土壤水分对菠萝地上部和地下部生长的影响

采用盆栽水分胁迫试验的方法,研究土壤水分含量对菠萝地上部和根系生长的影响。结果表明,轻度水分胁迫有利于菠萝根系的生长,菠萝根系活力和保水力较高;不同处理的菠萝最大根长、根条数、根体积和根干重均表现为:轻度胁迫充足供水重度胁迫;不同水分处理对菠萝地上部生长影响较为显著,随着土壤水分含量的升高菠萝株高和株干重也逐渐变高;菠萝在轻度干旱胁迫下,地下部生长和地上部生长正常,表现出一定的抗旱能力。     

不同土壤水分含量对水稻水分利用特征的影响

 采用控制土壤水分含量的盆栽实验,研究了土壤水分含量对水稻水分利用特性的影响。结果表明,常规水作累积耗水量显著高于覆膜未淹水处理,但稍低于覆膜淹水处理;覆膜轻度水分胁迫或无胁迫处理不仅能够维持和提高产量,水分利用效率也有所提高。随着土壤水分含量的降低,全生育期水稻累积耗水量、各生育期耗水量及耗水强度逐渐降低,且田间持水量与全生育期累积耗水量呈极显著二次曲线相关。无水分胁迫覆膜处理下拔节孕穗期耗水量及模比系数高于其他生育期,其他处理耗水量和模比系数在乳熟期最高。随着土壤水分含量降低,抽穗开花期前各生育期水稻耗水模比系数有降低趋势,其后则有升高趋势;耗水强度下降;有效穗数和实粒数减少,产量逐渐降低,水分生产率先上升后下降。水稻产量与水分利用率具有显著二次曲线相关性。     

膜下滴灌棉花不同盐分土壤水盐运移规律研究

 为了探讨膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律,设置温室土柱栽培试验研究了不同盐分处理棉花各生育期土壤盐分、水分的运移规律。结果表明：在棉花整个生育期内,随着盐分含量的增加各土层的水分、盐分含量均表现增加的趋势,盐分高的处理土壤中水分含量也高,土壤水、盐含量最大值都出现在50～60 cm土层深度,40～60 cm土层为滴灌棉田盐分积聚区;不同盐分处理各土层含盐量差异均达显著水平,随着滴水淋洗,各盐分处理表层(0～10 cm)盐分含量差异不大,底层(50～60 cm)差异较大;盐分绝大部分集中于深层土壤,土层越深各处理土壤盐分含量差异越大。     

长期少免耕对中国东北玉米农田土壤呼吸及碳氮变化的影响

在黑土区37年不同耕作模式定位试验田,采用原位法比较常规旋耕灭茬起垄（CT）、旋耕留高茬行间深松-少耕（RT）、免耕（NT）和深翻（PT）4种耕作模式土壤呼吸速率及其与土壤温度和湿度的关系,测定土壤总碳氮、无机氮,微生物碳氮的变化。结果表明,玉米生育期间土壤呼吸呈单峰变化,开花期达最大值,生长季平均呼吸速率依次为RT > NT > CT > PT。4个处理土壤温度与土壤呼吸速率间存在显著指数关系。不同耕作模式0~10 cm土壤温度可解释土壤呼吸速率变异的38.3%~67.9%,温度敏感性系数Q10范围为2.1~5.3;RT和NT处理显著提高0~20 cm土壤碳氮含量;RT处理在0~20 cm土壤中微生物碳含量均高于CT、NT和PT处理。RT处理土壤呼吸对温度响应提高,RT和NT处理显著增加上层土壤总碳氮含量,利于土壤质量提升。     

