渗灌条件下水分胁迫对青椒的节水效应研究

为了探求日光温室渗灌条件下青椒适宜的土壤水分控制下限,采用温室小区试验的方法在青椒全生育期内采用土壤体积含水率作为控制指标,研究了不同土壤水分对青椒的长势、叶绿素、耗水量、产量、水分利用率的影响。结果表明,不同土壤水分对青椒株高无显著影响,对茎粗的影响是5%显著水平和1%极显著水平。相同生育阶段青椒叶绿素含量随土壤水分控制范围降低而增加。在(55%~65%)θf处理下青椒的产量最高,而且水分生产率分别为(65%~75%)θf和(75%~85%)θf处理下的1.2倍和1.4倍。     

日光温室滴灌条件下番茄需水规律研究

采用温室小区作物栽培的试验方法,控制不同生育阶段土壤水分下限,研究了不同灌水条件下日光温室番茄产量、生长指标及水分利用效率。研究发现,水分过高或过低都不利于番茄增产,同时也不利于水分利用效率的提高,当番茄土壤含水量范围(占田间持水量的百分比)控制在苗期60%～65%、开花结果期70%～75%、结果期70%～75%时不仅可以提高番茄的产量,而且可以提高水分利用效率。     

土壤水分状况对温室滴灌番茄水分利用效率及果实品质的影响

在日光温室滴灌条件下,通过小区试验研究了不同生育阶段不同土壤水分状况对番茄产量、水分利用效率(WUE)及果实品质的影响.结果表明,番茄产量对土壤水分具有一阈值反应,只要土壤水分不低于田间持水率的60%,适度控制土壤水分对番茄产量影响较小,并有利于水分利用效率的提高;不同采摘时期的番茄果实可溶性固形物(SSC)和维生素c...     

调亏灌溉对棉花根冠生长关系的影响

以棉花(Gossypium hirsutum L.)为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,进行调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对棉花根、冠生长的影响研究。试验采用二因素随机区组设计,设置4个水分调亏阶段:苗期(I)、蕾期(II)、花铃期(III)和吐絮期(IV);每个调亏阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)控制上、下限分别为60%~65%FC(Field capacity)、50%~55%FC和40%~45%FC;另设全生育期保持适宜土壤水分处理作为对照(CK),土壤相对含水率控制下限分别为60%FC(苗期)、60%FC(蕾期)、70%FC(花铃期)和60%FC(吐絮期)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。试验结果表明,RDI对植株根、冠生长发育的影响因不同水分调亏阶段和不同水分调亏度而异。水分调亏不改变棉花根系生长的原有总体趋势,但对根系生长速率具有促进作用。棉花各生育阶段的中度水分调亏(50%~60%FC)在调亏期间对根系生长有明显促进效应或维持较高的根质量,复水后有不同程度的根系补偿生长效应或延缓根系衰亡作用,后期仍保持较高的根冠比(R/S),因而是协调棉花根/冠关系的适宜水分调亏处理。RDI可以有效调控棉花根/冠生长关系。     

水盐胁迫下根系提水作用对土壤盐分与番茄产量的影响

为探究水盐胁迫下番茄根系发生提水作用的可能性及其对土壤盐分分布和番茄产量的影响,利用上下桶分根装置,设定上桶不同水分(W1、W2、W3表示土壤含水率为田间持水率的60%～70%、50%～60%、40%～50%)和盐分条件(S0、S1、S2表示Na Cl添加量分别为干土质量的0、0.2%、0.4%),监测分析了水盐胁迫下根系提水量、上桶盐分分布及番茄产量。结果表明:随着生育期的推进,根系提水量呈现先增加后减小的趋势,其中盐分对番茄根系提水量影响显著,在相同水分处理条件下,盐分含量越高,根系提水量越大;水盐胁迫下,上桶盐分含量与根系提水量呈线性正相关,除W1S0处理外,上桶土壤电导率在提水量达到最大时有所增加;与对照处理W1S0相比,水盐抑制了根系生长,使根系活性显著下降,同一水分处理下,随着盐分的增加,根长、根表面积及根体积减小;盐分对番茄水分生产率有显著影响,在相同水分条件下,盐分越大,水分生产率越大,7种处理中W2S2水分生产率达到最大,而其产量较对照并未显著减小,生育期提水量占需水量的17.73%。本研究对进一步理解作物在"上干下湿"的土壤水盐胁迫下充分利用土壤剖面深层水分来维持上层根系生存和提高水分生产率具有科学价值。     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。     

