局部根区灌溉对裸燕麦光合特征曲线及叶绿素荧光特性的影响

为探讨局部根区不同灌溉方式下裸燕麦(Avena nuda L.)光合能力下降的生理机制,采用盆栽及渗水盘供水方法,比较了交替根区灌溉(APRI)、固定根区灌溉(FPRI)和常规灌溉(CTRI)下,裸燕麦旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)、光合特征曲线及叶绿素荧光动力学特性的差异。与CTRI处理相比,局部根区灌溉(包括APRI和FPRI处理)降低了叶片SPAD值、净光合速率(P_n)和初始羧化速率(CE),但APRI处理未明显降低初始量子效率(α)、PSII最大量子效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(Ф_PSII)、电子传递效率(ETR)和光化学效率 (q_P)。在2种局部根区灌溉模式中,APRI较FPRI显著提高了叶片SPAD值(P<0.05),而且APRI的叶片最大净光合速率(P_max)、α、光饱和点(LSP)、光能利用率(LUE)、C_i/C_a、CE、CO₂饱和点(C_i,sat)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、Ф_PSII、ETR、q_P和非光化学效率(NPQ)均高于FPRI。APRI和FPRI的光合速率降低与气孔因素有关,FPRI光合速率降低还与PSII结构损伤有关;局部根区灌溉提高了裸燕麦干旱胁迫逆境下的耐受能力,APRI有利于保持更高的光合速率。     

不同沟灌方式水、氮调控对棉花产量及水分利用效率的影响

设置交替隔沟灌、常规沟灌和固定隔沟灌方式,施氮量和灌水量采用二次通用旋转组合设计进行试验,研究水、氮调控对沟灌棉花产量、水分利用效率的影响.结果表明:棉花产量与施氮量在56.2～95.2kg·hmˉ2范围内呈显著正相关,与灌水量在37.52～160.00mm范围内呈显著正相关.相同水、氮处理下交替隔沟灌与常规沟灌相比棉...     

隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应

为了探讨旱区农业高效节水新途径,于2004—2006年在甘肃石羊河流域干旱荒漠绿洲区田间,研究了常规沟灌、固定隔沟灌溉、隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应,结果表明,隔沟交替灌溉对棉花株高抑制作用较明显,而对蕾铃等生殖生长的影响较小,该技术能够调整棉花营养生长与生殖生长的关系,有效控制作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的比例和分配,优化根冠比;可以在保持相同光合速率水平下大大降低叶片蒸腾损失,提高叶片水分利用效率,使霜前花比例提高,产量水平的水分利用效率分别较常规沟灌和固定隔沟灌提高17.22%和18.59%。在西北旱区棉花上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水增产潜力。     

不同灌溉方式对茄子生长发育的影响

在日光温室中研究常规灌溉、固定灌溉、交替隔沟灌溉3种灌溉方式对茄子生长和水分利用效率的影响。结果表明：茄子生长初期,固定灌溉茄子的株高最高,常规灌溉的最低;常规灌溉茄子的叶面积最小,交替隔沟灌溉的最大;交替隔沟灌溉茄子的叶片数最多,叶绿素含量最高,常规灌溉的叶片数最少,叶绿素含量最低。生育中、后期,3种处理的叶绿素含量和叶数的变化与生长初期相似,株高是常规灌溉的最高,交替隔沟灌溉的最低。交替隔沟灌溉茄子的光合速率最高,固定灌溉最低。交替隔沟灌溉茄子的产量最高,为19.78kg,比常规灌溉和固定灌溉分别增产19.52%和25.35%。交替隔沟灌溉的水分利用率为21.98%,比常规灌溉和固定灌溉分别提高139.17%和25.39%。     

棉花根系的生长特性及其与栽培措施和产量关系的研究 Ⅱ栽培措施对棉花根系生长的影响及其与地上部和产量的关系

本文研究了灌溉、施肥量与播种期对露地棉与地膜棉根系的生长特性及其与地上部的相互作用和产量形成的影响。结果表明,生长期灌水处理棉株根系入土浅,总长度减少,未灌水处理根量在深土层明显增加;重肥处理根系入土深,深土层根量增加。灌水及重肥处理根系新根量均增加,根系伤流量增大,生理活力增强。早播棉株主根深度增加,根重增大,尤在生育前期增长明显,同时.根系建成提前,根系分布范围广。灌水、重肥与早播处理棉株根重、地上部重及籽棉产量等均增加。棉株根量与产量间存在显著相关关系,蕾期根量对产量的效应最大。     

