不同灌溉梯度下冬小麦冠层温度与土壤水分关系研究*狄艳1,高懋芳1,李强1,游炯

【目的】冠层温度是作物响应水分胁迫的重要指标,厘清小麦种植过程中冠层温度与土壤水分、周围环境因子之间的相互作用关系,对干旱监测、精准灌溉、智慧农业的发展有重要意义。【方法】文章采用温室试验,通过自动连续观测土壤含水量、作物冠层温度、环境因子,分析小麦拔节期在不同水分处理下冠层温度和土壤含水量的关系。【结果】(1)小麦拔节期日变化趋势与太阳辐射日变化基本一致。探索小麦拔节期冠层温度与土壤含水量相关性时,最佳观测时间为12:00—14:00;(2)冠气温差是判定小麦缺水的最佳指标,小麦冠气温差和土壤含水量线性拟合R=-0.63,表明冠层温度与土壤含水量呈负相关关系;(3)小麦拔节期冠层温度与环境因子密切相关,冠层温度与空气温度、太阳辐射存在显著正相关关系,与空气相对湿度和气压为负相关关系。【结论】通过监测小麦冠层温度、环境因子等指标,可以实时了解小麦实际生长状况,为实现小麦精准灌溉管理提供数据支持。     

水稻灌浆期冠-气温差与土壤水分和气象因子的关系

在水稻灌浆结实期进行不同梯度水分胁迫处理,研究该时期水稻冠-气温差(冠层-空气温差)与土壤水分及气象因子间的关系.结果表明,灌浆期水稻冠-气温差与土壤水分含量关系密切,总体来说,土壤含水量越低,冠层温度越高,冠-气温差的算术值越大,而且冠层温度一般来说都低于气温,灌浆前期表现得尤为明显.冠层温度与气象因子中的大气温度、太阳辐射呈极显著正相关,与空气湿度呈极显著负相关,与风速呈负相关但不显著.一天中,不同水分处理间冠-气温差差别最大的时间在各灌浆时期表现不同,但基本集中于12:00～15:00.     

基于热红外图像的小麦品种抗旱性鉴定与评价

【目的】分析不同基因型小麦冠层的温度参数相关信息,探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的指标和方法,给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据。【方法】本研究以小麦为研究对象,获取干旱胁迫下10个抗旱性存在差异的小麦品种冠层热红外图像,采用温度频率直方图等分析方法提取冠层温度特征参数,明确温度特征参数与抗旱指数之间定量关系,分析冠层温度特征参数对筛选冬小麦抗旱品种的有效性。【结果】基于产量抗旱指数（DRI）的分级标准将测定小麦品种分为4种抗旱类别,其抗旱性越强,最大光化学效率（F_v/F_m）,植株含水量（PWC）,气孔导度（G_s）,蒸腾速率（T_r）和籽粒产量越稳定。基于热红外图像提取冠层温度特征参数,小麦抗旱性越强,冠层温度的差异性越小,冠层温度的离散程度也较小。产量抗旱指数（DRI）与拔节期、孕穗期和开花期的作物冠层温度与环境温度的偏差（CTD）均呈现极显著的正相关关系,相关系数r为0.79—0.84,而与冠层温度标准差（CTSD）、变异系数(CTCV)、水分胁迫指数（CWSI）和冠层相对温差（CRTD）呈显著负相关（r=-0.56—-0.78）。基于单一生育时期冠层温度特征参数建立了产量抗旱指数（DRI）回归模型,估算精度为r²=0.73—0.87,其中以拔节期预测模型精度最高。而基于3个生育时期的相关冠层温度参数CTD、CTCV、CTSD CWSI组合构建产量抗旱指数（DRI）预测模型,较基于单一生育时期预测精度显著提升（r²=0.95）。【结论】利用热红外图像可进行小麦品种抗旱性的早期鉴定与快速评价,这对促进作物高效节水生产具有重要意义。     