温室滴灌条件下土壤水分下限对白菜生长及耗水强度的影响

以白菜为试验材料,研究了冬季供热温室滴灌条件下不同土壤水分下限(分别为田间持水率(FC)的60%、70%、80%)对其根冠发育、品质及产量的影响,同时通过测定土壤含水率变化得出各处理植株耗水强度变化规律。分析表明,80%FC下限处理结球期白菜株高、冠幅、结球直径以及0～30cm土层内根长密度、根表面积密度均要高于中、低水分处理,其冠层发育及根系分生能力较强;高水分下限处理会显著降低白菜还原型Vc含量。温室内蒸发力较强,苗期、莲作期各处理植株耗水强度无明显差异,结球期高水分下限处理植株耗水量总体高于其他处理,生育末期由于停止供热等因素耗水强度均有所下降;70%FC处理白菜水分生产效率最高(79.90kg/m3)。综合考虑产量、品质以及水分利用效率等因素,在冬季温室供热条件下选择田间持水率70%的水分下限为设施栽培白菜的最优灌溉处理水平。     

不同阶段控制灌溉对甘蔗生长影响的试验研究

以新台糖16号甘蔗为试材,分别在甘蔗的萌芽期、苗期、分蘖期、伸长期进行了单生育阶段和连续2个生育阶段的共21种控制灌溉处理试验,研究控制灌溉对甘蔗出苗率、分蘖率和生长状况的影响。结果表明,在萌芽期不同程度的控制灌溉影响了甘蔗的出苗率,萌芽期的土壤水分控制在田间持水量50%~60%的出苗率最高,出苗率达83.3%,土壤水分控制在田间持水量60%~70%的处理的出苗率次之,土壤水分控制在田间持水量40%~50%的处理的出苗率最低。苗期的土壤水分控制在田间持水量50%~60%、并在分蘖期土壤水分控制在田间持水量60%~70%的处理最有利于甘蔗的分蘖,比苗期和分蘖期正常灌溉的分蘖率高50.0%。伸长期的控制灌溉对甘蔗的株高影响最大,随着土壤含水量的减少明显抑制了株高的增长,正常灌溉的甘蔗生长最好。     

温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数

以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。     

膜下滴灌对小麦根系分布特征的影响

为了研究膜下滴灌小麦在河套灌区的适用性及根系分布特征,在河套地区开展了常规畦灌小麦与膜下滴灌小麦的对比试验.试验结果表明,膜下滴灌小麦在整个生育期内的保墒作用明显,且其根长密度、根表面积密度、根体积密度在主要的浸润层0~30 cm均优于CK;种植模式不同时,1膜5行的种植模式的根系指标数值在各个土层内平均大于1膜6行5.9%;灌水水平不同时,充分灌溉促进了0~30 cm土层中的根系生长,而轻度水分亏缺有利于深层土壤中根系的生长.膜下滴灌小麦各处理的产量、作物水分生产率与灌溉水分生产率显著高于CK,产量较CK分别提高了19.6%,14.6%,19.5%,14.7%,作物水分生产率较CK分别提高了28.2%,27.3%,29.6%,27.3%,灌溉水分生产率分别提高了37.1%,40.7%,42%,41.8%.1膜5行的充分灌溉处理不仅促进了根系的生长,同时为产量、作物水分生产率、灌溉水分生产率最优,是兼顾高产与提高作物水分生产率的优良种植模式.     

浅地下水对作物生长规律的影响研究

通过开展不同地下水埋深条件下冬小麦和玉米全生育期潜水蒸发试验,探讨浅埋深地下水对作物生长规律的影响,为地下水浅埋区制定灌溉制度提供参考。试验结果分析表明,不同埋深的地下水对作物的生长发育过程有着很大影响,根系生长在分蘖期和拔节期受地下水位影响较大;而冠的生长则是在孕穗期到灌浆期影响较明显;作物的腾发量也不同。     

