复水前后冬小麦光合生理特征对保水剂用量的响应

为探明干旱胁迫复水前后作物水分消耗过程中冬小麦生理特征对保水剂用量的响应及作用机理,采用盆栽试验以不施保水剂为对照,测定了保水剂不同用量(无保水剂、27 mg/kg、54 mg/kg、81 mg/kg)条件下,复水前后的土壤含水率及光合参数的持续变化特征.结果表明:干旱胁迫时,保水剂降低了小麦叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度,提高了水分利用效率.复水后,对照的光合速率、蒸腾速率及气孔导度仍较高,保水剂处理依次为:54 mg/kg、81 mg/kg、27 mg/kg.而当土壤含水率降至田间持水量的55％左右时,各处理光合参数依次为:27 mg/kg、CK、54 mg/kg、81 mg/kg;水分利用效率依次为:81 mg/kg、27 mg/kg、CK、54 mg/kg.随保水剂用量的增加,小麦生物量增加,但81 mg/kg处理显著高于对照.同时,保水剂会影响叶片光合参数之间的相关性,其中,小麦气孔导度与光合速率、蒸腾速率的相关性以54 mg/kg处理最紧密,依次为81 mg/kg处理、对照,27 mg/kg处理最差.而气孔导度与土壤含水率、水分利用效率及光合速率与土壤含水率、蒸腾速率、水分利用效率的相关性强弱从大到小的处理依次为:81 mg/kg、54 mg/kg、CK、27 mg/kg.说明小麦叶片光合参数对保水剂的响应以54 mg/kg与81 mg/kg处理最显著.     

水分和锌对番茄叶水势、光合特性及蒸腾效率的影响

通过盆栽试验,研究了3个土壤水分水平W1、W2、W3和2个锌溶液水平Z0、Z1对番茄叶水势、光合特性及水分利用效率的影响。结果表明,随着土壤水分的增加,番茄叶水势升高,晴朗天气中午12:00时W3处理叶水势可达-1.52 MPa;W3处理叶面积、光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别比W1与W2高出25.7%与10.0%、19.6%与4.2%、20.7%与9.3%、26.6%与15.8%;叶面喷施锌不同程度的提高了叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度,在W2适宜水分下,三者分别提高9.1%、2.9%和7.3%;土壤水分的提高使植株的蒸腾效率增加,在W1、W2条件下叶面喷锌显著提高了叶片蒸腾效率。     

基于CO2传输阻力解析的土壤水分调控番茄光合生理机制

利用盆栽试验控制土壤含水率,基于叶绿素荧光、气体交换和响应曲线拟合相结合的方法解析番茄光合作用中CO2由大气传输至叶绿体羧化位点的系列阻力构成,揭示了土壤水分胁迫限制番茄光合速率的关键步骤及位点。结果表明：番茄光合速率（Pn）、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率（Jmax）及初始羧化效率（CE）随土壤含水率变化呈“S”形变化曲线,初期缓慢增长,中期迅速增长,土壤水分充分时达到最大值并趋于稳定,可用logistic函数模拟。气孔和叶肉对CO2的传输导度及总传输导度随土壤含水率变化均呈明显的“S”形变化曲线,各支段CO2导度及总传输导度在土壤水分充分时趋于稳定并达到最大值;随着土壤水分胁迫的增大,各CO2传输导度逐渐降低并在重度土壤水分胁迫下达到最低值,可用logistic函数模拟。气孔导度与叶肉导度对光合速率限制的相对贡献率变化趋势相似,随着水分胁迫的加重,其贡献率逐渐增大,可以用指数函数模拟;羧化反应对光合速率限制的相对贡献率与气孔和叶肉导度相反,随着水分胁迫的增大,其贡献率逐渐减小,可以用对数函数模拟;在土壤水分充分时,羧化反应限速光合速率的相对贡献率最大,是限制光合速率的主导因子;在水分胁迫状况下,气孔限制和叶肉限制占主导地位,羧化反应的相对贡献率较低。气孔对CO2的传输导度与叶水势呈正相关,随叶水势的下降,气孔导度也呈线性下降趋势;叶肉导度与比叶重呈线性负相关关系,叶肉导度随比叶重的增大而线性减小,比叶重随土壤水分胁迫程度的加剧而逐渐增大。因此,水分胁迫状况下,气孔与叶肉对CO2的传输是水分胁迫限制光合速率的关键位点,气孔限速与保卫细胞水分失衡相关,而叶肉限速则由叶片厚度和组织疏松程度决定。     

冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期，测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率，分析了它们之间的相互关系，探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系，蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的，它们之间有着密切的线性关系，气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率，三者之间呈极显著正相关；土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关，当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候，Pn/Tr最大，光合利用效率最高。     

土壤水分对温室黄瓜生长与光合特性的影响

水分是影响黄瓜生长发育的重要因子.以温室盆栽黄瓜为试验材料,研究了不同土壤含水量对温室黄瓜生长与光合特性的影响.结果表明:温室黄瓜在土壤含水量较高时,株高和产量增长较快,随着土壤含水量降低,叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶水势均下降.考虑到温室内湿度大,当土壤含水量为21.36%(波动范围在±0.2%)时,效果最好,可以作为合理灌溉的依据.     

温室番茄叶片生理指标日变化特性及其与生态因子的关系

以温室春-夏季番茄为试验材料,采用小区试验方法,探讨了花果期和盛果期不同土壤水分条件下番茄叶片生理指标日变化特性、水分利用效率WUEL及生态因子间相关性。结果表明,番茄不同生育期生理指标日变化峰值时间不同;日均气孔导度、蒸腾速率随土壤水分的增加而变大,而日均光合速率最大值出现在70%土壤相对含水率的处理;两生育期蒸腾速率和光合速率受气孔调节的效应明显。在试验范围内,土壤水分越低,WUEL越高,番茄花果期WUEL较大。光合有效辐射是影响叶片光合速率重要生态因子。     

干旱胁迫条件下信阳五月鲜桃光合特性和生理生化指标变化规律研究

以2年生信阳五月鲜桃幼树为试材,在盆栽条件下自然干旱形成水分梯度对信阳五月鲜桃幼树光合特性和生理生化特性进行研究,试验结果表明:信阳五月鲜桃光合速率日变化在清晨8∶00最大,随后逐渐下降,在中午14∶00降到最低,之后出现回升,有明显的"午休"现象;信阳五月鲜桃光合速率变化与蒸腾速率、气孔导度、叶片温度和胞间CO2浓度具有密切的关系;当土壤相对含水量大于55.7%时,信阳五月鲜桃光合速率降低的主要因素是气孔因素,当土壤相对含水量低于55.7%时,信阳五月鲜桃光合速率降低的主要因素是非气孔因素。当土壤相对含水量大于55.7%时,信阳五月鲜桃渗透调节物质不断积累,以SOD为主导的细胞保护酶系统活性增强,植株抗旱性机制明显提高。当土壤相对含水量低于55.7%时,水分亏缺加重,渗透调节能力减弱,质膜系统遭到破坏,质膜过氧化。     

盐胁迫对苣荬菜光合生理特性及水分利用率的影响

分别用0、3、6、9、12 g/kg NaCl处理苣荬菜,对苣荬菜叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合生理特性及水分利用率进行研究.结果表明:在盐胁迫下,许多植物的光合性能会受到不同程度的影响,其影响程度取决于盐浓度和植物的抗盐能力.随着NaCl浓度梯度的不断上升,叶绿素含量和水分利用率的趋势均为先上升后下降,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度则随之下降,而胞间CO2浓度先下降随后上升;苣荬菜对盐胁迫有一定的适应能力.     

不同矿化度微咸水灌溉条件下柽柳的耗水规律试验研究

通过测坑试验,以准噶尔盆地南缘地区典型的荒漠植被柽柳为研究对象,对柽柳生长期内在不同矿化度微咸水灌溉水平下的耗水生长过程、形态变化、叶片水分生理特性等进行了较系统的试验研究,得出:①柽柳在土壤含水率为田间持水率的45%～50%时,矿化度为6g/L的微咸水灌溉条件下,柽柳仍能够维持生长,且该条件下柽柳的分枝数、枝长、冠幅等指标与较低矿化度条件下柽柳的相应指标相比,下降幅度在15%～30%之间;②分析柽柳的水分生理特性,通过叶片蒸腾速率、光合速率、气孔导度以及水分利用效率的日变化曲线,得出:柽柳在矿化度为3g/L时,其蒸腾速率、光合速率等是最高的,其后矿化度增大,光合作用减弱。柽柳属于低蒸腾、低光合沙生植物,叶片水分利用效率在上午的水分效率较高,而自中午之后一直维持在一个相对较低的水平。     