冬小麦水分利用效率相关驱动因子及其预测模型构建

【目的】水分利用效率能够综合反映冬小麦生长适宜度和能量转化效率,筛选并探究冬小麦各生育时期响应标准化水分利用效率(WP*)的驱动因子,构建相关驱动因子的WP*预测模型,对黄淮海平原冬小麦水分利用效率监测及水资源高效利用具有重要意义。【方法】以冬小麦为研究对象,设置3个水分处理,包括水分亏缺处理(W1):35 mm和(W2):48 mm,对照处理(W3):68 mm,获取冬小麦拔节期、孕穗期和灌浆期的冠层温度参数、生理指标和标准化水分利用效率(WP*)。通过逐步回归和通径分析筛选各生育时期响应WP*变化的主要驱动因子,探究WP*与相关驱动因子间关系,最后采用偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机(SVM)方法构建各生育时期基于驱动因子的WP*预测模型。【结果】较对照处理(常规灌溉),水分亏缺处理下冬小麦冠层温度参数、生理指标和WP*均表现出显著差异。基于逐步回归方法筛选出了各生育时期响应WP*的主要驱动因子,并采用通径分析得到各驱动因子响应WP*敏感程度排序,即拔节期依次为冠层温度极差(MTD)、气孔导度(G_s)、叶片含水量(LWC)和POD;孕穗期依次为冠层相对温...     

小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其模型模拟

【目的】田间土壤水分状况是灌溉管理的基础,土壤水分的动态变化过程是灌溉预报的重要依据。【方法】通过监测冬小麦田间不同深度土壤含水量和气象数据,分析了小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其对降水和作物需水量的响应情况,采用土壤水量平衡模型对土壤含水量变化过程进行模拟。【结果】小麦全生育期内,根系主要活动层(0～50 cm)中各层土壤含水量为12.00%～34.53%,方差为5.74～34.05。20 cm土壤含水量与冬小麦根系主要活动层(0～50 cm)土壤含水量相关性最好,相关系数为0.96。20和40 cm深度土壤含水量对降水和作物需水量的响应存在12 h滞后。拔节期后冬小麦田发生轻旱和中旱。旬尺度内,土壤水量平衡模型模拟最大误差小于10%。【结论】在降水和作物需水量共同影响下,土壤深度对土壤含水量变化过程存在影响,且随深度的增加影响减弱;20 cm深度土壤水分与根系主要活动层土壤水分变化过程最接近,可作为土壤水分监测的代表深度;在降水频率P=25%的水文年型下,冬小麦田需要进行补充灌溉,小于1旬时间尺度的水量平衡模型可很好的模拟土壤水分动态变化过程。     

桃树树干液流和冠层温度对不同灌溉水量的响应

【目的】通过对不同灌水量下桃树主要需水信号,如液流速率、冠层温度和冠层温度-气温差的测定,分析不同水分亏缺灌溉桃树主要需水信号的变化规律,为果树的精量控制灌溉提供理论依据。【方法】以在移动式遮雨棚下生长的4年生桃树为试验材料,设置某时段桃树的实际需水量(ETc)的100%(I1)、75%(I2)、50%(I3)和25%(I4)4个灌水量处理,3次重复,研究不同灌水量处理下桃树液流速率、冠层温度和冠层温度-气温差的变化规律。【结果】不同灌水量处理之间桃树液流速率日变化和连日变化存在明显差异,高灌水量处理桃树液流速率大,低灌水量处理液流速率相对较小,在正常生长状态下液流速率日变化动态为多峰曲线,且阴天的液流速率明显小于晴天。桃树液流速率随大气相对湿度的变化呈现昼夜的周期性,相对湿度下降,液流速率上升。桃树生育期内冠层温度和冠层温度-气温差均存在明显的日变化,低灌水量处理的冠层温度和冠层温度-气温差高于高灌水量处理,且差异明显。冠层温度-气温差与0~100 cm土壤含水量具有较好的负相关关系。【结论】液流速率、冠层温度和冠层温度-气温差可以较合理地反映土壤水分的变化状况和作物水分的亏缺程度,是诊断作物缺水状况的重要指标。     