东北寒区水稻需水对地下水埋深的响应及灌溉模拟

【目的】揭示不同降水年型下东北寒区水稻需水对地下水埋深变动与灌溉的响应规律,进一步优化寒区水稻灌溉制度。【方法】以黑龙江庆安和平灌区灌溉试验站多年水稻灌溉试验及2017年地下水动态观测数据为依据,分析不同灌水模式下水稻耗水及地下水变化动态,验证AquaCrop模型在东北寒区水稻生长模拟中的适用性,并用于模拟分析25%、50%、75%降水年型下水稻需水与不同地下水埋深的相互关系及灌水量的响应规律,提出适宜该地区水稻高产的地下水埋深范围及其生育期净灌水量。【结果】①水稻生育期内,地下水埋深先浅后深,其中,分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期耗水量大,灌溉和降雨较多,地下水埋深较浅;②构建了3种降水年型下ET与GD、I的多元回归方程,综合考虑了水稻需水量与地下水埋深、生育期灌水量之间的相关关系,可用于稻田高效耗用水管理和地下水资源持续利用;③为实现东北寒区水稻高产和地下水埋深基本稳定的双重目标,地下水埋深应控制在2.0～2.5 m之间,水稻生育期净灌水量为:枯水年不宜低于现状灌水量,即300 mm;丰水年和平水年净灌水量可适当减少至现状灌水量的0.8倍,即240 mm。【结论】提出了适宜该地区水稻高产的地下水埋深范围及生育期净灌水量,为促进我国东北地区节水增粮,保护湿地生态环境,提高农业用水效率提供了理论依据。     

地下水埋深对玉米生长发育及水分利用的影响

为研究地下水埋深对作物的生长发育及水分利用的影响,选择具有代表性的夏玉米为研究对象,借助地中渗透仪,通过人工控制设置不同地下水埋深（分别设置0.2,0.4,0.6,0.8,1.0和1.2 m）,探讨地下水埋深对不同生育期夏玉米的形态指标、产量、耗水量及地下水补给量的影响,分析不同地下水埋深条件下水分利用率差异.结果表明：地下水埋深对玉米株高的影响不具有统计学意义,而地下水埋深过浅或过深均会明显抑制植株叶面积指数和茎粗的增长（P〈0.05）,地下水埋深0.4 m时叶面积指数和茎粗最大.随作物生育进程,根系数量和根系干质量随地下水埋深增大,先减小后增大.玉米灌浆前,单株根系伤流量随地下水埋深增大而增大,而灌浆前后则无显著影响.地下水位埋深过深或过浅均影响穗长、秃尖长、穗粒数、百粒质量及经济产量.分析表明,0.53 m为当地玉米产量最优地下水位埋深.玉米生长期内0~80 cm土层土壤含水量随着地下水埋深增大而降低,同一地下水埋深处理玉米生育期内土壤含水量变化幅度较小.夏玉米全生育期耗水量、阶段耗水量及耗水强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下具有统计学意义;同样夏玉米全生育期地下水补给量、阶段地下水补给量及地下水补给强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下也具有统计学意义.玉米水分利用率随地下水埋深增大而增大,地下水埋深1.2 m处理水分利用率最高.研究成果对江淮丘陵区地下水资源利用及评价、玉米高产高效灌溉制度的制订具有实际意义.     

滴灌条件下不同盐水平对棉花根系生长的影响

采用盆栽试验研究膜下滴灌条件下不同土壤盐水平对棉花根系生长的影响。结果表明,在盐胁迫下棉花根系感受到胁迫信号,并产生相应的适应反应,改变根系形态,增加根长、根体积、根表面积和根冠比,而且随盐度的增加,这种趋势更加明显。进入铃期以后,0.32 dS/m和1.12 dS/m处理棉花的根量开始下降,而1.90 dS/m处理棉花根量没有相应的减少,仍保持较高生长活力。     

苗期调亏处理对玉米根系生长影响的试验研究

以玉米为试验材料 ,利用盆栽试验研究了调亏灌溉对苗期根系形态、活力和干物质累积的影响。试验结果表明 :调亏灌溉减少根系干物质累积 ,根冠比、平均根长和根系活力 ( TTC还原量 )提高 ;单株根系条数下降 ;根系活力在复水后仍保持较高水平。表明调亏在量上抑制根系生长 ,但在形态和吸收功能上表现出一定的补偿效应。     

地下水埋深对夏玉米根冠生长和耗水量的影响

利用排水式蒸渗仪,借助自制的Mariotte瓶装置,通过设置6种地下水埋深控制处理(地下水位埋深分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.01、.2m),探讨了不同地下水埋深对夏玉米的地上部分、根系生物量及耗水量的影响。结果表明,夏玉米株高和冠层叶面积随地下水埋深减小有增加的趋势,但是当地下水埋深减小到一定程度时就会抑制株高、叶面积,地下水埋深0.6m处理株高和叶面积系数(LAI)最大。各土层根系及其总生物量随地下水埋深增大而增大;地上部总生物量与地下部根生物量的比值随地下水埋深的增大呈明显减少的趋势。夏玉米全生育期和各阶段耗水量分别与地下水埋深呈较好的负相关关系,达到极显著水平(P<0.01);地下水补给量占耗水量的比例随地下水埋深的增大而逐步降低。研究结果可为江淮丘陵区夏玉米灌溉制度的制定及农田排水工程的设计提供参考依据。     

