亏缺灌溉中土壤含水量的试验控制

[目的]分析不同亏缺灌溉中保持土壤含水量方法的优劣,为亏缺灌溉提供理论依据。[方法]收集亏缺灌溉常用的试验方法,分析它们的适用条件。[结果]垂直土柱吸渗法是根据土壤水吸力是随高度变化来控制土壤水分含量。分层供水法在保证水分均匀分布的同时,也遇到了土壤通气、封层的泄漏问题,以及根系的不均匀分布的问题等。薄层土壤种植箱法可把土壤维持在低于田间持水量的恒定水势条件下。氯化钠、硝酸钾、蔗糖和甘露糖醇等溶质可以模拟水分胁迫。聚乙二醇是最好溶质。表面灌水法采用的方式主要有不同灌水定额法和推迟灌溉法,现在后者利用较多。[结论]在亏缺灌溉中,应根据不同的试验目的与条件,选择适宜的灌溉方法。     

日光温室内负水头灌溉条件下茄子生长及生理特性的研究

【目的】研究日光温室内负水头灌溉对茄子生长及生理特性的影响,为温室水分管理提供理论和实践依据。【方法】设定灌溉系统的负压值为70hPa,每周常规灌溉的灌水量为负压自动灌溉系统下植株耗水量的1.5倍,在日光温室内进行负水头灌溉与常规灌溉下的茄子栽培试验,分析2种灌溉条件下植株的生长动态、一周内2种灌溉下土壤含水量的变化以及生育期内茄子生理特性的差异。【结果】70hPa负压灌溉下温室土壤含水量基本控制在14.48%左右。负水头灌溉下茄子的株高、茎粗、叶片数和展开度的增长速度均高于常规灌溉,其中株高和叶片数与常规灌溉相比差异显著。2种灌溉方式下茄子叶片的光合、蒸腾作用及气孔导度的日变化趋势相同,均呈双峰曲线;负水头灌溉下茄子的光合速率、蒸腾速率及气孔导度均显著高于常规灌溉。负水头灌溉下茄子产量为常规灌溉的1.44倍,负水头灌溉和常规灌溉下的作物水分生产率分别为17.86,8.27kg/m3,两者差异极显著,负水头灌溉的水分生产率为常规灌溉的2.16倍。【结论】负水头灌溉在持续供水的同时又能精确控制土壤含水量,有效减少土壤渗漏和地表蒸发,具有良好的节水效果且更有利于作物的生长,茄子的产量和水分生产率都得到了显著提高。     

调亏灌溉对库尔勒香梨幼枝水势的影响

以7年生库尔勒香梨为试材,设置不同根区灌溉方式,研究了果实不同发育时期土壤水分对香梨枝水势的影响.结果表明:调亏灌溉下,果实发育不同阶段库尔勒香梨枝水势的日变化均呈“V”字形,在14:00-16:00达到最低值:不同生育时期受干旱胁迫的香梨树枝水势明显低于正常灌溉的香梨枝水势;无论在干旱胁迫还是正常灌溉下香梨枝水势在开花期的日变化最为平缓,早晚枝水势基本一致,在坐果期和成熟期的枝水势日变化有一定的起伏,早晚水势差较小,而在果实膨大期的枝水势日变化起伏较大,早晚的水势差也较大.试验条件下不同生育期库尔勒香梨枝水势与土壤含水量呈正相关关系,通过回归分析建立了不同生育期二者的函数关系,并确定了不同生育期阶段适宜香梨树生长的枝水势和土壤含水量的低限值范围.     

