充分灌溉条件下桃树茎直径最大日收缩量模拟

该文以6年生大田“仕女红”桃树为试验材料,研究了在充分灌溉条件下茎直径最大日收缩量（MDS）的变化规律、MDS与参考作物蒸发蒸散量、太阳净辐射量、水汽压亏缺日均值、正午水汽压亏缺值、气温日均值、正午气温的关系,目的在于建立MDS模拟方程,为现代节水灌溉提供精确决策指标。结果表明：试验期间桃树MDS与各个气象要素具有相似的变化规律,但是各个气象要素对桃树MDS的影响程度不同,经通径分析得出正午气温和太阳净辐射对MDS的直接作用、总作用和决策系数均高于其他气象要素,参考作物蒸发蒸散量、水汽压亏缺日均值、正午水汽压亏缺值、气温日均值通过正午气温和太阳净辐射对MDS起间接作用,所以正午气温和太阳净辐射量是影响MDS最主要的因子。在此基础上建立了MDS模拟方程,用此方程计算的MDS值与实测的MDS值间无显著差异。因此,该方程确定的MDS值可以作为桃树灌溉的参考值,将实测的MDS标准化后可为桃树精确灌溉提供技术支撑。     

枣树茎直径日最大收缩量影响因子分析

选取4年生梨枣树(Zizyphus jujuba Mill.),设置4个土壤水分梯度,研究不同水分条件下梨枣树不同生育期茎直径日最大收缩量(DMDS)变化规律,确定DMDS与土壤水分及气象因子(参考作物蒸发蒸散量E、水汽压亏缺日均值V)的关系。结果表明:1)土壤水分条件影响梨枣树DMDS对气象变化的敏感度,水分适宜处理梨枣树DMDS对气象变化最为敏感,其余水分处理梨枣树DMDS的变化规律与其一致,但波动幅度较小;2)不同生育期DMDS与气象因子关系存在差异,果实膨大期、果实成熟期与E、V关系均极显著,萌芽展叶期与开花坐果期相关系数较小;3)不同水分处理梨枣不同生育期DMDS与气象因子关系不同,高水分处理(T1)开花坐果期DMDS与V关系显著,与E极显著,其他处理均不显著;4)在不同水分条件下,梨枣全生育期内参考作物蒸发蒸散量E是影响茎直径日最大收缩量的关键因素。     

桃树茎直径微变化与土壤水势及气象因子的关系

通过对充分供水和逐步干旱处理的盆栽“仕女红”桃树茎直径微变化动态的观测,分析了茎直径日最大收缩量(MDS)、日增长量(DI)和日最大值恢复时间(RT)对水分状况和气象因子的响应,并对适宜灌溉控制指标进行了探讨.结果表明:随土壤水势降低,桃树茎直径MDS和RT呈增大趋势,DI呈下降趋势并由正值变为负值;气象因子对桃树茎直径变化影响显著,太阳辐射(Rn)和空气相对湿度(RH)对MDS影响最强烈,连续降雨对DI和RT影响显著.DI受土壤水势影响产生变化的趋势明显并受气象因子影响较小,是最理想的灌溉控制指标,可将DI=0作为灌溉控制临界值;MDS受气象因子影响强烈,变异性较大,且需要充分灌溉条件下的MDS作为参考,RT与土壤水势的相关性不高,因此均不适合单独作为灌溉控制指标.     

