调亏灌溉对温室小型西瓜水分利用效率及品质的影响

以小型西瓜为试材, 在日光温室内采用E601型蒸发器蒸发量值控制灌溉水量,在西瓜的不同生育阶段设置3个调亏水平。研究表明: 在整个生育阶段,土壤含水率呈下降趋势,在果实膨大期低水分处理对植株的生长发育构成了严重的水分胁迫;不同生育阶段调亏处理,光合日变化及单叶水分利用效率变化趋势相同,低水分处理使气孔阻力增大, CO2扩散受阻,光合速率最低,但单叶水分利用效率最高;苗期采用低水分处理在一定程度上刺激了根系的生长,减少了植物的营养生长,有利于开花坐果期复水后植株的加速生长,而在果实膨大期和果实成熟期采用低水分处理不利于其产量和品质的形成。果实膨大期采用低水量的2个处理（0.5Ep）比对照处理（1.0Ep）可溶性总糖含量分别提高了19.68％和17.79％,但产量仅分别为对照的76.72％和72.43％。说明调亏灌溉能够调整作物营养生长与生殖生长的关系,减少作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的分配,同时有利于改善果实品质、提高作物水分利用效率。     

遮荫条件下O_3胁迫对冬小麦气孔导度影响的模拟

为了探究在遮荫条件下地表O3浓度增加对冬小麦气孔导度的影响,开展了两种不同强度遮荫与开顶式气室（OTC）相结合的大田试验,设置3个处理组：O3浓度为（100±9）nL.L-1结合（60±5）%遮荫的处理组（T1）;O3浓度为（100±9）nL.L-1结合（20±5）%遮荫的处理组（T2）;O3浓度为（100±9）nL.L-1不作遮荫的处理组（CK）。利用SC-1型气孔导度仪测定了3个处理组冬小麦不同生育期的气孔导度值。综合分析了生育期和O3胁迫,以及水汽压差（VPD）、温度（T）、光照（PAR）环境因子的变化对冬小麦气孔导度的影响,采用修正后的Jarvis非线性气孔导度模型模拟了3个处理组的气孔导度值。结果表明：遮荫对大田环境因子均产生了影响,其中,T1、T2处理组8：00—16：00点的平均温度和水汽压差较CK相比分别下降了5.6℃、4.1℃和0.84kPa、0.74kPa;用该模型得到的气孔导度模拟值与观测值进行了比较,R2=0.88,表明模型模拟效果良好;同时,根据O3吸收通量模型计算出T1、T2和CK处理组在整个O3熏蒸时期,冬小麦O3累积吸收通量分别为14.92、15.52、16.23mmolO3.m-2,并由此建立了O3吸收通量（x）与干物质损失（y）的关系分别为：y=1.0-0.038x和y=1.0-0.022x,表明在相同O3胁迫条件下,遮荫导致了冬小麦O3累积吸收通量的差异,在60%和20%遮荫条件下,O3吸收通量增加10mmol.m-2,与CK相比,其干物质累积损失分别为38.0%和22.0%。     

日光温室番茄不同空间尺度蒸散量变化及主控因子分析

明确日光温室作物不同空间尺度蒸散量及变化规律是提高水分利用效率、实现农业水资源合理配置的关键。该文针对华北地区典型日光温室,于2015—2016年在中国农业科学院新乡综合试验基地,以滴灌番茄为研究对象,参考20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量,设计充分灌溉和亏缺灌溉2种水平,研究不同水平下番茄叶片蒸腾、单株耗水(用茎流速率表征)和群体蒸散量的日变化和生育期变化,并采用通径分析法确定影响不同空间尺度蒸散量的主控因子。结果表明:叶片蒸腾和气孔导度随太阳辐射变化,峰值出现在10:00—14:00之间,移栽54~58 d后充分和亏缺处理的叶片蒸腾和气孔导度开始出现差异;充分和亏缺处理的单株耗水在晴天差异最大,阴雨天最小,且滞后太阳辐射约1 h;全生育期充分和亏缺处理的日群体蒸散量分别在0.32~6.65和0.15~5.91 mm/d之间变化,群体蒸散量在盛果期最大,占总耗水量的31.7%~34.7%。净辐射对叶片、单株和群体尺度的蒸腾量影响均显著,而水汽压差仅对单株和群体尺度蒸散量影响显著,估算日光温室番茄单株耗水和群体蒸散量时需考虑风速影响。水分胁迫条件下,考虑叶温变量可显著提高单株耗水和群体蒸散量的估算精度。研究可为不同空间尺度蒸散量转换方法的选择以及尺度提升理论模型的构建提供借鉴。     

