不同水分胁迫和覆盖方式对番茄产量和水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同水分胁迫和覆盖方式对番茄产量和水分利用效率的影响。结果表明,轻度水分胁迫下果实产量为36.3×10~3 kg/hm~2,中度和高度水分胁迫下,果实产量相较于轻度水分胁迫分别减少了11.3%和31.7%;秸秆覆盖和地膜覆盖比无覆盖条件下果实产量分别增加25.3%和16.5%。秸秆覆盖条件下,水分利用效率、净蒸散利用效率及灌溉水利用效率最高,分别为19.7、47.5和16.7kg/m~3,地膜覆盖条件下则略为低一些,无覆盖条件下最低。针对最大水分利用效率和最大产量的耗水量临界值,相较于无覆盖和地膜覆盖,秸秆覆盖条件下临界值差别最小为60mm。不同水分胁迫下秸秆覆盖方式可明显改善土壤的水分状况,促进番茄生长,显著提高作物产量和水分利用效率。     

不同土壤水分对植物光合作用的影响研究进展

为了探究土壤水分对作物光效应的影响，就土壤水分对作物的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂含量、气孔导度、气孔限制值以及叶片水分利用效率等光效应研究成果进行了分类、归纳及总结。结果表明土壤水分的减少，使光响应单峰曲线呈降低走向，表现出水分胁迫影响光能利用率；重度水分胁迫会使净光合速率、暗呼吸效率、表观量子效率下降，进而影响作物糖分生成；重度水分胁迫和强光照下作物光合作用体系会受到损伤，作物蒸腾速率随土壤水分的增加而上升，但土壤水分超过某一阈值后则会下降；水分胁迫和光照强度在一定范围内增加时，胞间CO₂浓度下降，气孔限制值上升，超过这一范围时出现相反现象；一定的水分胁迫可使叶片的水分利用效率达到最大值；作物叶绿素总含量随着土壤水分的降低而下降，且叶绿素b含量下降速度大于叶绿素a。以节约利用水资源和促进作物高效生长为目标，提出了更多土壤水分与光效应对作物生长影响潜在关联的研究前景，为深入研究干旱地区土壤水分与光照互补、作物水-光平衡及农业资源高效利用提供理论支撑。     

基于无人机遥感的玉米水分利用效率与生物量监测

玉米生物量及水分利用效率是反映作物长势和作物品质的重要指标。为实现农业精准管理,本文以不同水分处理的青贮玉米为研究对象,探讨无人机多光谱遥感平台结合作物生长模型估测青贮玉米生物量及水分利用效率的可行性。首先,将基于高时空分辨率无人机多光谱图像估测的关键作物参数蒸腾系数kt输入到简单的水分效率模型中,来拟合不同水分胁迫处理下玉米水分利用效率WUE和标准化水分利用效率WP*;然后,采用拟合的WUE、WP*估算相同水分和不同水分状况下的玉米生物量,并进行验证;基于高时空分辨的无人机多光谱遥感图像获取了大田尺度上的WUE、WP*和生物量的空间分布图。结果表明,基于无人机多光谱、气象和土壤水分数据计算的实际蒸腾量∑Tc,adj和∑ktkswkst（ksw、kst为环境胁迫因子）与玉米生物量具有极显著（P<0.001）的相关性,不同水分处理下WUE的决定系数R2均不小于0.92,WP*的R2均不小于0.93。在同一水分胁迫下,使用拟合的WUE和WP*对生物量的估测精度几乎相同,玉米V-R4生育期估测精度较高,WUE的RMSE为126g/m2,WP*的RMSE为91.7g/m2,一致性指数d均为0.98,但在R5-R6生育期内精度不高。在不同水分胁迫下,使用WUE和WP*估测生物量时,WUE容易受到水分胁迫影响,精度较低（RMSE为306g/m2,d=0.93）,而WP*的精度较高（RMSE为195g/m2,d=0.97）。研究表明,将无人机遥感平台与作物生长模型相结合能够很好地估测大田玉米生物量及水分利用效率。     

水分胁迫对不同生长类型桃叶片水分利用效率和羧化效率的影响

以盆栽短枝型桃品种超红短枝和普通型品种早红珠为试材,研究了水分胁迫对不同生长类型桃树新梢增长率、叶片水分利用效率和羧化效率的影响。结果表明,在水分胁迫条件下,短枝型品种超红短枝的新梢增长率、叶片水分利用效率和羧化效率均显著高于普通型品种早红珠。表明桃短枝型品种对干旱有较高的生理适应性。     

