水分胁迫对树木光合作用的影响研究综述

光合作用是绿色自养植物合成有机物,维持其生命的重要途径。绿色植物通过光合作用同化二氧化碳,同时释放出氧气。在地球上,绿色植物对所有生命活动起到了关键作用。这主要体现在：人和绝大多数动物的生命活动都依赖于氧气;另外绿色植物自身还是食物的第一级来源,通过食物网的传递为异养生物提供着能量。     

不同土壤水分供应与施锌对玉米水分代谢的影响

采用盆栽试验研究不同土壤水分状况下及施锌对玉米植株水分状况、水分生理特征的影响。结果表明,干旱胁迫下,玉米叶片含水量和水势降低,植株体内自由水分的含量减少,而束缚水含量略有增加,离体叶片失水速率小;叶片气孔阻力增加,导度下降,蒸腾作用和光合速率受到抑制。施锌后玉米叶片的水势和鲜重含水量没有明显变化,但玉米叶片气孔阻力降低,气孔导度增加,叶片蒸腾速率和光合作用速率加大。干旱胁迫下,施锌对玉米植株体内水分生理代谢有一定的调节作用,但是在土壤水分供应充足时,施锌更能增强玉米水分生理代谢,提高水分利用效率。     

越冬期间西番莲低温半致死温度及越冬表现研究

为探明越冬期间各株系西番莲低温半致死温度(LT_(50))的变化情况,以7个株系西番莲枝条为研究对象,测定其越冬期间的相对电导率,配合Logistic回归方程计算LT_(50),研究LT_(50)下处理时间对相对电导率、MDA与抗坏血酸(Vc)含量的影响,同时进行寒害调查并观测各株系西番莲的越冬表现。结果表明,越冬期间,各株系西番莲的LT_(50)均明显降低,在冷驯化终了期其对应的LT_(50)分别为:平塘1号(-3.59℃)、紫香1号(-2.51℃)、版纳9号(-1.96℃)、版纳10号(-1.95℃)、版纳4号(-1.02℃)、榕江1号(-1.82℃)、金沙1号(-1.83℃)。西番莲芽梢、叶片、1年生枝条、2年生木质化枝条的LT_(50)分别为:-1.16℃、-1.39℃、-2.83℃、-3.11℃,不同部位对低温敏感性差异显著。各株系西番莲越冬表现情况与LT_(50)测定结果较吻合,平塘1号越冬表现最佳,采取防寒措施后越冬存活率达100%。西番莲枝条的相对电导率、MDA含量随LT_(50)下处理时间的增加而增加,5~15h期间增幅最大,而Vc含量则先增后降,并在5~15h期间含量较高,说明低温胁迫对西番莲枝条的伤害主要发生在5~15h期间。本研究为选育抗寒性强的西番莲优良品种提供了理论依据。     

水分调控对冬小麦同化物分配与水分利用效率的影响研究

试验研究 12个灌溉组合方式对冬小麦干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,地面灌水条件下不同处理的地上部干物质积累量由高至低依次为田间持水量 65%的处理 >50 %的处理 >80 %的处理 ;地下 3 0cm、50cm和 10 0cm灌水条件下田间持水量 80 %的处理 >65%的处理 >50 %的处理。产量以地下 3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理最高 ,为 6512 .4kg/hm2 ,地下 50cm灌水× 50 %田间持水量处理产量最低 ,为3 568.1kg/hm2 。保持相同田间持水量的灌水处理 ,随灌溉深度的增加其作物水分利用效率呈增大趋势。地下3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理和地下 3 0cm灌水× 65%田间持水量处理是较合理的节水灌溉组合方式     

