春玉米行间覆膜田间土壤水分时空动态及水分高效利用机理研究

在不同覆膜方式下对春玉米田间土壤水分时空运移规律、耗水特征和水分利用效率进行了系统研究。结果表明:行间覆膜全生育期0～100cm土层土壤贮水量明显高于行上覆膜和不覆膜。不同覆膜方式下,春玉米全生育期土壤水分状况可分为土壤水分大量损耗期和土壤水分收支平衡期,且0～100cm土层可分为急变层、活跃层和相对稳定层;不同覆膜方式下膜内外土壤水分差异主要体现在0～60cm土层,行间覆膜使玉米根系长期生长在土壤含水量较高的区域,促进了玉米的生长发育和土壤水分的直接有效利用;不同覆膜方式的土壤水分利用效率、产量和产量水平的水分利用效率皆表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜。行间覆膜较高的水分利用效率主要是充分有效地运用了降水和灌溉水。     

大豆光合生理生态的研究：第13报 大豆叶片的光合速率和水分利用效率

大豆叶片的水分利用效率明显随生育期进程而变化。大体上从幼苗期到结荚期较低,而初生叶及鼓粒期、黄叶期叶片较高。光合速率随生育期进程呈单峰曲线变化,以鼓粒期最高。生殖生长期间水分利用效率的日变化是早晚较高,9:00～15:00较低且变化平缓。不同层次叶片水分利用效率,在结荚鼓粒期自而下依次增高,开花期无明显差异。     

不同覆膜方式对旱作大豆生理特性及水分利用效率的影响

地膜覆盖栽培技术在干旱半干旱地区的应用,改善了农业生产上千旱胁迫的危害,本实验为旱作农业寻找合理的地膜覆盖方式,有效发挥地膜覆盖的抗旱作用。通过覆膜穴播与膜际条播方式种植大豆,以不覆膜种植为对照,比较两种覆膜方式对于大豆生长发育、抗旱生理特性、光合生理特性及水分利用效率的影响。结果表明：行上覆膜大豆比对照增产20．85％,叶片水分利用效率、土壤水分利用效率及降水水分利用效率分别提高105．16％、150．00％及20．43％;行间覆膜大豆比对照增产16．97％,叶片水分利用效率、土壤水分利用效率及降水水分利用效率分别提高112．68％、141．76％及16．98％。行上覆膜及行间覆膜大豆的叶面积指数、光合性能、抗旱性能等显著地高于不覆膜种植,株荚数、荚粒数、百粒重及水分利用效率等指标也明显优于对照。由此可见,行上覆膜及行间覆膜均能有效地促进大豆生长发育、提高水分利用效率及产量,并且两种覆膜方式之间差异不显著。     

水肥耦合对大豆光合特性及产量的影响

在不同化肥施用量条件下,在大豆开花和结荚期分别进行灌水,研究水肥耦合对大豆光合特性及产量的影响以及不同处理的水分利用效率。结果表明:肥量相同的条件下,大豆蒸腾速率和气孔导度的变化趋势一致,即花期+荚期灌水最高,然后依次为荚期灌水、花期灌水、对照;光合速率是荚期灌水最高,其次是花期+荚期灌水,再次花期灌水,对照的光合速率最低;产量随灌水的变化趋势也是荚期灌水最高,然后依次是花期+荚期灌水、花期灌水,对照产量最低。水分处理相同条件下,产量随肥量的增加而增加,高肥结荚期灌水产量最高;水分利用效率是荚期灌水最高,花期灌水居中,花期+荚期灌水最低。因此,在大豆栽培学上通过适当增加肥量,结荚期进行灌水,可以明显提高大豆叶片光合速率、水分利用效率及产量。     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

