棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

在移动式防雨棚下，采用盆栽土培法和测坑微区试验相结合的方法，分析了调亏灌溉对棉花不同生育阶段蒸腾速率（Tr）、光合速率（Pn）、光合产物积累与分配、经济产量（Y）和水分利用效率（WUE）的影响，盆栽试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计，测坑微区试验采用三因素（水分调亏度、施肥水平和植株密度）正交旋转组合设计。结果表明：适时适度的水分调亏使得Tr明显下降，而Pn下降不明显，复水后光合产物具有超补偿积累，且有利于向经济产品（籽棉）运转与分配。棉花调亏灌溉（RDI）的适宜指标是：苗期轻、中度调亏，0～40cm土层湿度下限为50％FC～60％FC（田间持水量）；蕾期轻度调亏，0～40cm土层湿度控制下限为60％FC；花铃期不宜调亏，0～40cm土层湿度应不低于75％FC；吐絮期可中度调亏，0～40cm土层湿度可控制在50％FC～55％FC。     

河西绿洲膜下滴灌调亏对食用向日葵耗水特征、光合特性及品质的影响

于2019年在张掖市益民灌溉试验站进行食用向日葵膜下滴灌调亏大田试验,探究在现蕾期、开花期和灌浆期充分灌溉条件下,苗期轻度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期中度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期重度—成熟期(轻度、中度)水分调亏处理分别对食用向日葵耗水、光合特性、品质及产量的影响,为河西绿洲冷凉灌区优质高产高效种植食用向日葵提供理论依据。结果表明:(1)苗期和成熟期食用向日葵的阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度均随水分调亏程度增加而降低,与充分灌溉相比,苗期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为10.10%～46.08%,7.57%～34.58%,10.68%～46.60%,成熟期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为5.50%～30.29%,2.93%～16.72%,5.56%～30.34%,苗期重度水分调亏经后期复水补偿作用有限;(2)苗期重度和成熟期中度水分调亏显著降低食用向日葵叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率(P0.05),与充分灌溉相比,苗期重度水分调亏的降幅分别为40.30%～45.98%,43.99%～47.37%,38.20%～42.10%,成熟期中度水分调亏的降幅分别为14.23%～32.07%,15.98%～51.23%,10.02%～28.45%;(3)苗期中度—成熟期轻度处理品质最优,其粗脂肪含量与粗蛋白含量较充分灌溉分别显著提高10.84%,14.90%(P0.05)。(4)苗期中度—成熟期轻度水分调亏处理产量为4 145 kg/hm~2,与对照CK处于同一水平,产量无明显降低情况,具有节水、调质作用。综合考虑食用向日葵耗水量、光合特性、品质及产量等指标,在其他生育期充分灌溉条件下,进行苗期中度—成熟期轻度水分调亏,作为当地食用向日葵节水优质最优调亏灌溉模式。     

水氮供应对棉花花铃期净光合速率及产量的调控效应

为揭示水氮供应对黑河中游边缘绿洲沙地农田棉花光合特性和产量的调控效应,采用3种灌溉水平和5种氮素水平的田间试验,研究水氮供应对花铃期棉花净光合速率及产量的影响。结果表明,在施N 0～300 kg/hm2范围内,棉花花铃期日均净光合速率和蒸腾速率均随施氮量增加而增加,超过N 300 kg/hm2时略有下降。施N 150、225、300和375 kg/hm2较不施氮处理籽棉产量分别增加33.9%、45.8%、50.9%和49.2%;灌溉水生产力分别提高33.3%、45.8%、50%和50%。3个灌溉处理间籽棉产量差异不显著,灌溉水生产力依I1（10800 m3/hm2）、I2（9450 m3/hm2）、I3（8100 m3/hm2）顺序递增。棉花花铃期净光合速率与籽棉产量、秸秆生物量、单株铃数、铃重和籽指间均存在极显著正相关关系。在黑河中游边缘绿洲沙地农田,施N 300 kg/hm2能够促进棉花花铃期净光合速率,有利于籽棉产量和水生产力的提高;与当地采用的10800 m3/hm2灌溉量相比,降低灌溉量至8100 m3/hm2不降低籽棉产量,使灌溉水的生产力提高27.5%。     