基于冠气温差的阿克苏成龄红枣缺水诊断及预测

【目的】研究基于冠气温差的阿克苏地区红枣水分亏缺诊断及预测,提出以冠气温差作为水分亏缺指标,指导阿克苏地区红枣的精准灌溉。【方法】采用红外测温仪测得枣树各生育阶段冠气温差,结合采集的土壤相对含水量RSW、冠层净辐射值R_n、风速V、空气温度T_a和湿度RH,以彭曼公式为理论模型,分析红枣冠气温差与土壤墒情及气象因子的关系,并以红枣各生育期适宜的土壤相对含水量上限值对应的冠气温差作为水分亏缺的判断指标。【结果】红枣各生育期晴天ΔT随时间表现出单峰抛物线关系,阴天ΔT随时间表现出多峰曲线关系,阴天日ΔT绝对值明显低于晴天日,ΔT峰值均出现在13:00~14:00;ΔT与RSW、R_n、V、Ta及RH的多元线性回归分析表明,RSW和Rn与ΔT有明显的相关关系,其他因素不显著;考虑RSW和R_n的ΔT回归模型表达式为ΔT=4.8-11.7RSW+0.003R_n,只考虑RSW的ΔT回归模型表达式为ΔT=5.5-12.2RSW。【结论】阿克苏地区红枣萌芽期和展叶期临界冠气温差为-2.43℃,开花期和幼果膨大期临界-3.04℃,果实成熟期临界冠气温差为-1.82℃,当晴天日14∶00实测冠气温差高于对应生育期的临界冠气温差时,需灌溉,否则不需要灌溉。     

冬小麦生长期土壤耕层温湿度和地表、冠层温度变化特征及其相互关系

温度是作物生长的重要生态因子,不仅影响着作物的新陈代谢,而且对作物蒸腾作用等生理过程也有一定的影响。本研究利用新型温湿度数据采集器,在冬小麦生长期每隔15 min对土壤温湿度、地表温度和冠层温度同时进行持续监测。监测结果表明,在小麦生育期土壤耕层、地表和冠层温度平均为12.8、12.5和11.7 ℃。整个生长期三者的最高与最低温差为16.0、32.4和46.2 ℃。在冬小麦进入成熟期的5月份三者的月平均温度均最高,土壤耕层、地表和冠层温度月平均最高值为20.8、21.9和22.5 ℃,而12月土壤耕层和地表月平均温度最低,为6.63和0.06 ℃。冠层1月平均温度最低,为7.86 ℃;在一天中冠层温度在5:00左右最低,平均7.85 ℃,地表最低温度推迟到6:00,平均10.2 ℃,耕层最低温度推迟到8:00,平均12.3 ℃,随后温度上升,到13:00冠层和地表温度达到日最高值,分别为18.0和16.3 ℃。耕层土壤日最高值推迟到16:00,平均12.3 ℃,然后温度慢慢下降,进入下一个循环。在小麦生长期土壤耕层温度与地表和冠层温度呈极显著正相关,尤其与冠层温度关系更为密切。整个生长期土壤耕层湿度平均44.5%,与温度变化规律相反,在整个生长期,2月份土壤湿度最高,平均49.7%,而4月份最低,最低平均值39.1%。耕层湿度在6:00左右最高,平均为44.8%,随后下降,到17:00达到最低,平均44.3%,然后慢慢上升,进入下一个循环。在小麦生长期土壤耕层湿度与土壤耕层、地表和冠层温度均呈极显著负相关。     

不同灌溉条件下一个春小麦重组自交系(RIL)冠层温度与产量性状的相关性

【目的】研究不同灌溉条件下一个春小麦重组自交系(RIL)冠层温度与产量性状的相关性,为抗旱高产春小麦品种选育和栽培提供参考。【方法】于2014~2016年,对春小麦重组自交系(RIL)群体的188个株系,在充分灌溉和有限灌溉条件下, 分析RIL群体的抽穗期、灌浆初期和灌浆中期的冠层温度与产量的关系。【结果】有限灌溉条件下,春小麦各个生育时期的冠层温度均极显著高于充分灌溉(P<0.01)。在同一灌溉条件下,不同生育期之间的冠层温度也存在极显著差异(P<0.01),且随着生育期的推进,冠层温度呈升高趋势。产量及大部分产量构成因素与各生育时期的冠层温度之间均呈负相关性。冠层温度和产量及其构成因素之间的负相关性由强到弱依次为产量、千粒重、穗粒数、单株粒重。在有限灌溉条件下,产量与各个时期的冠层温度具有明显的线性递减关系,且与灌浆中期的冠层温度具有最明显的线性关系,而在充分灌溉条件下,这种线性递减关系不明显。【结论】有限灌溉条件下,春小麦产量及产量构成因子与冠层温度具有明显负相关性,冠层温度可作为一个重要指标用于指导春小麦育种、栽培等生产实践。     

