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。     

内蒙古库布齐沙地白刺水势研究

2006年5～9月,采用PSYPRO水势仪,测定了库布齐沙地白刺的叶水势,对叶水势日变化、月变化进行了动态研究,并分析了其影响因子.结果表明:白刺叶水势的日进程在5月、6月、8月份表现双峰曲线变化,7月和9月份则表现单峰曲线规律,12:00左右通常是一天中叶水势的最低值;以6月份叶水势日变化为研究对象,表明水势与气温、光量子通量密度成显著负相关,与大气相对湿度、大气水势、土壤含水量成显著正相关.     

东江中上游4树种水势日变化特征及其与环境因子的关系

在东江中上游,以6a生树种木荷、红锥、火力楠和藜蒴为材料,采用PSYPRO露点水势仪对4树种在旱季与雨季的土水势、根水势、茎水势和叶水势日变化过程进行了测定,探讨了4树种在自然生境下的水势梯度变异及叶水势与气象因子的关系。结果表明,叶水势日变化均呈"单峰"型曲线,日均值表现为木荷>火力楠>红锥>藜蒴,旱季叶水势明显低于雨季;叶水势与大气温度(Ta)和光合有效辐射(PAR)呈极显著负相关(P<0.01),而与空气相对湿度(RH)和大气水势(Фa)呈极显著正相关(P<0.01),气象因子对东江流域主要造林树种叶水势直接作用由大到小结果如下:火力楠和藜蒴(Ta>RH>Фa>PAR),红锥(RH>Фa>Ta>PAR),木荷(Ta>Фa>RH>PAR)。     

黄土高原西部高寒区引进树种银水牛果叶水势研究

2008年5-8月,采用PSYPRO露点水势仪,以3 a生银水牛果为试材,对叶水势的日、月变化进行了动态研究,并对相关影响因子进行了分析.结果表明:银水牛果叶水势的日变化过程除5月份外均表现为双谷曲线,最低值出现在13:00-15:00;6-7月是银水牛果生长需水的最关键时期,这一时期叶水势的日均值较低;当供水充足时,叶水势的日变化取决于蒸腾速率的变化,其与气温、光照呈显著的负相关,与湿度呈显著正相关,且三者综合效应对叶水势的变化起很大作用;当土壤水受到限制时,盆栽银水牛果苗木的清晨叶水势与土壤含水量有显著正相关性,苗木的永久萎蔫系数为4.76%.     

华北落叶松人工林蒸腾特征及其与土壤水势的关系

 利用野外定位观测技术,于2008年5—10月在宁夏六盘山叠叠沟小流域对华北落叶松林整个生长季土壤水势的变化规律进行研究。结果显示:1)降雨量是影响土壤水势变化的主要因素,土壤水势在不同深度变化趋势基本一致,但变化幅度有较大差异,020、2040、4060cm土层的土壤水势梯度在6—9月份最大,8月份水势梯度最低;2)华北落叶松5—10月各月的耗水速率排序为6月>5月>7月>8月>9月>10月,耗水量分别占生长季的20.3%、25.4%、20.1%、18.6%、15.1%、10.7%,耗水月主要分布在6月;3)在华北落叶松生长季前期土壤水分短缺,生长后期水分充足,2个不同土壤水分条件的树干液流速率表现明显差异,充足条件下蒸腾耗水明显高于短缺条件,且水分亏缺时期20cm和60 cm土壤水势与树干液流变化相关性极显著。研究表明土壤水分亏缺与否是华北落叶松蒸腾耗水差异的主要原因,生长季中前期土壤水分对华北落叶松生长至关重要。     

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。     

干旱季节不同耕作制度下作物─红壤水势关系及其对干旱胁迫响应

季节性干旱是南方红壤地区旱地农业生产中的主要障碍因素。本文报道了田间条件下作物土壤水势关系及其对干旱胁迫响应。结果表明ＳＰＡＣ中水势梯度为：叶气系统〉叶土系统〉７０ｃｍ以上土层,且约以１００倍左右递减,水势日变化结果表明免耕较常耕,窄垄较宽垄叶土水势差下降,水分胁迫更强,花生的耐旱性较强,大豆和玉米的则较弱;作物叶水势与土壤基质势呈正相关,可以用二项式表示。作物叶水势与不同土层土壤基质势关系表明,     

内蒙古库布齐沙漠四翅滨藜叶水势研究

2006年5-9月.采用PSYPRO露点水势仪和稳态气孔计Li-1600,在库布齐沙漠测定了从美国引种的四翅滨藜的叶水势和蒸腾速率的日、月动态变化,并与同期测定的杨柴、白刺的叶水势进行了比较,旨在为这一优良灌木树种的推广及管理提供理论依据.结果表明:四翅滨藜叶水势在月和9月的较高,生长最旺盛的6-8月较低;一天中,叶水势与气温和太阳辐射强度呈负相关,与大气相对湿度成显著正相关.气温与大气相对湿度的综合作用对叶水势影响显著:在低温高湿时,叶水势最高;在低温低湿和高温高湿时,叶水势均较低;在高温低湿时,叶水势维持在相对较高的水平.在相同条件下,四翅滨藜的叶水势较杨柴和白刺的要低,表明它从干旱土壤中吸收水分的能力比另外两者更强.     