膜下滴灌调亏在提升河西绿洲洋葱产量及品质的应用

为探究膜下滴灌调亏对河西绿洲洋葱品质和产量的影响,以"红宝903"洋葱为试验材料,采用不同生育期和不同梯度调亏灌溉方式二因素随机区组试验设计,共9个处理。在每个生育期测定洋葱光合参数,收获后测定洋葱产量及品质。结果表明:(1)发叶和鳞茎膨大期水分亏缺显著降低了洋葱叶片净光合速率、蒸腾速率和胞间CO_2浓度,且降幅随水分亏缺程度加大而增大。(2)水分亏缺造成洋葱产量不同幅度降低,调亏处理中成熟期轻度水分亏缺产量最高(47 940 kg/hm~2),其次为苗期轻度水分亏缺(46 521 kg/hm~2),分别较充分灌溉降低5.93%和8.71%(P0.05)。(3)苗期轻度水分亏缺灌溉水利用效率最高(58.84 kg/m~3),成熟期轻度水分亏缺次之(52.60 kg/m~3),分别较充分灌溉显著提高36.14%和21.70%(P0.05)。(4)苗期轻度水分调亏处理的洋葱综合品质最佳,其紧实度、洋葱油、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C和丙酮酸含量较生育期充分灌溉提高3.06%,2.50%,10.40%,17.57%,4.35%和6.06%。因此,综合考虑产量、水分生产效率、产值及果实品质等指标,通过运用主成分分析法进行综合评价,表明洋葱最佳水分调控处理为苗期轻度水分胁迫,即在苗期保持土壤相对含水率70%～75%、其余生育期土壤相对含水率为80%～85%。该研究可为实现河西走廊绿洲灌区洋葱高效节水栽培和产业化发展提供理论与技术参考。     

调亏灌溉对滴灌成龄香梨果树生长及果实产量的影响

调亏灌溉对果树节水、提高果实产量和品质具有一定效果。2009-2010年,在新疆库尔勒巴州农业科学研究所进行试验,研究滴灌调亏时间及土壤水分亏缺程度对树龄24a的成龄库尔勒香梨果树生长及产量的影响。果实细胞分裂期、果实缓慢膨大期、果实细胞分裂期至缓慢膨大期,分别进行中度土壤水分亏缺与重度土壤水分亏缺灌溉。中度土壤水分亏缺的灌水量为美国A级蒸发皿蒸发量(Ep)的60%,重度土壤水分亏缺的灌水量为Ep的40%。其它时段灌水量与对照相同,为Ep的80%;对照处理整个生育期灌水量均为Ep的80%。灌溉周期为7d。结果表明,前2个生长阶段的调亏灌溉均抑制了香梨树的营养生长,提高了香梨果实产量和灌溉水利用效率。各调亏处理的夏季修剪量比对照减小了8.4%～43.2%。2a内,细胞分裂期重度调亏处理,产量分别比对照增加了15.5%和19.2%,较对照节水9.7%和8.1%;果实缓慢膨大期中度调亏处理,产量分别比对照增加了14.0%和18.0%,较对照节水13.2%和11.3%;果实细胞分裂期及果实缓慢膨大期的重度调亏处理,产量分别比对照减少了15.4%和13.2%,较对照节水34.7%和28.4%。调亏灌溉对香梨果实品质无显著影响。结果对成龄库尔勒香梨灌溉管理具有指导意义。     

调亏灌溉对冬小麦生理机制及水分利用效率的影响

在人工控制试验条件下，采用子母盆栽土培法，以冬小麦为试验材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率，而光合速率下降不明显，复水后光合速率又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，促进生殖生长。冬小麦调亏灌溉的适宜时段为三叶—返青，调亏度为40%～60%田间持水率(θ_F)，历时约55 d；平均比对照增产0.88%～8.25%，节水12.80～18.55%，水分利用效率提高15.96%～32.98%。     

调亏灌溉对夏玉米光合生理特性的影响

在移动式防雨棚下，采用子母盆栽土培法和池栽微区试验相结合的方法，以夏玉米（Zeamay L．）为材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率（Tr），而光合速率（Pn）下降不明显，复水后Pn又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，促进生殖生长。玉米节水高产的调亏灌溉指标是：调亏时段为三叶-心-拔节（七叶一心），调亏度为45％FC（Field water capacity，FC）～65％FC，历时21d；或拔节一抽穗调亏，调亏度为60％FC～65％FC，历时21d；平均比对照增产25．24％，节水15．41％，水分利用效率提高45．05％。根据3因子正交旋转组合设计综合试验资料，分别建立了经济产量（Y）及水分利用效率（WUE）数学模型。     

