节水灌溉的土壤水分控制标准问题研究

农田土壤水分散失是在二个表面上进行的，一是土壤表面称之为蒸发，另外是作物表面称之为蒸腾，两者均与土壤水分呈线性相关，即随着土壤水分增大而增大，但土壤水分与光合速率关系研究表明，当土壤水分低于６５￣６９％田持时，随着土壤水分增大光合速率增大，若土壤水分高于６５￣６９％时，随着土壤水分增大光合速率降低，光合作用对土壤水分有一阈值反应。这一阈值可考虑为节水灌溉的田间土壤水分控制标准。     

冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分上,下限指标研究

利用田间试验结果研究了冬小麦拔节～灌浆期间叶片光合速率、蒸腾达率、气孔阻力与土壤水分变化之间的关系,并从叶片水平探讨提高光合水分利用效率指导大田灌溉的适宜上壤水分上、下限指标。结果表明,冬小麦叶片光合速率的高值区域所对应的土壤水分为18％～19．2％（相当于田间持水率的75％～80％）;当土壤水分超过19．2％时,光合速率开始缓慢降低,而蒸腾速率则仍在增加,导致光合水分利用效率急剧降低。据此可将冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分上限指标定为田间持水率的80％。冬小麦叶片的气孔阻力对土壤水分的变动有一阈值反应,当土壤水分不低于14％（相当于田间持水率的58．3％）时,土壤水分对气孔阻力的影响几乎等效,同时不会对叶片光合作用引起破坏性影响,故可将此值定为冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分下限指标。     

基于CO2传输阻力解析的土壤水分调控番茄光合生理机制

利用盆栽试验控制土壤含水率,基于叶绿素荧光、气体交换和响应曲线拟合相结合的方法解析番茄光合作用中CO2由大气传输至叶绿体羧化位点的系列阻力构成,揭示了土壤水分胁迫限制番茄光合速率的关键步骤及位点。结果表明：番茄光合速率（Pn）、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率（Jmax）及初始羧化效率（CE）随土壤含水率变化呈“S”形变化曲线,初期缓慢增长,中期迅速增长,土壤水分充分时达到最大值并趋于稳定,可用logistic函数模拟。气孔和叶肉对CO2的传输导度及总传输导度随土壤含水率变化均呈明显的“S”形变化曲线,各支段CO2导度及总传输导度在土壤水分充分时趋于稳定并达到最大值;随着土壤水分胁迫的增大,各CO2传输导度逐渐降低并在重度土壤水分胁迫下达到最低值,可用logistic函数模拟。气孔导度与叶肉导度对光合速率限制的相对贡献率变化趋势相似,随着水分胁迫的加重,其贡献率逐渐增大,可以用指数函数模拟;羧化反应对光合速率限制的相对贡献率与气孔和叶肉导度相反,随着水分胁迫的增大,其贡献率逐渐减小,可以用对数函数模拟;在土壤水分充分时,羧化反应限速光合速率的相对贡献率最大,是限制光合速率的主导因子;在水分胁迫状况下,气孔限制和叶肉限制占主导地位,羧化反应的相对贡献率较低。气孔对CO2的传输导度与叶水势呈正相关,随叶水势的下降,气孔导度也呈线性下降趋势;叶肉导度与比叶重呈线性负相关关系,叶肉导度随比叶重的增大而线性减小,比叶重随土壤水分胁迫程度的加剧而逐渐增大。因此,水分胁迫状况下,气孔与叶肉对CO2的传输是水分胁迫限制光合速率的关键位点,气孔限速与保卫细胞水分失衡相关,而叶肉限速则由叶片厚度和组织疏松程度决定。     

不同土壤水分对枣树幼果期光合特性的影响研究

为研究在土壤干旱逐渐加剧过程中,枣树幼果期叶片光合参数的变化与土壤水分的关系,找到西北干旱地区枣树幼果期所允许土壤水分亏缺阈值。研究采用桶栽枣树控水试验,测定并分析7个土壤水分梯度的灰枣树在不同光合有效辐射(PAR)下的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)及水分利用效率(WUE)等光合指标。结果表明:Pn随着PAR的增大呈现先增大后减小的趋势,Tr、WUE和Ls表现出和Pn类似的响应规律,相对土壤含水量(RWC)为60.34%和80.97%时,Pn和Tr日变化呈"双峰"趋势并有明显的"午休"现象,当RWC为41.22%时,"双峰""午休"现象均消失。RWC在48.89%～68.58%范围内,Pn下降的主要原因是气孔因素限制,RWC48.89%时,Pn下降的主要原因是非气孔因素限制。枣树幼果期生长所允许的最大土壤水分亏缺RWC为48.89%。RWC在53.36%～60.34%范围内可维持枣树幼果期具有较高WUE和Pn。     

冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率,分析了它们之间的相互关系,探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系,蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的,它们之间有着密切的线性关系,气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率,三者之间呈极显著正相关;土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关,当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候,Pn/Tr最大,光合利用效率最高。     

水稻光合速率的数学模拟研究

以水稻品种铁粳11为试验对象,在不同密度和不同插秧秧龄条件下,研究其灌浆期剑叶光合速率的差异。采用二次通用旋转组合设计,建立铁粳11剑叶光合速率与密度、秧龄的二次回归模型,确定方程的取值区间和最佳组合。结果表明,随着密度减小,光合速率增大;随着插秧秧龄增大,光合速率增大。     

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。     

关于提高作物水分生产率与建立作物生态需水区划问题的探讨

作物光合作用对土壤水分有明显的阈值反应，通过土壤水分预报，控制土壤水分较长期处在略多于阈值的范围，有利于提高作物水分生产率，大定额的蓄水灌溉有利于创造下湿上干的土壤水分剖面，可减少土壤蒸发，提高水分有效利用。率根据作物需水与年内得到降雨补偿程度进行作物种值区划，称之为作物生态需水区划，根据这一区划进行作物布局，有利于灌溉节水。根据作物生态需水区划，华北地区可分为四个地带：①双季作物需水补偿带；②双     

水分胁迫和气象因子对冬小麦生理特性的影响

通过对防雨棚下测坑中种植的冬小麦设置不同的土壤水分控制下限指标,研究了土壤水分状况及气象因子对冬小麦生理特性的影响,分析了不同生理指标的日变化规律,建立了几种生理指标与环境因子间的逐步回归关系式。研究结果表明,各生理指标受环境因子的影响有着明显的日变化特征,不同处理气孔导度(Gs)峰值出现的时间早于光合速率(Pn),而蒸腾速率(Tr)峰值出现的时间滞后于光合速率,随着土壤水分胁迫程度的增加,Gs、Tr、Pn的峰值有提前的趋势;不同土壤水分条件下水分胁迫指数(CWSI)和冠气温差的峰值均在13:00左右出现,而细胞液浓度(CSC)的最大值出现在14:00～15:00。土壤水分与Tr、Pn、Gs呈极显著正相关,而与CWSI、冠气温差和CSC呈极显著负相关。此外,气象因素对冬小麦生理指标的影响程度会随着土壤水分状况而发生变化,生理指标与环境因子的逐步回归结果表明,土壤水分和光合有效辐射是影响冬小麦生理指标最主要的环境因子。     

玉米光合指标与土壤水分的关系研究

在防雨棚内膜下滴灌条件下,通过小区试验研究玉米拔节期和抽雄期光合指标(蒸腾速率、光合速率、气孔导度)与土壤水分的关系。结果表明,在玉米拔节期,当土壤水分达到田间持水率的70%时,玉米光合强度最强;光合指标与土壤水分的典型相关系数为0.919,其相关性极显著(P0.01),在光合要素中,蒸腾速率的权重最大。在玉米抽雄期,当土壤水分达到田间持水率的85%时,玉米光合强度最强;且各光合指标均高于拔节期,此时其典型相关系数为0.742,相关性极显著,在光合要素中,则变为光合速率的权重最大,成为主要被影响因素。结合各时期产量,可以确定玉米在拔节期和抽雄期的最适宜土壤含水率分别为田间持水率的70%和田间持水率的85%。     

土壤水分对辣椒叶片光合特性及保护酶系统的影响

在温室条件下通过不同土壤水分水平的小区试验,研究了不同土壤含水率对辣椒叶片叶绿素(SPAD)含量、光合特性以及保护酶活性、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨这些生理指标与其抗旱性的关系。以精选牛角椒为研究对象,经土壤含水率分别为田间持水率的40%～55%(A1)、55%～70%(A2)、70%～85%(A3)、85%～100%(A4)处理后,测定叶片叶绿素(SPAD)含量、光合特性以及保护酶活性、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的变化规律。结果表明:①随着土壤含水率的减少,叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均相应降低,而游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量增加;②与A3处理相比,在A1、A2和A4处理下,SOD、CAT、POD活性均有不同程度的提高,表明叶片受到逆境伤害,产生应激反应,且CAT和POD的活性随土壤水分变化表现出相反趋势;③水分利用效率在土壤相对含水率为55%～70%时最大,但各处理总体上差异不显著。综合考虑土壤水分对辣椒叶片叶绿素含量、光合特性以及保护酶活性和水分利用效率的影响后认为,田间持水率的70%～85%作为结果期辣椒理想的土壤灌溉指标是科学合理的。     