不同灌溉处理下鸡毛菜冠层温度差异性及分布特性研究

为深入了解鸡毛菜生长期内冠层温度的差异性变化以及分布特性,通过不同灌溉处理下的鸡毛菜栽培试验,利用红外检测技术连续获取植株冠层温度的动态变化数据进行分析。结果表明:(1)三种水分处理下鸡毛菜(‘华王’)各生长时期植株冠层温度,均呈随着基质含水量的升高而降低趋势,即饱和灌溉处理正常灌溉处理缺水灌溉处理。(2)鸡毛菜(‘华王’)生长期内冠层温度变化与环境大气温度变化显著相关,且冠层温度变化强度小于空气温度。(3)鸡毛菜(‘华王’)冠层温度日变化规律呈现先上升再降低的趋势,6:00开始逐渐上升,12:00—14:00达到峰值,之后逐渐降低。(4)鸡毛菜(‘华王’与‘抗热605’)冠层温度在植株空间分布趋势为:底部子叶温度最高,由最底部向上L1、L2、L3、L4、L5温度依次降低,顶部L5温度最低。研究结果可为基于冠层温度的快速检测,实现对鸡毛菜工厂化生产过程的精准灌溉管理提供理论依据。     

寄生虫引起的草鱼鳃病的组织病理比较研究

本文对草鱼的隐鞭虫病、车轮虫病、小瓜虫病、指环虫病、三代虫病及中华鱼蚤病六种寄生虫性鳃病的组织病理变化进行比较研究，寄生虫性鳃病均可引起鳃组织发生炎症反应，粘液分泌亢进，嗜酸粒细胞和淋巴细胞浸润；但又因病原体的种类不同，危害鱼的方式、方法不同，因此病理变化又有很大差别，对鱼危害较大的均为变质性炎，如隐鞭虫病；对鱼危害较小的则属增生性炎，如中华鱼蚤病．     

民勤绿洲荒漠交错带三种沙丘类型的自然植被特征

基于对民勤沙井子地区植被调查数据,研究了固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种沙丘类型的自然植被特征.结果表明:从固定沙丘、半固定沙丘到流动沙丘,总盖度、灌木盖度下降,草本盖度增加.物种丰富度减小是物种多样性下降的主要原因.从植物的生活型来看,多年生草本和灌木类植物受沙丘类型的影响最大,而一年生草本和半灌木可存活于不同沙丘类型.白刺的生态优势度(重要值)由小到大依次为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘.植物多样性与白刺的生态优势度呈负相关.不同沙丘类型白刺地上生物量变化明显,半固定沙丘白刺生物量最大.     

Yield and quality of maize stover: Variation among cultivars and effects of N fertilization

Biomass yields and concentrations of crude protein(CP), ether extract(EE), neutral detergent fiber(NDF), acid detergent fiber(ADF), and crude fiber(CF) were analyzed for five cultivars of summer-sown maize(Zea mays L.) stover grown in field trials at three rates of N fertilization, and sampled immediately after grain harvest.The results revealed differences in yields and concentrations of nutrients according to stalk height and hence harvest portion among the cultivars.N application greatly increased biomass yield and CP, especially in upper stalks and to a lesser extent, EE.Concentrations of NDF and ADF decreased as N rate increased.The results show that stovers from all local popular maize cultivars are suitable as animal fodder and that moderate N application improves feed quality of stover.     

