半干旱地区不同年代冬小麦品种根系生长和水分利用效率对种植密度的响应

优良的品种与科学合理的种植密度是提高小麦产量的基础。试验以3个不同年代在黄土高原半干旱地区大面积推广的冬小麦品种为试验材料,设置了3个种植密度（100万株/hm²、250万株/hm²、350万株/hm²）,通过田间小区实验研究了种植密度对其根系生长,产量及其水分利用效率的影响。结果表明:不同年代冬小麦品种的根系生长,水分利用效率及其产量对种植密度的响应不同。1960s品种（丰产3号）的根系生长、产量及水分利用效率随种植密度的增加而降低;1980s品种（小偃6号）在中密度时根系生长,产量及水分利用效率最大,低密度次之,高密度最小;现代品种（长旱58）根系生长,产量及水分利用效率随种植密度的增加而提高。在本实验条件下,现代品种较前品种的最高水分利用效率和最高产量均显著增加,而相应的根重密度和根长密度却显著降低。这表明在黄土高原半干旱地区小麦品种更替过程中,小麦的根系生长可能存在对其产量和水分利用效率不利的冗余,只不过这种根系生长的冗余随品种的更替而降低,并因此提高了其水分利用效率和产量。     

模拟降雨条件下谷子和冬小麦植株对降雨再分配过程的影响

以谷子（ Setaria italica）、冬小麦（ Triticum aestivum Linn 。）为研究对象,利用人工模拟降雨测定了不同降雨强度和生长阶段两种作物植株的穿透雨,采用人工喷雾法测定了不同生长阶段的冠层截留,根据水量平衡法计算了不同观测阶段的茎秆流。结果表明：谷子、冬小麦冠层对降雨的再分配作用显著,谷子冠下穿透雨率平均约为79％,茎秆流率平均约为20％,冠层截留率平均约占1％;冬小麦冠下穿透雨率平均约为79％,茎秆流率平均约为19％,冠层截留率平均约占2％。在其全生育期内,两种作物冠下穿透雨与茎秆流呈彼此消长趋势。穿透雨量和茎秆流量与降雨强度呈显著正相关关系,但是穿透雨率和茎秆流率与降雨强度的关系不显著。茎秆流量和冠层截留量及其二者占总降雨量的比率均与作物叶面积指数呈显著正相关关系,但穿透雨量及穿透雨率随叶面积指数增加呈显著下降趋势。     

基于水分驱动的AquaCrop模型及其研究进展

介绍了AquaCrop模型的原理及基本参数,从模型的校验与应用两方面阐述了该模型的研究进展。指出目前仍缺乏实测数据验证AquaCrop模型对蒸发及蒸腾的模拟效果;AquaCrop模型在严重水分及盐分胁迫下模拟结果精度较差;已开展的模拟研究地域范围窄;由于缺少更复杂的生理子模块,AquaCrop模型不能很好解释水分胁迫对光合产物向籽粒运输分配过程的影响。为了提高模型的模拟精度并进一步延伸模型的应用范围,应完善模型水分及盐胁迫模块,并在较广范围内获取丰富的实测数据对模型开展进一步的校验研究。     

土壤结皮对黑土区坡面产流产沙的影响

土壤结皮对坡面产流形成和侵蚀过程有重要的影响。基于室内人工模拟降雨试验,研究了土壤结皮对黑土区坡面产流产沙的影响。结果表明:土壤结皮促使坡面产流提前发生,但对坡面产流量的影响不甚明显;对坡面侵蚀产沙量却有明显的作用。试验条件下,5°坡面有土壤结皮处理的坡面侵蚀产沙量较无土壤结皮处理减少了54%。有土壤结皮处理的10°坡面,在降雨过程中结皮尚未破坏前,其坡面侵蚀产沙量较无土壤结皮处理的对照减少了40%;一旦土壤结皮被破坏,之后的坡面侵蚀产沙量较无土壤结皮处理的对照增加了46%;在整个降雨过程中,10°有土壤结皮处理的坡面侵蚀产沙量较无土壤结皮处理增加了16%。表明土壤结皮对坡面侵蚀的影响与地面坡度有密切关系。     

镉胁迫下硅对高粱生长的影响及其作用机制

尽管硅提高植物的抗镉毒害已经被广泛的报道,但是其作用机理还不明确。该试验研究在镉胁迫的条件下,硅对高粱生长的影响及作用机制。结果发现:外源施加硅能显著地缓解镉对高粱无论地上部分还是地下部分鲜重及干重的抑制作用。抗氧化酶结果表明:在正常条件下,硅对抗氧化酶的活性没有显著的影响。在镉毒害的条件下,硅显著增强CAT和POD的活性,SOD的活性不受影响。与此相对应:硅显著地降低MDA的含量。对有机酸的分析发现:在镉胁迫的条件下,叶片中有3种有机酸能够检测到:草酸,丙二酸,丁二酸,并且其含量都在硅的调节下增加。而在根系中所检测的4种有机酸中,草酸和丙二酸的含量受到硅的调节而增加,柠檬酸的含量不受影响,而苹果酸的含量却有下降的趋势。上述结果表明:硅增强高粱幼苗的抗镉胁迫与其增强高粱抗氧化酶活性及增加高粱体内有机酸的含量相关。     

