亏缺灌溉及叶面喷锌对番茄产量品质及水分利用效率的影响

通过盆栽试验,研究了3个土壤水分水平(W1:田间持水量的60%～65%、W2:75%～80%、W3:90%～95%)、两个锌溶液水平(Z0:0%、Z1:0.2%)对番茄生长、果实产量及品质、耗水、水分利用效率的影响.结果表明,随土壤水分的增加,番茄株高、植株生物量显著提高,W3处理的生物量分别比W2、W1高出20.8%和35.9%,但果实产量表现为先升高后降低的趋势,即W2＞W3 ＞W1的变化规律,过高的土壤水分或土壤干旱使果实产量明显降低;叶面喷施锌溶液对生物量的影响不明显,但使W1、W2、W3下的果实产量分别提高9.4%、9.2%和3.1%,且使果实口味改善、品质提高;土壤水分的提高使植株的耗水量增加,却降低了水分利用效率,水分和喷施锌溶液对以生物量计的水分利用效率影响不显著,但对以果实产量计和营养成分计的水分利用效率均达到显著程度,W2Z1处理的水分利用效率最高分别为:WUE产量=61.62 kg/m3、WUEVc=9.56 mg/m3、WUE糖=4.7 g/m3.     

日光温室不同水分条件下盆栽黄瓜产量和土壤微生物数量

在日光温室内盆栽条件下,研究土壤水分对黄瓜产量和土壤微生物数量的影响,结果表明(1)土壤水分含量初花期和初瓜期为田间持水量的80%～90%、盛瓜期90%～100%、生育后期70%～80%的处理黄瓜产量最高,为389.65g/株;其次为初花期土壤水分为田间持水量的90%～100%、初瓜期80%～90%、盛瓜期70%～80%、生育后期90%～100%的处理,产量为351.49g/株;初花期土壤水分为田间持水量的80%～90%、初瓜期90%～100%、盛瓜期70%～80%、生育后期80%～90%的处理产量最低,为257.54g/株。(2)不同水分处理土壤微生物的数量变化不同黄瓜初花期,土壤水分为田间持水量80%～90%的处理土壤细菌数量最多,土壤水分为田间持水量70%～80%的处理和90%～100%的处理土壤细菌数量少,且二者差异不大。黄瓜初瓜期和盛瓜期当土壤水分由低变高时细菌数量增加,相反细菌数量减少,黄瓜生育后期当土壤水分从高变低时细菌数量增加,水分稳定不变或从高变为中等水平或从低变为中等水平时细菌数量减少。土壤真菌数量在土壤水分含量低时和土壤水分相对稳定的情况下增加,否则减少。各处理土壤放线菌在黄瓜初花期和初瓜期数量差异不大,盛瓜期各处理土壤放线菌的数量增加,生育后期多数处理土壤放线菌的数量有所下降。     

日光温室茄子合理灌溉方法初探

在日光温室中采用沟灌、滴灌、渗灌、小孔出流4种灌溉方法,通过对比试验研究了不同灌溉方法在不同土壤水分控制范围内对茄子生长、产量及水分利用效率的影响,并利用数理统计方法对试验结果进行了分析.研究得出:可以优先选择的4种灌溉处理组合为CT_1>DT_2>CT_3>CT_2,其中CT1(即渗灌条件下)当土壤水分控制范围在田间持水量的55%～65%(开花着果期)和田间持水量的65%～75%(结果期)时,茄子长势良好,其产量较相同水分处理下沟灌增产17%;且水分利用效率最高,分别为其他优选灌溉处理组合的1.12倍、1.38倍和1.37倍.     

不同土壤水分处理对疏叶骆驼刺幼苗光合特性及干物质积累的影响

为探讨土壤含水量变化对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)幼苗生长发育的影响,于2008年7～10月,在塔克拉玛干沙漠南缘绿洲外围设置了土壤水分控制下限为田间持水量的80%(T-80,下同)、60%(T-60)和40%(T-40)3种灌溉梯度。结果表明:土壤水分状况对骆驼刺幼苗的光合特性及干物质积累均有显著影响。随着土壤含水量的增加,骆驼刺幼苗气孔导度增大,蒸腾速率也随之增加,同时水分利用效率降低;而净光合速率和叶绿素含量则随着土壤含水量的增加呈先增加后降低的趋势,干物质积累也有相似的变化趋势,与T-60相比,高水分条件(T-80)和低水分条件(T-40)下骆驼刺幼苗叶片的叶绿素含量降低,净光合速率下降,同时干物质积累减少,根冠比和根质比也有不同程度下降。说明适宜的土壤水分有利于骆驼刺幼苗的生长发育,土壤含水量过高和过低都会限制其光合能力,减少生物量积累及地下分配的比例,最终对其生长发育产生不利影响。     

