膜下滴灌调亏辣椒产量构成要素及水分生产函数研究

为了研究不同生育期水分亏缺对膜下滴灌辣椒生长、产量和水分利用效率的影响,在辣椒苗期和开花坐果期对辣椒均分别进行轻度(65%~75%Field capacity,FC)和中度(55%~65%FC)水分调亏,在盛果期和后果期进行轻度水分调亏,以全生育期充分供水处理(75%~85%FC)为对照。同时构建辣椒Jensen模型水分生产函数并求解。研究结果表明,对照处理辣椒青果总产量最大,为36 203. 90 kg/hm2,苗期轻度和中度水分调亏以及后果期轻度水分调亏对辣椒青果总产量无显著影响(P 0. 05),其余水分调亏处理辣椒总产量比对照显著减少10. 45%~13. 32%。盛果期轻度水分调亏和后果期轻度水分调亏使水分调亏时段的辣椒青果含水率分别比对照显著降低5. 75,5. 83个百分点(P 0. 05)。各水分处理辣椒灌溉水利用效率(IWUE)和水分利用效率(WUE)相差不大,苗期中度水分调亏以及后果期轻度水分调亏处理的辣椒WUE分别比CK显著增加11. 63%和9. 41%。由求解得的Jensen辣椒水分生产函数可知,辣椒开花坐果期水分敏感指数最大,为0. 517。因此,开花坐果期是辣椒的需水临界期,此生育期缺水对辣椒产量影响较大,为保证辣椒高产,应充分供水(75%~85%FC)。     

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。     

膜下滴灌调亏对绿洲马铃薯生物量分配、产量和水分利用效率的影响

为了确立河西走廊干旱半干旱绿洲农业马铃薯科学种植的最佳灌溉策略,通过大田试验研究了调亏灌溉对绿洲膜下滴灌马铃薯全生育期不同器官生物量分配、产量和水分利用的影响。根据马铃薯不同生育期进行不同程度的水分调亏设5个水分调亏处理和1个对照,分别为块茎形成期轻度(55%~65%田间持水量,FC,Field capacity)水分调亏处理WD1,块茎膨大期轻度(55%~65%FC)水分调亏处理WD2,淀粉积累期轻度(55%~65%FC)调亏处理WD3,块茎形成期中度(45%~55%FC)调亏处理WD4,膨大期中度(45%~55%FC)水分调亏处理WD5及全生育期充分(65%~75%)供水对照CK。研究结果表明:不同生育期水分调亏均可导致马铃薯茎、叶干质量降低,块茎干质量在整个生育期呈逐步上升趋势,块茎形成期调亏处理复水后各器官干质量明显增大,块茎膨大期调亏处理复水后块茎干质量增长缓慢,茎和叶干质量开始下降。块茎形成期轻度水分调亏和中度水分调亏对马铃薯产量影响较小,而块茎膨大期水分调亏对马铃薯薯块产量影响较大,调亏程度越大,减产越严重。马铃薯不同生育期水分调亏对阶段耗水量影响较大,调亏程度越大,耗水量较充分灌溉差异越显著(P0.05)。块茎形成期轻度调亏处理(WD1)水分利用效率最高,比全生育期充分供水处理(CK)、淀粉积累期轻度调亏处理(WD3)和块茎膨大期中度调亏处理(WD5)分别提高14.3%,30.00%,38.00%。因此,马铃薯膜下滴灌调亏可影响各器官干物质质量,有利于水分利用效率的提高。且相较于全生育期充分供水处理CK,块茎形成期轻度调亏在产量略有降低(降低5.30%)的情况下能够显著性提高水分利用效率(提高14.3%)和灌溉水分利用效率(提高18.51%)。     

西藏河谷农区灌水和中后期降雨对高产青稞耗水量与产量的影响

利用盆栽试验研究人工灌水及雨水对西藏河谷农区高产青稞耗水特性及产量的影响。试验材料为西藏青稞品种 ‘藏青 25’ , 水分处理 8个： 全生育期正常水分、 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫和重度水分胁迫理, 以及灌浆前正常水分、 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫和重度水分胁迫处理后灌浆期以后雨水灌溉。试验结果表明, 土壤含水量越大, 青稞耗水量越大, 拔节期及灌浆期是青稞耗水量最大的时期。全生育期土壤水分胁迫会降低青稞的生物量及产量, 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫、 重度水分胁迫与正常水分处理相比生物量下降了 29.9%、 41.7%、 47.6%, 单株产量下降了 15.8%、 43.7%、 57.2%。但前期水分胁迫灌浆期后雨水灌溉对青稞的生长受到促进, 生物量和产量增大, 与长期水分胁迫相比生物量增长了 13%、 75.8%、 128.1%、 157.8%, 产量增长了 42.8%、 84%、 201.6%和 269.5%。雨水灌溉在后期对青稞进行了补偿生长, 水分利用率也相应提高。因此, 在适当的水分胁迫 （50%~65%土壤田间持水量） 下, 利用雨水补充灌溉, 可以提高西藏高产青稞 ‘藏青25’ 的水分利用率, 增加产量。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