滴灌条件下土壤基质势对马铃薯光合特性和产量的影响

以郑薯8号为材料,以沟灌为对照(CK),研究了滴灌条件下不同土壤基质势对马铃薯光合特性和产量的影响。结果表明,滴灌条件下-10、-20、-30和-40kPa土壤基质势处理的叶片气孔导度均高于CK沟灌处理,但在淀粉积累期对气孔导度的促进作用要大于块茎形成期和块茎膨大期。-40~-10kPa土壤基质势处理的叶片净光合速率明显高于CK,在块茎形成期和块茎膨大期,净光合速率的提高主要是由于减少了光合的气孔限制,在淀粉积累期,净光合速率的提高主要是由于减少了光合的非气孔限制。滴灌条件下-40~-10kPa土壤基质势处理叶片中的SPAD较CK显著提高,在淀粉积累期,-20kPa土壤基质势处理的SPAD最高。与对照相比,滴灌条件下-40~-10kPa土壤基质势处理的马铃薯产量显著增加,其中以-20kPa土壤基质势处理增产效果最为显著。因此,在华北半湿润区,可以通过控制土壤基质势-20kPa以上来制定马铃薯的滴灌灌溉计划。     

土壤水分对枣树光合特性及耗水量的影响

以3年生盆栽梨枣幼苗为试验材料,测定了正常水分、中度和重度干旱胁迫下梨枣树果实膨大期和成熟期的光合特性以及蒸腾耗水量。结果表明,在果实膨大期和成熟期,中度和重度胁迫均降低叶片的最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQY)、光合有效辐射范围以及暗呼吸速率(Rd),但果实膨大期光合能力显著高于成熟期。果实膨大期中度胁迫使得净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)升高,但水分利用效率(WUE)保持不变,而重度胁迫下气孔导度(Gs)、Pn、Tr和WUE均下降。果实成熟期中度和重度胁迫均降低Gs、Pn和Tr,但中度胁迫下WUE不降反升。此外,梨枣树这2个时期总耗水量均随着土壤含水率的降低而显著减少,且相同土壤含水率下果实膨大期耗水量均大于成熟期。     

供水吸力、保水材料对番茄生长和产量的影响

在温室条件下,采用负水头供水控水装置来持续稳定的控制土壤水分条件,采用裂区设计,研究了在供水吸力分别为4、7、10 kPa三种水分梯度下,2种保水材料(硅藻土、保水剂)对番茄产量与水分利用效率的影响。结果表明,随着供水吸力的增加,土壤质量含水率、光合速率、蒸腾速率、番茄的产量、干物质质量、植株耗水量均呈现出逐渐减小的趋势;在高土壤水分W1(4 kPa)条件下,保水剂(B3)的各项测定指标与其他处理的差异不大,但是在低土壤水分W2(7 kPa)、W3(10 kPa)或干旱的条件下,保水剂(B3)的土壤含水率、植株生长速率、光合速率、蒸腾速率、地上和地下部干物质质量、产量、耗水量、水分利用效率均显著低于CK(B1)和硅藻土(B2)。     

水气互作对温室番茄生长、产量和水分利用效率的影响

[目的]探寻温室番茄适宜水气组合及加气阈值,为温室番茄的高产提供理论基础及技术指导.[方法]采用微纳米气泡水结合地下滴灌系统,设置了3个灌溉水溶解氧质量浓度分别为井水对照3～5 mg/L (O1)、15 mg/L(O2)和25 mg/L (O3),每个溶解氧质量浓度下均设置3种不同灌溉控制水平,土壤含水率分别控制在田间...     

