保护性耕作下陇东春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作(T);传统耕作 秸秆覆盖(TS);免耕(NT)和免耕 秸秆覆盖(NTS)]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率,结果表明:土壤含水量受降水的影响较大,年内和年际的变率大,200 cm内土壤含水量在350～600 mm变动;土壤贮水量5-7月上旬因作物利用迅速下降,在雨季得到补充,到冬季缓慢下降;水保耕作措施对玉米Zeamnys、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200 cm土体耗水量影响不大,但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率;与传统耕作相比,免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低,免耕、秸秆覆盖可增加农民收入;在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统,改大豆为利用营养体的豆科牧草,可提高系统的水分和光能利用率.     

库布齐沙地三种植物光合、蒸腾特性和水分利用效率研究

采用LI-6400便携式光合系统,对库布齐沙地建群种油蒿以及人工栽培植物塔落岩黄芪和沙打旺的光合作用、蒸腾作用及水分利用效率进行了研究。结果表明,库布齐沙地的油蒿表现出高光合、高蒸腾的特点,其净光合速率和蒸腾速率均大于塔落岩黄芪和沙打旺,但水分利用效率较低;塔落岩黄芪表现出高光合、低蒸腾的特点,水分利用效率较高;沙打旺表现出低光合、低蒸腾的特点,水分利用效率介于油蒿和塔落岩黄芪之间。油蒿与塔落岩黄芪的净光合速率日变化呈明显的双峰曲线,沙打旺只在16∶00出现一个单峰。气孔导度和光合有效辐射作为重要的生理因子和主要环境因子分别影响着三种植物净光合速率和蒸腾速率的变化。     

两耳草在西双版纳雾凉季的光合、蒸腾和光能、水分利用效率研究

用CID-301CO2气体分析仪测定两耳草在西双版纳雾凉季的净光合速率Pn及相关因子,并计算水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE).结果表明,净光合速率和蒸腾速率的日变化是在PAR的影响下许多因子共同作用的结果,两者都呈单峰型;光能利用效率和水分利用效率的变化趋势一致,13∶30前最高,此后有所下降,但仍维持较高水平.水分充足是两耳草在雾凉季保持旺盛生命力的根本原因,干热季适当浇灌是保证草坪质量和延长其绿期的必要措施.     

土壤含水量对条墩桑光合特性及水分利用效率的影响

条墩桑是条叶兼用的一种优良灌木桑,可用于干旱半干旱地区的风沙治理。以2年生条墩桑幼苗为试验材料,采用盆栽控水法,研究了水分胁迫下条墩桑光合特征及其水分利用效率的变化。不同土壤水分状况下,条墩桑净光合速率日变化曲线基本呈"双峰"型:正常水分和轻度干旱条件下,净光合速率在上午11:00达到最大值,分别为17.55和15.20μmol/(m2·s);中度干旱条件下,净光合速率在上午10:00前后就达到峰值,为9.60μmol/(m2·s),光合午休相对提前了1h且时间延长,其净光合速率与气孔导度的下降平行进行。水分利用效率最高值出现在上午较早时分,且上午的水分利用效率明显高于下午,其日平均值下降幅度明显小于净光合速率的降低幅度。净光合速率下降的原因既有气孔限制,又有非气孔限制因素,随着土壤水分含量的减少,非气孔限制因素作用增加。     

4种不同土壤对荻生长及光合特征的影响

本文采用4种常见土壤对荻(Miscanthus Sacchariflorus)进行栽培试验,研究荻在不同土壤中的生长规律及光合作用特征,以探究荻的最适生长土壤因子及其对荻生长和光合特征的影响。结果表明:荻的净光合速率和蒸腾速率以及水分利用效率的日变化均呈现“双峰曲线”,表明荻有明显的“午休”现象,气孔限制因素是主要原因;净光合速率在不同土壤间表现为菜园土>森林土>河流冲积泥>黄土,生物量表现为菜园土>河流冲积泥>黄土>森林土;通径分析结果表明,有机碳含量与速效钾含量是荻净光合速率和生物量的主要影响因子,而全钾含量是荻净光合速率的限制因子,磷元素含量是荻生物量的限制因子。本研究为荻的引种栽培和高产示范提供了参考。     