水分胁迫及复水对绿洲膜下滴灌辣椒动态生长、产量及水分利用的影响

为了研究水分胁迫对露天膜下滴灌辣椒生长、产量形成和水分利用效率的影响,在辣椒苗期和开花坐果期均分别施加轻度水分胁迫(65%~75%田间持水量)、中度水分胁迫(55%~65%田间持水量)和重度水分胁迫(45%~55%田间持水量),全生育期充分供水处理(75%~85%田间持水量)为对照,分别测定各水分处理辣椒不同生育期末生长指标(株高、茎粗、叶面积指数和单株干物质积累量)以及青果总产量和水分利用效率,并用三次曲线模拟了辣椒各生长指标在全生育期内的动态变化过程。结果表明:三次曲线能够较好地反映不同水分处理下辣椒各生长指标随时间的动态变化。苗期和开花坐果期一定程度水分胁迫能导致辣椒在水分胁迫时段株高、茎粗和叶面积指数显著(P0.05)小于CK组,后期复水后,由于辣椒产生补偿性生长,苗期轻度和中度水分胁迫处理以及开花坐果期轻度水分胁迫处理辣椒,各生长指标增长速率在一定时间内超过CK组,最终辣椒产量和单株结果数均与CK组之间无显著差异(P0.05),且辣椒平均单果重分别比CK组显著高18.48%,22.49%,14.14%。苗期和开花坐果期水分胁迫,均能提高辣椒根冠比和果实干物质分配指数并减少辣椒全生育期灌水量和耗水量,特别是苗期中度水分胁迫处理,在不显著降低产量的情况下,灌水量和耗水量分别比CK组显著低12.36%和11.51%,且水分利用效率、灌溉水利用效率均最高,分别比CK显著高8.61%和9.66%,因此,在苗期施加中度水分胁迫,后期充分灌水是实现绿洲辣椒节水、高产和高效栽培的一种较优灌溉方式。     

高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配

在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。     

灌水频率与灌水量对南瓜耗水特征与水生产力的影响

为探讨河西地区沟灌条件下南瓜需水规律与产量效应,于2014,2015年以甜栗南瓜为试材,研究不同灌水频率和灌水量对南瓜耗水特征、产量、水分利用效率及其果实形态指标的影响。试验设置5个处理,分别为苗期灌水45 mm(T1),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水30 mm(T2),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm(T3),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水30 mm(T4),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水45 mm(CK)。结果表明,随着灌水量的增加,果径大小逐渐增加,而不同灌水频率对南瓜瓜形指数无显著影响。南瓜全生育期耗水量随着灌水频率和灌水量的增加而增加,各处理不同生育期阶段耗水量从大到小依次表现为:开花坐果期伸蔓期苗期发芽期,日耗水强度大小依次表现为:伸蔓期开花坐果期苗期发芽期。2个试验年度中,T2(2014年)和T4(2015年)处理水分利用效率分别最大,较T1和CK处理分别显著增加了14.80%,19.71%(2014年)和25.59%,1.89%(2015年)。T2、T3、T4和CK处理的产量分别较T1处理显著增加了24.59%,29.75%,23.07%,21.20%(2014年)和39.81%,55.22%,71.85%,74.93%(2015年)。通过回归分析,表明在河西绿洲灌溉条件下南瓜产量、水分利用效率与耗水量均呈二次抛物线关系。因此,南瓜伸蔓期和开花坐果期为南瓜需水关键期,在该生育期内适度灌水可显著提高南瓜产量和水分利用效率。     

半根水分胁迫下苹果幼苗根系生长及水分状况研究

采用分根半根固定胁迫和半根交替胁迫的方法,研究了轻度（10%PEG）、中度（20% PEG）和重度（30%PEG）水分胁迫对平邑甜茶（Malus hupehensis）水培苗根系活力、根水势和叶片相对含水量的影响,结果表明：分根半根固定胁迫能有效地维持叶片含水量,增加未受胁迫半根的根干重、根表面积、根系活力和根水势,其保水效果优于分根半根交替胁迫处理。分根半根固定胁迫受水分胁迫的一半根（固干）的所有参数在整个胁迫过程中均显著高于全根受胁迫的根系;同时分根半根固定胁迫的叶片含水量和水势又高于交替分根胁迫的叶片含水量和水势,说明半根胁迫能在一定程度上发挥根系的高效吸水作用,提高叶水势,有利于植株保持良好的水分状况。     

