土壤水分对免耕水稻生长与产量的影响

【目的】研究土壤水分对免耕水稻生长和产量的影响,以期为免耕水稻节水栽培土壤水分调控指标的优选提供依据.【方法】2013年早季和晚季,以吉优716为试验材料进行盆栽试验.设3种土壤水分条件:水稻全生育期土壤水分含量保持田间最大持水量的95%~100%、80%~85%、65%~70%(分别用W100、W85、W70表示).【结果和结论】W70处理免耕水稻产量、生物量和收获指数均显著低于W100与W85处理.W70处理产量降低的直接原因是穗变小和结实率下降.W70处理土壤水分显著抑制了生物量积累和物质转运.水稻分蘖数随土壤水分下降而下降,分蘖盛期各处理间差异达显著水平,最终分蘖数各处理间差异不显著.水稻株高均随着土壤水分的降低而降低,差异达显著水平.拔节期水稻上部3片完整叶(上三叶)的叶面积、叶长和叶宽均随着土壤含水量的降低而降低,水分亏缺首先影响叶宽,其次为叶长,进而使叶面积降低.免耕水稻抽穗期W70处理上三叶叶面积、叶长和叶宽均显著降低.因此,免耕水稻节水栽培中,土壤水分应不低于最大田间持水量的70%为宜.     

盐胁迫和温度对桑树种子萌发及幼苗生长的影响

以16年生桑树种子为试验材料,研究了不同NaCl浓度和温度对种子萌发、幼苗生长及根系生长的影响。结果表明:随盐浓度增加,发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗干质量、根干质量和根冠比、根长和根表面积降低,平均发芽时间和根平均直径增加。随温度的上升,发芽率和发芽指数逐渐升高,平均发芽时间变小,但幼苗生物量、根系生物量、根冠比、根长和根表面积都是先增加再降低,30℃时最大。NaCl浓度和温度在平均发芽时间、根系生物量和根冠比上有着显著的交互作用,适度的高温缓解了桑树种子萌发时的盐胁迫程度。幼苗生物量与根系生物量、根冠比、根长和根表面积成极显著正相关,根系生长是反应幼苗受胁迫的敏感指标。     

滴水量对新疆水稻不同类型品种根系特征、产量及水分利用效率的影响

为提高水稻产量和水分利用效率，以抗旱性不同的2个水稻品种T-43（常规早粳抗旱型水稻）和新稻1号（常规早粳旱敏型水稻）为试验材料，设置W1 （115.44 L/盆）、W2（98.12 L/盆）、W3（83.41 L/盆）3个滴水量处理，研究抽穗期和抽穗后20 d不同滴水量对水稻根系形态、分布、根冠比、产量和水分利用效率的影响。结果显示，W1处理下，抽穗后20 d各土层T-43品种根长密度（RLD）、根表面积密度（SAD）、根体积密度（RVD）较W2、W3处理分别提高了22.8%和33.1%、21.8%和37.7%、27.7%和32.8%，新稻1号则分别增加80.2%和53.2%、63.3%和88.9%、95.0%和32.3%。W2处理下，抽穗期T-43 RLD和SAD的β值较W1处理分别提高了0.4%、1.7%，新稻1号则分别增加0.3%、1.1%，其中抗旱型品种T-43在0~40 cm 根长密度（RLD）及比根长（SRL）较其他处理增加了1.2%~55.2%，1.6%~29%；在40~60 cm 根表面积密度（SAD）、根干质量 （RDW） 和平均直径（AvgDiam）分别增加了7.2%~13.8%、1.9%~3.0%、8.8%~9.4%，从而维持了T-43在滴水量比W1处理少17.32 L/盆的W2处理下，产量及其构成因子与W1差异不显著，WUE提高4.5%，而新稻1号随滴水量的减少产量及WUE分别降低了28.3%~79.8%和15.2%~71.7%。相关性分析显示，水稻0~20 cm浅层根系各形态指标与产量、产量构成因子及WUE存在显著或极显著正相关，且大于20~60 cm深层根系。综上，水稻根系形态学指标与产量、WUE间存在密切的相关性；通过适当减少滴水量 （15%左右） 调控作物浅层根系分布情况，促进抽穗后20 d根系发育，在不显著影响产量的前提下提高了水分利用效率；在生产上还应根据水稻品种对水分响应特性的不同制定合理的灌溉制度，以达到更高经济效益。     