不同水分利用效率的高羊茅水分和光合特性研究

选用高羊茅不同水分利用效率的遗传材料,利用盆栽试验对其水分和光合特性进行了研究,旨在揭示其水分利用效率差异的原因。结果表明,高水分利用效率品系有较好的水分关系且抗旱,其气孔导度较低,水分利用效率高。高、低水分利用效率品系的净光合速率无差异。造成以Ａ／Ｅ或Ａ／ＧＣＯ２表示的水分利用效率差异的根本原因在于叶肉细胞光合活性的差别。比叶片重、以面积表示的叶绿素含量和细胞内ＣＯ２浓度均可作为衡量水分利用效率     

干热胁迫对紫花苜蓿光合特性的影响

为了解紫花苜蓿（Medicago sativa L.）在干热胁迫条件下光合特性的变化规律,对其6个品种的叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、气孔导度（G_s）、水分利用效率（WUE）进行测定。结果表明,随着干热胁迫强度的增加,各紫花苜蓿品种叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率整体呈下降趋势;而胞间二氧化碳浓度整体呈上升趋势（P<0.05）。且经过一定时间的复水处理,WL525的蒸腾速率和气孔导度得到了明显的恢复（P<0.05）,与胁迫前的状态接近,且其他品种的蒸腾速率和气孔导度也得到一定程度的恢复;而供试品种的净光合速率、胞间CO₂浓度及水分利用效率均没有得到明显改善。相关分析表明,在干热胁迫条件下,净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率均成极显著正相关（P<0.01）,而与胞间二氧化碳浓度成极显著负相关（P<0.01）。     

CO_2浓度变化下燕麦对干旱胁迫的生理响应

利用步入式CO2生长室模拟研究了CO2浓度变化和土壤含水量的交互作用对燕麦(Avena sativa)的光合、生长及水分利用效率的影响。结果表明,低CO2浓度对燕麦的光合作用和生物量产生极大的抑制作用,而高CO2浓度产生一定的促进作用。在低CO2浓度下,燕麦的净光合速率和水分利用效率随着水分含量的降低没有发生显著变化,生物量和叶氮含量有少量降低,根冠比增加。在高CO2浓度下,燕麦的净光合速率、根冠比、水分利用效率随着水分含量的降低而有升高趋势,叶氮含量变化不显著,但生物量显著下降。研究认为过去低CO2浓度没有加剧干旱对燕麦的负面影响,将来高CO2浓度也未能减缓干旱对燕麦的负面影响。燕麦对过去低CO2浓度的适应可能限制了自身对将来高CO2浓度的响应。     

两耳草在西双版纳雾凉季的光合、蒸腾和光能、水分利用效率研究

用CID-301CO2气体分析仪测定两耳草地西双版纳雾凉季的净光合速率Pn及相关因子，并计算水分利用效率（WUE）和光能利用效率（LUE）。结果表明，净光合速率和蒸腾速率的日变化是在PAR的影响下许多因子共同作用的结果，两者都呈单峰型；光能利用效率和水分利用效率的变化趋势一致，13:30前最高，此后有所下降，但仍维持较高水平。水分充足是两耳草在雾凉季保持旺盛生命力的根本原因，干热季适当浇灌是保证草坪质量和延长其绿期的必要措施。     

宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。     

施氮量对套作大豆花后光合特性、干物质积累及产量的影响

在“玉米-大豆”套作模式下,以贡选1号为材料,研究了施氮量对套作大豆花后光合特性、干物质积累量及产量的影响。结果表明,花后Chl a含量、Chl a/b值、净光合速率、叶、叶柄、茎和荚的干重以及地上部干物质积累总量均以低氮处理(纯氮32.4 kg/hm²)最优,其次为中氮处理(纯氮64.8 kg/hm²)。套作大豆的产量和有效荚数均以低氮处理最高,分别较对照(不施氮)高18.22%和17.37%,差异极显著;其次为中氮处理,与对照差异显著;高氮处理(纯氮97.2 kg/hm²)则显著低于对照,这是由于经高氮处理的大豆植株花后叶面积指数(LAI)过高,影响通风透光,落花落荚严重所致。可见,合理施用氮肥(纯氮32.4, 64.8 kg/hm²)能提高套作大豆花后叶片的净光合速率,地上部干物质积累量,进而提高大豆产量。     

Impact of cultivation method on productivity and botanical composition of a kikuyu–ryegrass pasture

