冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分上,下限指标研究

利用田间试验结果研究了冬小麦拔节～灌浆期间叶片光合速率、蒸腾达率、气孔阻力与土壤水分变化之间的关系,并从叶片水平探讨提高光合水分利用效率指导大田灌溉的适宜上壤水分上、下限指标。结果表明,冬小麦叶片光合速率的高值区域所对应的土壤水分为18％～19．2％（相当于田间持水率的75％～80％）;当土壤水分超过19．2％时,光合速率开始缓慢降低,而蒸腾速率则仍在增加,导致光合水分利用效率急剧降低。据此可将冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分上限指标定为田间持水率的80％。冬小麦叶片的气孔阻力对土壤水分的变动有一阈值反应,当土壤水分不低于14％（相当于田间持水率的58．3％）时,土壤水分对气孔阻力的影响几乎等效,同时不会对叶片光合作用引起破坏性影响,故可将此值定为冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分下限指标。     

微咸水灌溉对冬小麦光合特征及产量的影响

【目的】寻求合理的微咸水利用方式以及揭示微咸水灌溉下作物生理生长响应机理。【方法】在黄河三角洲地区的典型引黄灌区开展了冬小麦微咸水灌溉试验,研究了微咸水灌溉对冬小麦光合特性、干物质及产量的影响。【结果】与淡水灌溉相比,采用矿化度3 g/L微咸水灌溉时,拔节期、灌浆期灌2水和拔节期灌1水均会导致气孔导度和蒸腾速率的下降,但是对净光合速率的影响却不显著,微咸水灌溉在降低蒸腾速率的同时维持着较高的净光合速率,叶片水分利用效率提高了2.8%~43.2%;微咸水灌溉抑制了冬小麦的株高和干物质积累,淡水-微咸水组合灌溉虽然导致产量降低3%~13%,但节约淡水资源50%~67%;相同灌溉水质下,与灌浆期不灌水相比,灌水有利于籽粒的灌浆,提高了千粒质量,实现冬小麦增产11.2%~11.4%。【结论】因此,淡水-微咸水-微咸水的灌溉模式用于该地区冬小麦田间灌溉是可行的。     

阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响

【目的】研究不同生育阶段和不同程度干旱胁迫及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响。【方法】以冬小麦品种"矮抗58"为试验材料,在拔节期、抽穗期和灌浆期分别设置轻度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的60%~70%)、中度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的50%~60%)和重度干旱(土壤含水率控制在田间持水率的40%~50%),和全生育期充分供水(土壤含水率控制在田间持水率的70%~80%,CK)4个水平,对比分析了不同阶段受旱及复水条件下冬小麦的生理生态指标变化过程。【结果】拔节期、抽穗期和灌浆期中度和重度水分胁迫对小麦的株高和叶面积的影响达到显著水平,其中拔节期为株高和叶面积的需水敏感期,株高较CK下降了18.6%和29.0%,叶面积较CK下降了18.2%和49.5%;水分胁迫处理小麦的净光合速率和气孔导度与CK差异显著,复水后,轻度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK无显著差异,中度和重度水分胁迫下小麦的净光合速率和气孔导度与CK之间依然存在显著差异;从复水补偿角度来看,灌浆期小麦的净光合速率和气孔导度比拔节期和抽穗期更难恢复,其中灌浆期为光合作用的需水关键期,气孔导度较CK下降了28.7%、34.0%和49.4%,净光合速率较CK下降了10.5%、23.2%和28.0%。中度和重度水分胁迫对小麦的产量的影响达到显著水平;拔节期和抽穗期水分胁迫降低小麦的有效穗数和穗粒数,从而引起产量下降;灌浆期水分胁迫导致小麦千粒质量下降,进而引起产量降低。【结论】在本试验条件下,轻度水分胁迫可实现节水和高产的统一;灌浆期为小麦光合作用需水关键期,合理的加强灌浆期水分管理可实现高产。     