灌溉方式对樱桃番茄水分生理的影响

[目的]探索樱桃番茄对不同灌溉方式下水分生理的反应,为番茄栽培过程中合理用水提供理论依据。[方法]采用小区试验,研究了6种灌溉方式(Ⅰ.常规沟灌;Ⅱ.交替沟灌;Ⅲ.固定灌溉种植行;Ⅳ.固定灌溉操作行;Ⅴ.前期采用常规沟灌,结果期采用交替沟灌;Ⅵ.前期采用交替沟灌,结果期采用常规沟灌)对其生理、生态及水分生产率的影响。[结果]从结果期叶绿素相对含量来看,处理Ⅴ处理Ⅱ处理Ⅳ处理Ⅰ,达到极显著差异水平;其他处理之间不显著。处理Ⅵ整个结果期叶绿素相对含量变化起伏较平缓。处理Ⅵ的净光合速率与蒸腾速率提前于常规沟灌的峰值,分别为6.76、8.51 mmol/(m2·s)且大于对照值。从气孔导度日平均变化来看,处理Ⅵ﹥处理Ⅲ﹥处理Ⅱ差异显著。[结论]前期交替沟灌结果期常规沟灌处理的整个生育期叶绿素相对含量变化起伏较平缓,有利于光合作用的进行和光合产物的积累,有能力抵抗逆境胁迫的伤害,表现出一定的抗逆性,是一种好的节水灌溉方式,在以后的生产中可以加以推广应用。     

分根区交替灌溉对马铃薯叶片超微结构及生理性状的影响

[目的]研究分根区交替灌溉对马铃薯叶片超微结构及生理性状的影响。[方法]以马铃薯早熟品种费乌瑞它为研究对象,研究分根交替灌溉对马铃薯叶片细胞超微结构、植株农艺性状、生理性状的影响。[结果]分根交替灌溉处理在受到干旱胁迫时马铃薯植株叶片较常规灌溉处理气孔器密度低、闭合程度大,叶绿体和线粒体的受损程度小,叶片细胞保证了细胞器的功能,使马铃薯植株表现较强抗旱性。氧化酶活性变化规律,在不同灌溉条件下随着含水量降低,分根交替灌溉处理较对照处理更能增强细胞抗氧化活性。分根交替灌溉处理的SOD、POD、CAT活性在各含水量时期均高于CK处理,随土壤含水量降低植株抗氧化能力更强;MDA活性较对照处理低,因此,受氧化胁迫轻。分根交替灌溉能有效促进马铃薯植株整体生长势。控水灌溉复水后,植株整体变化和累积速率高于CK处理,保证马铃薯产量。以上结果表明,分根交替灌溉诱导马铃薯植株的细胞超微结构和生理酶活性的正向调节,增强了马铃薯对于干旱刺激的应激反应能力,提高马铃薯植株的抗旱能力。[结论]该研究为非充分灌溉下的马铃薯高效抗旱节水栽培技术的研究提供理论依据。     

节水灌溉与施磷量对玉米磷累积和分配的影响

【目的】研究不同灌溉方式改变土壤的湿润区域和程度,调控根系水肥吸收能力,提高作物水肥耦合效率。【方法】采用盆栽培养方法,研究分根交替灌溉(Partial root-zoon drying,PRD)和亏缺灌溉(Deficit irrigation,DI)2种灌溉方式与不同施磷量下,玉米植株各部分干物质量、磷积累量与分配率,以及相关酶活性的变化。【结果】DI灌溉高磷处理的玉米单株干物质总量、地上部干重和根干重最高,PRD灌溉低磷处理的根干重最低,PRD和DI灌溉高磷处理的根干重比率最低;中磷处理下,在玉米植株全磷量、地上部含磷量和根吸磷量方面,PRD灌溉处理显著高于DI处理,而DI灌溉的低中磷处理的玉米植株全磷量、地上部含磷量,以及PRD灌溉的低磷处理的玉米植株全磷量均为最低;所有水磷处理对玉米叶片酸性磷酸酶活性均无显著影响;根酸性磷酸酶活性,同一种灌溉方式下不同磷水平处理几乎都无显著差异,而DI灌溉的中磷处理显著高于PRD灌溉的中高磷处理;玉米植株SOD活性,除PRD灌溉低磷处理的最低外,其他处理间无显著差异,PRD灌溉高磷处理和DI灌溉的低、高磷处理显著高于PRD灌溉低磷处理。【结论】亏缺灌溉灌溉的高磷处理可显著提高玉米生物量,其低磷磷处理则可显著提高根部磷素分配率,而分根交替灌溉灌溉配施适量的磷肥可有效改善植株的磷素养分状况,可更有效的应对干旱胁迫。     

