植物水分利用效率及其研究进展

概述了植物水分利用效率（WUE）的研究进展，并重点就植物水分利用效率的影响因子、植物品种间WUE差异的生理生化基础及其遗传背景、植物水分利用效率研究方法的改进以及今后的研究重点进行了讨论。     

无定河流域土地覆被空间分异机制及相关水碳变量变化

无定河流域是黄土高原生态恢复工程实施的重点区,探究其土地覆被的空间分异机制及相关水碳变量的变化特征,对支撑区域水土资源保护与规划以及服务区域生态文明建设等工作具有重要作用。本文使用线性倾向法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、地理探测器等方法分析无定河流域土地覆被时空变化特征及空间分异驱动因素,并从地-水-碳耦合的角度探析流域总初级生产力(GPP)、实际蒸散发(ET)和水分利用效率(WUE)等关键水碳变量的变化特征。研究表明:(1)1990—2019年期间,流域整体草地、林地、建设用地显著增加,耕地、荒地显著减少,其中林草面积增加区域主要集中在流域下游及无定河沿岸地区;(2)人口密度、降水、气温等对流域土地覆被空间格局具有重要影响,整体而言社会经济因素的影响大于自然因素,但以降水、气温为代表的自然因素的影响在增强;(3)流域水碳变量的变化与土地覆被变化具有较好的对应关系,空间上,以耕地、林地、草地为主要覆被的流域东南部的GPP、ET、WUE相对偏高,以草地、荒地为主要覆被的流域西北部的GPP、ET、WUE相对偏低,时间上,2001—2019年间,流域整体GPP、...     

种植密度与施氮量对旱地地膜玉米产量、水分利用效率和品质的影响

试验以旱地地膜玉米‘先玉335’为材料,采用二因素随机区组设计,种植密度设3个水平,分别为:4.5×10~4株·hm~(-2)(低密度:D4.5)、6.0×10~4株·hm~(-2)(中密度:D6.0)和7.5×10~4株·hm~(-2)(高密度:D7.5);施氮量(缓释氮肥)设4个水平:0 kg·hm~(-2)(N0)、150 kg·hm~(-2)(N150)、300 kg·hm~(-2)(N300)和450 kg·hm~(-2)(N450),于2017年(伏旱年)和2018年(丰水年)测定了不同处理的叶绿素相对含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、产量和主要品质指标,以及播前和收获0～2 m土层土壤贮水量,结合玉米籽粒产量分析其水分利用效率(WUE)。结果表明,增施氮肥对玉米的SPAD值、LAI、百粒重、穗粒数、产量、WUE、蛋白质和容重总体表现为正向调控作用,N450处理平均分别为55.1、2.57、34.7 g、649.9粒、12 652.7 kg·hm~(-2)、25.5 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、10.11%和740.1 g·L~(-1),较N0依次提高18.5%、24.5%、13.4%、14.0%、31.2%、20.9%、29.3%和7.4 g·L~(-1);对脂肪和淀粉的积累表现为负向调控,对收获指数(HI)影响不显著(P0.05)。增加种植密度对LAI、产量、WUE、淀粉和脂肪的积累总体表现为正向调控作用,D7.5处理分别为2.70、13 022.5 kg·hm~(-2)、26.4 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、73.6%和3.66%,较D4.5分别提高33.7%、25.8%、18.9%、1.4%和3.1%,对SPAD值、穗粒数、百粒重、蛋白质含量和容重总体表现为负向调控作用,不同密度间HI变化因降水年型而异。同时,不管降水年型如何,种植密度与施氮量互作对玉米SPAD值、LAI、穗粒数、百粒重等群体质量指标和产量与WUE影响达显著水平(P0.05)。可见,旱作区玉米产量、WUE和品质等受自然降水、种植密度、施氮量及其互作效应等多种因素的共同制约。在本试验实施区域(年降水量500 mm左右),种植密度为7.5×10~4株·hm~(-2)和施氮量(纯氮)150～300 kg·hm~(-2)组合下,可使玉米产量、水分利用效率和品质同步提高。     

不同土壤水分条件下施肥方式对甘薯叶片气体交换的调节作用

采用盆栽试验,以甘薯品种秦薯4号和619为材料,研究了不同土壤水分条件下施肥方式对甘薯叶片气体交换的影响.结果表明,土壤水分和施肥方式对甘薯叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及气孔限制值(Ls)有显著或极显著的影响,水肥之间存在明显的互作效应.与土壤湿润( 田间持水量70%～75%)相比,土壤轻旱(田间持水量40%～45%)对甘薯叶片Pn、Tr、WUE 、Gs、Ci以及Ls的影响较小,而重旱(田间持水量30%～35%)下,Pn、Tr、WUE、Gs和Gs 大幅下降,Ci明显上升.施肥有助于促进提高Pn、Tr、Gs以及Ls,降低Ci,而且氮磷配施的效果优于氮肥单施.Ci和Ls 的变化说明在土壤轻旱(40%～45%)条件下,甘薯叶片气体交换主要受气孔因素限制,而重旱(30%～35%)主要受非气孔因素限制.施肥通过改善气孔因素对甘薯叶片气体交换产生促进效应.     