不同水分处理对青贮玉米产量和水分利用效率的影响

采用人工控水试验研究了不同水分处理对青贮玉米生长、产量、耗水量以及水分利用效率的影响。试验设置3个处理,利用取土烘干法监测田间土壤贮水量的变化过程,并实测了青贮玉米形态指标和产量,利用水量平衡法得出了不同处理的耗水量。结果表明,轻度水分胁迫可以在减产11.26%的情况下节省25%的灌溉水,使WUE提高了18.32%。     

华北冬小麦拔节期水分胁迫-复水补偿效应研究

以华北地区抗旱性不同的二冬麦品种石家庄8号(抗旱品种)与偃麦20(非抗旱品种)为材料,研究拔节期水分胁迫-复水补偿效应的品种差异及补偿效应对产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,在拔节期不同胁迫程度和不同胁迫历时下.石家庄8号水分胁迫一复水之后,各项生理指标均快速补偿,轻度水分胁迫-复水后出现超补偿效应,且出现...     

不同生育期水分亏缺对春青稞水分利用和产量的影响

对不同生育期水分亏缺程度对春青稞(Hordeum vulgare)水分利用效率和产量的影响进行了桶栽试验研究。试验处理设充分灌溉处理(2个水分控制下限和秸秆覆盖)以及在全生育期和5个不同生育期的4个水分亏缺程度(轻度、中度、重度和极度)处理,共27个处理。结果表明,在充分灌溉条件下,75%田间持水率水分下限控制处理的春青稞收获指数、籽粒产量和作物水分利用效率大于80%水分处理;秸秆覆盖处理的籽粒产量和水分利用效率在所有试验处理中最大。在全生育期水分亏缺条件下,春青稞籽粒产量均小于充分灌溉处理,且随着水分亏缺程度的增大而显著减小;轻度至重度水分亏缺处理可获得更大的作物收获指数和水分利用效率,但极度水分亏缺却导致最低的籽粒产量、收获指数和水分利用效率。除成熟期水分亏缺处理外,不同生育期水分亏缺处理条件下,春青稞籽粒产量和作物水分利用效率基本随着水分亏缺程度的增大而减小;拔节期、分蘖期和灌浆期水分亏缺对籽粒产量的不利影响较大。地表秸秆覆盖或全生育期轻度至重度水分亏缺处理可提高春青稞水分利用效率。     

水分胁迫对不同倍性小麦光合和水分利用影响

在遮雨条件下采用称量法控制土壤水分,利用逐步干旱胁迫和复水条件,连续观测二倍体、四倍体和六倍体3种倍性小麦后的光合速率、蒸腾速率、单叶水分利用效率等的变化。结果表明,不同倍性小麦的光合速率都下降,下降速度为二倍体>四倍体>六倍体;水分胁迫对二倍体的蒸腾速率影响最大,对六倍体的蒸腾速率影响最小;水分胁迫对六倍体小麦的气孔导度影响小于四倍体和二倍体;水分胁迫结束后,3种倍性小麦品种的光合速率和蒸腾速率均能迅速恢复,以六倍体的气孔导度的恢复速率最快。水分胁迫下不同倍性小麦的水分利用效率均下降,以六倍体小麦下降程度最小,复水后3种倍性小麦均能快速恢复到几乎相同的水准。在相同的水分条件下,随着光强的增强,3种倍性小麦光反应动力曲线变化趋势相似,在400～1 200μmol/(m2.s)范围内,二倍体和六倍体小麦二者均显著高于四倍体。     

水分调控对麦茬棉产量和水分利用效率的影响

为研究麦后移栽棉对水分调控的响应,于2012年6月~2012年10月通过人工控水试验研究了水分供应对麦后移栽棉生长、产量和品质的影响。小区试验结果表明,蕾期轻度水分亏缺花铃期充分灌水处理(T2)的籽棉产量、成铃数以及单铃质量均为最大,但蕾期和花铃期轻度水分胁迫处理(T4)的产量与处理T2差异不显著,但水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了23.93%和34.01%;管栽试验结果表明,对照处理(T7)的单株成铃数的收获籽棉产量均最高,与对照处理相比,全生育期轻度水分胁迫处理(T8)减产3.98%,水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了9.70%和20.02%;桶栽试验结果表明,灌水定额为1.6倍ETp处理(T11)的籽棉产量和单株成铃数均最高,与处理T11相比,灌水定额为1.3ETp处理(T12)的籽棉产量仅降低了9.7%,而灌水定额为1.0 ETp处理(T13)的籽棉产量降低了30%。说明适宜的水分胁迫(灌水下限为60%~65%FC,灌水上限为80%~85%FC)有利于麦后移栽棉的高产和水分利用效率的提高。     