基于茎直径变化监测番茄水分状况的机理与方法

该研究以春季温室番茄为试验材料，以筒栽和小区相结合的方法探索了番茄茎直径变化的机理与规律、外界环境因素对茎直径变化的影响以及如何消除气象因子对实测日最大收缩量（MDS）数值干扰等问题，目的在于为基于茎直径变化监测作物水分状况、实现自动灌溉的技术提供理论和实践依据。试验结果表明，番茄茎直径变化落后于叶水势变化，二者存在很好的相关性。番茄茎直径收缩过程是由韧皮部及木质部收缩同步构成，而恢复过程则是不同步的，木质部恢复较快。番茄盛果期蒸腾强度大于花果期蒸腾强度，蒸腾强度越大一天中最小茎直径出现的时间越晚，而其茎直径开始恢复的临界气孔导度值越小。番茄MDS的变化趋势和日均辐射的变化趋势一致，但变化幅度由土壤水分决定。当土壤相对含水率由田间持水率降至50%时，MDS随土壤水分的下降而变大，天气晴好时MDS能够很好的反映出土壤水分的差异；而当土壤相对含水率小于50%后，MDS随土壤水分的下降而变小。通过统计分析，由实测MDS与参照MDS相比的相对日最大收缩量（RMDS）指标基本上可以消除气象因子对监测结果的影响，稳定的反映土壤水分状况。     

基于茎直径变化的精准灌溉技术研究进展

该文首先介绍了茎直径变化的基本原理、测量仪器的发展、茎直径变化及其衍生指标(日最大收缩量和茎生长速率)和其他水分胁迫指标(水势和液流)之间的关系和敏感性比较,然后重点分析了茎直径变化的5个影响因子(水分胁迫、茎秆季节生长模式、作物挂果、植株年龄和作物管理)和应用茎直径变化指导灌溉之前必须评价的6个指标特性(变异性、强弱性、敏感性、及时性、可靠性和鲁棒性),在此基础上总结了基于茎直径变化数据指导灌溉的3种方法(绝对值法、相对值法、茎直径变化与液流结合法),并指出其中的相对值法(信号强度法)已被成功地用于指导具有多树种的果园中充分灌溉和亏缺灌溉处理下的低频灌溉,对实现灌溉的精准化、数字化及智能化具有重要意义,并对该领域未来的研究热点进行了展望。     

不同水分状况下棉花茎直径变化规律研究

利用DD型直径生长测量仪持续监测筒栽棉花茎秆直径的动态变化，对茎直径在不同天气的日变化规律、水分胁迫条件下不同生长阶段的变化规律及其与环境因素的关系进行了研究。结果表明，茎直径变化测量参数能较好地反映棉花水分状况，但茎直径变化受外界环境因素和作物自身发育特性共同影响，在不同生长阶段，宜采用不同参数作为水分诊断指标。在茎生长阶段，茎直径最大值随时间的变化能较好地反映棉花水分亏缺程度，而不同水分处理间的日最大收缩量差异不显著；在茎成熟阶段，日最大收缩量对水分亏缺的反应非常敏感，是适宜的水分诊断指标。对影响茎直径变化的环境因素进行分析后得出，土壤水分、辐射和空气饱和差影响最大，相对湿度次之，气温和风速的影响很小。在此基础上建立了棉花茎直径日最大收缩量与环境因子之间的回归模型，可为利用茎直径变化评价作物缺水状况提供依据。     

基于茎直径变化的甘蔗水分亏缺诊断指标确定

为了确定甘蔗水分亏缺诊断指标及其临界值,该文以新台糖22号为试验材料,通过盆栽和大田试验研究了水分胁迫下甘蔗全生育期植株茎直径变化特征,然后利用盆栽试验数据分析了盆栽甘蔗的茎直径变化指标日最大收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、日增长量(daily increase,DI)和土壤水分的关系,回归建立了基于MDS和DI的甘蔗水分亏缺诊断模型。大田和盆栽试验均表明,甘蔗处于苗期、分蘖期和伸长期的茎生长阶段,土壤水分差异导致的茎生长差异显著(P0.01)。盆栽试验表明60%以下田间持水率的水分胁迫(中度及重度干旱)在茎生长阶段均可使甘蔗茎直径增长总量降低约41.7%~100%,且对甘蔗茎直径增长的影响以伸长期最大,分蘖期次之,苗期最小;在甘蔗成熟期,16个观测日正常、轻、中和重旱茎直径总增长量分别为0.049、0.055、0.048和0.033 mm,该阶段茎秆基本停止生长,土壤水分差异导致的茎生长差异不显著(P0.05),成熟期对水分亏缺最不敏感。对各生育期的MDS和DI与土壤含水率的回归分析结果表明,除成熟期DI指标外,其他各生育期的MDS和DI均与土壤含水率显著线性相关,决定系数在0.501~0.765之间。苗期MDS、分蘖期和伸长期的DI能更好地诊断水分亏缺。所建立的模型可较好的诊断甘蔗水分亏缺,研究结果可为利用茎直径变化指导甘蔗灌溉提供理论依据。     