土壤水分对玉米秸秆还田腐解率、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响

为提高玉米秸秆还田效果,通过防雨棚微区控水设施,研究了土壤水分对还田玉米秸秆腐解、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响,3个土壤水分水平分别为田间持水量的50%～55%(干旱)、60%～65%(轻旱)和70%～75%(适宜水分)。结果表明,小麦季还田玉米秸秆腐解速率表现为"快-慢-快"的变化趋势。随着土壤水分含量的增加,秸秆量减少率逐渐增加。秸秆腐解前期(0～70 d),干旱条件下秸秆量累计减少率、氮素释放率显著降低(P0.05);成熟期,不同土壤水分条件下秸秆量累计减少率及氮素释放率分别为66.50%～69.51%和75.88%～77.31%,不同土壤水分处理间差异不显著。与播前相比,成熟期不同处理0～25 cm耕层土壤有机质含量基本表现为降低趋势,但秸秆还田(RS)处理土壤有机质含量下降幅度较对照(CK)显著降低。与CK相比,RS处理0～25 cm耕层土壤有机质含量显著提高(16.1%～17.2%);不同生育时期土壤0～25 cm耕层的碱解氮含量显著提高(11.65%～23.10%);小麦籽粒蛋白质含量略有降低,籽粒蛋白质产量显著降低(4.63%)。在秸秆还田条件下,干旱处理的小麦籽粒蛋白质含量均显著高于轻旱和适宜水分处理。综上,还田玉米秸秆的腐解和氮素释放需要较好的土壤水分条件;土壤水分适宜时进行秸秆粉碎翻压还田有利于提高土壤有机质和碱解氮含量;干旱条件下秸秆还田导致小麦籽粒产量和蛋白质产量均显著降低。     

玉米灌溉田土壤水分变化及其耗水规律研究

以辽宁省主要旱地作物玉米为研究对象,研究了其灌溉田土壤水分变化及其耗水规律。在试验条件下,0～20 cm土层水分含量最低,整个玉米生育期内水分变化幅度最大;30～50 cm土层由于受长期耕作习惯等因素的影响土壤的黏滞度较高,保持较明显的水分梯度,并使50～90 cm土层水分变化与0～20 cm土层相比滞后1～3 d;90～120 cm土层土壤水分受根系影响较小,变化不大。玉米生育前期农田实际蒸散量和参考蒸散量均趋于不断增大,生育中期个别时段内由于受阴雨气候影响蒸散量有所减弱;参考蒸散量最大值出现在玉米播种后第46天左右,农田实际蒸散量最大值出现在玉米出苗后第96天左右,玉米生育后期两者逐渐减弱。玉米生育前期表层土壤棵间蒸发量占实际蒸散量的比重较大,生育中期棵间蒸发量受降雨和灌溉等因素影响,变化幅度较大,生育后期相对较小。随着玉米叶面积增加,作物系数不断增加,在播种后第81天左右作物系数达最大值,之后作物系数逐渐下降。     

不同施氮方式对玉米田土壤无机氮动态变化的影响

研究不同施氮方式对玉米田土壤水分动态变化和土壤无机氮变化特征的影响。结果表明,玉米生育期不同施氮方式下,0~100 cm土壤水分变化趋势相似,非雨季0~20 cm土壤含水量施肥处理比不施肥(CK)低2~4个百分点,雨季由于降雨的补给各处理各层土壤水分无明显变化。施氮显著增加了0~100 cm土层无机氮含量。习惯施肥处理土壤硝态氮含量受降雨影响较大,表现出向土壤深层迁移的趋势;缓控释肥、优化施肥和优化施肥+秸秆还田处理可降低土壤硝态氮的残留。0~40 cm土壤铵态氮含量受基肥和追肥影响较大,41~100 cm土壤铵态氮含量为3~5 mg/kg,变化幅度较小,趋于稳定。合理的氮肥用量及施氮方式,可有效减少土壤硝态氮的残留,减轻浅层地下水硝态氮污染的风险。     

不同土壤水分条件下施磷量对小麦干物质积累及耗水规律的影响

为给小麦生产中土壤水分和施磷量的合理调控提供理论依据,通过防雨旱棚池栽方法,研究了在土壤水分胁迫(W1)和水分适宜(W2)条件下施磷量对小麦耗水特性及干物质积累的影响.结果表明,水、磷两因素对小麦的耗水特性和干物质积累均有重要影响.在W1条件下,施磷150 kg/ha的处理花后同化物对籽粒的贡献率高于其他两个施磷处理(75和225 kg/ha);在W2条件下,随施磷量的增加,花后同化物的运转量及贡献率增加;W2下各处理花后同化物运转量及对籽粒的贡献率均大于W1.W1处理较W2处理的籽粒灌浆速率达到最大值的时间提前,而适宜施磷可提高最大灌浆速率.随土壤含水量的增加,麦田总耗水量上升,水分利用效率下降.W1条件下,耗水量和水分利用效率以施磷150 kg/ha处理最高;W2条件下,各施磷处理间耗水量和水分利用效率差异不显著.在本试验条件下,虽然土壤含水量为田间持水量的75%与施磷150 kg/ha的处理组合获得最高产量,但与土壤含水量为田间持水量的55%、施磷150 kg/ha的处理组合的产量差异不显著,且后者水分利用效率最高,与其他处理差异显著,故综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率,后者是较优水肥处理组合.     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