长期施肥对大豆地土壤蒸发和水分利用效率的影响

以中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验为研究平台,利用Micro-lysimeter法,研究了东北黑土区不同施肥管理对大豆地土壤蒸发和水分利用效率的影响.结果表明:长期施肥通过改变土壤的水分物理性质和作物叶面积指数,进而调控土壤蒸发,不同处理间土壤蒸发表现如下:无肥(F1)＞单施化肥(F2)＞化肥+有机肥(F3);大豆不同生育时期土壤蒸发强度表现为:开花期-结荚期＞子叶期-开花期＞出苗期-子叶期＞鼓粒期-成熟期＞结荚期-鼓粒期,同时土壤蒸发强度与土壤表层含水量间旱显著正相关;在不同施肥管理中化肥+有机肥处理的水分利用效率最高,其次为单施化肥和无肥.因此,在东北黑土区可以通过施肥的方式渊控土壤蒸发,提高大气降水的利用效率.     

不同时期灌溉对大豆叶片生理特性及水分利用效率的影响

在大豆不同生育时期进行灌水处理,产量存在显著差异.分别是开花期》开花期 鼓粒期》结英期》鼓粒期》对照》分枝期.开花期灌水能提高叶绿素含量,降低气孔导度和蒸腾速率,提高光合速率,使水分利用效率达到最大.在大豆鼓粒期水分胁迫下不同磷肥处理表明,在一定范围内(0～0.56 g/盆)增施磷肥有利于提高光合速率,降低蒸腾速率,提高水分利用效率.因此,在生产实践中,开花期灌水一次,灌水量为40 m3 667 m-2,并配合增施磷肥,能提高大豆叶片光合性能、叶片水分利用效率和产量.     

干旱条件下大豆叶水分状况与渗透调节

本试验利用夏大豆品种鲁豆４号和小粒豆１号为材料，研究了叶片水分状况和渗透调节对水分胁迫的响应特性。土壤的缓慢水分胁迫降低了两个大豆叶片的最低水势［ψｗ（ｍｉｎ）］及相对含水量（ＲＷＣ），鲁豆４号降低的程度大于小粒豆１号，说明鲁豆４号的御旱能力不及小粒豆１号。在分枝期和开花期，水分胁迫降低了叶片的饱和渗透势（ψｓ°），叶片仍可维持一定的膨压，说明大豆在此生育期内具有渗透调节能力；结荚期和鼓粒期水分胁迫只使ψｓ°轻微降低，膨压则急剧减小或消失，甚至出现负值，说明此期渗透调节能力很小或完全消失。在快速土壤水分胁迫下，两大豆品种均无渗透调节能力。     

大豆光合生理生态的研究 第18报 不同株型大豆某些生理特性的研究

对美国扁茎大豆、中国有限结荚习性大豆7514及其杂交后代新品系94-1-1、94-1-6某些生理特性及部分产量构成因素的测试分析结果表明：1．新品系材料从结荚期开始光合速率明显高于亲本。光合速率的日变化显示，后代材料类似于美国扁茎大豆，与中国普通大豆差异较大。2．比叶重的变化也表明，后代材料高于美国扁茎与中国普通大豆7514，尤其在结荚期和鼓粒期表现更为突出。3．水分利用效率的变化表现为，前期差异不大，从鼓粒期开始，后代材料明显优于亲本。4．新品系与亲本材料相比具有特异的花序性状和叶片着生态势以及生殖生长期较大的光合速率，从而降低大豆花荚脱落率。     

提高旱作大豆水分利用效率的覆膜方式研究

于2009年在甘肃省东部黄土旱塬区进行了旱作大豆地膜覆盖方式的研究.结果表明:沟垄覆膜能够将农田集水与保墒结合为一体,可以明显提高土壤水分含量,降低大豆全生育期耗水量与耗水强度.沟垄覆膜处理产量可达3279.8 kg·hm-2,较常规平膜覆盖、露地种植产量分别提高14.0%、41.9%;水分利用效率达到12.8 kg·hm-2·mm-1,较常规平膜覆盖、露地种植分别提高19.6%、58.0%.沟垄覆膜栽培技术能够显著提高大豆产量及水分利用效率,在大豆生育前期可以有效保持土壤水分,生育中后期可将深层土壤水分提到上层供大豆生长所需,是旱作区进一步提高大豆产量的有效途径.