调亏灌溉和施氮对玉米叶片保护系统的影响

通过盆栽试验,研究了不同生育期亏水和氮肥处理对春玉米叶片丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.结果表明,调亏灌溉可使玉米叶片MDA和SS含量明显升高,而使POD和SOD活性有所降低.施氮处理能保证叶片在抽雄期前SS含量、SOD和POD活性处于较高水平.MDA含量与灌水和施氮水平呈负相关,拔节后期达最大值,之后减小.从苗期到拔节后期,调亏灌溉施氮处理的可溶性糖含量较高,而高氮持续亏水处理可导致可溶性糖含量降低.POD活性到拔节后期达到最大,抽雄期有所降低.亏水处理明显降低了叶片POD活性,复水后补偿效应明显.施氮可适当提高POD活性,但抽穗亏水和全生育期亏水高氮处理在抽雄期的酶活性降低.SOD活性的变化趋势和POD相似.苗期亏水处理在复水后各生理生化指标补偿效果较好,拔节期亏水处理次之.高氮处理不宜在抽雄期调亏灌溉.调亏灌溉和施氮的最佳处理组合为苗期调亏低氮处理.     

水肥光耦合对小粒咖啡生长特性及水肥利用的影响

为探明小粒咖啡灌溉、施肥和遮荫高效管理模式,设置灌水(W_L:0.8ET_P,W_M:1.0ET_P和W_H:1.2ET_P,其中ET_P为水面蒸发量)、施肥(F_L∶N∶P₂O₅∶K₂O=90.8∶90.8∶90.8 kg/hm²,F_M∶N∶P₂O₅∶K₂O=181.6∶181.6∶181.6 kg/hm²和F_H∶N∶P₂O₅∶K₂O=272.4∶272.4∶272.4 kg/hm²)和遮荫(NS:自然光照和S:30%遮荫度)三因素完全组合试验,研究不同灌溉、施肥和遮荫对小粒咖啡冠层结构、光合特性、水肥利用以及干物质累积的影响,同时拟合不同水肥光条件下光合指标日变化.结果表明,提高灌溉水平和遮荫度会显著降低冠层开度,增加叶面积指数、净光合速率和蒸腾速率.与NS相比,处理S光合特性日变化拟合曲线为“单峰”,同时对干物质累积量、灌溉水分利用效率和肥料偏生产力分别提高6.24%,11.21%和11.54%.提高灌溉水平能增加干物质累积量与肥料偏生产力,但降低了灌溉水分利用效率.与F_L相比,F_H提高干物质累积量和灌溉水分利用效率分别为20.59%,6.94%,F_M分别提高23.00%和7.63%.由极差分析及综合评分法得出,W_MF_LS组合的小粒咖啡干物质累积量与水肥利用的综合效益最大.研究结果可为小粒咖啡高效生产提供实践参考.     

调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响

为探索调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响,采用盆栽玉米试验,研究了水分调亏时期和不同施氮量对玉米根区土壤硝态氮迁移动态和水氮利用的影响。结果表明：施氮量决定根区土壤硝态氮含量,各生育阶段的灌水量和养分吸收影响硝态氮的变化动态。调亏灌溉的玉米根区中、下层土壤硝态氮含量介于常规灌溉的高水和低水处理之间。抽穗期结束时根区中、下层土壤硝态氮含量与施氮量呈正相关关系。施氮量、调亏时期对干物质和全氮累积量影响显著。拔节期水分亏缺对干物质累积量影响最大,苗期水分亏缺影响次之,抽穗期水分亏缺影响最小。苗期亏水、高氮处理的水分利用效率最高。高氮处理的植株全氮累积量最大,是无氮处理的2.54～3.23倍。低氮调亏灌溉的氮肥表观利用效率都大于30%,比高氮调亏灌溉的高约6.6%。最佳的水氮组合为抽穗期亏水低氮处理。     

小桐子修复镉污染土壤的水分调控效应

通过温室盆栽试验研究了小桐子幼树在不同灌水上限(W1:30%FC,W2:50%FC,W3:70%FC,W4:90%FC)和镉质量比(Cd0:0 mg/kg,Cd1:50 mg/kg,Cd2:100 mg/kg,Cd3:200 mg/kg)下的生长状况、灌溉水利用效率(WUE)及小桐子富集镉的特征.结果表明:小桐子体内镉的富集量随着镉质量比的增加而增大(P<0.01),而小桐子的生长、土壤镉转移系数(TF)、生物富集系数(BF)和灌溉水利用效率均随着镉质量比的增加而下降(P<0.05).小桐子体内镉的富集量,TF,BF均随着灌水量的增加呈现出先增大后减小的趋势,其各器官富集镉的能力由高到低依次为根系、茎杆、叶片.在本研究条件下,有利于小桐子修复镉污染土壤的最佳灌水量和镉质量比组合为W3Cd1.     