河套灌区春小麦高产栽培水氮高效利用研究

在内蒙古河套灌区解放闸灌域沙壕渠实验站,通过田间试验,对节水灌溉模式(拔节+抽穗2水)和常规充分灌溉模式(分蘖+拔节+抽穗+灌浆4水)下,不同施氮量对春小麦产量形成、水分利用和氮素利用等方面进行了研究.结果表明:2水与4水处理间小麦产量及其构成因素均无显著差异,而水分利用效率(WUE)比4水处理提高7.8%.在较低施氮...     

化学除草的选择性原理

选择性除草剂是一类能杀死杂草或严重抑制杂草生长而又不大伤害庄稼的农药。除草剂仅在一定的范围内对某些作物具有选择性,其选择的范围取决于多种因素。由于在任何地区都存在着植物、环境和除草剂之间复杂的相互关系,这些关系变化无常,环境条件与施药方法不同,除草剂的灭草效果亦不一样。了解化学除草的选择性,有助于提高除草的效果。植物的作用植物(包括杂草和作物)对除草剂的反应受其遗传、叶龄、生长速度、形态和生理以及生物物理和生物化学过程等因素的影响,不同属(genus)的植物反应是不同的,而同属植     

灌水处理对春小麦穗部性状和产量的影响

选用15个春小麦品种(系),在冬灌1 800 m3/hm2的基础上,生育期设3次灌水处理(T1:拔节期、开花期、乳熟期)2、次灌水处理(T2:拔节期、开花期)和1次灌水处理(T3:拔节期),每次灌水1 050 m3/hm2,研究了水分对春小麦穗部性状及产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:T2条件下3粒小穗比率、穗粒数、穗粒重、产量和WUE都是最高;T3条件下无效小穗比率最高,而1粒小穗比率、2粒小穗比率、穗粒数、产量和WUE则最低。相关分析表明产量与WUE在三种水分处理条件下都呈极显著正相关,在T3条件下穗粒数与产量和WUE显著负相关,穗粒重与产量和WUE极显著正相关,穗粒数与穗粒重在T1、T2条件下极显著正相关,而在T3条件下不相关。表明适宜灌水提高了3粒小穗比率,进而增加了穗粒数和穗粒重,提高了产量和WUE,而缺水降低1粒和2粒小穗比率,增加了无效小穗比率,减小了籽粒饱满度,进而减小穗粒重,降低产量和WUE。     

苹果树不同植株类型水分利用效率的日变化

以10年生新红星苹果树为试材,探讨了旺长树、丰稳树和衰老树3种植株类型的水分利用效率(WUE)及有关参数的日变化。结果表明(1)无论是充足供水还是土壤干旱,WUE顺序均为丰稳树＞衰弱树＞旺长树;(2)土壤干旱提高了旺长树的WUE,而降低了丰稳树和衰弱树的WUE;(3)土壤含水量的降低对光合的负影响旺长树最小、丰稳树次之,衰弱树最大。     

地下水埋深对冬小麦和春玉米产量及水分生产效率的影响

利用排水式蒸渗仪,通过设置6种地下水位控制处理(地下水位埋深分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m和3.0 m)试验,探讨了太原盆地不同地下水埋深对冬小麦和春玉米生长指标、产量、产量构成因素及水分生产效率(WUE)的影响.结果表明,地下水埋深对冬小麦和春玉米千粒重的影响较小,对冬小麦干.物质重影响显著(P=0...     

环丙醇类制剂对雄性布氏田鼠的不育作用

紫外(UV)辐射作用于"病菌一植物"病害系统影响植物病害的发生发展,主要包括两个方面一是UV辐射对植物病原菌孢子的萌发、芽管伸长、菌丝生长等光生物学效应,不同种属的菌种对UV辐射存在不同的响应机制;二是寄主植物从形态、生理生化等方面对UV作出响应,导致植物的抗病性发生变化.研究证实,中、短波UV辐射可抑制病菌孢子萌发,减少病害的发病率;长波UV辐射对病菌孢子的萌发有诱导作用,可提高病害发病率.根据UV辐射水平、病菌侵染程度及植物抗性品种等因素的影响,UV辐射对不同植物病害系统也存在不同的作用机制.该文作者就近年来国内外有关辐射对植物病害影响的研究进展进行综述.     