不同阶段亏水处理对温室栽培梨枣树茎液流变化影响的研究

该文以在日光温室生长的6年生矮化密植成龄梨枣树为试材，试验分别在梨枣树的开花—坐果期、果实膨大期和果实成熟期进行了轻度、中度和重度水分亏缺处理，分别为处理2、处理3和处理4，对照为全生育期充分供水的处理1，研究不同阶段亏水处理对温室栽培梨枣树土壤水分变化和茎液流变化的影响，结果表明：处理2复水后其液流具有明显的补偿效应，处理3和处理4复水后并未出现补偿效应。果实膨大期末的气孔导度和茎液流日变化总体趋势一致，但中午12:00至下午14:00左右，二者存在明显的不同步现象。运用SPSS 11.0软件分析了各处理梨枣树日茎液流量与气象因子的相关关系， 处理1至处理4的 值分别为79.659、85.321、104.922和94.781，均大于F_0.95(3,115)=2.69，R²值分别为0.675、0.690、0.732和0.712。亏水处理日茎液流量与对照处理1日茎液流量的比值与土壤相对有效含水量(RAWC)呈线性关系，其相关系数R²=0.4489。     

夏玉米茎流速率和茎直径变化规律及其影响因素

为了揭示夏玉米茎流速率和茎直径的变化规律及其影响因素,该研究对夏玉米生育中期的茎流变化和茎直径微变化过程进行监测,分析了二者的日变化过程及相关关系、茎流速率与环境因子之间关系、茎直径随土壤含水率的变化规律。结果表明：茎流速率日变化过程呈单峰曲线型,其变化受太阳辐射、饱和水气压差、风速等气象因子的影响显著,通过对实测数据的分析得到了茎流速率与上述气象因子的线性回归方程,为今后利用气象因子预测夏玉米的叶面蒸腾量提供了基础;茎直径微变化的日变化过程也呈现明显的昼夜变化规律,白天收缩,夜晚复原,每日茎直径最大值随土壤含水率的降低而减小,二者之间呈线性相关关系,依据这一关系可利用茎直径微变化诊断作物缺水状况。     

树干径向变化对茎液流以及气象因子的响应

应用改进的SF-L型热扩散式树液流测定装置和DC型植物生长测量仪,结合北京2007年6-10月的气象数据,探讨了北京山区油松、侧柏树干茎周长动态因素与液流速率和气象因子之间的相关关系,并运用树木径向变化周期分段法将树木径向生长量从径向变化过程中分离开,结果表明:(1)油松、侧柏茎周长变化与液流速率的关系显著(P0.01),油松为正相关,侧柏为负相关。(2)空气水汽压亏缺、日温差、空气湿度和日照时数与油松、侧柏茎周长变化关系显著,但在回归拟合过程中侧柏的解释因子只有空气水汽压亏缺和日平均风速,且解释程度比较低(0.356)。(3)油松、侧柏茎周长生长量的拟合水平较高,且影响气象因子相同,侧柏的液流速率也成为解释因子之一。水汽压亏缺、空气温湿度、日照时数、土壤水势和风速对树木的生长起到决定性的作用。     