疏叶骆驼刺幼苗根系生态学特性对水分处理的响应

通过人工壕沟挖掘法,对疏叶骆驼刺幼苗在不同水分条件下的根系生态学特性的季节变化进行研究.结果表明:①在土壤水分较好的环境中,疏叶骆驼刺幼苗大量拓展水平根,并产生分蘖植株竞争光照资源;而在土壤水分相对缺乏时垂直根系发达,向深层土壤拓展资源空间.根系形态的可塑性是疏叶骆驼刺幼苗获取水分适应干旱环境的重要策略之一.②根冠比随土壤水分的减少而增加,且在生长季后期这种趋势更加明显,增加根冠比是疏叶骆驼刺幼苗适应干旱的策略之一.③幼苗根系的扎根深度和垂直生长速度随着土壤水分的减少而增加.④根系生物量、根系表面积随土壤深度的增加而减小,并在垂直剖面上呈倒金字塔状分布.根系生物量形成过程符合Logistic"慢-快-慢"的S型生长曲线,总生物量随着土壤干旱程度的增加而降低.     

土壤干旱对冬小麦幼苗生长和叶片生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱下冬小麦幼苗生长和生理特性进行了初步研究。结果表明，幼苗株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量、叶水势、叶片相对含水率均随土壤水分的减少而呈降低趋势；根冠比、叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明，在干旱胁迫下，冬小麦幼苗一方面通过改变生物量分配策略，较多地提高根比重，以利于根系吸水增加抗旱性；另一方面，通过改变叶片的生理特性以提高抗旱性。     

土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题，研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料，以田间持水量(FC)为土壤水分上限，棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明：土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用, 土壤水分下限从 45%FC增至85%FC，棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%；随着土壤水分下限的降低，灌溉定额减少，T1处理灌溉定额最大（378 mm），T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%；随着土壤水分下限的提升，棉花产量逐渐增大，但土壤水分下限过高，棉花单株有效铃数降低，产量增加不再明显，水分利用效率较低；土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加，产量和水分利用效率分别达到7 146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3；土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响，土壤水分下限越低，马克隆值越大，成熟度指数越高，断裂比强度和断裂伸长率减少，采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此，建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜，非生育期进行冬灌淋盐，冬灌定额为300 mm，生育期灌溉定额为334 mm，整个生育期灌水12次，灌水周期为8 d。     

干旱区地下滴灌对加工番茄生长的调控效应

通过3年的田间试验,探索地下滴灌条件下水分对加工番茄生长的调控效应.采用地表滴灌DI及地下滴灌SDI两种处理方式.地面滴灌DI1,Dl2,DI3,处理0～60cm土壤水分含量分别设定田间持水量的(80±5)%,(60±5)%和(40±5)%;地下滴灌SDI,SDI,SDI.处理灌水量及灌水时间与地面滴灌DI1,DI2,DI3相同.结果表明:加工番茄花期后水分处理对地面滴灌及地下滴灌番茄根系生物量、根长密度影响不显著,但盛果期地下滴灌处理根系生物量及根长密度显著增加,且地下滴灌处理根系分布明显比地表滴灌分布均匀;花期后地下滴灌水分亏缺处理植株地上部生长量显著低于地面滴灌相应处理,即SDI2和SDI3显著低于DI2和DI3,而盛果期则相反.适度干旱条件下,地下滴灌总体上单果重、单果数及水分利用效率都显著大于地表滴灌.在土壤水分充足条件下,地下滴灌与地表滴灌相比,对加工番茄生长发育及产量无显著影响,但在轻度干早条件下,地下滴灌显著促进了加工番茄根系及地上部分的生长,显著提高了土壤水分利用效率,提高了加工番茄的产量.     

