小麦花后淹水胁迫对根区土温及籽粒灌浆的影响

为了探讨淹水对花后冬小麦根区土温及籽粒灌浆的影响,在淮北平原涝渍易发地河南商丘市,对处于花后灌浆阶段的冬小麦进行淹水试验。结果表明,淹水使小麦百粒重降低,花后灌浆阶段淹水1 d、3 d和5 d使乳熟期的小麦百粒重比非淹水处理分别降低6.93%、10.35%和10.31%;淹水使小麦灌浆速率受到抑制,淹水5 d、3 d、1 d和CK的平均单粒灌浆速率分别为1.36、1.39、1.52和1.61 mg·d^-1,淹水超过5 d使小麦的乳熟时间推后。淹水使10~40 cm土层间温差变小,淹水时间越长,10~40 cm土温降低越多,淹水结束后土温回升也越快。花后淹水使小麦干物质量及籽粒产量降低,淹水5 d以上使小麦地上、地下部分干物质量显著降低。因此,小麦花后灌浆阶段淹水会影响根区环境和地上部干物质的形成,并最终影响籽粒灌浆及产量。     

不同亏缺灌溉方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】优选适宜的小麦节水灌溉模式。【方法】采用田间小区试验,以生育期内灌越冬水、拔节水和开花水为对照(CK),设置了3种不同的亏缺灌溉模式:浇拔节水和开花水(T1)、拔节水+开花水隔畦交替灌溉(T2)、返青水+孕穗水+开花水隔畦交替灌溉(T3)。在拔节期和开花期,测定了小麦光合速率、蒸腾速率、棵间蒸发量、干物质量,并测定了小麦的产量和水分利用效率。【结果】T1处理小麦的光合速率与CK无显著差异,但蒸腾速率显著低于CK。在T2、T3处理中,干区、湿区的光合速率与CK也无显著差异,但干区小麦的蒸腾速率显著低于CK和湿区。各处理棵间蒸发量均显著低于CK。T2、T3处理中干区小麦的棵间蒸发量均显著低于湿区。T1处理提高了小麦花后干物质积累量,但花前干物质转移量减少。T2、T3处理湿区小麦花后干物质积累量高于CK,但花前干物质转移量显著低于CK。T2、T3处理干区小麦花后干物质积累量均显著低于湿区,但花前干物质转移均高于湿区小麦。T1、T2和T3处理对小麦产量没有显著影响,但均显著减少灌溉水量和作物的耗水量。【结论】3种时空亏缺灌溉模式均显著提高了小麦灌溉水利用效率和水分利用效率。     

不同沟灌方式下土壤水、热分布研究

为了阐明不同沟灌方式对土壤水、热分布的影响,开展大田分区试验,研究了玉米生长期间交替隔沟(AFI)和常规沟灌(CFI)方式下不同位置处（沟位、坡位、垄位）土壤水热变化。结果表明,在一个灌水周期内,AFI的根区土壤水分以向下和侧向入渗为主,土壤水分有利于被作物根系吸收利用,而CFI的根区土壤水分始终保持较高的水平,促进土壤水分向根区以下移动,容易发生渗漏损失;沟灌方式引起剖面土壤温度的变化,高水分区域引起低土温,1个灌水周期内AFI根区平均土温比CFI高0.56~1.78℃,但不同点位之间根区平均土温差异较CFI小。在玉米生长期间,AFI根区平均土温比CFI高0.05~2.16℃,根区平均土壤含水量比CFI低3.31%左右。土温与土壤含水量存在良好的二次曲线关系,当土壤含水量X=37.30%时,土壤温度出现最低值。因此,与常规沟灌相比,交替隔沟灌溉具有控墒调温的作用,有利于根区土壤水分的高效利用,促进根区土温的均匀分布。     

麦前深松对夏玉米土壤物理性状和生长特性的影响

为探明华北地区深松耕作方式对夏玉米生育期土壤物理性状和水分利用效率的影响,在河南省新乡采用冬小麦播前深松耕作(PS)、传统旋耕(CK)2种耕作方式,对夏玉米各生育期间的土壤粒径组成、容重、土壤紧实度、夏玉米生长发育指标及水分利用效率等进行了研究。结果表明:PS处理下土壤粒径组成无明显变化,全生育期PS较CK处理0—40cm土层土壤容重降低0.63%~3.85%,孔隙度提高0.27%~3.67%;拔节期PS较CK处理20—30,30—40cm土层土壤紧实度显著降低37.76%,22.26%;全生育期PS处理的土壤含水率、夏玉米株高、叶面积指数、干物质积累量均高于CK,产量提高了9.50%,穗长和穗粒重提高了4.18%和6.50%(p0.05),水分利用效率提高5.08%,节水增产效果显著。     

起垄沟播和常规平播下滴灌棉田土壤水盐的运移

为明确滴灌条件下植棉方式对土壤水盐运移的影响,采用田间调查与室内分析相结合的方法,在滨海重度盐碱地开展了起垄沟播和常规平播植棉方式下的水盐运移试验,调查了滴灌前后两种植棉方式不同点位及不同土壤深度的土壤水分、盐分和土壤溶液电导率等指标,分析不同植棉方式土壤水分、盐分和土壤溶液电导率的时空分布特征。结果表明：滴灌条件下起垄沟播的水分入渗深度和盐分淋洗深度均明显大于常规平播植棉方式,起垄沟播植棉膜下(0~20 cm)土壤溶液电导率明显低于常规平播植棉;滴灌对两种种植方式膜外土壤水分和盐分运移未产生明显影响。起垄沟播联合滴灌技术更有利于为棉花生长的水盐环境。研究结果可为盐碱地植棉提供理论参考和实践依据。     