水分胁迫对辣木生物量分配和水分利用效率的影响

本研究以云南干热河谷辣木(Moringa olerfera)为对象,采用盆栽人工控制土壤含水量的方法,研究了水分胁迫对辣木生长、生物量分配和水分利用效率的影响。结果表明:90%和75%田间持水量控制下,辣木株高和地径随时间的延长逐渐增长,但70%田间持水量明显受到抑制;60%、45%和30%田间持水量处理下的株高和地径生长处于停滞状态;辣木复叶数、主根长和主根粗随水分胁迫加剧而降低,而根数无显著差异。利用标准化主轴法对株高-地径异速生长关系进行模拟,结果显示,随着干旱胁迫加剧,异速生长指数从1.273持续下降至0.947,即辣木将更多的同化物从株高生长转移到其他器官;不同土壤水分的生物量整体表现为根>茎>叶,且随着田间持水量的降低,辣木将更多的生物量由地上转移至地下,而水分利用效率整体呈上升趋势。     

不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究

采用根钻挖掘法对不同密度处理下玉米根系干重在土壤中的空间分布特征进行了研究。结果表明:不同密度处理下,各取样点0～100cm土层内根系干重在整个生育期内均呈单峰曲线变化,峰值出现在灌浆期前后。在1/2行距处随着密度的增加,根系干重呈增加趋势变化;在1/2株距处,中密和高密处理差异较小,但显著大于低密。在1/4行距处,根系干重则随着密度的增加而逐渐减少。根系达到干重最大值后的下降过程均以高密处理的下降速度最快。不同取样点根系干重在土壤中的垂直分布情况为在大喇叭口期以前,根系干重最大值出现在10～20cm的土层内,而后随着土层深度的增加根系干重迅速下降;大喇叭口期以后根系干重在土壤中的垂直分布呈负指数曲线趋势变化。密度对不同取样点根系干重影响主要表现在0～40cm土层内1/2行距处拔节期各密度处理间无明显差异;小喇叭口期到灌浆期表现为高密>中密>低密;成熟期表现为中密>高密>低密。1/4行距处大喇叭口期以前各密度处理之间的差异不明显;从吐丝期到成熟期,中密和低密处理各土层的根重差异不明显,但均较高密处理的大。1/2株距处在大口期以前中密处理和高密处理各土层的根重无明显差异,但均较低密处理高,吐丝期以后各土层的根重则以中密处理最大,高密次之,低密最小。     

水氮互作对旱地春小麦氮肥利用效率和经济产量的影响

为明确水氮互作对旱地春小麦氮素利用效率和经济产量的影响,通过盆栽试验分析了不同水氮处理下春小麦关键生育期茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量及经济产量。结果表明,水氮互作下,春小麦茎秆、叶片和麦穗（不含籽粒）的全氮含量均随生长发育进程的推进而呈现下降趋势;正常水分条件（土壤含水量为最大持水量的75%～85%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为中氮处理（每公斤土壤施纯氮0.１5 g）＞高氮处理（每公斤土壤施纯氮0.25 g）＞空白对照（不施氮肥）,且中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率均显著高于高氮处理（P＜0.05）,但经济产量却显著低于高氮处理（P＜0.05）;水分胁迫条件（土壤含水量为最大持水量的35%～45%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为高氮处理＞中氮处理＞空白对照,但中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率及经济产量均显著高于高氮处理（P＜0.05）。说明正常水分条件下,增加氮肥用量有利于提高旱地春小麦的经济产量,而水分胁迫条件下,减少氮肥用量更有利于旱地春小麦的生产。     