不同覆盖和水分处理对夏玉米生长发育和耗水特性的影响

在防雨棚下的测坑,研究了夏玉米在3种土壤水分下限控制条件下(占田间持水量的75%、65%和55%)不覆盖、地膜覆盖以及秸秆覆盖对作物生长发育、产量、耗水量以及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:地膜和秸秆覆盖的株高、叶面积指数、产量和水分利用效率均大于不覆盖;高水分秸秆覆盖的株高和叶面积指数高于地膜覆盖和无覆盖,中、低水分时地膜覆盖的株高和叶面积指数高于秸秆覆盖和无覆盖;中水分秸秆覆盖的增产效果最好,增产率为44.80%,高水分地膜覆盖的增产效果最差,增产率仅为9.32%;高、中水分条件下地膜覆盖的WUE提高率最大,分别为19.09%和50.64%,而低水分条件下秸秆覆盖的WUE提高率最大.由此可见,地膜和秸秆覆盖效应各有优势,土壤水分下限控制在田间持水量的65%时覆盖效果最佳.     

水钾耦合对北疆机采棉水钾利用效率及产量的影响

【目的】探索不同土壤含水率区间与钾肥施用量之间的耦合效应,优化机采棉灌水和钾肥施用方案。【方法】以膜下滴灌棉花为研究对象,设计了3个土壤含水率(田间持水率的40%～60%、60%～80%和80%～100%,W1、W2、W3)和3个施钾水平(30、60和90 kg/hm~2,K1、K2、K3),研究了机采棉的株高、叶面积指数、生物量和产量。【结果】土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,钾肥对棉花株高的增益效果更加明显;施钾量在30 kg/hm~2和60 kg/hm~2时,土壤含水率能显著提高株高的日增长量。叶面积指数随着施钾量和灌水量的增加而增加。土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2时,最有利于棉花生物量的形成。土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,棉花单株有效铃数和籽棉产量最多,且籽棉产量和有效铃数随着施钾量的增加而增加,W2K3处理的籽棉产量最高(7 579.78 kg/hm~2),有效铃数最高(9.03个/株)。钾肥能促进棉花单铃质量的形成,但是单株有效铃数的增加会减缓钾肥对棉花单铃质量的促进作用。当灌水水平一致时,钾肥生产效率随着施钾量的增加而显著降低。在土壤含水率为田间持水率的80%～100%且施钾量为90 kg/hm~2时,棉花的水分利用效率最低。【结论】土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2为适宜的灌水施肥方案,有利于生物量向生殖生长倾斜,获得较高的水钾利用效率以及棉花籽棉产量。     

调亏灌溉条件下秦王川灌区苜蓿种植效益初步分析

从高产、优质和高效的三重目标出发,在甘肃秦王川灌区通过大田试验初步分析了调亏灌溉条件下苜蓿的种植效益。结果表明:在轻度水分亏缺下,即土壤含水率为60%~65%田间持水量时苜蓿的产量和经济效益较充分灌溉(土壤含水率为65%~70%田间持水量)没有显著差异(P>0.05),而苜蓿的水分利用效率、粗蛋白含量与其余各处理间存在显著差异(P<0.05),且值均达到了最大,分别达2.10 kg/m3和13406.7 ug/g。     

水、氮和保水剂对小粒咖啡水氮利用的影响

为探求小粒咖啡幼树的最佳水氮管理及高效利用模式,通过2种灌水水平（中水（WM,65%～80%FC）和低水（WL,50%～65%FC））、3种施氮水平（高氮（NH,0.40g/kg）,低氮（NL,0.20g/kg）和无氮（Nz,0））和2种保水剂水平（有保（SH,1kg/m^3）和无保（SZ,0））的完全处理组合,研究灌水、氮素营养及保水剂对小粒咖啡幼树根区土壤水氮累积、干物质生产和水氮吸收利用的影响.研究表明：和WL相比,WM提高总干物质量、水分利用率、氮素吸收总量和氮素干物质生产效率分别为86.0%,36.4%,73.1%和5.3%.和NZ相比,NL和NH提高水分利用率和氮素吸收总量的效果基本相同.和SZ相比,SH提高土壤硝态氮质量比、总干物质量、水分利用率和氮素吸收总量分别为21.9%～43.0%,78.3%,68.9%和91.2%,而降低氮素干物质生产效率10.0%.在中等供水（65%～80%FC）和低氮（NL,0.20g/kg）条件下,配施保水剂能有效调控土壤水氮供给状况,促进干物质生产和提高水氮利用效率.因此,在本试验条件下,有利于小粒咖啡水氮高效利用的最优试验组合为WM NL SH.     