亏缺灌溉对青绿苔草生理与生长的影响

青绿苔草为干旱半干旱的北方地区适宜应用的地被植物。采用盆栽法研究亏缺灌溉对青绿苔草生理与生长的影响。采取同时不同量的灌溉处理方法,根据充足灌溉下对照植株消耗的水量(ETc),设定75%ETc、50%ETc、25%ETc3个亏缺灌溉水平,以100%ETc为对照。结果表明,随着亏缺程度的加深与处理时间的延长,土壤水势和土壤含水量显著下降,25%ETc处理下土壤水势和相对含水量分别降低到(-79.5±1.3)kPa、18.3%±1.1%;叶水势由(-1.37±0.11)MPa显著下降到(-2.30±0.16)MPa;气孔导度、净光合速率和蒸腾速率显著下降,水分利用效率显著提高;丙二醛含量显著增加,最高比对照增加269.0%;株高、冠幅、叶片SPAD值、分蘖数、茎叶干重、根干重均显著下降,根冠比升高。即使75%ETc的亏缺灌溉对植株的生理和生长产生了显著影响,说明青绿苔草对水分亏缺比较敏感;但所有处理下植株均生长正常,未表现出受害症状,反映了青绿苔草对干旱具较强的适应性。     

夏玉米控制性交替隔沟灌溉农田蒸发蒸腾的试验研究

[目的]为夏玉米田间用水管理提供指导。[方法]分析垄植夏玉米控制性交替隔沟灌溉条件下不同水分处理棵间土壤蒸发与作物蒸腾的变化规律,探讨影响棵间土壤蒸发的主要环境因素。[结果]灌水后,棵间土壤蒸发呈明显上升趋势,而后逐渐减小;交替隔沟灌溉灌水后约50％的地表土壤处于干燥状态,可明显减少棵间土壤蒸发,降低无效耗水,提高水分利用率;播种-出苗期,棵间土壤蒸发量占耗水量的比例最高（88％以上）,抽雄-灌浆期两者比例最低;影响棵间土壤蒸发的主要因素有：辐射、气温、湿度、风速、土壤含水率等。[结论]控制性交替隔沟灌溉具有明显的节水效果。     

不同灌溉方式对烤烟产量和化学品质及水分利用率的影响

为探讨灌溉方式对烤烟产量及品质等的影响,以烤烟K326为试验材料,在对植株进行严格控水的盆栽条件下,采用同位素示踪和常规技术相结合的试验方法,研究在分根交替灌溉、亏缺灌溉和全灌溉下对烤烟产量和某些化学成分以及水分利用效率的影响,探讨分根交替灌溉提高烤烟产量和品质的生理基础.结果表明:分根交替灌溉的烤烟水分利用率及其抗旱性和生理特性比全灌溉的有显著提高.叶干重、株高和干物质积累量均比亏缺灌溉和全灌溉的增加.烤烟烟叶中可溶性糖含量明显高于亏缺灌溉和全灌溉.这表明分根交替灌溉提高了烤烟烟叶的品质,也节约了灌溉用水.     

交替灌溉方式土壤水分运移及垄体参数初探

交替灌溉作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注。为研究灌水前后水分在垄沟之间的运移及交替灌溉方式适宜的垄高、垄宽等技术参数,试验模拟了交替灌溉不同垄体参数的灌水试验。结果显示,垄背、垄坡、灌水沟和非灌水沟4个观测点同一土壤剖面存在明显的土壤含水量梯度,水分的侧向入渗增强,从而减少了土壤水分发生深层渗漏的几率;交替灌溉方式下,采用15 cm垄高、55 cm垄宽的垄体标准,利于增大地表面积、改善植物生长环境,同时还可使交替灌溉水得到最优分配,达到高效节水效果。     

波涌灌溉对土壤温度的影响及其节水效果

通过大田试验,测定了地表下5、10、15、20、25 cm处在8∶00、14∶00和18∶00 3个时刻的土壤温度,并对温度特点进行了比较分析.结果表明:波涌灌溉可以调节土壤表层温度,使表层温度保持在一个相对稳定的状态,从而给作物创造了良好的生长环境.另外,对波涌灌溉的节水效果也进行了研究,发现波涌灌溉比连续灌溉可节水10%~20%.     