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。     

农业节水的科学基础

农业节水的核心问题是提高水分利用率和水分利用效率。重点阐述了提高田间水平的水分利用率和水分利用效率的有关理论。特别从叶片水平、群体水平、产量水平 3个不同层次详细论述了作物水分利用效率与环境因子关系的理论 ,以及从理论出发得出的提高不同层次作物水分利用效率的可能途径。强调农业节水的科学基础是一个涉及多学科的综合理论体系 ,农业节水的措施也应该是建立在这一综合理论体系上的综合技术体系。最后 ,对为加强农业节水科学基础而应进一步强化的研究方向提出了几点建议     

我国粮食虚拟水流动对水资源和区域经济的影响

虚拟水流动是虚拟水形态的水资源在地理空间上的再分配,对区域经济和水资源具有重要影响。以省级行政区为单元,计算了2010年我国粮食生产、消费、调运及生产用水和虚拟水流动情况;选取节水量、水资源压力指数和人均国内生产总值3个指标,定量研究了我国区域间粮食虚拟水流动对区域经济和水资源的影响。结果表明:我国省级行政区之间粮食虚拟水流动量为1 138.1亿m3,其中蓝水为449.7亿m3,流动的主要规律是从水资源效率高的地区流向效率低的地区,从缺水地区流向丰水地区,从经济欠发达的地区流向经济相对发达的地区。相应地,在国家尺度上,省级行政区之间的粮食虚拟水流动节水578.9亿m3,其中蓝水为478.9亿m3;粮食虚拟水输出使输出省级行政区水资源压力指数由1.61(假设输出区粮食虚拟水输出为0)上升到2.04;人均GDP由43 428元(假设生产调出粮食的水量全部转变为工业用水)减少到31 776元。提高农业用水效率,实施虚拟水补偿,优化作物种植结构是解决我国区域虚拟水流动负面效应的关键措施。     

水分胁迫和氮素营养对大豆水分利用效率补偿效应的影响

用盆栽试验的方法,研究了水分胁迫强度、历时和氮素营养对大豆总蒸腾量和水分利用效率的影响。结果表明,适度的水分胁迫不但可以抑制高氮对蒸腾量的提高,而且有助于水分利用效率的提高;氮素营养虽然提高了大豆总耗水量,但对水分利用效率的促进作用更显著。在二者的协同作用下,水分利用补偿效率差异显著,低氮处理的水分利用补偿效率几乎均处于伤害区,中氮处理的处于低补偿区,而高氮处理的水分利用补偿效率部分进入了补偿区,而且水分利用补偿效率随着水分胁迫程度的加重而提高,但重度水分胁迫会抑制水分利用补偿效率的提高。     

咸水非充分灌溉对春小麦产量及水分利用效率的影响

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间灌溉试验,研究了咸水非充分灌溉对春小麦产量、耗水及水分利用效率的影响。结果表明,水分胁迫和盐分胁迫都可造成春小麦不同程度的减产,但轻度盐分胁迫仅减产1%,轻度水分胁迫减产6%;水分胁迫和盐分胁迫均可造成春小麦耗水量的减少,非充分灌溉条件下,春小麦耗水中土壤水贡献的比例增大,有利于节约灌溉水;水分利用效率最高的处理矿化度为3g/L,灌水量为80%ETc,说明适度的水分亏缺和适当浓度的咸水灌溉能够在当地达到节水的效果。     

三种豆科作物与玉米间作对水分利用的影响

在甘肃河西灌区,对蚕豆、豌豆、大豆3种豆科作物与玉米间作下水分利用情况进行了研究,结果表明:在不同时间和氮水平下,3种豆科作物土壤水分含量变化不同。3种豆科作物与玉米间作相对于单作,不施氮条件下,蚕豆/玉米间作水分用量(WU)减少5.05%,水分利用效率(WUE)增加26.23%;大豆/玉米间作WU和WUE分别减少0.97%、23.12%;豌豆/玉米间作WU增加13.05%、WUE减少17.08%。在225 kg/hm2氮水平下,3种豆科作物与玉米间作相对于单作WU减少3.69%~7.26%,蚕豆/玉米和豌豆/玉米间作相对于单作WUE增加33.33%和23.45%,而大豆/玉米间作WUE减少12.92%。     