喷灌不同水肥处理下紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及产量变化

为揭示喷灌不同水肥处理对中低产田紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及生物量的影响,在丰乐河灌区试验推广基地开展紫花苜宿喷灌不同水肥处理田间试验,结果表明:灌水和施氮水平对植物光合作用有显著影响,随着灌水量的减少,影响紫花苜蓿的光合特性的因素由气孔限制逐渐转变为非气孔限制;叶绿素也随灌水量的减少而减少,中肥处理叶绿素含量高于高肥处理和低肥处理,中肥中水1处理的苜蓿叶绿素含量最高;随着灌水量的减少,Fv/Fm、ETR、Fv、Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ均降低,产量也降低,综合分析,中氮中水1处理效果最佳,因此建议该地区紫花苜蓿可参照中氮中水1处理灌水施肥模式,灌溉定额为416.8 mm,施氮量为206.6 kg/hm2.     

微咸水灌溉下冬小麦光合作用与光响应曲线模拟

为揭示微咸水灌溉下冬小麦的光合生理响应机理,在黄河三角洲地区的典型引黄灌区开展了冬小麦微咸水灌溉大田试验,研究了两种灌溉处理（淡水处理（矿化度0g/L）和微咸水处理（矿化度3g/L））条件下,冬小麦抽穗期（2016年5月1日和2017年5月1日）和开花期（2016年5月10日和2017年5月12日）蒸腾速率、净光合速率、气孔限制值及光响应曲线模拟特征参数等指标变化规律。结果表明,与淡水处理相比,2016、2017年微咸水灌溉导致浅层（0~40cm）土壤含盐量显著增加了37.8%、64.3%;抑制了抽穗开花期冬小麦的蒸腾作用,2016、2017年微咸水灌溉处理冬小麦抽穗期蒸腾速率降低了19.1%、31.4%,开花期降低了11.6%、11.0%;午前净光合速率的下降主要受到气孔因素和非气孔因素共同影响,午后由于非气孔因素的改善,微咸水处理冬小麦净光合速率超过淡水处理,却伴随着较高的气孔限制值。引入直角双曲线修正模型进行光合特征参数拟合发现,微咸水灌溉有利于增强抽穗开花期冬小麦对于强光和高温的适应能力并且可以提升冬小麦利用弱光的能力,暗呼吸速率的下降可以保证较快的干物质累积。因此,微咸水灌溉并未对冬小麦抽穗开花期叶片光合作用产生负面影响,反而一定程度上促进了冬小麦利用光能的潜力。     

不同调亏模式对冬小麦产量形成的影响

为考察不同调亏灌溉模式对冬小麦产量形成的影响,进行了防雨棚下的人工控水试验。结果表明,与不亏水处理CK相比,所有调亏处理均使得籽粒灌浆期显著缩短,达到最大灌浆速度的时间提前,最大灌浆速率和平均灌浆速率增加。拔节期亏水降低有效穗数,拔节期重度亏水有效穗数最小;抽穗期及灌浆成熟期亏水降低千粒质量,灌浆成熟期重度亏水千粒质量最小;拔节期亏水减少穗粒数,拔节期重度亏水穗粒数最小。综合本文研究结果,冬小麦产量较高的适宜调亏模式依次为:返青期轻度亏水、返青期重度亏水、灌浆成熟期轻度亏水、抽穗期轻度亏水、拔节期轻度亏水、拔节期重度亏水。研究结果可以为相关区域冬小麦高产栽培水分调控提供参考。     

负压供水下盆栽大豆叶片的光合生理研究

试验采用一种自制装置,在负压灌溉原理的基础上,通过设置一系列供水吸力梯度,结合盆栽方式对大豆叶片叶绿素含量、光合及荧光参数的变化进行了研究.结果表明:供水吸力增加,土壤重量含水量下降,大豆叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)含量降低,类胡萝卜素(Car)含量增加; 吸力处理在50～70 hPa时光合参数均保持在较高的水平,气孔限制是光合速率(P n)下降的主要原因,120、140 hPa处理时非气孔限制起主要作用;随着光强(PAR)的增加,电子传递速率(ETR)增加,实际光量子产量(Yield)与光化学淬灭(qP)下降,非光化学淬灭(qN)上升,4个处理中50 hPa吸力下的大豆叶片活性较高.     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