灌溉制度对机采棉生长、产量及品质的影响

1膜2管6行是新疆机采棉的主要种植模式。为确定该模式适宜的灌溉制度,采用田间试验研究了灌溉频率(F5、F8)与灌水定额(I80、I60和I40)对棉花生长、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,高频高定额(F5I80)与高频中定额(F5I60)灌溉可有效降低棉花株高,增加叶面积指数,提高蕾铃生物量在地上部中的比例。灌溉频率相同时,灌水量过高与过低均不利于棉花增产;灌水定额相同时,高频(F5)较低频(F8)灌溉增产0.59%~1.56%。灌溉制度对棉花纤维品质无显著影响。灌水定额显著影响棉花耗水量及水分利用效率,而灌溉频率对二者影响不显著。研究认为高频(F5)和中灌溉定额(I60)是南疆地区机采棉种植模式适宜的灌溉制度,即在全生育期内灌水12次,灌溉定额300 mm左右。     

固定根区水分胁迫下氮形态对玉米幼苗水分利用的调节与作用机制

摘 要：为研究固定根区水分胁迫下氮形态对玉米幼苗水分利用的调节与作用机制,本文采用分根装置,向一侧加入聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫,分两次收获植株测定木质部水分运输速率、生理水分利用效率以及不同部位脱落酸含量等指标,并在第7天测定叶片及根系解剖结构。氮设三种形态（NH4+-N;NO3--N;50% NO3--N+50% NH4+-N）,两侧根室均匀供应。结果发现固定根区水分胁迫下,随着胁迫时间延长,混合氮处理能相对维持植株较高的水分运输速率;叶肉和叶片厚度大,导管数目较多,直径较大,有利于促进水分吸收与运输,适应水分胁迫。而NH4+-N对木质部汁液pH及ABA的调节作用较强,各部位ABA浓度高于其他两个氮形态;在胁迫后期NH4+-N供应的植株木质部汁液pH值增加,从而更有利于调节蒸腾作用,提高水分利用效率。     

Yield response and N-fertiliser recovery of tomato grown under deficit irrigation

In search of new innovations for saving irrigation water, fruit yield response and N-fertiliser recovery of greenhouse grown spring-planted tomato (Lycopersicon esculentum Mill., cv. F1 Fantastic) were assessed as influenced by deficit irrigation, imposed using either conventional deficit irrigation (DI) or partial root drying (PRD). Three irrigation treatments were tested: (1) FULL, control treatment where the full amount of irrigation water, which was measured using Class-A pan evaporation data, was applied uniformly on the two halves of plant-root zone; (2) PRD, 50% deficit irrigation in which wetted and partially dry halves of the root-zone were interchanged every irrigation; (3) DI, conventional deficit irrigation maintained at 50% deficit, compared to FULL irrigation, with water applied on the both halves of the root-zone. During a growth period of 153 days, the highest fruit yield of 145.4 t ha⁻¹ was measured under FULL irrigation treatment, which was followed by PRD and DI treatments with statistically lower (P ≤ 0.01) yields of 114.6 and 103.4 t ha⁻¹, respectively. Irrigation water use efficiencies (IWUE) of both deficit treatments were significantly (P ≤ 0.01) higher (52.7% for PRD and 38.3% for DI) compared to FULL irrigation. Nitrogen-fertiliser recovery was over 70%, with no significant difference among the irrigation treatments. Both deficit treatments (DI and PRD) showed lower values of leaf water potential, photosynthetic rate and stomatal conductance compared to FULL irrigation. Before irrigation, xylem-sap abscisic acid (ABA) concentrations were 28% and 38% higher under water-stressed deficit treatments DI0 and PRD, respectively, compared to FULL irrigation, and the high ABA concentrations was maintained only under PRD effect, following irrigation. The results of this work suggest that PRD practices can be viable and advantageous compared to conventional techniques to minimise crop-yield reductions during deficit irrigation.     

作物对干旱胁迫的响应机制及提高作物抗旱能力的调控措施研究进展

干旱是影响作物生长发育和产量的最主要非生物胁迫之一,在气候变化背景下,作物遭受干旱胁迫的风险越来越大。为了应对干旱,作物表现出一系列的抵御机制,包括形态特征和生理生化（抗氧化酶、渗透调节物质、内源激素）特性改变。本研究从上述2个方面总结了作物对干旱胁迫的响应机制,并对提高作物抗旱能力的调控措施进行了论述,主要包括：（1）筛选抗旱性品种,促进对深层土壤贮水的吸收利用;（2）地面覆盖,有利于降低土壤蒸发,增加土壤含水量;（3）节水灌溉技术,如微喷灌、滴灌等灌溉方式能实现少量多次灌溉,根区局部灌溉有利于调节气孔关闭,减少奢侈蒸腾,降低土壤蒸发;（4）抗蒸腾剂,在作物枝干及叶面表层形成超薄透光的保护膜,抑制作物水分过度蒸腾;（5）植物生长调节剂,调控植物生理代谢,增强抗旱性;（6）纳米肥料,改变作物生理生化反应,促进植株生长发育;（7）生物炭,有利于土壤通气保水,改善土壤的物理性质和土壤的持水能力。本研究系统地对以上7种措施提高作物抗旱能力的作用机理、应用前景及存在问题进行了论述,以期为应对干旱胁迫提供理论依据和技术参考。     