Kikuyu (Pennisetum clandestinum)–ryegrass (Lolium spp.) cultivated pastures form the base for dairy production in the southern Cape region of South Africa. The impact of various methods and implements used to over-sow ryegrass on the productivity and botanical composition of the pasture is unknown. The study aimed to assess the impact of cultivation along a soil disturbance gradient on the productivity and botanical composition of kikuyu-based pastures. Five tillage treatments were assessed, namely kikuyu over-sown with ryegrass using a minimum till planter, eradication of kikuyu with herbicide and ryegrass sown with a minimum-till planter, shallow (<150 mm) and deep (>150 mm) disturbance with a rotavator or conventional tillage, respectively, and a control. The autumn, spring, summer and annual productions of treatments with the least soil disturbance were the highest (P ≤ 0.05). Shallow or deep tillage resulted in intermediate annual productions and the lowest (P ≤ 0.05) was recorded for the herbicide treatment. Differences in production caused by different tillage methods were significant (P ≤ 0.05) and changed the botanical composition. Kikuyu over-sown with ryegrass using a mulcher and minimum-till planter was the most viable option to manage cultivated pastures.     

保护性耕作对菘蓝光合特性和保护酶活性的影响

以T为对照,研究了干旱地区不同生育时期NT和NTS对菘蓝叶片光合特性、WUE、叶绿素含量和保护酶活性的影响。试验结果表明,6、8和10月菘蓝Pn日变化为典型的午休双峰曲线,日均和年均Pn均为NTS＞NT＞T。Gs早上出现高峰,中午和下午降至低水平小幅波动,日均和年均Gs都为NTS＞NT＞T。WUE变化趋势同Gs相似,与Pn日变化无相关性,6和8月菘蓝叶片WUE日均值NTS＞NT＞T,NTS处理效果显著,10月WUE日均值T＞NT＞NTS,WUE年均值NTS＞NT＞T,说明生育后期适度干旱提高菘蓝WUE作用较好。Ci与Pn日变化表现出明显的负相关性,说明菘蓝Pn午休为气孔限制所致。不同生育时期Tr日变化也为午休双峰曲线,与Pn日变化表现出明显的正相关性,日均和年均Tr值均为NTS＞NT＞T。Chla、Chlb、Chl(a+b)和Chla/Chlb年均值均为NTS＞NT＞T,说明NTS和NT有利于Chla和Chlb形成,NTS尤其延缓了生育后期Chla降解,从而提高了Pn。保护性耕作在6和10月干旱季节显著提高了CAT活性,8月高温季节显著提高了SOD活性,SOD、POD和CAT保护酶协同作用,显著降低了膜脂过氧化伤害,MDA年均值T＞NT＞NTS,说明NTS和NT保护酶活性的增强为菘蓝正常生长和Pn提高创造了良好的生理基础,NTS作用最显著。     

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200 cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200 cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。     

西北旱区不同灌水下限对紫花苜蓿生长与光合特征的影响

为了揭示西北干旱气候条件下不同灌水下限对紫花苜蓿光合日变化特征及生长的影响,设置了3个灌溉处理(T1:80%田间持水量,T2:60%田间持水量,T3:40%田间持水量。田间持水量,Field capacity,FC),并测定各处理紫花苜蓿不同生育时期叶片的光合特征和生长指标。结果表明,紫花苜蓿的株高和茎粗随灌水量的降低而减小。各处理在不同生育时期的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化趋势相似。其中7:30~9:30呈上升趋势,T1、T2变化幅度高于T3;9:30~13:30呈下降趋势,T3下降幅度较大。不同生育期中,分枝期的Pn、Tr、叶片水分利用效率(WUE)及光能利用率(LUE)最高,且T1、T2的光合特征显著高于T3(P<0.05)。这表明适当的灌水量可达到增强紫花苜蓿光合作用和叶片生长的效果,且随着生育时期的改变,导致Pn下降的原因由气孔因素转变为非气孔因素。在水分胁迫加剧的情况下,Pn下降的非气孔因素影响更加明显。     

不同居群白羊草光合特性比较

为了比较不同居群白羊草(Bothriochloa ischaemum)不同生育期的光合特性,筛选出光合特性较好的居群及其最佳利用时期,运用Li-6400光合仪测定了平鲁、平定、代县、太谷4个居群的白羊草在不同生育期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用率(WUE)等参数。运用灰色关联度法对4个居群在5个时期的光合指标进行综合评价,结果表明,平鲁、平定、代县、太谷4个居群的P_n、T_r、G_s在不同生育期的表现存在显著差异(P<0.05),太谷居群5个生育期的Ci及Gs(除结实期外)均大于其他3个居群,4个居群各个时期P_n、T_r、G_s、C_i、WUE的均值,均以太谷居群最高。除平定居群开花期及4个居群结实期综合光合特性表现较差外(综合排序较低),平定、代县居群以孕穗期各指标综合特性表现最好,太谷居群以开花期综合光合特性最优,平鲁居群整体具中等光合特性,其他时期也表现中等。从生育期看,白羊草以抽穗期光合特性表现良好。     