玉米秸秆基纤维素保水剂对土壤持水性能及冬小麦根系生长的影响

为探讨自制的玉米秸秆基纤维素保水剂(SAP)在农业生产上的应用潜力,利用扫描电镜表征了SAP吸水前后形貌变化,探究了SAP施用量对土壤持水性能和不同程度水分胁迫下冬小麦根系生长的影响。结果表明：SAP在土壤中吸水膨胀后降低了土壤容重,土壤最大水分含量较不施SAP显著提高19.1%~67.6%,同时降低了前3天土壤水分蒸发速率。轻度（60%~70%田间持水量）和中度（40%~50%田间持水量）水分胁迫下,施用0.4% w/w SAP处理冬小麦总根长提高15.9%和24.7%,根系活力提高29.6%和43.5%,但充足供水（75%~90%田间持水量）时施用SAP对冬小麦根系活力无显著影响。因此,玉米秸秆基纤维素保水剂施入土壤后能够改善土壤持水性能,从而缓解水分胁迫对冬小麦根系生长的抑制效应。     

不同生育期调亏滴灌对绿洲马铃薯产量、品质及水分利用效率的影响

为了探讨河西绿洲地区水分处理对膜下滴灌马铃薯生长动态、耗水特征、品质、产量和水分利用效率的影响,以青薯168为试验材料进行大田试验,分别在马铃薯不同生育期设置轻度和中度水分亏缺,测定马铃薯株高、叶面积、产量及薯块有机质含量等指标。结果表明:与充分灌溉CK比较,块茎形成期轻度(WD3)水分处理马铃薯未显著降低产量,而水分利用效率和商品薯率分别提高22.07%,10.09百分点,薯块干物质、蛋白质、淀粉及还原糖含量均未显著性降低,但串薯比例比CK增高达8.20百分点;块茎膨大期进行轻度(WD5)和中度(WD6)水分处理均造成马铃薯显著减产(P0.05),分别降低15.77%,18.93%,同时不利于薯块内有机物的积累,使薯块干物质、蛋白质和还原糖含量分别降低1.62百分点,28.50%,34.38%和3.38百分点,24.35%,46.88%;淀粉积累期轻度(WD7)和中度(WD8)水分处理对产量影响较小,但WD7处理使马铃薯商品薯率增高8.61百分点,薯块蛋白质和还原糖含量分别比CK增高3.11%和15.63%,但未使水分利用效率显著提高。因此,追求马铃薯较高的产量和水分利用效率,在块茎形成期轻度水分处理为最佳的灌水策略,而获得马铃薯较高品质,淀粉积累期轻度水分处理最佳。     

干旱胁迫对土壤水分动态及玉米水分利用效率影响研究

为研究干旱胁迫效应下土壤的水分动态及玉米水分利用效率,设置干旱胁迫处理和正常灌水处理2种模式,比较不同处理下土壤的水分特征、耗水规律和水分利用效率。结果表明：作物进入拔节期以后,干旱胁迫效应明显,土壤水分开始显著低于正常灌水处理;灌溉后的作物耗水量显著高于干旱胁迫处理,灌溉是影响研究区域玉米生长水分条件的主要因素,玉米进入生殖生长阶段后灌水较不灌水处理的日耗水量增长幅度达到了1.4~7.0倍;干旱胁迫对玉米产量造成严重影响,产量下降54.6%,但是水分利用效率较正常灌水处理高27.3%。     

贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组（CK）,在轻度（土壤田间持水量为70%,LD）、中度（60%,MD）、重度（40%,SD）和特重（20%,TD）胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率（P_n）表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率（A_max）、表观量子效率（Q）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大（除LD和TD处理外）。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫（田间持水量60%~     