不同水分和覆盖处理对土壤水热和夏玉米生长的影响

基于大田对比试验,研究了3种水分条件和覆盖处理对土壤水分、温度以及夏玉米地上部生长、产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,地膜和秸秆覆盖通过调节土壤水分和温度变化改善了夏玉米根区水热状况;3种水分条件下,地膜和秸秆覆盖增加了夏玉米地上部干质量和产量,提高了水分利用效率;中、低水分下2种覆盖方式的节水增产作用大于高水分;同一水分条件下,秸秆覆盖对土壤水热状况及夏玉米生长的影响效应随秸秆覆盖量的增加而增大。试验区土壤水分下限控制在65%FC、地膜覆盖或秸秆覆盖量7 500kg/hm2为宜。     

沟向与灌溉方式对玉米根区土温的影响

为了阐明不同沟向与沟灌方式下作物根区土壤温度的变化规律,通过垄作玉米田不同点位处的根区地温观测,研究了南北沟向和东西沟向下交替隔沟灌溉(AFI)和常规沟灌(CFI)田的地温变化。结果表明,东西沟向时AFI在湿沟、垄位和干沟处0～20cm土温分别高于南北沟向0～4.60、0～5.37、0～6.57℃;同一沟向条件下,AFI的平均土温比CFI提高了0.02～7.00℃,且AFI在非灌水区域的土温比灌水区域高0.23～6.20℃。东西沟向AFI的作物根区土温最高,提高了根区土壤热能,以其通过栽培方式或灌溉方式的改变调节田间光热环境以适应不同作物的生长需求。     

外源一氧化氮对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响

【目的】探明干旱胁迫下一氧化氮（NO）对玉米幼苗光合作用的调节作用。【方法】以驻玉309为试验材料,在光照培养箱内采用水培的方法,研究了外源NO供体SNP预处理3 d后,进行20% PEG-6000（-0.8 MPa）模拟干旱胁迫3 d后玉米幼苗的生长参数、叶绿体超微结构、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和D1蛋白表达的变化。【结果】干旱胁迫条件下玉米幼苗的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及光系统II（PSII）最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）分别比对照下降了68.4%、87.2%、15.8%、31.3%;而J点的相对可变荧光（Vj）和单位反中心耗散能量（DIo /RC）则分别上升了20.9%和21.2%;此外,叶片的叶绿体结构明显遭到破坏,D1蛋白的含量显著降低。但是,与干旱胁迫处理相比,经过SNP预处理后进行干旱胁迫处理的玉米幼苗Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo明显增加56.6%、202.5%、15.8%、30.7%,而Vj、DIo/RC下降了22.7%和25.4%;叶绿体的类囊体片层恢复整齐,基粒片层变清晰;D1蛋白的相对含量明显增加了94.7%;以上这些变化与干旱条件下SNP预处理后NO含量的增加有关。【结论】在干旱条件下,NO可能参与调节了PSII反应中心D1蛋白的表达并稳定PSII反应中心的结构和功能,以改善玉米幼苗的光合作用和生长发育,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。     

NaCl溶液添加湿润剂灌溉对土壤入渗过程的影响

为进一步认识微咸水的入渗规律,采用室内土柱入渗试验,对比分析了不同矿化度(0,1,3,5g/L)的NaCl溶液加入湿润剂进行灌溉后盐碱土累积入渗量和入渗率随时间的变化,验证了在盐碱土中微咸水加湿润剂情况下不同公式描述入渗过程的适应性,并分析了全盐量和氯离子的剖面分布。结果表明:NaCl溶液添加湿润剂灌溉后,盐碱土的入渗能力随NaCl溶液矿化度的增加呈先增加后减小的趋势,入渗能力在NaCl溶液矿化度为3g/L时达到最大,超过3g/L后随NaCl溶液矿化度的增大而减小。湿润土层剖面含盐量及Cl-浓度在相同湿润锋随NaCl溶液矿化度的增加而增大,在湿润锋前达到最大。NaCl溶液矿化度为3g/L时,剖面含水率最大,其次是5,1,0g/L。4种不同矿化度NaCl溶液添加湿润剂条件下,Kostiakov公式的入渗率拟合值和实测值最为接近。     

冬小麦棵间土壤蒸发数值模拟研究

为了探讨作物生长条件下棵间土壤蒸发规律,利用微型蒸渗仪的实测值和土壤潜在蒸发速率对土壤蒸发过程进行了模拟分析,并对Ritchie模型进行了验证。结果表明,返青期土壤蒸发第2阶段的蒸发速率受气象条件的影响较拔节期和灌浆期大。第2阶段土壤累积蒸发量与时间的平方根成正比,其斜率值α不仅仅与土壤的水力特性有关,可能还与气象条件、土壤含水率、作物地表覆盖程度等有关。返青期、拔节期、灌浆期α值分别取为2.5026、2.0477、3.425。Ritchie土壤蒸发模型的模拟值与实测值的均方根误差为0.21 mm/d,平均绝对误差为0.16mm/d,模拟精度较高。