紫色土坡耕地农田生态系统蒸散发与水分利用效率及其影响因素

蒸散发与水分利用效率是农田生态系统碳水循环的重要衡量指标。本研究利用涡度相关技术对紫色土坡耕地生态系统进行连续观测,获取2014—2018年碳水通量数据,分析紫色土冬小麦-夏玉米轮作下的雨养坡耕地农田生态系统蒸散发和水分利用效率变化特征及其对主要环境因子的响应规律。结果表明:紫色土坡耕地农田生态系统蒸散发日变化规律呈单峰型趋势,最大值均在14:00前后出现;一年中8月日蒸散发最高,1月最低;夏季日变化幅度最大,春季次之,冬季和秋季变化较为平缓。叶面积指数、温度为影响紫色土坡耕地蒸散发的最主要因子,其次为饱和水汽压差。水分利用效率在9:00—17:00期间基本呈先下降后回升的变化规律,冬季水分利用效率为全年最高;叶面积指数、CO2通量为影响水分利用效率的主要因子,其次为温度,相对湿度、饱和水汽压差等水分条件也显著影响了水分利用效率。年际差异分析结果表明,紫色土坡耕地夏季玉米生长盛期的水分利用效率对降雨响应更为敏感,同时冬季土壤水分为冬季蒸散发和水分利用效率的关键影响因子。未来仍需对紫色土坡耕地农田生态系统生长盛期蒸散发与水分利用效率动态进行深入研究,从而为探明当地主要作物应对春夏季季节性干旱威胁的系统性策略提供科学依据。     

不同土壤水分对赤松光合作用与水分利用效率的影响研究

在不同土壤水分条件下研究了赤松光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,不同土壤水分处理对赤松幼苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率等生理指标及其日变化均产生明显影响;中度水分胁迫时赤松幼苗的光合午休比对照提前1h且午休时间长,其净光合速率和气孔导度的下降平行进行,而且,日平均水分利用效率的下降幅度比日平均净光合速率的下降幅度小。     

新型抗蒸腾叶面肥对刺槐水分利用效率的影响

采用盆栽法安排试验,在充分供水的条件下,用不同叶面肥对刺槐进行处理,使用LI-6200便携式光合仪、美制LI-1600稳态气孔计分别测定刺槐苗木叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等水分生理指标及其相应的环境因子,结果表明:①不同叶面肥处理下,刺槐的净光合速率、蒸腾速率日变化都呈"双峰"曲线,而且,净光合速率日变化曲线存在光合午休现象。刺槐的水分利用效率在8:00左右最大,14:00点达到一天中的最低水平。②方差分析表明:3号叶面肥处理过的刺槐水分利用效率最大,清水对照的刺槐水分利用效率最小。     

不同生育期遮荫条件下番茄矿质氮的分配效应

光合有效辐射是影响作物生长发育、产量构成以及营养状况的重要因子。由于遮荫造成的光照强度的降低经常引起干物质积累的减少和营养状况的下降。然而，在夏季晴天中午遮荫并不总是导致营养状况的降低。该文以番茄为材料，观测了不同生长阶段(开花早期，盛花期和开花后期)夏季午间遮荫(0遮荫，40%遮荫和75%遮荫)对矿质氮在番茄各器官中的含量及其分配的影响，发现不同时期影响不同。遮荫不影响开花早期和盛花期叶片氮的含量及其分配。但开花后期，40%遮荫使叶氮含量增加，叶、茎、茬中氮的分配指数高于开花早期和盛花期，并且产量增加。这些结果表明，在某些时期中度遮荫可以克服夏天辐射过强、气温过高对番茄的不良影响，有利于改善番茄氮素营养状况和提高经济产量，在生产中有一定意义。     

不同环境因子对西洋参蒸腾特性的影响研究

试验研究不同环境因子对西洋参叶片蒸腾特性的影响结果表明 ,环境温度与湿度变化明显影响西洋参叶片蒸腾速率和气孔导度的变化。西洋参植株生长势与叶片蒸腾速率、气孔导度的变化关系密切 ,健壮西洋参植株叶片蒸腾速率与气孔导度及叶片气孔开张度对逆境的适应性和自调控能力均高于纤弱植株。晴天参棚 17.5 %、2 5 .8%和 35 .4 % 3种透光率下西洋参叶片蒸腾速率的日变化不同 ,表现为午前高峰型、午间高峰型和双峰型 ;夏季强光高温条件下气孔导度和气温是影响西洋参叶片蒸腾速率变化的最主要因子。     