局部灌水条件下不同根区在作物吸水中的作用

采用分根装置,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,分期测定玉米的耗水量、两个1/2根区及整个根区的土—根系统水分传导与土壤含水量,研究各个根区在作物水分吸收中的作用。结果表明,3种灌水方式下,玉米耗水量与全部根区和灌水区土-根系统水分传导间均存在密切的正相关关系。均匀灌水条件下,1/2根区水分传导约占全部根区水分传导的一半;固定灌水条件下,灌水区占全部根区水分传导的比例远大于非灌水区,与全部根区接近。交替灌水条件下,两个根区对全部根区水分传导的贡献呈交替变化,其非灌水区占全部根区水分传导的比例较之固定灌水明显增大。全部根区土-根系统水分传导与灌水区土壤含水量明显相关,灌水区土壤含水量决定了整株作物的水分吸收情况。交替灌水的非灌水区从土壤到根系仍有一定的水分传输作用,而固定灌水的非灌水区使全部根区的土—根系统水分传导降低。     

苹果不同生育期根系分区灌水的生理效应研究

根系分区灌水是一种新型灌水技术,在不影响产量的前提下能够提高水分利用效率。通过春梢生长期、春梢停长期、秋梢生长期苹果根系分区灌水试验,研究了不同生育期1/4、2/4、3/4根系体积灌水对苹果植株水分状况、生长习性和叶片Pn、Tr、Gs、WUE等生理指标的影响。结果表明,春梢生长期1/4根系体积灌水即可满足植株的水分需求,而春梢停长期、秋梢生长期需要2/4根系灌水;减小灌水根系体积后,新梢和叶片生长被抑制,叶片Pn、Tr、Gs降低,由于Tr较Pn下降幅度大,WUE明显提高。     

番茄滴灌水氮耦合效应与模式研究

为探明番茄高产优质高效生产的灌溉施肥制度和最优水氮耦合模式,开展了不同滴灌水氮耦合方式对番茄产量、品质和水氮利用的影响的田间试验.结果 表明:与F0W0(土施100％N肥基肥,降雨+补充滴灌灌水)相比,F2W2(交替滴灌方式施用100％N肥和80％常规灌水量)、F3W2(土施40％ N肥-基肥-交替滴灌方式追施60％N...     

不同灌溉施肥方式对马铃薯产量和养分吸收的影响

作为世界第四大粮食作物,提高马铃薯产量和水肥资源的利用率,对于满足人们粮食需求和生态环境可持续发展意义重大。为了探索一种高效的马铃薯灌溉施肥的方法,通过田间试验,研究了不同灌溉方式（滴灌、微喷灌和大水漫灌）和施肥量(525、600、675、750 kg/hm2)对马铃薯产量和水肥资源利用的影响。结果表明,与传统处理相比,滴灌处理使提高马铃薯出苗成活率显著提高10%;在相同施肥的情况下,滴灌处理提高马铃薯产量和偏生产力;在不影响产量的前提下,滴灌处理达到了节水37%,节肥55%的效果。综上可见滴灌对提高马铃薯产量和资源利用率都有积极意义。     

Effects of Root Zone Temperature on Root Activity of Two Potato (Solanum tuberosum L.) Clones with Different Adaptation to High Temperature

Under controlled environmental conditions, the effect of optimal (20 °C) and supraoptimal (30 °C) root-zone temperature on root activity (respiration, soluble sugar content, ethylene release, nitrogen uptake and translocation) was studied in water culture with two potato clones differing in the heat tolerance of their root systems. Root respiration was little affected by raising temperature from 20 °C to 30 °C. However, in both clones assimilate allocation to the roots was strongly depressed. In the heat sensitive clone LT-1 exposed to 30 °C root-zone temperature, concentrations of soluble sugars in the apical root zone (0–10 mm) increased with time, presumably as a result of the cessation of root growth. The rate of nitrate absorption was not significantly affected by root-zone temperature. However, the export of nitrogen (xylem exudate) was depressed in the heat tolerant clone whereas in the heat sensitive clone the export of total nitrogen and the proportion of nitrate increased. No effect of root-zone temperature on ethylene release was observed in our experiments.