不同土壤水分对幼龄梨树生理特性及生物量的影响

以山西省吉县地区幼龄梨树为研究对象,在盆栽试验的基础上,研究了不同土壤水分条件对幼龄梨树生长相关生理指标的影响。结果表明,幼龄梨树的蒸腾速率日变化趋势在SWC≤10%时,呈现双峰曲线,第一峰值出现在上午10时,第二个高峰出现在14时左右。SWC>10%时,蒸腾速率日变化为单峰曲线,在中午12时达到一天中的最大值;不同土壤水分条件下,幼龄梨树净光合速率日变化呈“S”形,在上午8时左右达到最大峰值,在12时左右出现“光午休”低谷,土壤水分缺失明显降低净光合速率。发挥较大水分利用效率的土壤含水量范围为10%～14%。单株幼龄梨树的生物量分布总体为干>根>叶>枝,土壤水分较为充足时幼龄梨树积累的干物质的分配有偏向于叶和枝的趋势;而在干旱的情况下幼龄梨树干物质分配有偏向于根和干的趋势。     

水分调控对梨枣果实品质与投入产出效益的影响分析

本试验以梨枣为试验材料, 设置5 个灌水梯度(保持70%、60%、50%、40%的田间持水量和不灌水对照), 分别在梨枣萌芽展叶期、开花坐果期与果实膨大期各灌水2 次, 研究水分调控对梨枣果实品质的影响,并进行投入产出效益的比较分析。结果表明: (1)梨枣果实膨大期与开花坐果期是影响果实品质与经济效益的关键需水时期。(2)适当灌溉可以明显改善果实的风味品质与营养品质, 并显著提高梨枣树的果实单果重与果实收获数; 但灌水过多, 产量与品质未得到明显改善, 却增加了成本。(3)合理调控“高产”与“优质”的关键需水时期, 可以均衡达到“高产和优质”。综合分析认为: 对陕北梨枣树灌溉至田间持水量的60%比较适宜,既改善梨枣果实品质, 并显著提高经济产量。     

气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型

利用1980-2010年库尔勒市气象局农业气象站香梨物候观测资料和地面气象观测资料,对影响香梨始花期的气象因子进行分析。结果表明,近31a来,受气候变化影响,库尔勒香梨始花期有明显的提前趋势(P<0.01);香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同深度地温呈显著负相关关系(P<0.01);而与开春日期及5日平均气温>10℃日期呈显著正相关关系(P<0.01)。利用偏最小二乘法回归分析,建立了香梨始花期的预测模型,并进行校正,通过检验模型效果良好,可为香梨始花期预报提供参考。     

膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响

为探索冬枣变温压差膨化干燥过程中水分的变化规律,研究了不同膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响,并建立了变温压差膨化干燥动力学模型.试验结果表明:变温压差膨化干燥过程分为快速干燥、恒速干燥和减速干燥3个阶段,含水率在50％左右时进入恒速干燥阶段,40％后开始减速干燥过程,干燥过程大部分处于降速阶段;不同膨化温度下的...     

基于支持向量机的土壤湿度模拟及预测研究

基于中山大学珠海校区气象观测站日平均风速、日平均气温、日平均空气湿度、日平均水汽压、日平均总辐射量、日平均地表温度、日平均降雨量、日平均蒸发量以及日平均10 cm、20 cm、30 cm土层土壤的含水量,利用支持向量机方法建立气象因子与土壤湿度统计关系,并以此为基础建立土壤湿度模拟与预测模型.结果表明,土壤湿度对气象因子有一定滞后相关性,不同土层土壤湿度对气象因子的滞后相关性不同.研究发现考虑滞后相关性的预测模型在精度上要高于不考虑滞后相关性的预测模型.此外,利用气象因子对地下10 cm的土壤湿度模拟与预测精度较高,而对地下20 cm、30 cm的土壤湿度模拟精度较低.利用地下10 cm与20 cm、20 cm与30 cm的土壤湿度相关性大的特点,可以考虑利用支持向量机方法以10 cm土壤湿度模拟与预测20 cm的土壤湿度,以20 cm的土壤湿度模拟与预测30 cm的土壤湿度,分析结果表明模拟精度较高.     