Uptake of shallow groundwater by cotton: growth stage,groundwater salinity effects in column lysimeters

A 3-year column lysimeter experiment was conducted with cotton (Gossypium hirsutum L.) to determine the influence of shallow groundwater salinity on groundwater uptake. Nonsaline (0.3 dS m⁻¹) irrigation water was applied at 7-day intervals throughout the growing season, with the cotton allowed to use stored soil water and groundwater as root water uptake permitted. Groundwater salinities ranging from 0.3 dS m⁻¹ electrical conductivity (EC_w) to 30.8 dS m⁻¹ were evaluated. Water for leaching was applied following harvest each year in amounts adequate to produce a nonsaline soil profile at the beginning of each year. Equations were developed to describe relationships between day of year, growth stage or growing degree days and shallow groundwater uptake. Groundwater contributed about 30 to 42% of seasonal total evapotranspiration (ET) in treatments with groundwater salinity ≤ 20 dS m⁻¹ but declined to 12 to 19% of total ET at higher salinity levels.     

Cotton root growth as affected by changes in soil water distribution and their impact on plant tolerance to drought

The capability of mature cotton plants (Gossypium hirsutum L.) to adjust to progressive drying of their root zone by promoting root growth to adjacent wetted zones, and the implications of this process on irrigation design were investigated. Field grown plants that developed shallow root systems in response to a drip irrigation management of daily, surface soil wettings were exposed 85 days after emergence (DAE), while in the flowering stage, to a sudden change in water distribution in the form of deep soil wetting (DSW) followed by termination of irrigation. The shallow rooted plants (SRP) failed to respond to further surface soil wetting and the progressive drying of the profile by rapid root growth to the deeper-wetted zones; consequently, the SRP suffered from water deficiency for at least two weeks, evidenced by a gradual decrease in their leaf water potential (L_w). Potted plants responded similarly. Daily irrigations of the pot surface with water amounts similar to those lost by evapotranspiration led to the development of a system in which most of the roots and available water became concentrated at the pot's upper section. A transition to irrigation from the bottom of the pot led to a reversed soil-water content gradient and failed to promote rapid root spreading to the deeper-wetted layers, in spite of the accelerated drying of the upper zone. The slow deepening of the root system was accompanied by water-stress symptoms as indicated by a considerable reduction in dry matter production. The root shoot ratio in these plants was not much greater than in non-stressed plants in which the surface wetting was continued. This indicated that preferential root growth relative to the shoot did not occur in response to the progressive drying of the shallow root zone. Rewetting of the root zone after a long period of soil water deficiency failed to promote rapid recovery of the root system in the form of root regrowth in this zone. It was concluded that the capability of mature cotton plant roots to adjust their growth to large changes in water distribution in the soil, is slow and that this should be taken into account when determining an irrigation regime in which the depth at which water is applied is changed during the growing season.Contribution from the Agricultural Research Organization, Volcani Center, Bet Dagan, Israel; No. 343-E, 1992 series     

Short-term watering-distance and symmetry effects on root and shoot growth of bell pepper plantlets

Drip lines were located at distances ranging from 0 to 60 cm from one or both sides of a row of pepper plantlets, and we monitored the effects on their shoot development during 76 days from transplanting to full-size first fruits, on the final root system, and on the areal water and salt distributions in the upper 15-cm soil layer. The experiment was conducted in a greenhouse with a sandy soil, and excess fresh water (1.9 L d⁻¹ per plant) was applied via short daily irrigations. In addition, the effects of watering distance and symmetry on the potential water uptake rate were analyzed with a coupled-source-sink steady flow and uptake model. Initial faster shoot growth with the one-side system and short distances progressively changed to faster growth with the two-side system and longer watering distances, with the optimum at 30-40 cm. These temporal changes are attributed to temporal changes in the root uptake of irrigation water: small plants with small root systems benefit from the larger water supply to a smaller soil volume provided by the one-side system, whereas larger plants with greater water needs could extract more irrigation water when they developed larger, split root systems in the two-side irrigation. Balanced root systems and maximal shoot growth can be obtained by starting the irrigation with a line on each side, near the plants, and moving the lines after a short time.