荒漠绿洲区临泽小枣及枣农复合系统需水规律研究

在大田环境下,通过建造2m×2m×2m的封底观测池,利用水量平衡法,研究了甘肃省河西走廊中部黑河中游绿洲临泽小枣、春小麦、紫花苜蓿单作及临泽小枣/春小麦、临泽小枣/紫花苜蓿间作复合系统的需水规律。结果表明,内部绿洲和边缘绿洲的临泽小枣从根系开始活动到落叶的需水量分别为497.2mm和859.2mm,春小麦从播种到收获需水量分别为447.9mm和809.9mm,紫花苜蓿从返青到霜降需水量分别为583.7mm和945.7mm,临泽小枣/春小麦复合系统需水量分别为647.7mm和1009.7mm,临泽小枣/紫花苜蓿复合系统需水量分别为980.3mm和1342.3mm。边缘绿洲临泽小枣/春小麦复合系统增加的需水量为枣树需水量的17.5%,小麦需水量的24.7%;临泽小枣/紫花苜蓿复合系统增加的需水量为枣树需水量的56.2%,紫花苜蓿需水量的41.9%。内部绿洲临泽小枣春季(4月25日~5月31日)需水量为84.6mm,夏季(6月1日~8月31日)为351.3mm,秋季(9月1日~10月5日)为61.3mm;7月份需水强度最大,为4.8mm·d-1,6月份次之,为4.3mm·d-1,生长期平均需水强度为3.1mm·d-1。临泽小枣灌溉应保证4个关键水,即花前水、果实膨大水、丰果水和越冬水,灌水定额为1200m3·hm-2。     

降水变化对红砂和珍珠叶片碳氮磷生态化学计量特征的影响

为探明降水变化对荒漠植物化学计量特征的影响,以甘肃典型荒漠植物红砂和珍珠为研究对象,沿自然降水梯度测定红砂和珍珠的C、N和P质量分数,探讨C、N和P元素在2种植物叶片中的分配规律.结果 表明:随干旱胁迫增加,红砂和珍珠叶片C质量分数增加7.64和6.69 g/kg,N质量分数降低0.50和1.22 g/kg,P质量分数...     

青藏高原东北边缘云杉属—冷杉属林火烧迹地枯落物持水特征

以青藏高原东北边缘云杉属-冷杉属林火烧迹地为研究对象,基于典型抽样法于2020年8月和2021年7—8月在火烧迹地和未过火天然林采集枯落物样品,采用室内浸泡法测定分析枯落的蓄积量、持水量、有效拦蓄量等指标,探究林火干扰下不同坡位枯落物的水文效应,为更好地促进森林水源涵养以及水土保持功能提供依据。结果表明：(1)在植被恢复过程中,枯落物的厚度和蓄积量随着恢复年限的增加而增加,且厚度为3.75～8.31 cm,蓄积量为6.16～8.13 t/hm²。恢复5,15年火烧迹地上、中、下坡枯落物厚度和蓄积量与天然林差异显著。(2)枯落物的最大持水量为20.94～26.22 t/hm²,恢复5,15年火烧迹地枯落物最大持水量与天然林差异达显著水平。在枯落物持水达到饱和前,不同恢复年限下各坡位枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。(3)枯落物的有效拦蓄量为14.58～16.95 t/hm²,有效拦蓄深为1.44～1.78 mm。恢复5年火烧迹地枯落物有效拦蓄量表现为中坡>上坡>下坡,恢复15...     