水分胁迫下氮、钾对不同基因型夏玉米氮代谢的影响

采用盆栽试验研究了水分胁迫和适量供水条件下,氮、钾对2种基因型夏玉米陕单9号(抗旱品种)和陕单911(不抗旱品种)各生育期体内硝酸还原酶活性、脯氨酸、甜菜碱和可溶性蛋白质积累的影响,旨在从氮代谢方面揭示这些因子的抗旱机理。试验结果表明,水分胁迫下,硝酸还原酶活性显著降低,不抗旱品种降低更甚;脯氨酸、甜菜碱和可溶性蛋白质有不同程度累积,抗旱品种含量和变幅大于不抗旱品种。2品种苗期对水分胁迫响应较弱,脯氨酸、甜菜碱和可溶性蛋白质含量低;拔节和抽雄期响应强烈,这些化合物含量增高,其中甜菜碱含量达到高峰时间比脯氨酸晚。水分胁迫下,施用氮肥能显著提高硝酸还原酶活性及脯氨酸、甜菜碱和可溶性蛋白质含量,改善氮代谢。不抗旱品种2种氮肥用量的效果有显著差异;抗旱品种在低氮用量时效果显著,低、高氮肥用量间无显著区别。适量供水下,氮肥作用明显下降,表明氮肥不仅在于供应养分,而且还能通过改善氮代谢而增强作物的抗旱性能。钾肥对受水分胁迫的夏玉米表现出比氮肥更突出的效果,而在适量供水时效果消失,表明在作物受旱条件下,显著改善作物氮代谢是钾增强作物抗旱性的主要机理之一。     

NaCl胁迫对甘薯叶片水分代谢、光合速率、ABA含量的影响

以耐盐品种徐薯 1 8、中等耐盐品种栗子香和不耐盐品种胜利百号为材料 ,用 1/2Hoagland营养液配制浓度为 0、85、170、255、340mmolL-1 的NaCl溶液分别胁迫 6d后进行指标分析。试验结果表明 ,随着NaCl胁迫浓度的提高 ,甘薯叶片水势 (w)、相对含水量 (RWC)逐渐下降 ,光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr)、水分利用率 (WUE)、气孔导度 (Gs)、气孔开度也明显下降 ;低浓度NaCl胁迫下胞间CO2 浓度 (Ci)下降 ,随着NaCl胁迫浓度的提高 ,Ci逐渐上升 ;脱落酸 (ABA)含量则随NaCl胁迫浓度的提高而上升。NaCl胁迫下上述指标在不同耐盐品种间存在明显差异 ,而且NaCl胁迫浓度与RWC、w、Pn、Tr、Gs呈极显著的负相关。在NaCl浓度为 85mmolL-1 以上时 ,NaCl浓度与Ci、ABA含量呈极显著的正相关 ;RWC、w与ABA间呈极显著负相关 ,与Pn、Tr、Gs之间呈极显著的正相关 ;ABA含量与Pn、Tr、Gs之间呈极显著的负相关。     

水分胁迫对树木光合作用的影响研究综述

光合作用是绿色自养植物合成有机物,维持其生命的重要途径。绿色植物通过光合作用同化二氧化碳,同时释放出氧气。在地球上,绿色植物对所有生命活动起到了关键     

保水剂与水分控制对辣椒生长及水分利用效率的影响研究

栽辣椒应用保水剂和实施 3种水分控制处理结果表明 ,施用保水剂对辣椒生长及水分利用效率有明显促进作用 ,辣椒叶面积、叶数、株高、生物量和水分利用效率均优于未施保水剂处理。水分控制对辣椒的影响表现为充分供水促进辣椒生长 ,水分胁迫延缓辣椒生长速度。灰色关联分析发现是否施用保水剂对辣椒生物量、叶面积、叶数、株高、干物质含量、根冠比与耗水量相关性的影响存在差异 ,施用保水剂处理耗水量与各性状关联度顺序依次为生物量 >茎叶干物质量 >根干物质量 >叶数 >株高 >叶面积 >根冠比 >干物质含量 ,而未施用保水剂处理耗水量与各性状关联度顺序依次为生物量 >叶数 >茎叶干物质量 >根干物质量 >株高 >叶面积 >干物质含量 >根冠比。     