水分胁迫对冬小麦抗性物质可溶性糖与脯氨酸的影响

利用盆栽方法,通过人工调控土壤含水率,设置轻度T1（相对含水率65%~70%）、中度T2（相对含水率55%~60%）和重度T3（相对含水率45%~50%）三个水分胁迫水平,研究不同生育期水分胁迫对冬小麦脯氨酸和可溶性糖含量的变化。通过测定与分析,认为冬小麦旗叶可溶性糖和脯氨酸含量的变化与水分胁迫密切相关,是保障冬小麦在干旱条件下正常生长的抗性物质。轻度水分胁迫对可溶性糖的影响主要集中在生长前期,中度和重度水分胁迫全生育期可显著提高可溶性糖含量,特别是乳熟期,中度和重度水分处理分别比CK增加78.6%和144.0%,因此可溶性糖可能是对种子成熟有特别作用的抗性物质。水分胁迫加强游离脯氨酸含量显著增加,说明脯氨酸也是重要的抵抗干旱的活性物质。在冬小麦全生育期中,开花期脯氨酸含量比正常含量高1倍左右,说明脯氨酸可能是保障正常开花的活性物质。     

土壤水分下限对番茄光合速率、品质及产量的影响

通过盆栽试验,研究了土壤水分下限对番茄苗期、初花期和结果期的光合速率、蒸腾速率及果实品质、产量和水分利用效率的影响,试验结果表明,当土壤水分下限控制在苗期45%、初花期55%、结果期75%田间持水量范围内,可以提高果实品质,获得较高的产量和水分利用效率。     

沙漠绿洲隔沟交替灌溉辣椒的耗水特征及作物系数研究

为研究交替灌溉条件下辣椒的作物系数及土壤水分变化,用水量平衡法测定辣椒各生育期耗水量及土壤水分动态,实测得到辣椒各生育期的作物系数,并将作物系数与辣椒叶面积指数回归分析,研究隔沟交替灌溉辣椒各生育期的耗水特征及作物系数。结果表明,辣椒结果盛期是耗水量最大的时期,在辣椒定植—坐果期和结果末期交替灌溉处理作物的总耗水量与对照无显著差异,但结果盛期交替灌溉的总耗水量显著减少。辣椒交替灌溉下0~60 cm土层是土壤含水量变化活跃层。交替灌溉对辣椒的作物系数有显著影响,且随亏水程度的增大作物系数减小,‘美国红’的作物系数小于‘陇椒2号’。辣椒叶面积指数与作物系数呈显著的线性正相关。     

陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究

采用大田试验与实验室分析相结合的方法,研究了集雨限灌对旱作马铃薯田蒸散量、灌水利用率、产量、产量性状及薯块品质的影响。结果表明,集雨限灌45 mm条件下马铃薯水分利用效率(WUE)显著提高,在此基础上增加灌水量,WUE降低;苗期限灌处理的WUE和灌水利用效率(IWUE)均高于薯块膨大期;苗期限灌45 mm处理综合用水效率较高。限灌可提高旱作马铃薯产量、大薯率与中薯率,降低小薯率,苗期限灌有利于大薯率的提高,薯块膨大期限灌有利于中薯率的提高;限灌降低马铃薯单株结薯数,可提高单株薯产量;超过45 mm随限灌量的增加,产量增加不显著,绿薯率和烂熟率显著增加。限灌能降低马铃薯薯块淀粉含量,提高薯块蛋白质含量。苗期限灌45 mm为半干旱区马铃薯最佳集雨限灌模式。     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

推迟拔节水及其灌水量对小麦耗水量和耗水来源及农田蒸散量的影响

于2007-2008和2008-2009小麦生长季, 以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料, 采用测墒补灌的方法, 研究推迟拔节水及不同灌水水平对冬小麦耗水量、耗水来源、单位土地面积上旗叶叶面积和蒸腾速率、株间蒸发量、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明, 测墒补灌后0~140 cm土层能够达到目标含水量。相同补灌时期, 随补灌水平的提高, 拔节至开花阶段日耗水量增大, 0~120 cm土层贮水消耗量减小, 生育期总灌水量和田间耗水量增加, 土壤贮水消耗量先增加后减小, 土壤贮水消耗量和降水量占田间耗水量的比例降低。相同补灌水平, 由拔节期推迟至拔节后10 d补灌则麦田日耗水量减小, 挑旗期日耗水量增大, 拔节至开花阶段80~120 cm土层土壤贮水消耗量增加, 生育期总灌水量和田间耗水量亦增加, 降水量、灌水量和土壤贮水消耗量占田间耗水量的比例不变; 灌浆初期单位土地面积上旗叶叶面积和蒸腾速率降低, 株间蒸发量增加; 公顷穗数降低, 穗粒数、千粒重、籽粒产量、水分利用效率和灌水生产效率增加。本试验条件下, 在拔节后10 d补灌至0~140 cm土层平均土壤相对含水量为75%, 开花期补灌至70% (2007-2008年度)是兼顾节水、高产的最优处理。     