灌溉对心底土积盐层的溶解作用

1.心底土积盐层是引起土壤次生盐渍化不可忽略的原因土壤次生盐渍化是干旱、半干旱地区作物正常生长和发展农业生产的一个重要限制因素,综合目前的研究资料,人们对土壤次生盐渍化的发生和防治作了大量的研究工作,但对心底土积盐层与土壤次生盐渍化研究得较少,忽略了这个问题。正如罗赞诺夫指出:“人们往往忽略了土壤以及底土的原始含盐量在灌区土壤次生盐渍化中的作用,因此,我们愿意再一次强调指出,必须重视自然条件特别是土壤的原生盐渍化在次生盐渍化中的重大意义和作     

古尔班通古特沙漠边缘春秋季沙丘水分状况初步研究

古尔班通古特沙漠边缘植被破坏严重,沙丘活化明显,是新疆干旱区植被恢复的重点地区之一,当地降水稀少,其沙丘的水分状况便成为植被生存和恢复过程的关键条件,为掌握古尔班通古特沙漠边缘流动沙丘和固定沙丘不同部位的水分状况,从2003年3月到10月植物生长期内利用中子仪进行连续监测的结果表明:沙丘含水量月变化与月降水量分布相一致;流动沙丘0-30cm的含水量低于固定沙丘,而其它各层都高于固定沙丘;流动沙丘含水量从上部到下部依次升高,而固定沙丘则并无此规律;流动沙丘中部和下部稳定湿沙层处在距沙丘表面60cm以下,且厚度超过100cm,固定沙丘稳定湿沙层只存在于沙丘中部距沙丘表面60~150cm深度范围内,其厚度不超过100cm。     

Vertical distribution of sand-dust aerosols and the relationships with atmospheric environment

The vertical distribution of aerosols in the troposphere is important for determining their effects on climate.The vertical distribution of aerosols under different atmospheric conditions in the free troposphere was directly observed using a surface micro-pulse LIDAR(MPL) and a TP/WVP-3000 microwave radiometer at the Semi-Arid Climate & Environment Observatory of Lanzhou University(SACOL,35.95°N,104.10°E) in the western Loess Plateau,China,in the spring of 2008.The results showed two possible transportation paths of a sandstorm from May 1 to May 4 in 2008.In one path,sand-dust aerosols were transported toward the east from the Taklimakan Desert to the Badain Jaran Desert and the Tengger Desert by a westerly wind and then toward the southeast to Jingtai and Lanzhou.A weak aerosol index(AI) indicated another possible transport path toward the east from the Taklimakan Desert to the Qaidam Basin and through the Tibetan Plateau eastward to SACOL.The aerosol profile of sandstorm processes over the SACOL area displayed three patterns:a single peak distribution under stable atmospheric conditions,indicating urban aerosol distribution;an exponential decrease under unstable atmospheric conditions in the presence of a sandstorm;and a slight change in the mixed layer during the first and last stages of the sandstorm,indicative of thorough mixing during lifting and deposition stages.Analyses of the aerosol layer height(ALH) showed that there are two types of ALH diurnal variation.The ALH during the first sandstorm stage was complex and disordered,and affected by atmospheric circulation.While the ALH had obvious diurnal variation in the other stage,the ALH and aerosol extinction coefficient(AEC) had a single peak,and was higher in the afternoon and lower in the morning.In the second case the ALH was in agreement with the atmospheric boundary layer height(BLH) variation.As a result of the development of the atmospheric boundary layer(ABL) during day and maintenance at night,ALH during sandstorm-free days showed obvious diurnal variations.Multiple vertical distribution patterns of sand-dust aerosols will result in different climate effects;therefore,the vertical distribution patterns can be used to parameterize climate and aerosol models.     

西安临潼人工林土壤干化与恢复研究

通过野外调查和室内测定,本文研究了西安临潼人工林下0-6m土壤含水量和土壤干层的变化。结果表明,临潼14龄杨树林和16龄梧桐树林下150-350cm之间土层的含水量分别为8.7%和9.0%。按土壤干层划分标准(含水量<10%),这已属于发育弱的土壤干层,说明西安地区人工林下有土壤干层存在。而在丰水年中,杨树林和梧桐树林下原有的土壤干层带水分含量增加到21.6%和21.7%,土壤干层消失,说明在降水量增加的条件下,西安地区发育弱的土壤干层可以得到恢复,人工林能够正常生长。由此推断,西安及其降水量与其类似的其他地区可以种植一些高大乔木或果树经济林。在土壤干层发育严重的黄土高原北部地区不适于广泛造林,可以优先考虑发展疏林和森林草原植被。     