施氮对不同花生品种光合特性及干物质积累的影响

以花育20和花育22为植物材料,在大田栽培条件下通过一个完整的生育期,研究了不同施氮量对花生群体光合特性及干物质积累的影响。结果表明,两品种施氮处理产量、有效果数、百仁重及出仁率均显著高于不施氮处理,且产量分别在N2和N3处理达到最高,施氮量继续增加产量降低;施氮显著改善两品种的光合性能,提高茎叶及荚果干物质积累量,但两品种施氮水平分别超过N2与N3后,各指标增加不显著或略有下降;施氮显著提高花生群体光合(CAP)和呼吸速率(CR),花针期CAP、CR及CR/TCAP均随着施氮量的增加而增大,但结荚期和饱果期两品种CAP分别在N2(花育20)和N3(花育22)最高,而CR/TCAP则为最低。因此,本试验条件下,花育20与花育22分别以75kg·hm-2和112.5kg·hm-2为最适施氮量。     

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料,根据山西省洪洞县2年大田试验结果,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降,而在灌浆期较高。作物总需水量减少     

河西绿洲菘蓝生长、光合特性及品质对膜下滴灌调亏的响应

通过菘蓝的水分控制试验(2016年),研究了不同生育期不同梯度调亏灌溉对河西绿洲菘蓝生长、光合特性及产量品质的影响。试验以河西走廊中部张掖市水务局国家重点灌溉试验站为平台,甘肃农业大学中草药系自繁菘蓝种子为供试材料,采用不同生育期和不同梯度调亏灌溉方式二因素随机区组试验设计,共9个处理。在每个生育期测定菘蓝光合参数,收获后测定新鲜板蓝根产量及品质,为河西绿洲灌区合理种植和提高菘蓝产量品质及可持续发展提供理论依据。结果表明:(1)营养生长和肉质根生长期水分亏缺显著降低了菘蓝叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,且降幅随水分亏缺程度加大而增大。(2)水分亏缺造成菘蓝产量降低,调亏处理中肉质根成熟期轻度水分亏缺产量最高(7 342.05kg/hm~2),较充分灌溉降低5.32%(P0.05)。(3)苗期轻度水分亏缺水分利用效率最高(2.14kg/m~3),肉质根成熟期轻度水分亏缺次之。(4)肉质根成熟期轻度调亏处理的菘蓝综合品质最优,其菘蓝靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春含量比生育期充分灌溉提高了0.09,0.41,0.007 8mg/g,但多糖含量下降3.37mg/g。因此,综合考虑菘蓝产量、水分利用效率及品质等指标,肉质根成熟期进行轻度调亏,即该时期土壤相对含水率为60%~90%,可以作为河西走廊绿洲灌区菘蓝最优栽培灌溉的一种方式。     

不同生育期调亏滴灌对菘蓝光合特性及品质的影响

精准调亏灌溉是菘蓝高产高效的关键技术。为探究不同生育期膜下调亏滴灌对菘蓝光合特性、产量及品质的影响,于2015年在河西走廊中部张掖市凉州区民乐县益民灌溉试验站开展了菘蓝不同生育期、不同灌水量的试验研究。在保持其他生育期正常灌溉的情况下,在菘蓝的苗期、营养生长期、肉质根生长期和肉质根成熟期分别进行轻度和中度的水分胁迫处理,以全生育期的正常灌溉作为对照,测定菘蓝光合生理指标、产量和品质。结果表明,营养生长期和肉质根生长期水分亏缺显著降低了菘蓝叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,且随水分亏缺程度加大,降幅增大。苗期轻度干旱处理的菘蓝产量和水分利用效率最高,分别达到8 317.58 kg·hm~(-2)和2.68 kg·m~(-3);肉质根成熟期轻度干旱处理次之,而肉质根生长期中度干旱处理最低。肉质根成熟期中度干旱处理的菘蓝综合品质最优,其菘蓝靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春含量比生育期正常灌溉处理分别提高0.26、0.42、0.0165 mg·g-1。综合考虑产量、水分利用效率及菘蓝品质等指标,最佳菘蓝水分调控处理为肉质根成熟期轻度调亏,即肉质根成熟期土壤相对含水率为55%~80%、其余生育期土壤相对含水率为65%~100%。本研究结果为高效水管理提供了一定的理论指导。     