北京城市园林树木碳贮量与固碳量研究

为了解北京城市园林树木碳库的贮量及其固碳效果,在1995年和2000年北京城市园林绿化普查资料的基础上,结合遥感影像,对北京城市园林树木碳贮量进行计算。结果表明:2002年北京城市园林树木总碳贮量约为58.88万t,单位建成区面积碳贮量为7.70t/hm2;近年来北京园林树木碳贮量正逐年增加,2002年新增碳贮量达0.46万t。     

保水缓释氮肥水分状态与吸持特征研究

保水肥料的水分有效性不但取决于保水肥料的吸水倍率,还取决于水分在保水肥料中的存在状态及吸持特征。首次用差示扫描量热仪(DSC)和水分特征曲线方法对实验合成的保水缓释氮肥水分状态及吸持特征进行了研究。发现保水缓释氮肥的自由水+束缚水含量随着平衡含水量增大而提高,保水缓释氮肥平衡含水量中94％以上为自由水＋束缚水,其与普通水具有相同或相近的热力学性质,其相当于土壤重力水,毛管水和薄膜水之和,保水缓释氮肥所持水分90％以上是植物有效水。保水缓释氮肥的结合水占5％以下,其相当于土壤吸湿水,是植物难利用水。DSC测定的有效水(94％)和水分特征曲线测定的有效水(91％)十分接近,因此,DSC可作为评价吸水保水缓释肥料有效性快速方法。保水缓释肥料可增加土壤持水量,降低土壤水分蒸发,提高土壤保水和释水量。保水缓释氮肥合成过程中待聚液保温时间是一个重要工艺参数。     

Energy and water balance measurements for water productivity analysis in irrigated mango trees, Northeast Brazil

Crop water parameters, including actual evapotranspiration, transpiration, soil evaporation, crop coefficients, evaporative fractions, aerodynamic resistances, surface resistances and percolation fluxes were estimated in a commercial mango orchard during two growing seasons in Northeast Brazil. The actual evapotranspiration (E_a) was obtained by the eddy covariance (EC) technique, while for the reference evapotranspiration (E₀); the FAO Penman–Monteith equation was applied. The energy balance closure showed a gap of 12%. For water productivity analysis the E_a was then computed with the Bowen ratio determined from the eddy covariance fluxes. The mean accumulated E_a for the two seasons was 1419 mm year⁻¹, which corresponded to a daily average rate of 3.7 mm day⁻¹. The mean values of the crop coefficients based on evapotranspiration (K_c) and based on transpiration (K_cb) were 0.91 and 0.73, respectively. The single layer K_c was fitted with a degree days function. Twenty percent of evapotranspiration originated from direct soil evaporation. The evaporative fraction was 0.83 on average. The average relative water supply was 1.1, revealing that, in general, irrigation water supply was in good harmony with the crop water requirements. The resulting evapotranspiration deficit was 73–95 mm per season only. The mean aerodynamic resistance (r_a) was 37 s m⁻¹ and the bulk surface resistance (r_s) was 135 s m⁻¹. The mean unit yield was 45 tonne ha⁻¹ being equivalent to a crop water productivity of 3.2 kg m⁻³ when based on E_a with an economic counterpart of US$ 3.27 m⁻³. The drawback of this highly productive use of water resources is an unavoidable percolation flux of approximately 300 mm per growing season that is detrimental to the downstream environment and water users.     