模拟降水变化和氮添加对红砂幼苗生物量分配的影响

【目的】研究植物生长和生物量分配对不同水氮供应的响应特征,对揭示不同水氮添加之间的耦合关系和寻求最优的水肥供应模式具有重要的意义。【方法】本研究以红砂幼苗为试验对象,测定了不同降水量(降水量减少30%、正常降水量、降水量增加30%)和氮添加[(无氮添加(纯N0g/(m²·a),低氮添加(纯N4.6g/(m²·a),中氮添加(纯N9.2g/(m²·a),高氮添加(纯N13.8g/(m²·a)]条件下红砂幼苗生长及各器官干物质量。【结果】降水减少30%时,在中、低氮添加下,红砂幼苗株高、地上地下生物量和叶重比、叶根重比、源汇重比均会随施氮量增加而增加,而在高氮添加下上述指标均受到抑制;在高氮添加下,红砂幼苗叶重比、叶根重比和源汇重比均随水分增加而增加,但根冠比呈现相反趋势。【结论】红砂幼苗对水氮耦合效应表现出较强的可塑性,且能够通过不同的水肥供应调整株高和基径的生长以及生物量分配。     

关键生育期不同灌溉量对甜高粱产量、 品质及水分利用效率的影响

在甘肃河西走廊荒漠绿洲区甜高粱总灌水量不变的前提下，以每次灌水量相同为对照，设拔节期~孕穗期增加20%灌水量和开花期~成熟期减少20%灌水量、拔节期~孕穗期增加40%灌水量和开花期~成熟期减少40%灌水量两个处理，研究关键生育期不同灌溉处理对甜高粱生长特性、生物产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明：拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量，甜高粱的株高和茎秆直径均有所升高，且茎秆直径显著提高；同时也显著提高了甜高粱的茎秆和地上生物产量，且拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2（拔节期~孕穗期增加40%，开花期~成熟期减少40%灌水量）处理下最高，分别为72.89 t·hm^-2和89.04 t·hm^-2。 甜高粱的糖分产量和乙醇产量也有所提高，拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2处理下也最高，其糖分产量为12.47 t·hm^-2，乙醇产量为6 842.47 L·hm^-2；水分利用效率在拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量处理下也显著提高。这说明在总灌水量不变的情况下，拔节期~孕穗期增大灌溉量40%，开花期~成熟期减少灌溉量40%有利于甜高粱生物产量和品质的提高，同时也实现了水分的高效利用。     

不同施氮量下干旱胁迫对棉花生长及种内关系的影响

土壤水分和氮肥是影响荒漠绿洲区作物生长和种内关系的主要因素。为明确不同施氮量下干旱胁迫对棉花产量以及种内关系的影响,本研究以集群栽培(1穴3株)下棉花为研究对象,设置3种施氮量[300 kg(N)·hm~(-2)、225 kg(N)·hm~(-2)、150 kg(N)·hm~(-2)]和3种水分处理(正常水分、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫),测定了不同处理下棉花的生长指标和棉花产量,分析了不同处理下棉花种内关系的变化。结果表明:1)同一施肥条件下,2016年和2017年棉花株高在重度干旱胁迫下显著降低,而茎粗随干旱胁迫加剧显著降低,但叶面积随干旱胁迫加剧却有所增加,且在中度干旱胁迫下的叶面积最大。2)同一施肥条件下,与正常水分相比,中度和重度干旱胁迫下棉花的茎秆生物量均显著下降;叶片生物量和籽棉产量在中度干旱胁迫下最高,在重度干旱胁迫下却降低。3)在当地施氮量300kg·hm~(-2)下,随着干旱胁迫的加剧,相对邻体效应(relativeneighbor effect, RNE)数值从正值变为负值;在氮肥减少处理(225 kg·hm~(-2))下,随着干旱胁迫的加剧, RNE数值先升高后降低,而在施氮量为150 kg·hm~(-2)处理下, RNE数值随着干旱的加剧逐渐降低,且均为负值。总之,在当地施氮量和中度干旱胁迫下棉花能够获得较高的籽棉产量,且在此处理下棉花的种内关系为助长关系;其他处理均降低了棉花的产量,并使得棉花的种内关系转变为竞争关系。     

荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用

植物生理功能的发挥以结构为基础,因此,植物光合器官(叶片或同化枝)解剖结构会对水分利用效率(WUE)有一定的指示作用。通过对黑河流域优势种灌木光合器官的解剖特征和表征WUE的稳定碳同位素比率(δ¹³C)进行分析,试图从解剖结构的角度为荒漠植物WUE寻求一个有效的指示指标。结果显示:(1)除花棒外,轴状光合器官植物的δ¹³C值均高于叶状。(2)不同荒漠植物光合器官及不同组织厚度变化范围较广,叶厚度(Tl)或轴直径(Da)、角质层厚度(Tc)、表皮厚度(Te)、栅栏组织厚度(Tp)、海绵组织厚度(Ts)、贮水组织厚度(Ta)的最大值分别约为最小值的6.9、5.8、11、4、3.5和3.5倍。荒漠区多数轴状光合器官植物的Da以及Te高于叶状。(3)所研究优势种灌木的δ¹³C值与Tl或Da之间存在极显著的正相关关系(r=0.719,P<0.01),与不同组织厚度(Tc、Te、Tp、Ts和Ta)之间相关性不显著。由此可知,从植物光合器官的解剖结构来看,荒漠区植物的WUE可以用Tl或Da来表征,叶片越厚,越有利于植物高效利用水分,且轴状光合器官植物的WUE高于叶状。     

灌溉与施氮量对黑河中游边缘绿洲沙地青贮玉米产量及水氮利用效率的影响

在黑河中游边缘绿洲地区,通过田间试验,研究不同水氮组合对青贮玉米产量及水分和氮肥利用效率的影响.结果表明:与高水氮(W1F1)相比,其它各处理均使青贮玉米的株高降低、根冠比增大,根深增加(除W1F2外),其中低水肥(W3F2)的株高、根深、根冠比变化均最大,株高降低了14.1%,根深和根冠比增加了13.3%和88.9%...     

野外白刺引种至同质园叶片功能性状变异研究

为探究环境和遗传变异在白刺（Nitraria tangutorum）叶片功能性状变异中的相对作用,了解白刺生态适应性,本文采用野外调查和同质园引种试验的方法,分析了不同种源野外与同质园白刺叶片功能性状的差异。结果表明：白刺叶片肉质化程度和含水量相对稳定,且无论在野外还是同质园内,肉质化程度和含水量均表现出极显著相关关系。野外白刺叶片生长受氮和磷共同限制,而同质园白刺只受氮限制,且野外白刺碳、氮、磷与其他性状之间的相关性在同质园中消失,同质园中白刺叶片表型可塑性指数均低于野外。RDA分析表明,温度是影响野外白刺叶片功能性状的主要因子,而降水是影响同质园白刺叶片功能性状的决定性环境因子。总之,白刺在适应环境的过程中,其叶片性状存在着适应性分化,遗传因素决定其肉质化程度和含水量,环境变化会改变其组织密度和对氮、磷元素的利用方式,同质园环境对于白刺叶片性状的可塑性表达具有抑制作用。     

降水变化对混生红砂-珍珠生物量及分配的影响

为研究两种植物生物量及分配对生长方式和降水变化的响应,本研究以混生群落优势种单生-混生红砂(Reaumuria soongorica)和珍珠(Salsola passerina)幼苗为研究对象,采用收获法测定不同降水量条件下单生与混生红砂和珍珠各器官生物量。结果表明：生长方式对两种荒漠植物生物量有显著影响(P<0.05),与单生相比,混生红砂与珍珠总生物量及各器官生物均减少;红砂总生物量变化是由根系生物量决定,而珍珠总生物量变化则是由根、茎、叶生物量共同作用。生长方式对红砂根冠比和珍珠源汇比也有显著影响(P<0.05),与单生相比,混生珍珠源汇比平均增长量为24.74%,混生红砂叶根比平均增加了33.19%,而根冠比则有所下降。物种不同生物量在不同器官的分配有所差异,红砂生物量主要分配在根上,而珍珠生物量主要分配在叶上。红砂根生物量和珍珠叶生物量比受降水量显著影响(P<0.05)。