土壤干旱胁迫对不同水稻品种叶片卷曲的影响

在人工控制土壤水分条件下,以13个具有不同耐旱性的栽培稻品种（组合）为供试材料,研究了在分蘖盛期土壤断水后随着干旱胁迫的加重叶片卷曲度（LRI）的动态变化及其与蒸腾、光合特性和叶片水分利用的关系。结果表明,不同品种的LRI明显增大的起始日期、明显增大期日均增量和最大值存在着显著差异,并依据叶片卷曲表现可将参试品种划分为敏感型（如中旱1号）、中间型（如旱稻8号）和钝感型（如巴西陆稻）三种类型。随着土壤断水后干旱胁迫的加重,LRI逐渐增大。LRI与气孔导度（SC）、蒸腾速率（TR）和净光合速率（Pn）的关系因品种类型而异;LRI每增加1级,中旱1号、旱稻8号和巴西陆稻的SC分别降低0.26、0.20和0.17 mm/s,TR分别降低0.86、0.66和0.49 mmol/(m2·s);Pn呈显著下降的叶片卷曲度中旱1号明显小于巴西陆稻。当叶片适度卷曲时,WUE随LRI值的增大而提高,中旱1号LRI的变化同时引起TR和Pn显著改变进而影响WUE,而旱稻8号和巴西陆稻LRI变化对WUE的影响主要系TR改变所致。     

干旱胁迫对大豆根系发育影响初报

盆栽条件下,设置干旱、轻度干旱和适宜水分处理,探讨了不同生育时期干旱胁迫对大豆根生物量、根冠比、根长、根表面积和根体积的影响.结果表明:在同一控水时期,随着土壤含水量的增加,根冠比逐渐降低.营养生长期(V2 ～ R1)控水,随着土壤含水量的增加,根生物量、根表面积逐渐增加,且适宜水分显著高于干旱,但与轻度干旱间无显著差异,各水分处理间的根长、根表面积无显著差异.花荚期(R1～R5)控水,轻度干旱的根生物量、根体积显著高于干旱处理,适宜水分的根长、根表面积显著高于干旱和轻度干旱处理.鼓粒期(R5 ～R7)控水,根生物量、根长、根表面积、根体积3个处理间差异不显著.     

气候变化背景下深松播种对玉米农田土壤水热与呼吸特性的影响

2017～2018年夏玉米季,设夏玉米深松播种(ST)和常规免耕播种(NT)2个处理,研究不同播种方式对农田土壤水热动态、呼吸速率、硝态氮含量、产量及水分利用特征的影响。结果表明,玉米全生育期,ST处理地积温显著高于NT处理,2个种植季平均提高160.4℃·d,提高幅度为5.3%。全生育期ST处理平均土壤呼吸速率平均比NT处理高11.7%。采用深松播种,0～100 cm根系利用水分较为活跃土层含水量比免耕播种提高1.2个百分点,其中,21～100 cm提高2个百分点。0～20 cm深松播种土壤种硝态氮含量含低于免耕播种;41～60 cm相反。0～60 cm土层,不同处理苗期至穗期,深松播种处理土壤硝态氮含量稍高,但与免耕播种处理差异不显著。深松播种显著降低玉米农田耗水量,提高水分利用效率,肥料偏生产力也有显著提高。     

高产条件下不同小麦品种耗水特性及籽粒产量的差异

为给高产条件下小麦生产提供合理的节水灌溉方案,以山农15和烟农21为材料,设置3个水分(0~140 cm土层平均相对含水量)处理［W0：拔节(60%)+开花(55%);W1：拔节(75%)+开花(65%);W2：拔节(75%)+开花(75%)］,研究了不同小麦品种耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的差异及对水分供应的响应。结果表明,两品种在W1处理下灌溉水利用效率最高;W2处理获得最高的籽粒产量和水分利用效率;在W1和W2条件下,山农15籽粒产量和水分利用效率显著高于烟农21。山农15各水分处理的总耗水量显著高于烟农21。在W0和W1条件下,山农15播前土壤贮水利用量和比例显著高于烟农21,而生育期降水利用比例低,灌溉水利用量无显著差异;在W2条件下,山农15播前土壤贮水利用量高于烟农21,生育期降水利用比例无显著差异,灌溉水利用量和比例高。在W0和W1条件下,山农15对20~60、60~100、140~200 cm土层的播前土壤贮水利用量均高于烟农21,说明山农15利用中下层播前土壤贮水的能力高。在本试验条件下,山农15为高产和高水分利用效率品种,两个品种均以W2为兼顾高产和高水分利用效率的最佳水分处理。     