水分胁迫和气象因子对冬小麦生理特性的影响

通过对防雨棚下测坑中种植的冬小麦设置不同的土壤水分控制下限指标,研究了土壤水分状况及气象因子对冬小麦生理特性的影响,分析了不同生理指标的日变化规律,建立了几种生理指标与环境因子间的逐步回归关系式。研究结果表明,各生理指标受环境因子的影响有着明显的日变化特征,不同处理气孔导度(Gs)峰值出现的时间早于光合速率(Pn),而蒸腾速率(Tr)峰值出现的时间滞后于光合速率,随着土壤水分胁迫程度的增加,Gs、Tr、Pn的峰值有提前的趋势;不同土壤水分条件下水分胁迫指数(CWSI)和冠气温差的峰值均在13:00左右出现,而细胞液浓度(CSC)的最大值出现在14:00～15:00。土壤水分与Tr、Pn、Gs呈极显著正相关,而与CWSI、冠气温差和CSC呈极显著负相关。此外,气象因素对冬小麦生理指标的影响程度会随着土壤水分状况而发生变化,生理指标与环境因子的逐步回归结果表明,土壤水分和光合有效辐射是影响冬小麦生理指标最主要的环境因子。     

Irrigation restriction effects on water use efficiency and osmotic adjustment in Aloe Vera plants (Aloe barbadensis Miller)

Aloe barbadensis Miller, known as Aloe Vera, requires limited irrigation depending on the capacity of the soil to retain humidity, since it is a CAM species and thus naturally adapted to conditions of dryness and high temperatures. Therefore, we postulated that plants of Aloe Vera plants under conditions of water deficit should improve their water use efficiency (WUE) by performing osmotic adjustment (OA) with a temporal correlation between WUE and OA. The objective of the investigation was to determine the effect of water restriction on the WUE and OA of A. barbadensis under different water treatments. 18-month old Aloe Vera plants were cultivated in pots with a soil substrate that was a mixture of equal parts of sand and organic matter with 18% of FC and 9% of permanent wilting point. To determine the effects of the soil humidity on plant WUE and OA, four treatments were arranged in a complete random design with four repetitions; these were 100%, 75%, 50% and 25% of FC, which correspond to an evatranspiration of 11.4, 9.6, 4.0 and 1.7 L per plant, respectively. The water treatments were maintained by frequent irrigation. The following variables were determined: dry matter, leaf water potential, relative water content (RWC), amount of gel produced, sap flow, proline content, soluble and total sugars and oligo and polyfructans. Aloe Vera increased WUE with increasing water deficit; the sap flow rate decreased with water restrictions, and the plants performed osmotic adjustment by increasing the synthesis of proline, soluble and total sugars as well as the amounts of oligo and polyfructans, mainly polymers of β-(2 → 6) kestotriose, changing from the inulin type to the neofructan type. The plants most and less irrigated (100% and 25% of FC) were the groups with lowest WUE. The plants irrigated with 75% of FC presented the best WUE in terms of dry mass and amount of gel produced by a litre of supplied water.     

干旱胁迫与复水对苗期玉米光合特性的影响

研究不同干旱胁迫与复水处理对玉米光合作用的影响,为优化玉米蹲苗提供技术措施。以郑单958玉米品种为研究材料,采用水培法,测定不同干旱胁迫与复水周期下玉米幼苗光合色素、光合参数和叶绿素荧光参数等光合生理指标。随着干旱胁迫周期的增加,叶绿素和类胡萝卜素含量分别呈现先减小后增加和先增加后减小的趋势;PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）呈现先降低后增加的趋势,非光化学猝灭系数（qN）呈现先增加后降低的趋势;干旱胁迫下,玉米净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）显著下降,胞间CO2浓度（Ci）显著升高（P＜0-05）;最大净光合速率（Pnmax）、表观量子效率（AQE）和暗呼吸速率（Rd）显著降低,光补偿点（LCP）显著增加（P＜0-05）。复水后,叶绿素含量、Pnmax、AQE、LCP、光饱和点（LSP）总体表现为增加的趋势,Rd总体表现为降低的趋势;Pn、Gs、Tr、Ci、WUE、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和qN总体上随着复水时间的延长逐渐增加,表现为一定的补偿效应,但3次干旱胁迫下的Pn和WUE复水后仍然很低,甚至在复水后3 d降低到负值。玉米幼苗经2次干旱复水后补偿性吸水显著,3次干旱对玉米幼苗可能造成一定伤害,复水后补救作用有限。因此,玉米在蹲苗时应严格控制干旱锻炼的次数,避免因干旱太过对植株造成损伤,影响幼苗生长。      

土壤水分状况对温室滴灌番茄水分利用效率及果实品质的影响

在日光温室滴灌条件下,通过小区试验研究了不同生育阶段不同土壤水分状况对番茄产量、水分利用效率(WUE)及果实品质的影响.结果表明,番茄产量对土壤水分具有一阈值反应,只要土壤水分不低于田间持水率的60%,适度控制土壤水分对番茄产量影响较小,并有利于水分利用效率的提高;不同采摘时期的番茄果实可溶性固形物(SSC)和维生素c...     