准噶尔盆地荒漠-绿洲过渡区土壤呼吸特征

【目的】研究干旱区典型山盆结构下不同土地利用方式的土壤呼吸特征,为干旱区碳过程阐明提供数据支持。【方法】通过LI-8100碳通量测定系统对西北干旱区典型荒漠-绿洲过渡带的自然植被和人工作物覆盖下的土壤呼吸进行两个植物生长时期的监测。【结果】不同植被覆盖条件的土壤呼吸日变化均呈单峰曲线,且日呼吸速率最高值出现在14:00～16:00,最低值出现在02:00～04:00;植物花期的土壤呼吸速率平均值明显高于凋败期;土壤0～5、5～10、10～20 cm温度日变化与土壤呼吸速率变化趋势极为接近。【结论】不同土地利用/覆盖下土壤呼吸特征差异性明显,土壤温度是影响土壤呼吸的关键因子。     

锥栗林土壤呼吸动态变化与主要影响因子分析

通过LI-6400对闽北锥栗林的土壤呼吸进行测定与分析。结果表明,不同季节土壤温度的变化较为一致,呈单峰变化趋势,最大值出现在15:00;土壤呼吸速率昼夜变化趋势大致呈单峰变化,不同季节里呼吸速率最大值出现的时间不同,春季与冬季最高值出现在13:00,而夏季与秋季分别出现在17:00与15:00;不同季节土壤呼吸速率的日变化幅度以冬季较小,春季最大;土壤呼吸Q10值的季节变化中,冬季Q10值最大,夏季最小,Q10值随土壤温度的增高而降低。     

环境因子对重庆缙云山林地土壤呼吸动态特征的作用

以重庆缙云山区毛竹林和阔叶林为研究对象,研究土壤呼吸日变化、季节变化和年变化特征与环境因子的关 系。用LI-8100 对重庆缙云山区毛竹林和阔叶林的土壤呼吸速率进行测定。结果表明:1)2 种林分的土壤呼吸速 率日变化较为平缓。毛竹林和阔叶林的土壤呼吸速率最大值分别出现在16:0018:00 和10:0020:00,最小值 分别出现在06:00 和04:0010:00。2 种林分的土壤呼吸月变化均表现为生长季明显高于非生长季。毛竹林的土 壤呼吸季节变化明显,从3 月开始土壤呼吸速率不断升高,7 或8 月达到最大值,为5.00 ~ 6.18 g/(m2d),随后开 始下降;阔叶林的土壤呼吸速率变化相对平缓,2 种林分均为单峰曲线。阔叶林的土壤呼吸年变化幅度明显大于毛 竹林。2)单因子分析表明,毛竹林的土壤呼吸速率与土壤温度和大气温度呈显著正相关,阔叶林的土壤呼吸速率 与土壤温度和土壤含水量呈显著正相关,与大气温度呈显著负相关。阔叶林的土壤呼吸速率与气象因子比毛竹林 保持更高的一致性。3)通径分析显示,土壤温度和大气温度是影响毛竹林土壤呼吸速率的主要因子。土壤温度和 土壤含水量是影响阔叶林土壤呼吸速率的主要因子。      