安徽省参考作物蒸散模型参数化

模型参数优化是准确估算参考作物蒸散(reference crop evapotranspiration,ET0)的关键问题之一。该研究基于安徽省81个地面气象站点1961—2011年逐日气象数据和合肥、武汉、南京、杭州和南昌5个辐射站1993—2011年的逐日辐射数据,评估日尺度的净长波辐射、气压和水汽压模型在安徽地区的适用性;并结合已有研究获得的最优逐日太阳辐射参数化估算模型,建立安徽省本地化逐日ET0模型的最优参数化方案,探讨模型参数优化对ET0估算的影响。结果表明:7种净长波辐射估算参数化方案中,邓根云法的精度最高,在安徽地区的适用性优于其他方案,建议作为安徽本地化方案使用;FAO56 Penman-Monteith公式中推荐的气压估算模型和基于实测平均气温和相对湿度估算水汽压的模型在安徽省基本适用,但该研究认为在资料能够获取的情况下直接使用实测值为最优。与基于实测资料计算的ET0相比,该研究建立的本地化最优模型估算的ET0在日、月和年尺度上的相对误差分别为15.5%、9.05%和6.12%,能较好地适用于安徽地区。FAO56 Penman-Monteith公式推荐的参数化方案由于高估了安徽地区的太阳辐射,低估了净长波辐射,导致其与基于实测资料计算的ET0值相比,在日、月和年尺度上高估ET0达40.0%以上,不推荐安徽地区直接使用。研究可为安徽省准确估算作物需水量、农业旱涝评估和合理调度水资源等提供依据。     

亚热带季风区樟树蒸腾与气象因子之间的时滞效应

以亚热带地区常绿阔叶树种樟树(Cinnamomum camphora)为研究对象,利用Grainer热扩散式探针技术,于2019年6月至2020年10月测定了樟树小时尺度的蒸腾速率,并同步监测了气象因子和土壤含水量,分析了樟树蒸腾在日间不同时段与主要气象因子的关系、时滞的变化特征以及时滞校正对蒸腾预测模型的影响。结果表明:蒸腾在生长季(6—10月)与太阳辐射的时滞回环呈逆时针,与饱和水汽压差和气温的时滞回环呈顺时针。利用Gauss方程拟合发现,2019年与2020年生长季蒸腾平均滞后于太阳辐射0.94 h,提前于饱和水汽压差和气温2.60,2.61 h。这种时滞效应是蒸腾在日内不同阶段对气象因子的响应不同导致的,蒸腾在上升阶段(7:00—11:00)对太阳辐射变化的响应较下降阶段(17:00—21:00)敏感,而在上升阶段蒸腾对饱和水汽压差和气温变化的响应不如下降阶段敏感。蒸腾与太阳辐射、饱和水汽压差和气温的时滞效应存在明显的季节变化,2019年与2020年的归一化时滞回环面积存在一定差异,但均在10月最大,8月或9月最小。小时尺度上,土壤水分充足时,时滞随主要日均气象因子的增大而增大,土壤水分胁迫时,随主要日均气象因子的增大,时滞变化不明显。时滞校正后,太阳辐射和饱和水汽压差与蒸腾的回归方程的决定系数分别提高了4%和9%,运用主成分分析构造的综合气象因子对蒸腾模拟的决定系数提高了7%,时滞校正可以提高蒸腾预测模型的精度。旨在加深对植物生理过程与环境变化过程关系的认识,并为提高蒸腾预测模型的精度提供依据。     

GIS支持的起伏地形下重庆市水汽压的空间分布

利用起伏地形下水汽压空间分布式模型，通过插值计算重庆市100m高度和实际地形下月平均和年平均水汽压的空间分布。结果表明：重庆市水汽压的季节变化很明显；而且随着海拔高度的增加，水汽压逐渐减小；各月水汽压的最小值出现在东北山区。