红壤坡地农业景观(旱季)地表界面水分传输研究——Ⅱ．叶面冠层一大气界面水分传输

定位观测红壤坡地典型作物系统叶面冠层 大气界面水分传输结果表明 ,叶面冠层 大气界面水汽传输通量大小取决于景观植物群落的构建 ,稳定群落叶面冠层 大气界面水汽传输通量有明显日变化规律 ,除受植物生理机制影响外 ,还明显受土壤水分和气象条件的影响。植株叶片蒸腾速率有明显日变化规律且呈单峰型曲线及多峰态势。净辐射、空气饱和水汽压差、气温、地表温度、风速对蒸腾的影响均达极显著水平 (正相关 ) ,其中净辐射、气温为主要影响因子。叶片气孔导度可反映叶片蒸腾速率 ,叶片气孔阻力日变化规律是植物对气象条件的响应 ,且受土壤水分状况强烈影响。改善作物生长环境 ,调节气孔行为 ,进而协调作物蒸腾作用和光合作用耗水制约 ,可调控叶面冠层 大气界面水分传输 ,提高作物水分利用效率     

不同水分灌溉下水稻光合特征分析

不同水分灌溉下早稻各处理抽穗晚期群体光合效率相差甚微,晚稻则差异显著,未灌水仅为淹灌处理的39.3％。正常灌水下水稻晴天和阴天均出现光合“午睡”现象,晴天较阴天强烈。阴天上午9:00左右和下午15:00左右光合出现主次2个峰值,晴天全天最大峰值出现在上午10:00～11:00左右,而下午峰值则出现在17:00左右。监测数据表明,空气湿度和冠层CO_2浓度是影响水稻光合速率的主导环境因子,未灌水处理的光合日变化峰值在晴天会提前出现,而阴天则近似相反,晚稻各处理晴天和阴天均以淹灌处理光合速率最大,未灌水处理最小,配灌介于其间。     

Effect of Shading on Gas Exchange of Cotton Leaves Under Conditions of Different Soil Water Contents1

Effect of different shading levels (no-shading, 80% shading, and 40% shading) on photosynthetic and stomatal responses in cotton leaves were investigated under onditions of different soil water contents in summer midday. All cotton leaves exhibited similar basic responses to shading, including decreased netphotosynthetic rates, a tendency to decrease in transpiration rates, and increased stomatal conductance and intercellular CO2 concentration. The leaf conductance of 80% shaded and 40% shaded plants increased by 28% and 16.7% compared with no-shaded plants at high water, respectively, but the net photosynthetic rates of 80% shaded and 40% shaded plants declined by 50% and 14.73%, respectively. Results showed that combined effect of soil moisture and shading on photosynthetic and stomatal responses in cotton leaves was very remarkable.     

颗粒大小对浙江省土壤磁学性质的影响

Effect of different shading levels (no-shading,80% shading,and 40% shading)on photosynthetic and stomatal responses in cotton leaves were investigated under conditions of different soil water contents in summer midday.All cotton leaves exhibited similar basic responses to shading,including decreased net photosynthetic rates,a tendency to decrease in transpiration rates,and increased stomatal conductance and intercellular CO2 concentration.The leaf conductance of 80% shaded and 40% shaded plants increased by 28% and 16.7% compared with no-shaded plants at high water,respectively,but the net photosynthetic rates of 80% shaded and 40% shaded plants declined by 50% and 14.73%,respectively,Results showed that combined effect of soil moisture and shading on photosynthetic and stomatal responses in cotton leaves was very remarkable.     

番茄不同生育期遮荫对其干物质分布、产量及叶片养分含量的影响

Pot-grown tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Maofen) was used to study the effects of three shading levels (0, 75% and 40%) for 8 days on dry matter partitioning, contents of nitrogen (N),phosphorus (P) and potassium (K) in leaves and yield at three growth stages (early flowering (EF), peak flowering (PF) and later flowering (LF)). Shading reduced the dry weight of root and stem tissues at the EF and PF stages, but the 40% shading increased root dry weight and stem dry weight by 43.2% and 21.6%,respectively, at the LF stage. The influence of shading on the dry weight of leaves was very small at most growth stages. Shading had no effects on total leaf N, P and K contents at the EF and PF stages, showing that N, P and K absorption were regulated by the carbon assimilation at these two stages. The leaf N, Pand K contents of 40% shaded plants at the LF stage were significantly increased. There were no obvious differences in leaf N and K contents between 75% and 40% shading treatments, but significant difference in leaf P contents was found between them at the LF stage. Shading significantly enhanced the friit yield of 40% shaded tomato plants at the LF stage, but failed to affect the fruit yield of shaded plants at the EF stage. These showed that tomato could grow well and a better yield could be obtained if some moderate shading (i.e., 40% shading) was applied at the LF stage at s, mmer midday.     