垄作沟灌栽培对土壤水热效应和春小麦产量的影响

研究了绿洲灌区垄作沟灌栽培条件下土壤温度和水分的变化及对春小麦的产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄作沟灌栽培条件下,0～25cm土层土壤温度日变化以16:00差异最为显著,春小麦拔节前0～10cm平均土壤温度较平作栽培提高1.41℃,并随春小麦生长发育进程的推进,增温效应逐渐弱化。对深层土壤水分的消耗减少,0～20cm土壤含水率低于平作栽培,而20～80cm土壤含水率高于平作栽培。与平作栽培相比,相同灌溉定额下产量增加7.18%～34.97%,水分利用效率提高9.42%～27.34%,节水750m3/hm2。     

Modelling and measuring evapotranspiration in a daily drip irrigated cotton field

Summary An eddy correlation system (ECS) was used to estimate evapotranspiration (E) in a daily drip irrigated cotton field. Cotton yield, water use, and their ratio (Water use efficiency; WUE) were compared in four irrigation treatments. Three treatments were irrigated at levels of 85, 100, and 115% of E, while the fourth was irrigated according to grower's usual practice. E data were used to verify a one dimensional numerical model which simulates, in real time, the different energy fluxes existing in the soil-plant-atmosphere system. The model requires input of vegetation parameters (leaf area index, photometric properties, shading factor, root density distribution), soil parameters texture, hydraulic and photo-metric properties, temporal micrometeorological data (solar radiation, wind speed, air temperature and humidity) measured above the field, and irrigation quantities. The verification study was carried out during a cotton growing season in Hula Valley, Northern Israel. Results show that E rates are strongly affected by the intensity and arrival time of the inland penetrating Mediterranean sea breeze. WUE in the treatment which was irrigated according to the ECS was highest. Accurate estimations were also made by the model.     

不同种植方式和亏缺灌溉对设施黄瓜生理特性及WUE的影响

【目的】揭示滴灌水分亏缺和种植方式对设施黄瓜叶片光合特性、物质积累与水分利用效率的调控效应,筛选适宜的亏缺灌溉栽培模式。【方法】以"津优316"黄瓜为试材,在定植密度相同时,设置了"等行距+70%灌溉量"(T1)、"宽窄行+70%灌溉量"(T2)、"等行距+常规灌溉量"(T3)、"宽窄行+常规灌溉量"(T4)4个处理,定植后第5天开始不同灌溉量处理,分析了定植后6周内黄瓜叶片生理特性、光合作用、水分利用率(WUE)、形态指标和物质积累、以及全生育期黄瓜总产量对滴灌水分亏缺和种植方式的响应规律。【结果】不同种植方式对黄瓜生理特征、光合作用、形态指标、物质积累、水分利用效率的影响均不显著。亏缺灌溉黄瓜植株受到不同程度水分胁迫,可溶性物质量和脱落酸量显著增加;由于气孔限制值(Ls)增加,净光合速率(Pn)降低了10.75%,蒸腾速率(Tr)降低了15.03%,物质积累减少了15.46%,总产量降低了12.60%,但水分利用效率提高了20.97%。不同处理中,T4处理产量最高,作物水分利用效率(WUEET)最低,与T4处理相比,T1处理的黄瓜植株受到一定程度的水分胁迫,Pn显著降低了13.68%,干物质积累显著降低了9.41%,黄瓜总产量降低了9.30%,但WUEET提高了23.96%;T2处理黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)量、可溶性蛋白量、脱落酸(ABA)量显著增加,植株受到水分胁迫,Pn显著降低了10.52%,干物质积累显著降低了23.55%,总产量显著降低了12.37%,但WUEET显著提高了23.96%;T3处理黄瓜植株未受到水分胁迫,Pn、干物质积累、总产量、WUEET差异不显著。【结论】亏缺灌溉黄瓜虽然产量降低,但由于耗水量的大幅降低,水分利用效率显著提高。T1处理虽然总产量降低了9.30%,但提高黄瓜水分利用率23.96%,是适宜的滴灌水分亏缺模式。