种植方式对北方粳稻根系特征及产量的影响

以10个粳稻品种为材料,对水稻直播、移栽不同种植方式下的根系形态特征进行了比较研究。结果表明,拔节期、抽穗期单茎根干物质量和群体根干物质量都是移栽种植高于直播种植;拔节期,抽穗期、成熟期的单茎地上部干物质量、群体地上部干物质量都是移栽种植高于直播种植,但根冠比正好相反。无论在拔节期、抽穗期还是成熟期,0~10 cm土层内根系干质量占根系总干质量的比例直播种植高于移栽种植。产量构成因素比较结果表明,有效穗数、结实率直播种植显著高于育苗移栽,每穗颖花数正好相反,千粒质量变化不大。移栽种植的每穗颖花数、产量较直播种植平均分别提高20.1%、7.4%,但移栽种植的有效穗数、结实率较直播种植的平均分别降低9.2%、2.8%。     

干湿交替灌溉提高水稻产量

研究了水分管理对免耕水稻根系生长和产量的影响。结果表明,干湿交替灌溉对根系的伸长、生长、生理及分布具有较大影响,水稻各生育期干湿交替灌溉处理水稻单株根干质量、单株生物量、根半径、根表面积、总根数、根系活力超氧化物歧化酶活性均显著高于淹水淹灌干湿交替灌溉处理实收产     

水氮耦合对棉花幼苗根冠生长和水分利用效率的影响

为明确节水灌溉条件下配施氮肥提高水分利用效率(WUE)的可行性,采用分根交替灌溉(APRI)和常规供水(NI)的方式分别培养棉花幼苗,同时配施不同水平氮素(高氮200 kg/hm~2、中氮120 kg/hm~2、低氮80 kg/hm~2),研究了干旱胁迫后棉花幼苗生长、光合作用、根系形态、根冠生物量、瞬时和生物量水分利用效率(WUEi和WUEb)等的变化。结果表明:干旱胁迫显著降低了棉花幼苗的株高、叶面积、光合作用参数[净光合作用速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)]、蒸腾耗水量和根冠生物量,但显著增加了棉花幼苗的根冠比、根系长度(总根长和直径2 mm的细根长度)和根系表面积;同时干旱处理也显著增大了WUEi和WUEb。与正常施氮(中氮处理)相比,增施氮肥促进了棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、蒸腾耗水量以及根冠生物量、总根长、根系表面积等的增大,显著降低了WUEi但未改变NI处理的WUEb;减施氮肥则加大了干旱对棉花幼苗生长、光合作用能力和根冠生物量积累的抑制程度,但在干旱条件下提高了WUEi和WUEb。与NI处理相比,APRI处理的棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、根冠生物量、总根长和根系表面积增加,蒸腾耗水量减少,WUEi和WUEb增加。综上,APRI配施氮肥处理可以减轻干旱对棉花幼苗生长和根系形态的抑制程度,并提高WUE;虽然在干旱条件下APRI配施低氮处理具有最大的WUE,但APRI配施高氮处理棉花幼苗的根冠生长最好。     

水稻根系在根袋处理条件下对不同光照强度的反应

选择品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过而根系不能穿过的根袋[根袋d分别为3、4、5 cm,h为 25 cm],通过水培试验研究水稻根系在根袋处理后对不同光照强度条件的反应.结果表明,在相同光照水平条件下,不同根袋处理对植株地上部干物质积累和茎鞘贮存性碳水化合物含量无显著影响,而对地下部影响较大.根袋处理后根质量和根冠比明显降低,而且根袋越小,降低得越严重.而遮阴处理无论是抽穗期还是成熟期根系和地上部干物质积累明显下降,根系体积降低,叶片叶绿素含量降低.遮阴70%处理后无论是抽穗期还是成熟期,较大根袋处理(d=5 cm)的根系吸收能力均比不套根袋处理有提高的趋势,其中在抽穗期根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积分别增加57.7%、26.0%和41.5%,成熟期活跃吸收面积、活跃吸收面积所占比例分别增加74.1%、58.2%,均达显著水平.     