磁化水滴灌对棉田土壤脱盐效果及棉花产量的影响

以棉花为对象进行磁化水滴灌试验,通过田间小区试验,设置一次磁化、二次磁化和CK处理,研究不同磁场强度处理水灌溉对棉田土壤脱盐效果以及对棉花生长状况和增产效果的影响,旨在提出一种改良土壤盐渍化的新技术。结果表明:滴灌条件下磁化水可以有效增强对土壤全盐含量、Cl~-和Na~+的淋洗作用,二次磁化和一次磁化处理的脱盐作用显著大于对照处理,且二次磁化中3 600~2 000 m T效果最佳,二次磁化和一次磁化处理全盐含量分别降低了25.5%和19.5%,CK降低了10.46%;磁化水灌溉可以提高棉花的生物量,缓解盐分对棉花的伤害,提高棉花产量,增产率达9.61%~15.32%。     

不同品种藜麦幼苗对干旱胁迫的生理响应及耐旱性评价

为研究干旱胁迫对不同品种藜麦幼苗生长和生理特性的影响并评价不同品种耐旱性,本试验以4个陇藜系列藜麦品种（即‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’和‘陇藜4号’）为材料,设置正常灌水（CK）、轻度水分胁迫（LD,土壤含水量为田间持水量的60%~50%）、中度水分胁迫（MD,土壤含水量为田间持水量的40%~30%）和重度水分胁迫（SD,土壤含水量为田间持水量的20%~10%）4个处理,通过测定幼苗生物量指标和生理生化指标,运用数学分析方法明确测定指标与干旱胁迫的关系,并进行耐旱性评价。结果表明：SD处理各品种幼苗株高分别较CK降低了30.64%、28.36%、32.76%和37.88%,根长分别较CK增加了37.54%、81.46%、43.33%和74.85%,根冠比较CK分别升高了42.86%、33.33%、40.00%和40.00%;‘陇藜1号’ 幼苗叶片叶绿素含量分别较CK处理升高了29.40%,其余3个品种分别较CK 处理降低了33.22%、36.20%和15.99%;各供试品种幼苗叶片可溶性糖含量较CK处理分别升高了0.51%、1.67%、1.19%和2.07%;脯氨酸含量较CK处理分别升高了116.84%、268.07%、798.01%和208.70%;‘陇藜3号’幼苗叶片SOD活性较CK处理升高了6.67%;各供试品种幼苗叶片POD活性较正常处理分别升高了163.96%、62.83%、73.27%和169.50%;幼苗叶片CAT活性较CK处理分别升高了16.87%、11.44%、10.79%和4.30%。说明干旱胁迫下,藜麦幼苗通过增加渗透调节物质含量、增强抗氧化酶活性、清除体内活性氧物质,从而使幼苗适应干旱环境;但当干旱胁迫严重到一定程度时,抗氧化酶活性减弱,植株体内ROS积累,叶片叶绿素合成和干物质积累受到抑制,表现为植株生长受到影响。通过隶属函数法分析可知,供试材料抗旱性表现为‘陇藜1号’=‘陇藜3号’>‘陇藜2号’>‘陇藜4号’。     

低钾胁迫下干旱对烤烟幼苗生理特性及钾含量的影响

为探究低钾胁迫下不同干旱程度对烤烟幼苗生理特性及烟株钾含量的影响,以烤烟品种‘K326’为试验材料,采用室内水培法,分别设置不同钾水平(低钾0.15 mmol·L^-1,常钾5.00 mmol·L^-1)和模拟干旱程度(PEG-6000浓度分别为0、5%、10%、15%、20%)双因素处理,对烟株生理指标、光合特性及烟株各部位钾含量进行测定。结果表明：相同PEG-6000浓度下,低钾水平处理的烟株地上部及根系干质量、鲜质量、根系活力、烟叶光合指标(除胞间CO₂浓度和水汽压饱和亏外)和各部位钾含量均低于常钾水平,其中低钾水平下烟株地上部及根系钾含量较常钾水平分别降低了10.62%～21.70%和35.96%～58.82%。常钾水平下,随着PEG-6000浓度的升高,烟株根系干质量、根系活力、叶片净光合速率、气孔导度、水分利用率、叶片可溶性蛋白含量、叶片POD、CAT活性均表现为先升高后降低,且均在PEG-6000浓度为10%时达到最大值,与PEG 0处理相比,各指标分别增加了16.01%、131.66%、27.87%、73.6...     