坝上地区人工林和草地生长季土壤水势动态

为研究坝上地区人工林土壤水势动态,以结缕草(Zoysia japonica)为对照,选取坝上地区典型人工林小叶杨(Populus simonii Carr.)和樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica),研究其生长季不同时间、空间土壤水势和变异系数及晴天和降雨下土壤水势变化。结果表明:(1)人工林和草地土壤水势变化趋势相同,在生长季前期和后期土壤水势较高,中期土壤水势进入波动下降期,但不同植被进入波动期时间不同,樟子松晚于小叶杨和结缕草。小叶杨、樟子松、结缕草土壤水势最低值分别出现在70,10,30 cm处,最低值分别为-1 257.24,-747.97,-830.11 kPa。小叶杨、樟子松和结缕草土壤水势变异系数最大值分别在9月10 cm、7月10 cm、7月30 cm处,其值分别为-155.9%,-208.0%,-183.6%。总体上,变异系数生长季中期大于前期和后期,表层大于深层。(2)晴天人工林和草地土壤水势差的最大值与日均温度之间存在显著的相关关系,随着日均温度升高,水势差最大值也增大。典型晴天大气温度在日内上下波动,土壤水势呈现滞后波动,在生长季浅层土壤最为明显。(3)不同降雨量与土壤水势差呈现相关关系,随着降雨量升高,土壤水势差也随之升高。典型降雨事件下,中雨和大雨剖面土壤水势迅速上升,小雨事件下主要呈现波动变化。从不同植被来看,草地土壤水势较人工林波动更为剧烈。综上,生长季樟子松土壤水势进入波动期最晚,波动幅度最大。而土壤水势对于大气温度和降雨的响应方面,结缕草最为敏感。研究结果对于指导当地人工林建设与水资源高效管理具有重要意义。     

喷灌条件下不同灌水处理冬小麦的叶水势特征

在喷灌区一季冬小麦的试验表明,冬小麦叶水势值在各生育期每天的1400左右发生明显变化;从生育期看,返青期叶水势低谷值出现较晚,持续时间短且恢复较快;孕穗和开花期低谷出现有提前和持续时间延长趋势;叶水势不完全随生育进程与土壤水分同步变化,原因为同一时期内土壤水分是造成叶水势差异的主导因素,但同时外界条件的变化也对叶水势的变化有一定的影响作用。前期叶水势在黎明前和中午都与浅层土壤水分关系密切;到开花和灌浆期叶水势则变为只在中午与浅层土壤水分关系密切,黎明前更多依赖深层土壤水分状况,表现为与深层土壤水分关系密切。喷灌条件下,当返青后灌水量超过150mm时,灌水量对叶水势的影响减小。     

不同土壤水分供给下水稻叶水势的变化规律

用中9B和金早47在温室及网室条件下,设置4个水分处理,对不同生育期的叶水势进行测定.结果表明,不同水分处理下,主要生育期的叶水势日变化表现为早晨和傍晚较大,而在中午前后较小,呈现反抛物线的曲线走向,中午前后是叶水势曲线拐点.水稻叶水势随着土壤水分含量的下降而降低,土壤保持湿润处理和淹水处理的水稻叶水势差异不明显,而水...     

Sensitivities of Stress Indicators for Available Soil Water and Its Salinity and for Sorghum Leaf Water Potential under Drip Irrigation

Abstract

The impact of two input amounts, two frequencies, and three salinity levels on the temporal sensitivity of the stress indicators, available soil water (K _W ), its salinity (K _S ), and leaf water potential of sorghum [Sorghum bicolor (L.)] grown in dune sand in a plastic greenhouse were investigated. The K _W for the irrigation input amount equivalent to one‐half of an open pan on a daily basis (EP0.50‐1) ranged from 0.32 to 0.51 compared with 0.51 to 0.98 for the 100% of open‐pan irrigation input on daily basis. The corresponding K _S ranges were 0.50 to 0.98 (EP1.00‐1) and 80 to 0.98 for K _s . The K _W for the three increasing salinity levels (S‐1, S‐2, and S‐3) ranged from 0.68 to 0.96 for S‐1, 0.58 to 0.90 for S‐2, and 0.43 to 0.89 for S‐3, respectively, and from 0.85 to 1.00 for the control. The corresponding K _S ranges were 0.89 to 0.98, 0.70 to 0.96, 0.49 to 0.70, and 1.00 to 1.00, respectively. The LWP ranges for the three salinity levels were ?1.70 to ?0.70 for S‐1, ?2.50 to ?1.20 for S‐2, ?2.90 to ?1.60 for S‐3, and ?0.70 to ?0.20 MPa for the control. The time series statistical parameters mean, median, coefficient of variation (CV), and the 20th percentile values (PC20), assessed to discriminate the temporal sensitivity of the stress indicators indicated that CV and PC20 are equally better than median, which in turn is better than mean. Sorghum grain yield depended on irrigation input amount and schedules, leaf water potential (LWP), and the interaction involving K _W and K _S (R² _adj 0.71 to 0.85). The temporal sensitivity of the stress indicators K _W , K _S , and LWP indicated that EP1.00‐1 provided the least‐risk irrigation option with regard to water and salinity stress in relation to sorghum grain yield.     