植物生长营养液对干旱复水马铃薯根系及光合特性的影响

基于盆栽试验,研究了不同干旱胁迫(重度胁迫,中度胁迫和正常供水)与复水条件下植物生长营养液处理对马铃薯根系活力、叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率及产量的影响。结果表明,不同干旱胁迫与复水条件下,植物生长营养液均能有效改善马铃薯根系活力及光合特性。与CK相比,根系活力增加3.19%～20.23%,光合速率增加6.36%～32.70%,气孔导度降低5.49%～32.32%,蒸腾速率降低2.30%～28.10%。马铃薯产量增加3.19%～7.55%,增产幅度为:重度胁迫>中度胁迫>正常供水。3种干旱胁迫下,植物生长营养液对重度胁迫马铃薯产量的增幅最大。     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

限量灌溉和施磷对冬小麦光合性能及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了不同灌水和施磷组合对冬小麦整个生育阶段光和性能的影响。结果表明,灌水、施磷影响了冬小麦的生理指标。施磷主要是提高了作物的光合作用能力,从而使作物的瞬时水分利用效率提高;灌水主要促进了冬小麦的蒸腾速率,使光合速率/蒸腾速率的比值降低。冬小麦叶片的蒸腾和光合速率呈非线性关系,光合速率随蒸腾速率增加而缓慢增加,增加到一定程度后,光合速率不再增加。冬小麦叶片的蒸腾速率和瞬时水分利用效率呈直线负相关关系,瞬时水分利用效率随着蒸腾速率的增大而减小。试验条件下,灌水量为180 mm与施磷量120 kg/hm2是冬小麦节水效果较佳的组合。     

不同灌水深度对冬小麦生长及产量的影响

为了给华北平原丘陵地区的冬小麦节水灌溉提供科学依据,试验分析了4个不同灌水深度处理对冬小麦光合日变化、株高、叶面积指数和籽粒产量的影响。试验以灌水深度为控制因子,设4个处理,即:地表灌溉(T1)、灌水深度为根系分布的60%(T2)、灌水深度为根系分布的75%(T3)、灌水深度为根系分布的90%(T4),每个处理4次重复。结果表明:不同灌水深度条件下,冬小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化呈"M"形的双峰曲线,存在明显的"午休"现象,而胞间CO2浓度则呈"W"形的双峰曲线,深层灌的午睡现象不如地表灌的明显,且4项光合指标在同一时刻均要比地表灌的高;随灌水深度的增加,株高逐渐增大,叶面积指数呈先增大后减小的趋势,而灌水深度过大则会使影响植株后期的株高增长,使叶面积指数下降增快;适当增加灌水深度可明显提高小麦收获指数,使产量增加,但产量并不是随灌水深度的增加而增加。     

垄作小麦产量及水分生产效率的试验研究

为探讨豫西地区冬小麦节水栽培的生产措施,在大田试验条件下,研究了在3种灌水处理下,垄作冬小麦耗水量、干物质积累、产量和水分生产效率的对比情况。结果表明,在不同灌水次数的条件下,随着灌水次数的增加,垄作冬小麦耗水量和地上干物质积累量逐渐增加,产量和水分生产效率先升高后降低。在相同灌水次数下,垄作冬小麦耗水量低于平作,干物...     

冬小麦喷灌节水高产优化技术研究

根据 1 997～ 2 0 0 0年在河北省丰润县冬小麦喷灌试验结果 ,提出了在喷灌条件下冬小麦需水量及需水规律和河北省主要冬小麦区的节水型灌溉制度 ,并提出了在喷灌条件下以肥激水的新概念 ,保证了冬小麦既节水又高产。这一成果在河北省一定面积上得到了推广应用 ,取得了明显的经济效益     