自然条件下半干旱雨养春小麦生育后期旗叶光合的气孔和非气孔限制

为探究半干旱地区雨养春小麦旗叶的光合作用限制因素、不同生育期差异及其适应策略,分析了大田条件下春小麦旗叶在抽穗期和灌浆期光合生理特征的动态变化规律,探讨了自然条件下光合作用的气孔与非气孔限制特征。结果表明:净光合速率日变化趋势在抽穗期和灌浆期分别为单峰型和双峰型,峰值相当,为18.5μmol(CO2)·m-2·s-1左右。气孔导度具有与净光合作用几乎相似的日变化规律,胞间CO2浓度大致为上午下降、下午回升。胞间CO2浓度变化除受光合作用消耗和气孔限制共同作用外,下午时段叶肉导度增大,也影响胞间CO2浓度变化。在抽穗期和灌浆期,春小麦旗叶光合作用速率与气孔导度相关性十分显著,相关系数分别达0.916(P=0.000)和0.945(P=0.000)。并且2个生育期均出现明显的光合气孔限制,抽穗期达0.64,灌浆期为0.53。其中,抽穗期气孔导度对饱和水汽压差响应十分敏感,下午出现较为明显的气孔限制;灌浆期中午出现较为明显的光合"午休"现象,其主要原因是半干旱区较大饱和水汽压差和强烈辐射致使气孔关闭,气孔限制达到极大值,并且非气孔限制因素也较为突出。抽穗期至灌浆期,由于气孔对饱和水汽压差敏感性的下降以及"午休"策略,光合气孔限制逐渐减小,是春小麦在半干旱地区维持较高光合速率和保证产量的重要自适应机制。     

北京松山林下典型灌木绣线菊光、水利用效率的季节动态及其对环境因子的响应

[目的]植物资源利用效率是反映植物对环境条件适应性的重要指示指标,是气候变化生态学领域的研究热点,因此对林下灌木物种光能利用效率(LUE)和水分利用效率(WUE)的环境调控机理需进一步明晰。[方法]以北京松山天然阔叶林下典型灌木绣线菊(Spiraea salicifolia)为研究对象,于2019年6月至9月完全展叶期开展原位叶片光合测定和同步环境因子的连续观测,分析了绣线菊LUE和WUE的变化特征及其对环境因子的响应。[结果]LUE和WUE具有较为明显的季节变化特征,其中LUE随着光合有效辐射(PAR)和空气温度(T_a)的变化呈现逐渐增大的趋势,季节平均为0.03 mol/mol; WUE随PAR和空气饱和水汽压差(VPD)的变化呈现先增大后减小的趋势,季节平均为8.32 μmol/mmol。PAR和T_a是影响LUE变化的主要因子,分别为指数和线性负相关; PAR和VPD是影响WUE变化的主要因子,均与WUE呈线性负相关,其中VPD通过影响气孔导度(g_s)限制叶片蒸腾,从而影响WUE; LUE、WUE的季节变化和土壤含水量(SWC)均无显著相关性。LUE与WUE对环境因子存在趋同响应关系。[结论]研究初步确定光合有效辐射、空气温度和空气饱和水汽压差是研究区林下灌木绣线菊资源利用效率的主要限制因子,而非土壤水分; 林下灌木绣线菊在有限资源条件下呈现资源保守策略,具体表现为在光能受限的条件下能够最大限度地使用光能进行光合作用,从而具备较高的光能利用效率。     

基于夏玉米叶片气孔导度提升的冠层导度估算模型

叶片气孔导度模拟及其向冠层导度的尺度提升是实现蒸散发尺度转换的基础,对农业水资源高效利用与评价意义重大。本文依据夏玉米叶片气孔导度和冠层导度实测值,在建立叶片气孔导度估算模型基础上,构建冠层导度估算模型。结果表明,夏玉米叶片气孔导度每日在10:00－14:00之间达到峰值,其日变化趋势与光合有效辐射的一致性较好,较大的饱和水汽压差对夏玉米叶片气孔导度具有一定的限制作用。根据光合有效辐射和饱和水汽压差建立的叶片气孔导度估算模型能较好反映当地夏玉米叶片气孔导度对主要环境因子的响应过程,以光合有效辐射作为尺度转换因子构建的冠层导度估算模型可较好实现从叶片气孔导度向冠层导度的尺度转换提升。     