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到"伏雨春用"的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明: 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后(约7月底或8月初)深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。     

早熟芋艿平衡施肥技术研究

通过两年芋艿施肥田间试验,表明获得早熟芋艿高产、高效的施肥方案为N 448.5 kg/hm2,P2O552.5kg/hm2,K2O 180~270 kg/hm2,N-P2O5-K2O比例为1∶0.12∶0.40~0.60,并推荐有机无机复合肥与化肥配合施用,以获得更高的产量和效益。早熟芋艿生育期短,施用充足的氮肥才能保证芋艿在较短的生育期内获得较高的产量,芋艿还是一种喜钾作物,施用钾肥能明显促进芋艿高产;在土壤有效磷含量不足的情况下,施用磷肥能促进芋艿正常生长。     

早熟芋艿平衡施肥技术研究

通过两年芋艿施肥田间试验，表明获得早熟芋艿高产、高效的施肥方案为N448．5kg／hm^2，P2O5 52．5kg／hm^2，K2O 180-270kg／hm^2，N-P2O5-K2O比例为1：0．12：0．40-0．60，并推荐有机无机复合肥与化肥配合施用，以获得更高的产量和效益。早熟芋艿生育期短，施用充足的氮肥才能保证芋艿在较短的生育期内获得较高的产量，芋艿还是一种喜钾作物，施用钾肥能明显促进芋艿高产；在土壤有效磷含量不足的情况下，施用磷肥能促进芋艿正常生长。     

半干旱区农业水资源平衡及生态农业规划初探 —以吉林省西部为例

根据可利用水量及各农业要素需水量变化 ,以改善农业水资源平衡、提高系统生态效益为核心 ,用线性规划调整农业生态结构的研究结果表明 ,适当压缩耕地面积 ,扩大人工林、草地和水域面积 ,可稳定粮食产量和农业经济效益 ,明显缓解水供求矛盾 ,改善农业生态环境 ,提高系统生态效益。     

Hydrus-2D模拟起垄覆膜处理对夏玉米生育期水量平衡的影响

为探究起垄和覆膜处理对辽西北半干旱区夏玉米生育期水量平衡的影响,该研究在建平县节水灌溉试验站将田间试验与Hydrus-2D模拟相结合,探究各典型年夏玉米生育期水量平衡的变化规律。结果表明：Hydrus-2D模型能够有效地对起垄和覆膜处理后夏玉米生育期的下垫面降雨入渗过程进行模拟,各下垫面实测值与模拟值的R²均不小于0.87,均方根误差均小于0.01 cm³/cm³;覆膜后各典型年的蒸发量平均减少52.24 mm,蒸腾量平均增加31.84 mm;覆膜会抑制多日持续降雨期间的深层渗漏速率,促进单日超过40 mm降雨的雨后深层渗漏速率;覆膜能减少作物生育期的农田耗水量（蒸发量,蒸腾量和深层渗漏量之和）,使各典型年的平均农田耗水量减少25.74 mm,增加覆膜垄作处理的覆膜宽度能够进一步减少作物生育期的农田耗水量。因此,在辽西北半干旱区进行起垄和覆膜对缓解该地区的农业缺水紧张情势,丰富农田生育期水分转化结构的相关理论具有重要作用。     

Effects of different management practices on the soil–water balance and crop yield for improved dryland farming in the Chinese Loess Plateau

Field experiments were carried out to study the effects of different soil management practices on the water balance, precipitation use efficiency (PUE), and crop yield (i.e. winter wheat and peanut) on a loess soil near Luoyang (east edge of the Chinese Loess Plateau, Henan Province, China). Field plots were set up in 1999 including following soil management practices: subsoiling with mulch (SS), no-till with mulch (NT), reduced tillage (RT), two crops per year (i.e. winter wheat and peanut, TC), and a conventional tillage control (CT). The field plots were equipped to monitor all components of the soil–water balance except evapotranspiration, which was computed by solving the water balance equation. The results showed that although soil management had smaller influence on the magnitude of the water balance components than did precipitation variations, small influences of the applied soil management practices on water conservation during the fallow period can greatly affect winter wheat yield. SS increased consistently precipitation storage efficiency (PSE) and PUE over the 5 years compared to CT except during the wettest year. NT also had a noticeable effect on postharvest water storage during the fallow period; however, the influence on yield of NT depended on the amount of precipitation. TC lowered the winter wheat yield mainly due to the unfavorable soil moisture conditions after growing peanut in summer; however, the harvested peanut gained an extra profit for the local farmer. No matter which kind of soil management practices was adapted, PSE never exceeded 41.6%, which was primarily attributed to high evapotranspiration. From data of five consecutive agricultural years between 2000 and 2005, it could be concluded that SS resulted in the highest PSE, PUE and crop yield. TC also showed promising results considering the economic value of the second crop. NT performed slightly less as SS. CT gave intermediate results, whereas RT was the worst alternative.     