总水势概念的定义、计算及应用条件

SPAC系统理论中引入能量观点认为水分运移取决于其驱动力-水势差(即能量差)的大小和水流的阻力.但目前水势定义的本质是等温条件下摩尔吉布斯函数之差,并不能涵盖总能量.该文首先提出"总水势"的概念来表达水分的总能量,按照总能量观点对其进行定义;然后对构成总能量的每个分势进行了分析计算;最后,探讨了总水势的物理意义和限制条件,以了解实际应用中出现的一些误区.     

旱稻叶片含氮量与水分含量的定量关系

在池栽条件下研究了不同水分处理对早稻叶片氮素含量以及叶片组织水势、自由水和束缚水含量的影响。结果表明：在不同土壤水分条件下，植株全氮含量基本上表现为先下降而后升高再下降的变化趋势，随土壤含水量增加叶片中全氮含量逐渐减少，叶片的组织水势和自由水含量逐渐增大，束缚水含量逐渐下降。叶片氮素含量与分蘖高峰期（播种后40～46d）的组织水势呈显著负相关。叶片氮素含量（y）与叶片组织水势（z）间存在y=-0．6999x＋2．3764的显著直线回归定量关系。     

水分胁迫下柱花草叶水势、光合及叶绿素荧光特性的变化特征

以热研2号柱花草为供试材料,采用盆栽控制实验研究了不同土壤水分条件下柱花草叶水势、光合特性和叶绿素荧光参数的变化特征。结果表明：（1）柱花草叶水势随着水分胁迫程度的增加而降低,其日变化呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水〉轻度胁迫〉中度胁迫〉重度胁迫。（2）充分供水条件下柱花草净光合速率最大,而在重度胁迫下最小,水分胁迫下柱花草光合速率的降低主要为非气孔限制因素所致;柱花草气孔导度在充分供水和轻度胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度和重度水分胁迫下变化不明显;充分供水和轻度水分胁迫下,气孔导度均随蒸腾速率的增加而增加,中度、重度水分胁迫下蒸腾速率分别达到0.46、0.31mmol·m-2·s-1时气孔开始关闭;中度胁迫下水分利用效率高于轻度胁迫,可能是植物对胁迫环境的生理适应所致。（3）初始荧光F0随着干旱胁迫程度的增加而增加,而光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm和潜在活性Fv/F0均降低,表明随着胁迫程度的加深,PSⅡ光抑制的程度也加深,水分胁迫抑制了PSⅡ的光化学活性,使其反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活。     

土壤-刺槐系统水流阻力对水分胁迫的响应

为探究土壤-刺槐系统水流阻力对水分胁迫的响应情况,通过盆栽试验方法设置8个水分梯度(田间持水量的30%～100%),研究了两年生刺槐在生长季内的蒸腾速率、根水势、叶水势及土壤-刺槐系统水流阻力等的变化。结果表明:(1)刺槐蒸腾速率、根水势及叶水势随水分含量的增加表现出先增大后保持稳定的趋势。蒸腾速率在30%～70%的田间持水量范围随水分含量的增加而迅速增大,根、叶水势在30%～50%的田间持水量范围增长最快,此后基本稳定;(2)土壤阻力、根系总阻力、植物传导阻力及叶-气阻力均随水分含量的增加而减小,均在30%～50%的田间持水量范围减小最快,其在生长季内大小为7月>10月>8月>9月;(3)土壤-刺槐系统总阻力的变化趋势与叶-气阻力相近,是由于叶-气阻力占总阻力的96.0%以上,并对总阻力的调节起主导作用。根据我们的研究结果推测刺槐在大于50%田间持水量范围,可保持健康、可持续生长。     

地下滴灌条件下土壤水能态研究

研究灌水器与土壤界面处的能态是研究地下滴灌土壤水分运动的关键之一。该文通过理论和试验相结合的方法,探讨了地下滴灌土壤水势的分布状况。结果表明:根据灌水器的流量和土壤的导水性之间的关系,将其分为两种情况,在灌水器流量不大于土壤扩散能力时,灌水器出口处的土壤水势等于该处的土壤吸力,为非正压状态;否则,灌水器出口处的土壤水势为正。理论分析和室内试验结果均表明,对同一土壤,影响地下滴灌土壤水势分布的主要因素是灌水器的额定流量和土壤初始含水率,在一定的流量范围内,灌水器出口的稳定正压随灌水器流量的增大而增加,随土壤初始含水率的增大而降低。在此基础上,提出地下滴灌条件下土壤水势分布的近似计算式,并简要分析了这一特殊土壤水分分布对地下滴灌系统的影响。