不同水分条件下氮素营养对辽春10号小麦旗叶衰老的影响

为给春小麦高产栽培提供依据,以辽春10号春小麦为研究对象,在盆栽条件下,研究了不同土壤水分条件下氮素营养对春小麦灌浆期旗叶衰老的影响.结果表明,随着土壤水分胁迫的增加,春小麦旗叶SOD活性降低,POD活性先降低后升高,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加,这是干旱胁迫造成旗叶衰老的主要原因之一.土壤相对含水量低于45%时,旗叶SOD活性显著降低,POD活性较正常水分处理(土壤相对含水量为75%～80%)出现倍增,植株活性氧清除系统受到破坏;增施氮肥加重了质膜受损程度,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加,旗叶衰老加速.而当土壤相对含水量在45%～75%之间时,增加氮肥的作用与之相反:增施氮肥可以减缓期叶衰老,氮肥的效应随着氮肥施用量的增加和土壤含水量的升高而加强.当土壤相对含水量高于75%时,高氮处理由于地上部生长旺盛,蒸腾剧烈,引起水分供应不足,使旗叶SOD和POD活性低于其他氮肥处理,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加.     

耕作措施对燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响

为明确耕作措施对旱作燕麦田土壤水分、温度及出苗率的影响,以燕麦品种坝莜1号为材料,于2011-2013年在内蒙古清水河县进行耕作措施比较试验。结果表明,保护性耕作措施(免耕、春松和秋松)能明显减少农田冬闲期土壤水分散失,提高0~100cm土壤贮水量。在燕麦苗期,免耕、秋松、春松和秋翻处理的0~100cm各土层2年平均土壤含水量较春翻分别高出11.55%、9.66%、7.04%和1.22%。深松与免耕较翻耕在土壤温度较高时有一定的降温作用,在土壤温度较低时又具有一定的升温效应。燕麦出苗率表现为免耕春翻春松秋翻秋松。燕麦出苗率与苗期0~10cm土层土壤含水量呈极显著正相关,与其他土层土壤含水量和耕层土壤温度无明显相关性。综合考虑土壤水分、温度和出苗率,以免耕处理效果最佳。     

南方红壤丘陵区土壤细菌对土壤水分和温度的响应差异

红壤丘陵区稻田不同时期进行的水分管理导致土壤水分和温度同时变化,继而影响土壤微生物群落结构,二者对土壤微生物的影响机制目前还不清楚。本研究以中国科学院桃源农业生态实验站长期定位试验的稻田作为研究对象,同时以旱地农田作为对照,利用末端限制性酶切片段长度多态性分析（T-RFLP）和荧光定量PCR（qPCR）方法,研究不同水分管理时期细菌群落结构与丰度的变化特征,进而分析其变化的影响因素,阐明水分和温度的相对贡献。结果表明,稻田土壤细菌受土壤水分状况的显著影响,淹水期土壤细菌群落结构明显区别于其他时期,且淹水期土壤细菌丰度和多样性指数均显著低于晒田期。稻田土壤细菌群落结构和多样性指数均受到土壤含水量和土壤温度的显著影响,但土壤含水量的相关性大于土壤温度。而作为对照的旱地农田土壤含水量在不同时期没有差异,土壤细菌群落结构也没有差异,仅土壤细菌丰度和多样性指数发生一定变化,但这种变化并不与土壤温度呈现相关性。因此,本研究认为,南方丘陵区农田土壤细菌对土壤水分的响应比对土壤温度更敏感。     

耕作方式对灌区春小麦田土壤呼吸的影响

为了从土壤呼吸、水热特征探讨河西灌区耕作方式对春小麦的影响,以连续12年(2005-2016)的保护性耕作长期定位试验为基础,比较分析了垄作固定道(PRB)、平作固定道(ZT)、传统耕作(CT) 3种耕作方式下河西灌区春小麦田土壤水热物理特征、土壤呼吸强度及小麦产量的差异。结果表明,播前与收获后,在0～90 cm土层,PRB处理平均土壤含水量较CT处理分别增加15.06%和18.75%,ZT处理较CT处理平均土壤含水量分别增加7.26%和5.98%;不同耕作方式下,春小麦整个生育期的土壤温度总体表现为先增后降,土壤温度响应气温的变化趋势;秸秆覆盖(PRB与ZT)在春小麦苗期表现出降温效应,而在春小麦苗期至成熟期,PRB处理的0～30 cm土层平均土壤温度较ZT、CT处理分别提高0.56～4.39℃和0.05～2.6℃;小麦生育期土壤呼吸强度先增后降,且随土层深度增加而减弱,不同耕作方式下呼吸强度表现为CT>PRB>ZT;土壤呼吸强度与温度呈显著的指数关系,Q₁₀(温度每增加10℃土壤呼吸所增加的倍数)随土层深度的增加而逐渐增大,且不同耕作方式下表现为Z...