半湿润沙地干沙层特性的初步研究

半湿润沙地的干沙层厚度的日变化与当地地温、气温日变化呈相似的周期变化。有植被覆盖沙地干沙层的发展速率呈先慢后快趋势；裸沙地干沙层发展速率呈先快后慢的趋势，农作物地干沙层的发展速率较草地快。裸沙地干沙层发展到７－８ｃｍ厚度时，干沙以下的水层中的水与空气中的水汽变换很弱。     

沙尘暴过程中的混合层特征

本文基于大气气溶胶垂直分布的一些观测事实和针对两例不同天气类型的沙尘暴过程进行的观测分析,得出在行星边界层中,气溶胶浓度远大于其上方的自由大气;且其层结越接近中性,其浓度越接近均匀分布。在冷锋型沙尘暴的维持阶段,地面风速较强且其大小与沙尘暴强度是比较一致的。在高压底部偏东风型沙尘暴过程中,使沙尘暴触发和维持的地面风速弱于冷锋型,且沙尘暴强度与地面风速大小没有明显关系。混合层是影响沙尘暴发生及强度的另一个重要因素。混合层总与沙尘暴伴随,且其维持滞后于沙尘暴。其原因是沙尘气溶胶对地面吸收太阳辐射的削弱使混合层的日变化减小,从而产生一种使混合层维持的机制。这一辐射影响在沙尘暴过程中具有普遍性。在冷锋型沙尘暴过程中,沙尘辐射对冷锋强度的强迫也导致混合层日变化出现增强的趋势。它们的共同影响使冷锋型沙尘暴过程中混合层能够始终维持但其日变化强于高压底部型。混合层与沙尘暴的关系应该结合沙尘暴的不同发展阶段考虑。     

利用无线电探空资料分析藏北高原地区边界层及其空间结构特征

利用“全球协调加强观测计划(CEOP)亚澳季风之青藏高原试验研究”(CAMP)(CAMP/Tibet-CoordinatedEnhancedObservingPeriodAsia-AustraliaMonsoonProjectontheTibetanPlateau) 2002年8月中下旬无线电探空观测资料,分析研究了藏北高原地区边界层及其空间结构特征,得到了一些藏北高原地区边界层及其空间特征的新认识。     

农田不同耕层构造对玉米生长发育及产量的影响

在公主岭市吉林省农科院长期定位试验田(1983年)4种耕层构造(上虚下实、全虚耕层、全实耕层和虚实并存)上,通过对玉米出苗率、株高、茎粗、叶片数、叶面积、根系及产量指标测定,探讨不同耕层构造对玉米生长发育及产量的影响。结果表明,虚实并存耕层玉米出苗率为94.90%,明显高于其他耕层,增加苗期玉米株高和茎粗,叶片数较全虚耕层和上虚下实耕层分别增加0.8和1.2片,但与全实耕层相比差异不明显。从玉米生育中后期来看,虚实并存耕层促进玉米生长发育,增加叶面积,改善根系性状,与上虚下实耕层比较,根条数增加16.80条,气生根和地下根干重分别增加4.60 g和20.50 g,且气生根层数增加0.80层。同时,虚实并存耕层玉米产量显著高于其他耕层,增产幅度为8.17%~15.02%,上虚下实耕层产量最低。可见,虚实并存耕层"既发小苗,又发老苗",稳产高产,是较为理想的耕层构造。     

土壤容重对浑水一维垂直入渗特性及致密层形成特性的影响

通过开展室内浑水一维垂直入渗试验,设置了4个土壤容重水平(1.30、1.35、1.40和1.45g/cm;),观测不同土壤容重影响下浑水入渗能力、湿润锋运移距离、致密层土壤颗粒组成及落淤层厚度等的变化特性。结果表明:浑水累积入渗量、入渗率和湿润锋运移距离均随土壤容重的增加而减小,而落淤层厚度随土壤容重的增加而增大;落淤层厚度与入渗时间两者符合幂函数关系,其中拟合的系数和指数均与土壤容重之间呈线性正相关关系;落淤层细颗粒相对含量显著低于浑水泥沙,随着土壤容重的增大,浑水泥沙滞留现象越弱,落淤层细颗粒相对含量越多;滞留层细颗粒相对含量显著高于原土壤,其相对含量随着土壤容重的增加而减少。     

论绿洲发展过程中绿洲-荒漠交错带圈层结构的缺失及绿洲防护方式的改变

以1977-2002年的三期landsat遥感影像为基础,分析了新疆于田县两个新开发的小绿洲,发现在绿洲扩张过程中,绿洲-荒漠交错带面积缩减,由高覆盖度草地到中低覆盖度草地的圈层结构被破坏,出现了高草圈层几乎完全消失,或人工绿洲直接与荒漠相连的情况。交错带对绿洲的防护功能下降,与此同时,绿洲内部的防护林体系得到加强,在人工绿洲的发展过程中,绿洲由外围防护渐转向内部防护。