种植密度对南疆匀播冬小麦根系时空分布的影响

为明确匀播冬小麦根系对种植密度的响应,以多穗型冬小麦品种新冬22号为材料,设置了123万、156万、204万、278万、400万株/hm2共5个种植密度,研究了根长密度、根表面积、根系直径、根干质量密度时空分布.结果表明,新冬22号根长密度、根系表面积、根干质量密度均在抽穗期达到最大值,均呈先增加后降低的趋势,越冬期123万株/hm2处理的根长密度、根表面积和根干质量密度均大于其他处理.拔节期、抽穗期、成熟期根长密度、根表面积均由高到低依次为156万株/hm2处理、204万株/hm2处理、123万株/hm2处理、278万株/hm2处理、400万株/hm2处理.5种不同密度处理下0～60 cm土层根系分布最多,占总根长的95.13％～97.84％,说明匀播冬小麦根系主要分布在0～60 cm,随深度的增加根系急剧减少.越冬后,0～40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节后40～100 cm土层根系显著增多.越冬期高密度条件下匀播冬小麦根量较大;拔节至抽穗期根系生长最旺盛,各处理由高到低依次为156万株/hm2处理、204万株/hm2处理、123万株/hm2处理、278万株/hm2处理、400万株/hm2处理,匀播条件下新冬22号根系集中分布在0～60 cm土层.     

免耕对水稻根系生长及根际环境的影响——Ⅰ免耕对水稻干物质生产及产量的影响

为探明免耕对水稻干物质生产及产量的影响,以金优253为材料进行盆栽试验,并测定水稻在免耕、常耕、分根栽培三种栽培条件下水稻干物质生产量和产量.结果表明:分根栽培条件下,免耕侧根系干重在早季和晚季均比常耕侧极显著的低.在单一耕作方式下,免耕水稻地上部和根系干重均比常耕水稻低,根冠比和产量比常耕水稻的高,其差异多数情况下不显著.因此认为,免耕对水稻根系生长有明显的影响,但通过地上部与根系生长的协调作用,使根冠比增加,并使产量呈增加趋势.     

水稻群体根系特征与地上部生长发育和产量的关系

通过大田试验与网袋法相结合，研究了目前生产上推广的10个典型水稻品种群体根系特征与地上部及产量的相关关系．结果表明：根质量在各生育期均与地上部质量、总质量呈显著或极显著正相关关系，根活力与分蘖期地上部各性状和成熟期产量呈显著正相关关系，而抽穗期和成熟期的根冠比均与产量呈极显著负相关关系，相关系数分别达-0．8616和-0．8890．以产量最大化为目标，根冠比大的品种存在根系的生长冗余．     

孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系生长及产量的影响

以东农428和松粳10为试验材料,分别冷水灌溉处理0、3、6、9、12、15 d,分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系形态、伤流强度、干物质积累及产量的影响,旨在探究孕穗期低温胁迫下寒地粳稻根系生长规律及其与产量关系。结果表明,与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,寒地粳稻根系形态、伤流强度、根部与地上部干重及产量变化规律一致,冷水灌溉持续时间越长,降幅越大。冷水灌溉加快寒地粳稻生育中后期根系衰竭。孕穗期冷水灌溉抑制寒地粳稻根系发生和伸长,齐穗期根系形态和根干物质量显著下降,不利于生育中后期根系对营养物质吸收,地上部干物质积累减缓,地上部向根部运输有机质减少,根系活力降低,根系衰竭加快,致产量下降。孕穗期冷水灌溉下东农428中后期根系形态、根干重、根系活力维持在相对较高水平,地上部干物质积累量和产量变化幅度较小,是东农428耐冷性强于松粳10的主要原因。     

日光温室番茄自压微水头软管膜下调亏灌溉研究

在日光温室条件下进行了番茄自压微水头软管膜下调亏灌溉试验研究,结果表明,开花坐果期以轻度水分胁迫T1(土壤含水率为田间持水量的60%～70%)和结果盛期以轻度水分胁迫T3(土壤含水率为田间持水量的60%～70%)为最优设计。试验说明,复水后有补偿效应、干物质有利于向果实运移与分配,从而促进生殖生长。     