太行山南麓栓皮栎人工林光合作用对土壤呼吸的影响

  目的  探究光合作用对土壤呼吸的影响并构建新的土壤呼吸模型,可以提高对研究区域土壤呼吸变化的解释程度,为准确估算太行山南麓土壤呼吸强度与碳收支平衡提供理论依据。  方法  以太行山南麓栓皮栎人工林为研究对象,采用野外控制实验,通过断根与非断根处理对照,分析光合产物对土壤呼吸的贡献比例。并通过土壤呼吸与土壤温湿度及光合数据进行模型拟合,探究加入光合因子是否能对传统土壤呼吸模型进行优化。  结果  在小时尺度上,土壤温度是影响栓皮栎林土壤呼吸的主要因子,两者呈显著指数相关关系（R2 = 0.74,P < 0.01）;在日间尺度上,土壤呼吸与温度的变化曲线并不一致,各个月份土壤温度在10:00—18:00均呈现持续增加的状态,但土壤呼吸速率并未呈现相同的规律,其日变化呈现单峰或双峰曲线,一般在14:00—16:00之间出现最高点。不同处理下土壤呼吸温度敏感性Q₁₀值存在差异,断根处理组分（1.90） > 非断根组分（1.77）,表明除温度外存在其他因子对土壤呼吸速率产生影响。研究显示,林木光合作用对土壤呼吸影响占比最高可达到36.5%,光合作用与土壤呼吸存在显著线性相关关系（R2 = 0.39,P < 0.01）,将光合速率加入土壤呼吸模型能显著提高土壤呼吸拟合的R2值。  结论  土壤呼吸是一个受多因素共同影响的复杂过程,仅根据单因素的作用规律来分析和预估土壤呼吸是不全面的,土壤温度只能单独解释土壤呼吸74%的变异,而不同模型中土壤温度和光合两个因子共同决定了土壤呼吸80%以上的变异,其模型拟合度最高可达到0.81。      

亚热带毛竹林生态系统碳通量与土壤呼吸研究

以浙江省安吉县毛竹林(Phyllostachys edulis)生态系统为研究对象,利用开路涡度相关系统和LI-Cor8150自动观测系统,分析2014年毛竹林生态系统碳通量和土壤呼吸速率变化特征及其影响因子。结果表明,毛竹林土壤呼吸速率日变化为单峰曲线,最高值出现在14:00~16:00,最低值出现在06:00;净生态系统交换量(NEE)存在明显日变化特征,变化趋势为"双峰曲线",峰值分别出现在10:00和12:00;而生态系统呼吸(RE)和土壤呼吸速率呈相同的年变化趋势,为"单峰型",夏季高、冬季低,且均对温度变化较敏感。毛竹林土壤呼吸速率和生态系统呼吸量(RE)主要受高于20℃大气温度和5 cm土壤温度影响,与水分相关关系不显著。     

晋西黄土区土壤呼吸日变化特征及其与环境因子的关系

土壤呼吸是陆地生态系统的碳循环中土壤碳的主要输出途径,利用便携式土壤呼吸测定仪LCpro+对晋西黄土区6种典型植被类型进行土壤呼吸速率的测定,另外同时测量相关的温度、湿度等环境因子,进而对土壤呼吸的日变化特征及与土壤温度和土壤湿度进行简单相关性分析和回归分析。结果表明:试验区内不同植被类型土壤呼吸速率日变化呈单峰型,中午12:00~13:00最大,凌晨5:00~6:00最小,均值由大到小依次为耕地(5.846)、次生林(4.305)、油松林(3.858)、刺槐林(3.456)、灌草地(2.220)、荒草地(1.355),退耕还林有利于减少土壤CO2输出;土壤呼吸与土壤温度的回归分析符合指数正相关关系,Q10值由大到小依次为灌草地(2.03)、耕地(1.88)、荒草地(1.86)、次生林(1.82)、油松林(1.75)、刺槐林(1.73),土壤呼吸与土壤湿度关系为对数模型的负相关模型,由多元回归分析得出土壤呼吸最主要的决定力是土壤温度。     