阴山北麓浅耕翻季节对草地植被和土壤的影响

为探求退化草地适宜的生态修复技术,于2010年春季和夏季在希拉穆仁草原开展了浅耕翻处理对草地植被和土壤影响作用的研究。结果表明：1）春季浅耕翻造成了严重的风蚀和土壤粗质化;夏季浅耕翻不会引起风蚀和土壤粗质化。2）春季浅耕翻样地植被稀疏,许多根茎和幼苗干枯死亡或被风吹走。夏季降水增加,植被以一年生植物猪毛菜（Salsola collina）、刺藜（Chenopodium aristatum）、黄花蒿（Artemisia annua）、绳虫实（Corispermum declinatum）等为主,植被盖度30%;夏季浅耕翻样地耕翻后经过几次降水,羊草（Leymus chinensis）迅速生长,重要值高达0.7,成为绝对优势种,植被盖度62%。3）生长季末,春季浅耕翻样地枯落物很少,盖度不足10%,土壤有机质下降约1/3;夏季浅耕翻样地枯落物较多,盖度约30%,土壤有机质增加8%。4）2011年春季对两块样地返青情况的调查表明, 夏季浅耕翻样地明显好于春季浅耕翻样地。综合而言,夏季浅耕翻对草地的恢复作用大于春季。     

挂果对纽荷尔脐橙枝条源叶光合作用的影响

在纽荷尔脐橙果实膨大期，选取1年生双果枝、单果枝和营养枝，测定源叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Cond）、蒸腾速率（Trmmol）等光合生理指标，探讨挂果对枝条源叶光合特性的影响。结果表明，挂果对叶片 （源） Pn、Cond、Trmmol在上午光合作用较强时间段影响显著，对Ci和Tleaf无显著影响，并且无果枝Pn高于单果枝和双果枝。挂果对果枝叶片Pn、Cond、Trmmol、Ci的日变化曲线没有影响，Pn仍然表现为典型的“双峰”曲线。     

多年生暖季型草地冬季补播互补系统

在扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)草地,秋季补播7种冷季型一年饲用生作物和牧草,建立互补系统。对不同时期补播的小黑麦(Triticale wittmack)进行净光合速率测定,对各处理全年产草量分布和扁穗牛鞭草密度变化进行测定。结果表明:小黑麦的净光合速率显著高于对照;补播小黑麦和黑麦(Secale cereale)的全年产草量与对照间差异显著,分别提高了28.9%和26.0%;其他处理与对照间差异不显著;扁穗牛鞭草密度和产草量与对照之间差异不显著。     

苜蓿——禾草混播草地牧草产量及种间竞争关系的动态研究北大核心CSCD

为了解在内蒙古中部轻度盐碱地上建植豆禾混播草地的牧草产量及各混播组合物种的竞争关系,以草原3号苜蓿分别与新麦草、缘毛雀麦和长穗偃麦草3种禾草以不同比例(1∶1,1∶2,1∶3)混播建植人工草地,研究不同刈割期、不同混播方式下的牧草产量、土地当量比(LER)、相对产量(RY)、相对密度(RD)、相对产量总值(RYT)和种间竞争率(CR)等。结果表明,混播物种、混播比例和刈割时期对混播草地的产量和种间竞争关系有直接影响。在3个刈割时期,所有混播组合的牧草产量均高于单播,且土地当量比均大于1。相对产量、相对密度和相对产量总值除个别1∶3组合外也均大于1,根据物种竞争模型对混播组合中各物种竞争关系进行分析,发现除豆禾1∶3组合外,苜蓿与3种禾草均分布在双方受益区域,表明各草种混播组合基本呈共存状态。除苜蓿与缘毛雀麦1∶1组合外,苜蓿在其余各混播组合中种间竞争率均大于1,且在同一刈割期随禾草比例的升高而增大。从牧草产量和种间关系的稳定性综合考虑,在上述地区苜蓿与缘毛雀麦以1∶1或1∶3混播,苜蓿与新麦草、苜蓿与长穗偃麦草以1∶1或1∶2混播更有利于建立高产稳定的人工草地。