喷灌条件下冬小麦生长及耗水规律的研究

揭示了喷灌条件下冬小麦生长指标的变化规律 ,建立相对产量和相对耗水量的模型 ,分析水分亏缺敏感指数 ,并提出了喷灌条件下适宜灌水定额     

循环曝气地下滴灌下温室番茄生长特性与产量研究

为探讨循环曝气地下滴灌不同肥气耦合处理对作物生长、光合特性及产量的影响规律,以番茄(京鲁6335)为研究对象,利用循环曝气装置实现水肥气一体化灌溉,设置4个曝气量(高曝气O1,中曝气O2,低曝气O3,不曝气S,掺气比例分别为16.25％、14.58％、11.79％和0),3个施肥量(高肥F1,中肥F2,低肥F3),采用...     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

冬小麦田春灌前后CO2排放通量的日变化特征及对比分析

[目的]分析冬小麦春灌前后CO2通量的变化特征,给农田生态系统的碳排放对大气中CO2通量的影响提供一定支撑。[方法]采用静态透明箱法,通过手持式CO2测量仪(testo 535)观测分析了冬小麦田春灌前后每天不同时段内静态透明箱箱体内的CO2通量变化,通过不同时段内的CO2通量变化计算冬小麦田春灌前后每天不同时刻的CO2排放通量,分析比较了冬小麦田春灌前后CO2通量的日变化特征。[结果]春灌前,冬小麦田CO2通量在-0.123~0.056mg/(m2 s)之间;春灌后,冬小麦田CO2排放通量在-0.345~0.276mg/(m2 s)之间。冬小麦田春灌后的CO2排放通量明显高于春灌前,其中光合作用吸收CO2和呼吸作用释放CO2同时增加,但吸收大气中CO2的速率增加的更大。冬小麦田在春灌前CO2排放通量的日变化特征为单峰型曲线,但在春灌后逐渐向双峰型曲线转变。[结论]春灌影响冬小麦CO2排放通量的日变化。     

冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动数值模拟

冬小麦深度灌水可以促进根系深扎,提高水分利用率。为了定量计算深度灌水条件下土壤水分动态,根据冬小麦不同深度灌水试验,用土壤水分运动方程的源项模拟不同深度灌水,建立了冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动模型,采用有限差分法求解。利用不同深度灌水冬小麦试验数据对模型进行验证,结果表明模型计算的土壤含水率与实测土壤含水率的动态变化趋势一致,二者显著相关,相关系数在0.90以上,模型平均绝对误差最大值为0.023 cm3/cm3,平均相对误差最大值为8.22%,均方根误差最大值为0.03 cm3/cm3。所建模型具有较高的模拟精度,可用于模拟不同深度灌水条件下冬小麦土壤水分分布与动态变化。     

Response of hot pepper (Capsicum annuum L.) to mulching practices under planted greenhouse condition

Mulch is considered a desirable management technology for conserving soil moisture, improving soil temperature and soil quality. This study aimed to investigate soil conditions and hot pepper (Capsicum annuum L.) performance in terms of leaf photosynthetic capacity, fruit yield and quality, and irrigation water use efficiency (IWUE) under such practices in greenhouse condition. A field experiment across 3 years was carried out with four types of mulch (without mulch [CK], wheat straw mulch [SM], plastic film mulch [FM], and combined mulch with plastic film and wheat straw [CM]). Mulch could improve soil physical properties regardless of mulch materials. FM and CM treatments improved soil moistures status and soil temperature in comparison to CK control, while SM increased soil water content and decreased soil temperature. Mulch increased leaf net photosynthesis rate (P_N), stomatal conductance to water vapor (gs), intercellular CO₂ concentration (Ci), and transpiration rate (E), but declined instant water use efficiency (WUEi). No significant effect of mulch application on chlorophyll fluorescence was existent for the entire growth season. Fruit yield and irrigation water use efficiency (IWUE) showed some increment under all the mulch conditions. Compared to CK, the yield was enhanced by 82.3%, 65.0%, and 111.5% in 2008; 38.1%, 17.4%, and 46.5% in 2009; and 14.3%, 6.5%, and 19.6% in 2010 under SM, FM, and CM conditions, respectively. Although FM produced better fruit quality than other treatments, CM is the recommended practice for hot pepper cultivation in greenhouse condition due to working well to facilitate soil condition (moisture and temperature), plant growth, and marketable yield.