便携式土壤湿度检测装置用于精准灌溉决策系统

采用最先进的技术进行精准灌溉是现代农业发展的必然趋势,但在准确预测被监测区域的土壤湿度时,面临一个两难的处境:少量土壤湿度固定检测点不能良好地反映作物区域土壤墒情信息,而大量布置传感器检测点又使得投资成本较大。因此该文设计了一种便携式土壤检测装置,同时基于该装置构建了一个精准灌溉决策系统,并把该系统应用于田间的精准灌溉决策。该系统由便携式土壤湿度检测装置和上位机决策软件2部分组成,其中便携式土壤湿度检测装置由FDR原理土壤水分传感器MS-10、低功耗单片机C8051F410、蓝牙无线传输模块、数据显示模块以及部分外围电路组成,可以独立实现时间记录、数据存储和实时显示。经过试验标定,装置的允许最大误差为2.2%,设计精度为95%;上位机决策软件分为数据接收模块、分布式二进制一致性算法模块和系统操作界面3个子模块,分别采用Visual Basic、Matlab和Matlab GUI设计而成,实现对便携式装置所采集数据的无线传输、归一化处理和数据融合处理,能够根据不同区域划分和不同作物灌水下限进行相应的运算,从而得到估计精度较高、区域大小可调的多尺度精准灌溉决策信息。最后通过30 m×30 m草坪的土壤湿度为检测参数的田间验证,该系统的平均决策准确率大于90%,且可以根据需要增减检测点个数。因此既可以独立应用,也可以作为固定检测方式的有效补充,实现作物区域土壤湿度信息的精确采集,有效提高水资源利用率。     

香蕉树中度荫蔽下充分灌水提高干热区咖啡产量及品质

为研究香蕉荫蔽栽培下灌溉对干热区小粒咖啡产量和品质的影响,以5 a生小粒咖啡为研究对象,通过大田试验,设3个灌水水平:充分灌水(FI)、轻度亏缺灌水(DIL:75%FI)和重度亏缺灌水(DIS:50%FI),4个荫蔽栽培模式:无荫蔽(S0:单作咖啡)、轻度荫蔽(SL:4行咖啡间作1行香蕉)、中度荫蔽(SM:3行咖啡间作1行香蕉)、重度荫蔽(SS:2行咖啡间作1行香蕉),并运用主成分分析和TOPSIS法对生豆营养品质(总糖、蛋白质、脂肪、咖啡因、绿原酸、粗纤维和水浸出物)进行综合评价。结果表明:小粒咖啡干豆产量受荫蔽栽培模式和灌水水平极显著的影响(P0.01),其中FISM处理的干豆产量最高(5 854.34 kg/hm2),且百粒干质量最大,而该处理的百粒体积和百粒鲜质量与各处理中的最大值相比差异不显著(P0.05)。小粒咖啡大多生豆营养品质在不同荫蔽栽培模式和灌水水平下差异显著(P0.05),蛋白质、脂肪、绿原酸和水浸出物含量间呈极显著正相关(P0.01)。主成分分析法和TOPSIS法均表明,FISS处理的综合品质最优,其次是FISM处理,而DISS0处理的最差。与FIS0相比,FISM处理的产量增加14.32%,而FISS处理减少15.69%。从小粒咖啡提质增产的综合效益考虑,建议干热区小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的最佳组合选用中度荫蔽栽培下充分灌水,该结果可为干热区小粒咖啡水光管理提供理论依据和实践参考。     