葡萄盆栽技术

葡萄盆栽技术,包括择土选种、露地扦插、田间管理、装盆及整形、肥水管理等内容,对葡萄盆栽爱好者有一定的指导意义。     

小菜蛾阿维菌素和虫酰肼抗性品系对几种新型药剂的交互抗性研究

以敏感品系为对照,利用室内筛选获得的虫酰肼和阿维菌素高抗品系Teb-R和Aba-R,测定了小菜蛾对几种新型杀虫剂的交互抗性。结果发现:小菜蛾对虫酰肼产生高水平抗性后(抗性倍数185.5倍),对阿维菌素表现出中等水平交互抗性(41.0倍),对茚虫威(11.4倍)和溴虫腈(5.3倍)仅表现出低水平交互抗性,对多杀菌素(1.7倍)和氯虫苯甲酰胺(1.4倍)则没有表现出明显的交互抗性。用阿维菌素筛选Teb-R品系39代后获得阿维菌素高抗品系Aba-R(593.8倍),该品系对茚虫威(12.3倍)表现出中等水平交互抗性,对多杀菌素(7.9倍)表现出低水平交互抗性,对溴虫腈(2.7倍)和氯虫苯甲酰胺(0.9倍)的交互抗性不明显;同时该品系对虫酰肼的抗性也由阿维菌素筛选前的185.5倍下降到筛选后的28.0倍,也没有交互抗性。基于上述研究结果认为,使用虫酰肼防治小菜蛾出现抗性后,可以使用多杀菌素和氯虫苯甲酰胺进行替代防治,但不宜用阿维菌素、茚虫威和溴虫腈进行替代防治;利用阿维菌素防治小菜蛾产生抗性后,可以用溴虫腈、氯虫苯甲酰胺和虫酰肼进行替代防治,但不宜用多杀菌素和茚虫威。     

Water quality,agriculture and food safety in China:Current situation,trends, interdependencies,and management

Water quality in China is becoming a severe challenge for agriculture and food safety,and it might also impact health of population via agriculture and food. Thus,it is causing widespread concern. Based on extensive literatures review and data mining,current situation of water pollution in China and its effects on food safety were analyzed. The 2nd National Water Resource Survey in China show that the surface water all over the country was under slight pollution and about 60% of groundwater is polluted. Drinking water quality is basically guaranteed in urban area but it is worrisome in rural areas. In addition,China is the largest consumer of fertilizer and pestici de in the world and the amounts of application still show increasing trends. Fertilizers and pesticides are the most important sources of pollution,which affect human health as persistent organic pollutants and environmental endocrine disruptors. Eutrophication of surface water and nitrate pollution of groundwater are serious threats to drinking water safety. Sewage irrigation is becoming a pollution source to China's water and land because of lacking of effective regulations. Although,with the advance in technology and management level,control of nitrogen and phosphorus emissions and reducing water pollution is still a major challenge for China.     

鱼池水中钾钠的火焰原子发射光谱分析

本文研究了用火焰原子发射光谱法分析鱼池水中钾钠的方法。对方法精密度、回收率和共存元素的干扰进行了考察。建立了最佳测试条件。表明本方法简易、快速、准确。它亦适用对天然水中钾钠的测定。     

锌、锰、铜对大蒜吸收硒的影响

本试验通过盆栽大蒜探讨土壤施硒、锌、锰、铜对大蒜吸收这些元素以及这些元素之间的相互影响。结果表明,随着土壤施硒量的增加,土壤中硒的有效含量增加,大蒜地上部和地下部含硒量也增加;土壤施锌、锰、铜对大蒜吸收硒几乎没有影响;而硒会明显地抑制大蒜对锌元素的吸收,对锰、铜的吸收虽有抑制但只在地下部明显,因此,土壤施硒的量一定要合适。     

离子铵和非离子氨对海蜇螅状幼体和碟状幼体的毒性研究

在温度（２０±１）℃，盐度２２￣２４‰条件下，对海蜇螅状幼体和碟状幼体进行了ｐＨ适应性试验和不同ｐＨ下氨氮的急性毒性试验，结果表明：适合海蜇螅状幼体和碟状幼体生活的ｐＨ范围为７￣９，最适ｐＨ范围为７．５￣８．５，在此ｐＨ范围内，不仅非离子氨具有毒性，离子铵在浓度高时亦具有毒性。对于螅状幼体，此毒性倍数约为１１７￣２２０。     

流域生态环境中土地-水-植物资源利用三角形稳定关系研究*

 流域中生态环境的优劣,不论影响因子有多少,最终是通过土地、水和植物的存量来体现的,文章介绍了流域中土地-水-植物天然稳定的三角形关系,它们共同支撑着生态环境。外来因素的侵入,无节制利用资源,破坏了这种天然稳定的土地-水-植物三角形关系,形成了超三角形的多边形,这种多边形是非稳定形状。