遮光处理对温室黄瓜幼龄植株叶片光合参数的影响

以黄瓜品种“津优35号”为试材,在温室内设置遮光20%（T1）、遮光40%（T2）和遮光60%（T3）3个处理,处理时间为5、10、15、20、25d,以自然光强为对照（CK）,测定不同处理下黄瓜幼龄植株叶片光合参数和荧光参数。结果表明：遮光处理下黄瓜叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均有不同程度增加,叶绿素a/b的值减小,遮光25d后,T3、T2、T1处理的叶绿素a含量较CK分别高30.6%、16.5%、15.4%;不同遮光处理下黄瓜叶片的光饱和点（LSP）、最大光合速率（Pmax）以及表观量子效率（AQE）随着处理天数的增加而减小,光补偿点（LCP）则随处理天数的增加而升高。处理25d后,T1、T2、T3处理的黄瓜叶片气孔导度分别较CK低47.3%、57.4%、57.9%,蒸腾速率分别比CK低34.7%、34.0%和52.4%;随着处理天数的增加,黄瓜叶片的气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE）均呈增加趋势;遮光处理黄瓜叶片的光系统II潜在效率（Fv/Fm）随着遮光天数的增加呈下降趋势,而光化学淬灭（qP）减小,同时非光化学淬灭(qN)增大。本研究证实遮光导致黄瓜叶片叶绿素含量增加,光合能力降低。     

遮阴及复光对花果期番茄叶片光合特性的影响

以无限生长型番茄“粉冠”为试材,在花果期于日光温室上加盖遮阳网的方式进行为期3d（T1）、6d（T2）、9d（T3）、12d（T4）和15d（T5）的遮阴处理,遮阴结束立即恢复自然光照,以日光温室内自然光为对照（CK）;分别于遮阴结束时和恢复光照第3、6、9、12、15天观测番茄叶片的光合参数,分析其在遮阴条件下的变化特点及复光后的恢复能力。结果表明：与对照相比,遮阴使番茄叶片的光饱和点降低,光补偿点升高。遮阴15d后番茄叶片净光合速率下降49.0%,胞间CO2浓度增加68.3%。随着遮阴日数增加,叶片气孔导度和蒸腾速率呈现先上升后下降的趋势,遮阴15d后,分别下降32.9%和1.6%。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量随着遮阴日数的增加分别上升125.2%、182.6%和115.4%,其中叶绿素b含量变化显著（P＜0.05）。番茄叶片荧光参数中,F0随着遮阴日数的增加而增加,遮阴15d后增加30.9%,ΦPSⅡ、qP和ETR随着遮阴日数的增加而降低,遮阴后分别减少32.1%、29.8%和36.7%。而Fv/Fm对遮阴环境的响应不显著。遮阴日数对叶片不同参数的恢复能力有不同影响,12d以上的遮阴使叶片净光合速率和胞间CO2浓度无法恢复,9d以上的遮阴使叶片叶绿素含量无法恢复,叶绿素a和类胡萝卜素的恢复能力高于叶绿素b。遮阴日数小于9d时,番茄叶片的光合参数及叶绿素含量均能恢复至初始状态。     

两种水分条件下夏玉米叶片气孔行为对光质的瞬时响应

在灌水和不灌水(整个生长期不灌溉)两种水分条件下,利用LI-6400便携式光合测定仪,测定3个主要生育期(拔节期、抽雄期和灌浆期选择典型日)夏玉米(郑单958)第一个功能叶片的气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)指标,据此计算叶片的瞬时水分利用效率(WUE),测定时设定了5种比例的红蓝光组合(即B/(R+B)分别为0、25%、50%、75%和100%),以对比分析不同红蓝光比对玉米叶片气孔行为的瞬时影响。结果表明:与不灌水相比,灌水处理的叶片平均Gs、Pn和Tr在抽雄期明显较高,但在拔节期和灌浆期差异不显著。不论何种水分处理,光合有效辐射为500μmol·m-2·s-1时,叶片Gs、Pn和Tr均表现为单色红光照射时最大,随着蓝光所占比例的增加,各指标均有不同程度的降低。从节水角度来看,高红光比例的光质有利于提高玉米叶片WUE。