of C.lanatus var. lanatusaccessions, and a group of C.lanatus var. lanatusaccessions that contained some C.lanatus var. citroidesgenes. The second cluster consisted of the C.lanatus var. citroidesaccessions, while the third cluster consisted of theC. colocynthis accessions.The two C. lanatus clustersdifferentiated from each other and from the C.colocynthis cluster at the level of 58.8%and 38.9% genetic similarity, respectively. Assessment ofgenetic diversity among accessions that have been reported to havedisease resistance indicated that resistance to either anthracnose,downy mildew, powdery mildew, or watermelon mosaic virus is foundamong all major groups of Citrullus PIs.Additionally, resistance to gummy stem blight or Fusarium wilt mayexist among C. lanatus var.citroides PIs. This study demonstrates thatmolecular markers can be useful in assessing genetic diversity, andin sorting Citrullus PIs into phylogeneticgroups prior to their evaluation for disease or pestresistance.     

干旱季节不同耕作制度下红壤-作物-大气连续体水流阻力变化规律

确定水流阻力不仅有助于定量土壤栕魑飽大气连续体（SPAC）描述的水分传输过程，而且对建立减少水流阻力的节水农业措施，解决红壤区季节性干旱有重要意义。本文研究了不同耕作制度下作物气孔阻力日变化及其与蒸腾速率、土壤基质势、作物叶水势的关系，并分析了水流阻力的分布及其日变化规律。结果表明气孔阻力和蒸腾速率受作物种类和耕作制度影响，气孔阻力随着70cm土层以上土壤基质势的变化而变化；SPAC中叶气系统水流阻力为109～1010S，是作物体水流阻力的1000倍，而后者又是70cm以上土层土壤水流阻力的100倍；作物体水流阻力大小顺序为：大豆＞花生＞玉米＞甘薯，除甘薯外，其它作物体水流阻力有明显的日变化；此外，耕作制度也影响作物体水流阻力。     

籼稻93-11类病斑突变体的特征研究

水稻类病斑突变体是研究系统性抗病机理的理想材料。通过对籼稻93-11干种子进行辐射诱变,筛选获得了156株稳定遗传的水稻类病斑突变体,根据病斑表现型将其分为9类。突变体的病变组织大部分从播种后4~5周开始出现。通过体外接种试验,发现与野生型93-11相比,spl078和spl104对白叶枯病和稻瘟病的抗性增强。用荧光定量PCR技术对spl073,spl078和spl104中抗病相关基因PBZ1,POC1,PR1,PAL3和POX22.3的表达情况进行研究,结果表明,spl078和spl104中这些基因的表达水平高于野生型和其它突变体。进一步研究类病斑的产生与抗病通路标记基因之间的关系显示,这些标记基因在病斑形成过程中表达明显变化;而病斑形成后,表达相对稳定。本研究结果为进一步研究水稻广谱抗病机制和抗病育种提供了良好的实验材料。