盐胁迫条件下不同水量交替灌溉对小桐子生长和水分利用的影响

为了研究盐胁迫条件下,不同水量交替灌溉对小桐子幼树生长和水分利用效率的影响,采取盆栽试验,设置3种供水水平［W1: 19.8 mm,W2: 19.8/39.6 mm(对2种灌溉定额进行交替灌溉),W3: 39.6 mm］和3种施盐水平(每kg风干土中加入NaCl分析纯的质量分别为S0: 0 g,S1: 3 g,S2: 6 g),对小桐子幼树进行处理.结果表明:与处理W3相比,W2节水19.72%,其平均茎粗、叶面积及叶片数仅分别下降了4.10%,6.14%,1.32%,总蒸散量和干物质质量分别减少19.68%和10.14%,从而水分利用效率提高了11.61%.在处理W2下,与处理S0相比,S1的小桐子总干物质质量和水分利用效率分别显著增加17.49%和20.30%,表明在处理W2下,处理S1对提高小桐子的生长和水分利用效率具有一定的促进作用.盐分S2胁迫时,与处理W3相比,W2的株高和茎粗分别提高44.99%和3.47%,总蒸散量显著降低20.30%,总干物质质量和水分利用效率分别显著增加30.90%和65.38%,表明在盐胁迫程度较高的处理S2下,采用处理W2具有提高小桐子抗盐胁迫的能力.可见,在盐胁迫条件下采取不同水量交替灌溉处理,不仅可促进小桐子生长和水分利用效率提高,而且提高了小桐子的抗盐胁迫能力.     

不同灌水处理对小桐子生长及蒸散耗水特性的影响

为了探讨不同灌水处理对小桐子生长及蒸散耗水特性的影响,文中开展了小桐子5个灌水处理(W1:(0-20%)θf,W2:(20-40%)θf,W3:(40-60%)θf,W4:(60-80%)θf,W5:(80-100%)θf)的盆栽试验。结果表明:与高水处理W5相比,水分处理为W1、W2、W3和W4时小桐子的株高、叶干重、叶面积、根系干重和总干重均有不同程度的降低,蒸腾量和蒸散量也相应降低。各种处理下小桐子蒸散量的日变化与环境中气象因子关系密切。W1处理下小桐子水分胁迫严重,不利于其生长;W3处理较W5节约灌溉用水达40%,小桐子生长并没有受到明显影响,而蒸腾量和蒸散量却显著下降,水分利用效率最高,节水效果明显,抗旱性显著提高。     

不同灌水和光强条件下小粒咖啡叶片光响应及光合生理特征

为探明小粒咖啡水分和光照耦合管理模式, 采用盆栽试验,研究3个灌水水平(W_H:高水;W_M:中水;W_L:低水)和3个光强水平(S₀:不遮阴;S₁:轻度遮阴;S₂:重度遮阴)对小粒咖啡叶片光响应曲线、光合、蒸腾及气孔导度等生理指标的影响.结果表明:遮阴对小粒咖啡叶片的叶绿素及胡萝卜素含量的影响大于灌水,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶绿素总量和叶绿素b分别增大13.53%~260.21%和31.10%~412.91%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量使叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量分别增大13.30%~110.65%,92.11%~148.36%和39.85%~124.30%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量提高最大净光合速率26.61%~185.27%;而重度遮阴时,增大灌水量使最大净光合速率先增大后减少,中水和低水时,与不遮阴相比,增大遮阴强度使最大净光合速率增大10.73%~103.73%;不同灌水和光强条件下咖啡叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度日变化均呈双峰型,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶片日均净光合速率和日均气孔导度分别增大12.36%~57.74%和4.56%~42.66%,而降低日均蒸腾速率;与低水相比,日均气孔导度和净光合速率随着灌水量增大而显著增大;轻度遮阴和高水组合水分利用效率最大,同时光能利用效率和最大净光合速率最大,S₁W_H为小粒咖啡水光高效利用组合.     

不同水量交替灌溉对木薯产量和水分利用的影响

为探讨作物旱后复水的补偿效应,采用不同水量交替灌溉方式研究木薯的生长、产量及水分利用效率的变化规律,设计了5种水分处理模式,分别为3种常规灌水处理(T1,T2和T3处理的灌水定额分别为10,20,30 mm)和2种交替灌水处理(T4处理:即对灌水定额10和20 mm进行轮回交替;T5处理:即对灌水定额10和30 mm进行轮回交替).结果表明:与T2处理相比,T5处理的总叶面积、总干物质质量、产量和水分利用效率分别显著增加31.1%,20.3%,64.6%和114.0%.与T3处理相比,T5处理节水33.3%,其总干物质质量下降较小,而根系干物质质量、水分利用效率和产量分别显著增加11.2%,119.0%和13.3%.因此,T5处理是有利于木薯产量和水分利用效率提高的最佳灌溉模式.