澳洲坚果耗水规律及灌溉制度研究

为了给澳洲坚果在干旱地区进行抗旱节水生态园的建设提供理论依据。通过田间不同的灌水处理试验,研究澳洲坚果的耗水规律及耗水量与产量关系。研究结果表明：开花座果期、果实膨大期和果实油份积累期是澳洲坚果需水的关键期。其耗水量与产量不是无穷的简单的直线关系,并不是耗水量越大,产量越大。适宜的生育期灌溉定额为2806.09 mm,开花座果期54.22 mm,果实膨大期 104.47 mm和果实油份积累期226.69 mm。开花座果期灌水周期为10 d/次,果实膨大期和果实油份积累期为8 d/次。在澳洲坚果需水的关键期合理匹配水资源是实现澳洲坚果高产优质的基础和关键。     

Effects of Water Deficit on the Dynamics of Flowering and Fruit Production in Capsicum chinense Jacq in a Tropical Semiarid Region of Venezuela

The degree of crop sensitivity to water deficit, during the different developmental stages of a plant, is an important aspect to consider in tropical semiarid regions. The effect of water deficit on flowering dynamics and fruit production of sweet pepper (Capsicum chinense) was evaluated under several water regimes, during three consecutive years. A complete randomized block design with three replicates was employed. Flowering dynamics and fruit production were measured weekly, and water potentials were obtained twice during the experiments. For all years, flowering began at approximately 70 days after transplanting. In the most favourable year (trial 1996), there were no differences in total flower and fruit production in terms of irrigation frequency. For the other less favourable years, flowering and fruit production were significantly different between irrigation frequencies. Our results show that low water availability, prior to flowering, reduces the number of flowers produced and retards the occurrence of maximum flowering. On the other hand, a water deficit during the period between flowering and fruit development reduces final fruit production. This suggests that a water deficit during this last stage affects final yield to a greater extent.     

地下水位对油菜生长及产量的影响

长江流域油菜生产主要采用水稻油菜轮作种植模式,地下水位高,易产生湿害。本试验采用PVC筒,在油菜4个生育期分别进行0、30、60和90 cm的地下水位处理,然后恢复至60 cm水位,比较2个耐渍性不同的油菜品系在不同生育期、不同水位条件下的生长状况及产量,从而确定油菜各生育阶段的适宜地下水位,为南方稻茬油菜排水降湿管理提供依据。试验结果表明: (1)地下水位高低影响了油菜的根系发育、地上部生长及产量形成;(2)就产量而言,各生育期对水分的敏感性依次为蕾薹期、花期﹥苗期、角果发育成熟期;(3)油菜苗期适宜地下水位为30~90 cm,蕾薹期、花期为30~60 cm,角果发育成熟期为30~90 cm;(4)就全生育期而言,即使选用耐渍性较弱的品种,地下水位控制在30~60 cm时能满足油菜生长发育及产量形成需求。     

基于TOPSIS黄淮海平原井灌区冬小麦调亏灌溉的多目标优化

为探寻黄淮海平原井灌区冬小麦适宜的调亏灌溉控制指标,通过3季（2015-2017年）不同灌水下限与灌水定额（30、60、90、120和180mm）2因素组合试验,研究调亏灌溉对冬小麦产量及作物水分利用效率的影响。灌水下限分别为：轻旱（LD）,冬小麦苗期至返青期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期田间持水量分别为田间持水量（field capacity,FC）的50%、55%、60%和50%;中旱（MD）,冬小麦苗期至返青期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期田间持水量分别为田间持水量的40%、50%、55%和45%。研究结果表明,随灌水定额的增加,产量呈先增加后下降趋势,水分利用效率呈下降趋势。90mm灌水定额下,随灌水下限的增加,冬小麦产量呈增加趋势。基于CRITIC赋权的TOPSIS法构建冬小麦综合效益多目标优化模型获得的结果与产量和作物水分利用效率分析法获得的结论具有一致性,均表明LD60处理最优。综合考虑,为实现本地区冬小麦稳产与水资源高效利用的双重目标,冬小麦适宜采用轻旱胁迫下灌水定额为60mm的调亏灌溉控制指标。本结论可为黄淮海平原井灌区冬小麦的管理提供科学依据。