不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响

为明确不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响,为大豆抗旱育种提供理论依据,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和水分胁迫(50%田间持水量,持续20 d)处理,成熟期测定主要农艺性状。试验结果表明,大豆地上部农艺性状和产量主要由地上部基因型决定,但水分胁迫下也会受到根系基因型的影响。正常供水与水分胁迫下,与辽豆21相比,辽豆14接穗的株高平均提高24.3%和14.8%,主茎节数分别平均提高19.6%和15.3%,分枝数分别平均提高60.2%和90.6%,单株生物量平均提高57.1%和87.1%,单株荚数平均提高70.0%和92.3%,分枝荚数平均提高159.9%和197.9%,分枝瘪荚率平均降低57.8%和60.4%,最终单株粒重平均提高19.9%和54.9%。与辽豆21自身嫁接植株相比,水分胁迫下,嫁接辽豆14砧木使单株荚重、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别显著提高了45.8%、27.4%、21.7%、5.2%和20.4%,产量性状的提高与主茎第9～15节位间有效荚数的提高有关。因此,通过地上部与根系的协同改良是提高大豆抗旱性的重要途径。     

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响，通过设置40 mm（W1）和60 mm（W2）两个灌水水平下不施氮肥（N0）、施用氮肥（U）、氮肥+硝化抑制剂（U+DCD）、氮肥+脲酶抑制剂（U+NBPT）、氮肥+双效抑制剂（U+N+D）5种氮肥施用措施，开展夏玉米田间试验。结果表明：相较于施用氮肥处理，氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力，增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%，其中氮肥配施双效抑制剂效果较优；氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量，前者效果最优。相比于W1，W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%；氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长，构建模糊综合评价体系，得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。     

3种因素对油松移植苗根系活力的影响

采用盆栽的方法,以3种不同的光照条件、土壤含水量及苗木含水量,对4 a生油松（Pinus tabulaeformis）移植苗进行处理,测定3种因素交互作用下油松移植苗的根系活力。结果表明：光照强度的降低、苗木含水率的减少及土壤含水量的增加,促使油松移植苗根系活力不断降低;油松移植苗的苗木含水量为63%或土壤含水量为30%时,自然光照下根系活力均显著大于遮光条件下根系活力;在自然光强、63%的苗木含水量及30%土壤含水量其中一种条件影响下,其他两个因素的变化均可引起根系活力的显著变化;在自然光强与53%自然光强条件下,或在土壤含水量为30%和50%条件下,苗木失水均导致根系活力降低。     

极端干旱区垂直线源灌方式对葡萄生长及水分利用效率的影响

灌溉方式对根系湿润方式的不同会影响作物生长及其对水分的利用效率。以常规滴灌方式为对照,通过田间试验研究了垂直线源灌方式对葡萄生长和水分利用效率的影响,结果表明:葡萄生育关键期灌水前后垂直线源灌方式根层土壤平均含水率可达到田间持水率的75.1%和82.8%,常规滴灌方式为田间持水率的60%和72%;垂直线源灌条件下净光合速率,蒸腾速率,气孔导度均较常规滴灌高,净光合速率均经历了气孔限制和非气孔限制,其中由水分胁迫引起的非气孔限制,垂直线源灌晚于常规滴灌出现,且表现不明显;垂直线源灌方式在地上生物量生长方面略好于常规滴灌方式,但两者未表现出明显差异;垂直线源灌方式较常规滴灌方式在产量上提高了1.2%;叶片水平上的水分利用效率,垂直线源灌方式较常规滴灌方式提高了57.4%。     

Gas exchange, biomass partition, and water relationships of three grass seedlings under water stress

Three grass species, switchgrass ( Panicum virgatum ), foxtail millet ( Setaria italica ), and Old World bluestem ( Bothriochloa ischaemum ), referred to as introduced, traditional, and indigenous species, respectively, in the Loess hilly gully region on Loess Plateau in China, were grown in a growth chamber. Water was withheld to let the soil gravimetric moisture content (SGMC) decline gradually from 14.92% for 15 days. The gas exchange characteristics, leaf water conditions, root and shoot growth, and water use efficiency (WUE) of the three grasses were compared. The SGMC of foxtail millet declined faster than that of switchgrass and Old World bluestem, and it maintained higher leaf water potential at a lower soil water content, indicating that it might have greater drought tolerance. During the process of soil drying, the stomatal conductance (Gs), photosynthesis rate, and transpiration rate (Tr) of foxtail millet and Old World bluestem declined linearly, whereas those of switchgrass declined parabolically. The Gs of each grass was significantly different between the stressed and well-watered (WW) conditions. When the SGMC declined to ≈ 11.0%, 9.5%, and 8.6%, respectively, the leaf water potential was significantly different between the two growing conditions, showing the appearance of non-hydraulic and hydraulic signals. As a result of greater stomatal adjustment ability and a smaller Gs, foxtail millet had a high WUE. Among the three grasses, switchgrass had a high Tr and root/shoot (R/S) ratio under both WW and stressed conditions, and water stress significantly improved its R/S ratio. The results showed that foxtail millet seedlings have the best drought adaptability in the flexible soil–water environment, whereas switchgrass seedlings have the worst, but a high R/S ratio might be advantageous under drought conditions once the seedlings are established.     