微集水促渗对山地果园土壤水分和叶片生理的影响

研究了不同集雨保墒措施对山地苹果园土壤水分、温度和叶片生理的影响。结果表明,与对照处理、单纯塑膜微集水处理、秸秆覆盖处理相比,干旱季节和秋雨季节塑膜微集水促渗处理0～60cm土层土壤含水率分别提高15.50%、7.65%、9.78%和38.66%、30.87%、21.69%,60～200cm土层土壤贮水量分别提高14.75%、5.68%、10.46%和17.03%、5.14%、10.19%。0～25cm土层,塑膜微集水促渗处理的年平均土壤温度为22.7℃,比对照处理提高0.6℃。塑膜微集水促渗技术能提高山地苹果树的叶片相对含水率、光合速率、蒸腾速率和水分利用效率。     

基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度试验研究

以宁杞7号枸杞为研究对象,在宁夏同心县开展2 a田间试验.设置4个关键控水期、3个控水水平共8个处理,研究枸杞不同生育期不同水分下限条件下根区土壤含水率、叶片光合生理指标、产量与品质变化;分析其耗水规律与水分利用效率,提出基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度.结果表明:不同水分处理枸杞根区20~60 cm土层土壤含水率最大;叶片气孔导度随土壤下限升高而增大,高水分下限处理的蒸腾速率相对较大,叶片水分利用效率则相反;生育期耗水量随土壤水分下限升高而增大,2 a增幅分别为10.8%和12.8%,平均耗水量为386.6~463.2 mm,夏果期耗水量最大且差异具有统计学意义,是关键需水期.2 a均为处理S5的产量最大分别为2 208.15和2 571.30 kg/hm²,水分利用效率最高为0.39 kg/m³;水分处理对蛋白质含量影响差异不具有统计学意义,低土壤水分下限的枸杞多糖含量相对较高;全生育期分为6个灌水期,其中萌芽期灌水(春水)为375 m³/hm²;春梢生长期、花期、夏果期、秋果期的土壤质量含水率下限分别为50%θ_f(θ_f为田间持水率),65%θ_f,65%θ_f,55%θ_f,而上限为95%θ_f;休眠期冬灌量为450 m³/hm².     

生物炭和灌水量对土壤保水性及温室番茄生理特性的影响

为了探究生物炭用量和灌水量对土壤物理性质及作物生长生理特性的影响,采用田间对比试验,以温室番茄为试验对象,设置了3个生物炭施用量处理B0,B1,B2(施用量分别为0,2.5,5.0 kg/m²);在每个生物炭处理下设置3个不同灌水量水平T1,T2,T3(分别为1.4Ep,1.2Ep,1.0Ep;Ep为累计水面蒸发量);观测并分析土壤物理性质、番茄生长及光合作用对生物炭施用量和灌水量的响应关系.结果表明,土壤中适当添加生物炭可以有效地增加土壤的保水性,处理B1和B2相对B0增大土壤最大体积含水率为21.9%和32.1%,处理B1有益于土壤的长期持水能力;降低了土壤容重2.5%~16.6%,增加了土壤孔隙度1.9%~10.5%.生物炭施用量在充分灌溉和中度亏缺的处理下均可以有效提高番茄的气孔导度和光合速率,处理B1和B2分别提高番茄叶片的光合速率为11.4%和54.8%;而在重度亏缺的条件下,处理B1和B2抑制了番茄叶片的光合速率16.7%和50.6%.     

干旱区不同水盐处理对向日葵生理性状的影响研究

以美国油料向日葵G101为材料,研究在干旱区不同水盐处理对作物(油葵)的生理性状及产量形成的影响。结果表明:作物群体叶面积、叶片水势和产量随土壤含盐量的增加而呈下降趋势。在不同水盐处理下,轻度盐土结合(55%～65%)θfc的水分处理是适宜的。含水率在(65%～75%)θfc,含盐量在0.3%～0.5%时对油葵的生长及最终产量的形成影响不大,其叶面积指数、叶水势和产量与轻度盐土的分别相差5.90%、0.27MPa和5.92%。而含盐量超过0.5%时,高水分处理也对油葵的生长及最终产量的形成产生严重抑制,其产量是轻盐土的57.39%,低水分处理减产率达62.32%。     

温室西红柿滴灌灌水制度试验研究

对温室樱桃、西红柿进行了滴灌灌水制度的试验研究。结果表明 ,根据西红柿不同生育期的生理特性及其需水特征确定其相应适宜的土壤含水率范围 (占田间持水量的百分比 )为 :苗期55%～ 70 % ,开花坐果期 65%～ 85% ,结果期 70 %～ 90 %。不同生育期的灌水定额为 :苗期 10～15mm,开花坐果期 15～ 2 5mm,结果期 2 0～ 30 mm。