干旱对夏玉米根冠生长的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工严格控制不同的土壤含水量,全生育期系统研究了夏玉米根冠生长对水分的响应,结果表明:干旱并不影响夏玉米根系、冠层干物质累积、株高增加、茎(基)粗增大等过程的总趋势。但随胁迫的增强,根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低,根条数变少、株高降低、茎(基)粗变细,但它们并不呈线性相关关系;水分供应量的减少延长了夏玉米的生育周期,随胁迫的增强,根系生物量最大值、最大根条数、冠层最大株高出现的时间延后;根冠比(R／S)随土壤水分的改变而改变;不同水分处理的夏玉米,R／S值影响最小的时期是开花-灌浆盛期,最大的时期是在拔节-抽雄,此阶段充分供水处理H的R／S是严重水分胁迫处理L的125.77％。充分供水的处理则有最大的根冠比(R／S=0.173)。在干旱条件下,协调夏玉米根冠平衡,最大程度发挥根系和地上部叶片的功能,才有利于提高产量。     

土壤机械阻力对草地早熟禾根系生长的影响

该文研究了不同沙土配比根系层在干湿状态下土壤机械阻力的变化规律，以及对草地早熟禾根系生长的影响。试验将沙土配比设为11个处理，即m(沙)∶m(沙＋土)从0～100%，每10%为1个梯度。结果表明:处于湿润状态下的土壤机械阻力低于干燥状态下的，随含沙量的增加，两种状态下土壤机械阻力均呈现中间高两边低的变化趋势，在含沙量为50%～60%（即沙粒含量70%～80%）时，土壤机械阻力达到最大值；随含沙量增加，根系生物量及根冠比先降后升，根系总长度、根系表面积及根尖数与沙粒含量均呈显著的指数函数关系，表明含沙量增大到一定程度时，对于根系分蘖、增加根系总量具有促进作用；根系平均直径随沙粒含量增加，呈现先增加后降低趋势，在含沙量为40%～50% (即沙粒含量60%～70%)达到最大值，与土壤机械阻力呈线性正相关。      

水陆稻品种旱育秧苗生长和抗旱生理的研究

用4种水分处理,对盆栽8个水陆稻品种旱育秧苗期生长和抗旱生理生化变化进行了研究。结果表明:各参试品种在土壤持水量90％～100％的条件下,比淹水处理的秧苗根系生长好,植株健壮,分蘖多,光合强度、可溶性糖、干物质积累和叶绿素含量均有所提高,株高有所下降;在土壤持水量75％～85％的条件下,抗旱性强的品种能保持较好的生长势,但抗旱性弱的品种生长则明显减弱;在土壤持水量60％～70％的条件下,各品种秧苗植株生长矮小,根系生长受阻,叶色黄绿。这些变化的生理原因主要是植株含水量降低,细胞膜透性增大。     

甘肃干旱内陆区灌溉定额对土壤含水量和色素辣椒生长量的影响

在甘肃干旱内陆气候条件下,以色素辣椒‘美国红’为试验材料,研究了膜下滴灌方式下6种灌溉定额(170、195、220、245、270、295 m3.667 m-2)对土壤含水量、辣椒株高、茎粗、地上部干质量和产量的影响.结果表明:在辣椒的整个生育期内,灌水定额220 m3.667 m-2处理的土壤含水量最低,膜下土壤含水量保持在16.3%~19.8%之间,膜间土壤含水量保持在17.0%~18.9%之间;并且处理的株高、茎粗、地上部干质量、产量、单株产量均优于其他处理.结果盛期(8月27日),220 m3.667 m-2灌水定额处理分别较170、195、270、295 m3.667 m-2处理的株高高17.4%、13.5%、2.2%和8.6%,茎粗高6.9%、12.0%、8.9%和9.1%,地上部分干质量高1.8%、19.5%、21.3%和19.9%,667 m2产量高15.0%、11.1%、6.7%和26.1%,单株产量高10.0%、7.8%、6.7%和4.4%.     