不同矿化度微咸水灌溉冬小麦对下季作物产量和周年土壤盐分平衡的影响

冬小麦夏玉米一年两熟是环渤海低平原主要粮食作物种植模式,该区淡水资源匮乏,但浅层微咸水相对丰富,在降水较少的冬小麦生长季,适当利用微咸水代替淡水灌溉对维持冬小麦稳产高产有重要作用。冬小麦季实施微咸水灌溉后土壤盐分累积如何影响下季作物夏玉米生长以及对土壤周年盐分平衡影响,是微咸水能否长期安全利用的关键。为探究上述问题,于2015—2019年连续4年在环渤海低平原中国科学院南皮生态农业试验站进行冬小麦季不同矿化度微咸水灌溉定点试验,共设置含盐量为1 g·L~(-1)淡水(F)、3 g·L~(-1)微咸水(S3)、4 g·L~(-1)微咸水(S4)、5 g·L~(-1)微咸水(S5) 4个梯度,在拔节期灌水1次,灌水量均为70 mm;另以生育期不灌水作为对照(旱作, CK)。结果表明,不同矿化度微咸水灌溉处理间冬小麦产量没有显著差异,但平均比CK显著增产31.6%。同时,冬小麦生长季微咸水灌溉均增加了收获时1 m以上土层的含盐量,并随灌溉水含盐量增加而增加;对1 m以下土层含盐量影响不明显。夏玉米播种时灌溉70 mm淡水不仅解决了土壤墒情不足问题,并可使0～20 cm土层盐分控制在1 g·kg~(-1)以下,保证夏玉米出苗和群体建立,对夏玉米产量没有显著影响。经过夏季降雨的淋洗, S3、S4和S5处理0～40cm土层含盐量降低幅度超过30%,深层土壤含盐量变化不明显,1m以上土层可以实现周年盐分平衡。本研究表明冬小麦-夏玉米一年两季种植,冬小麦耐盐能力较强的特征使其生育期可以通过不大于5g·L~(-1)的微咸水灌溉维持稳产,在保证夏玉米出苗水进行灌溉的条件下,夏玉米季通过雨季降水淋盐维持0～1m主要根层土壤不发生明显积盐过程,可实现长期微咸水灌溉下土壤和作物安全。     

Simulation of the impact of subsoil compaction on soil water balance and crop yield of irrigated maize on a loamy sand soil in SW Spain

Irrigation of crops in Mediterranean countries can produce some conditions that favour soil compaction processes. The SIMWASER model takes into account the effects of subsoil compaction on water balance and crop yield. The objectives of this paper were: (i) to test the mentioned model using the data set collected, during three years (1991–1993), from irrigation experiments with maize (Zea mays L., cv. Prisma) on a sandy soil (Cambisols (FAO, 1990) or Xerocrepts (USDA, 1998)) in SW Spain and (ii) to estimate the influence of subsoil compaction on soil water balance and crop yield assuming long lasting heavy subsoil compaction that may be developed under irrigation for the SW Spain conditions. The model was run to simulate soil water content, evapotranspiration, drainage below the root zone, and crop yield for the same period in which the experiment was carried out. Results of simulation were compared with the experimental results in order to know the agreement between them. The results obtained show a fairly good agreement between simulated and measured values for most of the parameters considered. For the scenario in which subsoil compaction is developed under irrigation, the results simulated by the model indicate a reduction of the rooting depth. However, the effects on water balance and crop yield in this sandy soil were not relevant under the SW Spain conditions.