基于模糊算法的温室番茄调亏滴灌制度综合评判

该文研究利用改进的模糊综合评判模型在温室滴灌番茄生长、产量、品质和耗水进行综合评判的可行性。于2015和2016年在中国农业科学院新乡综合试验基地的日光温室内,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,分别在开花坐果期和成熟采摘期进行充分灌溉、轻度亏缺和中度亏缺,采用改进的模糊综合评判模型,对调亏灌溉制度温室番茄的生长指标、产量指标、耗水指标和品质指标进行综合评价。结果表明:不考虑阶段水分亏缺条件下,番茄的生长指标、产量指标和蒸发蒸腾量指标均随灌水量的增大而增大,品质指标则相反。轻度亏缺对番茄品质指标的影响较小(两者的品质综合评判指数为0.135和0.138,0.125和0.124),采摘期轻度亏缺的生长指标和产量指标的综合评判指数高于花果期轻度亏缺处理,且全生育期蒸发蒸腾量较低;花果期中度亏缺的产量指标和品质指标的综合评判指数与采摘期中度亏缺相近,但前者的总蒸发蒸腾量低于后者。因此,推荐水资源充足地区可采用在成熟采摘期轻度亏缺的灌溉模式,而水资源短缺地区采用在开花坐果期中度亏缺的灌溉模式。研究可为温室调亏滴灌制度的优化提供参考。     

水氮互作对温室黄瓜光合特征与产量的影响

在日光温室内研究了水氮互作对黄瓜叶片不同生育期光合特征与产量的影响,分析了各生育期黄瓜光合速率与产量的关系。结果表明:光合速率、蒸腾速率在盛瓜期最高,而水分利用效率则在初瓜期达最高。习惯灌水条件下,施氮量的增加有助于光合速率和蒸腾速率的提高,其中以灌水7470m3·hm-2、施氮1200kg·hm-2时(W1N1200)最高,但与灌水5190m3·hm-2、施氮600kg·hm-2时(W2N600)无显著差异;叶片水分利用效率以减量灌水、减施氮50%处理(W2N600)为最高,是习惯水氮处理(W1N1200)的1.08倍,对照(W1N0)的1.24倍。水氮互作对黄瓜产量及产量构成因素具有显著影响,其中以减量灌水30%左右、减施氮50%的处理组合(W2N600)最优,黄瓜产量最高可达17.06×104kg·hm-2。黄瓜的光合速率与产量、瓜条数、单果重之间呈二次曲线关系,其中盛瓜期的拟合方程最好。     

播期与施氮量对花生干物质、产量及氮素吸收利用的影响

[目的]在大田条件下,研究播期与施氮量对不同类型花生产量、干物质积累、氮素吸收及利用的影响,为花生高产和养分资源高效利用提供技术支撑.[方法]选择普通型大花生品种'花育22号'和高油酸花生品种'冀花16号'为材料,设3个施氮水平:0、120、240?kg/hm2?(分别表示为N0、N120、N240);4个播期:4月3...     

不同水氮条件下冬小麦生育期NDVI和光合速率的变化

在不同水氮条件下,分析了冬小麦生育期归一化植被指数(Normalized difference vegetable index:NDVI)和光合速率的变化及两者和籽粒产量的关系,结果表明:(1)灌水对拔节期与孕穗期的NDVI值以及扬花期与灌浆期的光合速率有显著影响(p<0.05);起身水+孕穗水+灌浆水处理(I3)的孕穗期NDVI值和灌浆期光合速率平均比起身水处理(I1)分别显著增高6.7%和8.0%,起身水+扬花水处理(I2)的扬花期光合速率平均比起身水处理(I1)显著增高5.5%。(2)施氮对NDVI值和光合速率的影响均达到极显著水平;0～270 kg/hm2范围内,增加施氮能显著提高拔节期NDVI值以及灌浆期光合速率,但随着生育期的推进,增加施氮对NDVI值的提高作用逐渐下降。(3)拔节期NDVI值和光合速率与冬小麦籽粒产量相关性最高,相关系数分别达到0.968和0.864。     

调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响

为探索调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响,采用盆栽玉米试验,研究了水分调亏时期和不同施氮量对玉米根区土壤硝态氮迁移动态和水氮利用的影响。结果表明：施氮量决定根区土壤硝态氮含量,各生育阶段的灌水量和养分吸收影响硝态氮的变化动态。调亏灌溉的玉米根区中、下层土壤硝态氮含量介于常规灌溉的高水和低水处理之间。抽穗期结束时根区中、下层土壤硝态氮含量与施氮量呈正相关关系。施氮量、调亏时期对干物质和全氮累积量影响显著。拔节期水分亏缺对干物质累积量影响最大,苗期水分亏缺影响次之,抽穗期水分亏缺影响最小。苗期亏水、高氮处理的水分利用效率最高。高氮处理的植株全氮累积量最大,是无氮处理的2.54～3.23倍。低氮调亏灌溉的氮肥表观利用效率都大于30%,比高氮调亏灌溉的高约6.6%。最佳的水氮组合为抽穗期亏水低氮处理。