不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系特征及产量的影响

【目的】 探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系生长发育、干物质积累和产量的影响,为干旱区合理利用水肥资源提供理论依据。【方法】 2018—2019年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为重度水分亏缺（W1）、轻度水分亏缺（W2）和正常水分（W3）,控制土壤含水量分别为田间持水量的32%—46%、51%—62%、67%—81%,副区为不施肥（F0）、单施化肥（F1）、30%有机肥+70%化肥（F2）和70%有机肥+30%化肥（F3）,分析不同水分条件下施肥对棉花花铃期根系形态特征、根长垂直分布、根系活力、地上部干物质积累和产量的影响。【结果】 水分亏缺抑制了棉花花铃期根系生长,根长、根表面积、根体积、根系活力较正常水分显著降低,地上部干重下降而根冠比增大,单株铃数和单铃重降低并导致籽棉产量的下降,其中W1负面影响最为严重。不同水分条件下各施肥处理对根系形态特征的影响存在显著差异,W2和W3下,施肥显著增加棉花根长、根表面积和根体积,且有机无机肥配施显著高于单施化肥F1处理,其中W2下,根长、根表面积和根体积随有机肥配施比例的提高而增加,F3较F1处理根长、根表面积和根体积两年平均分别提高18.1%、12.2%和35.0%;W3下,F2处理对根系形态的促进效应最为显著,较F1根长、根表面积和根体积分别提高7.6%、17.0%和20.1%;W1下,各施肥对根长和根表面积具有抑制作用,其中F1处理抑制效应最显著。W2和W3水分条件下有机无机肥配施能够促进20—40 cm土层根系的生长,并显著提高根系在该土层的分布比例,较单施化肥能显著提高各土层根系活力,促进地上部和根系干重的增加并降低根冠比,增加单株铃数和籽棉产量,其中W2下F3处理单株铃数和籽棉产量最高,较F1处理单株铃数和籽棉产量分别提高13.2% 和17.2%,而W3下F2处理单株铃数和籽棉产量表现最高,较F1分别提高16.1% 和9.2%。【结论】 有机无机肥配施能够优化根系形态与空间分布,提高根系活力,促进地上部干物质积累并提高籽棉产量,缓解轻度水分亏缺对棉花根系生长发育的影响。不同水分下有机无机肥配施处理中,轻度水分亏缺下70%有机肥+30%化肥（F3）,正常水分下30%有机肥+70%化肥（F2）为最优施肥处理。     

玉米根冠对不同土壤水分响应机制研究

使用分段研究方法对夏玉米根、冠在苗期不同程度水分亏缺及拔节期复水后形态、生理响应机制进行了分析。研究表明,玉米根、冠形态和生理在不同土壤水分状况下均存在着协同响应机制。形态协同响应机制主要体现在总根长、根表面积、根体积与株高、茎粗、叶面积在不同土壤水分条件下的同步生长趋势以及相关关系。生理协同响应机制主要体现在根系活力与光合速率、气孔导度以及叶片水分利用效率之间在不同土壤水分条件下的动态响应趋势。研究还表明根冠比作为根冠功能平衡状态的重要指标,在不同土壤水分条件下与根系活力、光合速率及叶片水分利用效率之间存在着动态响应机制。采用不低于玉米各生育期轻度水分亏缺阈值下限的有限水分亏缺技术,可以有效提高水分利用效率。     

水肥互作对烤烟生长发育及氮肥利用率的影响

在桶栽条件下利用15N同位素示踪方法对云烟85和K326进行水肥互作效应研究,结果表明:3个施肥量或土壤含水量处理以及水肥交互作用对2个品种的自然株高、茎围、叶面积等农艺性状以及干、鲜重都有显著或极显著的影响,K326对水分的要求比云烟85高一些。不同水肥处理对烤烟氮肥利用率有显著影响,在同一土壤水分条件下利用率随施肥量的增加而下降,在同一施肥水平下利用率随着土壤水分增加而呈先上升后下降的趋势;单一土壤水分或肥料因素对烟株吸收肥料氮能力的影响没有达到显著水平,而水肥交互效应对不同烤烟品种吸收肥料氮的能力影响显著。