天山北坡典型草地土壤呼吸特征及其对环境因子的响应

为揭示天山北坡不同类型草地的土壤呼吸规律,采用土壤碳通量测量系统LI-840A对天山北坡荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸（soil respiration,R_s）日变化和季节动态进行监测,并利用多元回归模型分析温度和水分对草地土壤呼吸的协同影响。结果表明,2种草地类型生长季土壤呼吸速率均表现为日间先增高后降低,夜间较平缓的日变化趋势,日最大排放速率出现在12:00—16:00,最小值出现在6:00—7:00左右;灌丛草甸生长季各个月份的土壤呼吸速率均高于荒漠草原。2种草地类型土壤呼吸速率与温度均呈指数相关;土壤含水量与灌丛草甸土壤呼吸速率的相关性高于与荒漠草原土壤呼吸速率的相关性;土壤呼吸速率受5 cm土壤温度（T）和5 cm土壤含水量（W）的影响显著,荒漠草原土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型R_s=130.515e^0.031TW^2.513,灌丛草甸满足最佳拟合模型R_s =-1.290+0.010T+28.007W+1.199TW。研究结果揭示了荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸的变化规律,为天山北坡草地碳循环研究提供基础数据和理论支持。     

苏北不同杨树人工林经营模式下土壤呼吸日变化观测与测定方法比较

采用动态密闭气室法(IRGA)对苏北地区具有代表性的4种杨树人工林经营模式和农田对照的土壤呼吸进行了日动态观测,同时采用碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率,并把两种方法测定的结果进行了比较。结果表明:①采用动态密闭气室法(IRGA)和碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率范围分别为3 065~5 880 mgCO2-C/(m2.d)和1 060~1 697 mgCO2-C/(m2.d)。AA法测定结果均低于IRGA法,平均为IRGA法测定结果的33.8%,两者测定结果的线性相关性达到显著水平,线性关系为IRGA=3.8231A-A1118。②P1和P2模式下杨树根系呼吸分别占土壤总呼吸量的47.9%和13.5%。③土壤呼吸日变化为单峰型曲线,峰值出现在13:00~17:00,与温度变化有很好的一致性。     

地震灾区2种气候生态治理区恢复初期土壤呼吸动态及其影响因子

目的土壤呼吸速率是反映生态系统对胁迫的敏感程度和响应模式的重要参数之一,生态恢复过程可引起土壤呼吸速率变化,研究地震灾区不同生态恢复方式的土壤呼吸动态变化及其与环境因子的关系,对准确认识灾害干扰区生态恢复过程中的区域性碳循环特征至关重要。方法选择干旱河谷气候区（汶川县威州镇）和亚热带季风气候区（绵竹市汉旺镇）的生态恢复示范区为研究区,以受损治理区（DTA）、自然恢复区（NRA）和未受损区（UA）为处理样地,于2015年9月至2016年9月,对土壤呼吸速率（R_s）、5 cm深土壤温度（T₅）、5 cm深土壤湿度（W₅）、近地面温度（T₀）及近地面湿度（W₀）进行动态监测,分析土壤呼吸的动态特征及其对土壤温度和水分的响应。结果（1）日尺度R_s最高值出现在11:00—15:00,最低值出现在10:00或18:00,在2个气候区总体上均表现为UA > DTA > NRA,且表现为明显的单峰曲线,具有一定的波动性;季节尺度R_s夏秋季最高,冬季最低,不同季节R_s总体上表现为UA > DTA > NRA。（2）干旱河谷气候区和亚热带季风气候区土壤湿度分别 < 27%和 > 16%时,土壤呼吸主要受土壤温度调控;相对于单因素模型,R_s与T₅和W₅的双因素模型回归关系更好,T₅和W₅对R_s的解释量（R2）均有所提高且大于0.762。（3）干旱河谷气候区DTA、UA和NRA的温度敏感系数Q₁₀分别为2.34、1.95、2.78,亚热带季风气候区Q₁₀则分别为1.99、1.25、2.90,表现为NRA对土壤温度变化最为敏感。结论与UA比较,干旱河谷气候区DTA与NRA土壤呼吸速率分别降低41%和50%,亚热带季风气候区则分别降低21%和23%。