灌水频率对绿洲菊芋耗水特征及水分利用效率的影响

灌水频率对作物耗水特征和水分利用效率有重要影响,但对以收获地下块茎为主要目的的经济作物研究并不多见。以菊芋为材料,分别在苗期(S)、枝繁叶茂期(L)、现蕾期(B)和开花期(F)施加不同灌水组合,包括苗期600 m3/hm2(S600,下同)处理J1、S600+L600为J2、S600+B600为J3、S600+L300+B900为J4、S600+L900+B300为J5、S600+L600+B300+F900为J6及全生育期不灌水的对照CK,研究菊芋农田水分利用状况。结果表明,枝繁叶茂期和苗期是菊芋水分消耗和需求最大的时期,其次为现蕾期。不同灌水频率下菊芋苗期耗水量、耗水强度及耗水模数差异不大(p0.05),但与不灌水相比差异显著(p0.05)。枝繁叶茂期和现蕾期缺水导致菊芋耗水量和耗水强度显著下降,而开花期灌水菊芋耗水量、耗水强度及耗水模数显著增大。菊芋全生育期耗水量随灌水频率和灌水量增大而增大,但灌水频率和总灌水量一定时,不同生育期灌水量分配对菊芋耗水量无显著影响。不同灌水频率下菊芋全生育期耗水量比不灌水显著增加55.3%~205.6%,灌水频率越高耗水量越大。菊芋水分利用效率随灌水频率和灌水量增大而降低,但相同灌水频率和灌水量下菊芋生育期内灌水量不同时水分利用效率差异不大。总体而言,以收获地下块茎为主要目的的经济作物在耗水规律和水分利用特征方面明显不同于以收获籽粒为目的的粮食作物,应保证营养生长期和并进生长阶段的水分供应以满足蒸腾需水和光合同化对水分的需求,而生殖生长期则应适当减少灌水量以抑制作物奢侈蒸腾,提高水分利用效率。     

不同时期干旱对冬小麦产量效应和耗水特性研究

针对不同水分处理对产量和耗水特性的影响 ,在田间对冬小麦不同生育期进行干旱胁迫试验。试验结果表明 :干旱胁迫对冬小麦的产量构成因素、生育时期、水分利用效率、棵间蒸发、蒸散等因素有一定的影响 ;干旱胁迫使冬小麦的生育期缩短 ,整个生育期胁迫能使冬小麦有的生育期缩短 5～ 8d;拔节期的水分对于冬小麦产量和水分利用效率有很重要的影响 ;充分灌水的处理的棵间蒸发和蒸散均高于其它处理 ,无效耗水多     

灌区尺度作物水分利用效率指标研究

在对灌区来水、作物产量和作物需水量尺度分析的基础上,研究了灌区尺度作物水分利用效率指标,结果表明,冬小麦、夏玉米、棉花不同的生育期对采用哪种水分利用效率指标有直接影响;灌溉、降雨、地下水补给等资料较全时,3种作物都采用WUEET;无降雨资料时,冬小麦可选用WUEi近似代替WUEET;正常年份,夏玉米的WUEP0就是WUEET,干旱年份且需夏灌时,夏玉米WUEET由有效降雨量与灌溉量共同产生;棉花不能用WUEi或WUEP0中的任何一种指标反映其真实的水分利用效率,而只能用WUEET确定。     

中国微咸水利用的地区和作物适应性研究进展

随着经济的高速发展以及人口的不断增长,水资源短缺问题日趋严峻。如何高效利用水资源,寻求更多的水源成为当今的热门话题。利用微咸水进行农业灌溉是缓解水资源矛盾的有效途径,适当的微咸水利用还有利于地下水资源的更新,对淡水存储以及生态环境建设与保护也有十分重要的意义。中国各地区气候、土壤以及微咸水利用方式各不相同,同时作物在耐盐性方面表现出较大的差异。兹总结了中国不同地区盐碱化的成因、不同地区微咸水利用状况和相应的水盐调控措施,以及不同耐盐性作物对微咸水灌溉的响应差异,以期为中国微咸水合理开发利用提供一些参考。     

生物炭对不同地下水位番茄需水规律与产量的影响

为解决渍水胁迫这一困扰南方避雨栽培区农业生产的障碍性问题,定量评估施加生物炭对缓解作物渍害的影响,以避雨栽培番茄为对象,借助土柱试验,系统分析不同地下水位及生物炭施加量对作物耗水规律、土壤氧化还原电位及产量的影响。结果表明,地下水位越浅,作物渍害胁迫越严重,导致耗水量越少;施用生物炭后,作物耗水量显著降低,生物炭保水作用随地下水位降低而有所削弱。地下水补给量随地下水埋深变大而减小,相同地下水位条件下,施用生物炭可显著增加地下水利用量。施用生物炭可使土壤氧化还原电位变大,改善土壤通气性能。地下水位在-80cm时,5%生物炭施加量可显著提高番茄产量和水分利用效率,其增幅分别达到38.7%、56.6%,地下水位对番茄产量影响显著,而地下水位和生物炭交互作用对产量及水分利用效率影响均不显著。