质地和根系深度对水分探头埋设的仿真模拟

利用Hydrus-1D模型模拟不同植物根系深度和不同土壤质地条件下的土壤水分动态与平衡,研究了根系分布深度和质地对控制灌溉土壤水分探头埋设深度的影响,并利用试验进行了验证. 土壤质地和植物根系分布深度对探头埋设深度有显著影响,砂壤土和壤土分别采用高频低灌量和低频率高灌量的方法.浅根系植物（10 cm）在砂壤土条件下探头埋设5 cm深度最佳,但是根系深度增大到30 cm,探头应该埋设到20 cm深度.对壤土而言,利用位于根系1/2至1/3处的探头控制灌溉. 太浅的埋设深度会导致灌溉频率增大,太深的埋设可能造成植物缺水.黏土条件下,结果较为复杂,探头的埋设深度需要田间试验研究. 研究结果表明：针对具体植物,因其需水规律和生理特征的不同,根据植物需水规律来调整探头的控制范围达到高效节水目的.     

黄土坡面薄层流产流过程试验研究

薄层流径流过程是最基本的坡面水文过程,揭示黄土坡面薄层流产流过程机理对于认识坡面产流理论具有重要意义。试验采用人工模拟降雨试验方法,对黄土坡面薄层流产流过程进行研究,取得了如下结果:(1)坡面薄层流径流率随降雨历时的增长呈增加趋势,可用幂函数方程很好地描述,开始产流后的2~10 min内增加很快,以后逐渐趋于平缓、稳定;(2)不同坡度条件下,坡面薄层流径流深均随雨强的增大而呈显著增加,可用线性方程很好地表示;(3)不同雨强条件下,坡面薄层流径流深随坡度的变化趋势相似,皆可用对数线性方程描述;(4)不同雨强条件下,薄层流径流深随坡长增大总体呈增加趋势,可用倒数线性方程描述;(5)雨强、坡度、坡长对坡面薄层流径流深的综合影响可表述为三元线性经验方程,其中雨强的影响最大,坡度和坡长的影响小。     

黄河水源区首曲湿地草地生态系统服务价值初步估算

黄河水源区首曲湿地保护区的草地生态系统不仅是当地经济社会可持续发展的资源保障,也是黄河上游地区天然的生态屏障。参照国内外草地生态系统服务价值的评估方法,对玛曲草地生态系统的服务价值做了初步估算,以便为草地资源的合理开发、利用及管理提供科学的参考依据。研究结果表明:首曲湿地保护区的草地生态系统服务价值为55.76~71.54亿元/a,是所在地玛曲县生产总值的15~19倍,单位国民生产总值(GDP)的环境成本均高于全国和全球水平。高额的环境成本,是造成该保护区草地大面积退化的主导因素。因此欲从根本上解决草地退化问题,必须转变草地粗放经营模式,实施高效集约化畜牧业生产模式和草地资源管理模式。     

花后水分亏缺对冬小麦光合特性及产量的影响

为给小麦高产和生育后期抗旱栽培提供理论依据,盆栽试验条件下,选用旱地小麦品种长武134、长旱58和水地小麦品种西农9871作为试验材料,研究了花后水分亏缺对不同生态型小麦光合特性及产量的影响.结果表明,花后水分亏缺对小麦灌浆期旗叶光合速率(Pn)和荧光参数(Fv/Fo和Fv/Fm)、籽粒产量、收获指数及水分利用效率均有明显影响.与对照相比,中度水分亏缺下两个旱地小麦品种Pn除花后24 d外变化均不明显,Fv/Fo和Fv/Fm有升高趋势,产量和收获指数变化也不显著,水分利用效率明显提高;在重度水分亏缺下,Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、产量和收获指数均降低,水分利用效率长武134依然高于对照,而长旱58明显降低.水地小麦西农9871的Pn、Fv/Fo、Fv/Fm随水分亏缺程度的加重呈下降趋势,产量和收获指数与旱地小麦变化相似,水分利用效率处理间差异较小.说明旱地小麦受花后水分亏缺的不利影响小于水地小麦,表现出较高的水分利用能力.     

不同水肥条件下白羊草光合生理生态特征研究I.光合生理日变化

为揭示黄土丘陵区乡土种白羊草(Bothriochloa ischaemum L. Keng.)在不同水肥供应条件下的光合生理特征,本研究采用盆栽控制实验,比较研究了白羊草在2个水分水平(HW-80%FC和LW-40FC%)和3个养分(CK、P和NP)处理下的光合生理日变化特征.结果表明:HW下白羊草光合速率日变化均呈"三峰"型曲线.LW下,P和NP处理呈"双峰"型曲线,CK处理呈"三峰"型曲线,均具有明显的光合"午休"现象.不同水肥条件下白羊草叶片水分利用效率日变化均呈"L"型.HW下,白羊草光合速率日均值无肥处理显著高于其他处理(P<0.05),LW下,3养分处理间白羊草光合速率日均值无显著差异,而不同养分处理下,土壤水分胁迫均显著降低了白羊草光合速率日均值,并使光合"午休"程度加剧,水分是限制白羊草光合生理过程的首要因素.