长期咸水滴灌对灰漠土理化性质及棉花生长的影响

为揭示长期咸水滴灌对灰漠土物理化学特性及棉花生长的影响,研究了咸水灌溉11 a后土壤盐分、容重、水力特性、棉花耐盐生理特征及产量。试验设置3个灌溉水盐度水平:0.35 dS·m~(-1)(淡水)、4.61 dS·m~(-1)(微咸水)和8.04 dS·m~(-1)(咸水)。研究表明:与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著增加土壤容重、盐分、pH值和土壤含水量,显著降低土壤孔隙度、全氮和有机质含量;土壤饱和导水率在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水处理降低45%和60%,体积含水率随着灌溉水盐度的增加而增大;与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著降低棉花叶面积、叶水势、气孔导度、叶绿素含量和干鲜质量比,其中叶水势分别较淡水处理下降43.34%和63.46%;微咸水和咸水灌溉显著增加棉花叶片相对电导率和丙二醛含量,同时SOD、POD和CAT活性也显著增加,脯氨酸含量分别较淡水灌溉增加69.52%和212%;棉花总生物量在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水灌溉处理降低14.15%和32.88%;籽棉产量分别较淡水灌溉降低12.6%和25.7%。综上所述,长期的微咸水和咸水灌溉显著增加土壤盐分含量、降低土壤养分含量,土壤水分的可利用性也显著下降,导致棉花生物量和产量降低。     

羊草干物质积累及叶片气体交换对土壤水分的响应

采用盆栽方法模拟羊草干物质积累和叶片气体交换参数对 5个水分梯度的响应表明 :轻度、中度干旱与对照相比 ,羊草叶片的相对含水量 (RWC )有所升高 ;严重和极严重干旱使RWC显著降低。干旱降低植株生物量 ,后期的降低幅度远远大于前期 ,反映出羊草叶片水分状况对适度的土壤干旱具有良好的适应性 ,而过度干旱对羊草的生长造成威胁。鞘的分配随时间呈下降趋势 ,而根茎的趋势与鞘相反 ,表明鞘的暂储物质有可能向根茎转移。干旱促进早期根的分配和根冠比增加 ,后期降低 ,表明羊草在受到持续干旱后 ,通过增加根部的比重来提高抗旱性的能力逐渐降低。干旱降低了光合速率 ,增加了胞间CO2 浓度 ,但对水分利用率 (WUE )的影响随日进程而波动 ,在上午 10时干旱促进了WUE升高 ,其他时间无显著影响 ,表明光合参数对干旱的响应受日进程影响。     

Quantifying the impacts of soil water stress on the winter wheat growth in an arid region, Xinjiang

Wheat growth in response to soil water deficit play an important role in yield stability. A field experiment was conducted for winter wheat (Triticum aestivum L.) during the period of 2002-2005 to evaluate the effects of limited irrigation on winter wheat growth. 80%, 70%, 60%, 50% and 40% of field capacity was applied at different stages of crop growth. Photosynthetic characteristics of winter wheat, such as photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetically active radiation, and soil water content, root and shoot dry mass accumulation were measured, and the root water uptake and water balance in different layer were calculated. Based on the theory of unsaturated dynamic, a one-dimensional numerical model was developed to simulate the effect of soil water movement on winter wheat growth using Hydrus-1 D. The soil water content of stratified soil in the experimental plot was calculated under deficit irrigation. The results showed that, in different growing periods, evapotranspiration, grain yield, biomass, root water up- take, water use efficiency, and photosynthetic characteristics depended on the controlled ranges of soil water content. Grain yield response to irrigation varied considerably due to differences in soil moisture contents and irrigation scheduling between seasons. Evapotranspiration was largest in the high soil moisture treatment, and so was the biomass, but this treatment did not produce the highest grain yield and root water uptake was relatively low. Maximum depth of root water uptake is from the upper 80 cm in soil profile in jointing stage and dropped rapidly upper 40 cm after heading stage, and the velocity of root water uptake in latter stage was less than that in middle stage. The effect of limited irrigation treatment on photosynthesis was complex owing to microclimate. But root water uptake increased linearly with harvest yield and improvement in the latter gave better root water uptake under limited irrigation conditions. Appropriately controlled soil wate