不同土壤水分条件下小麦根系生态生理效应的研究

1988～1990年的研究结果表明,土壤水分不足或过多,均抑制小麦根系的生长。干旱导致土壤表层根量减少,而深层根量所占比例增大。当土壤相对含水量低于60％时,单株次生根数明显减少;低于50％时,单株根量显著下降。根系活性随水分胁迫程度的加强而下降,其中以扬花期的下降幅度为最大。小麦单茎伤流量与土壤含水量呈极显著的正相关,而根冠比与土壤含水量则呈极显著的负相关。此外,研究还指出,40％的土壤相对含水量是小麦生育后期重度干旱的极限指标。     

不同秋眠级数苜蓿品种吸水规律研究

以地下根系生长、地上生物量和土壤含水量之间的关系为对象,研究了8个不同秋眠级数苜蓿品种的吸水规律。结果表明:休眠和半休眠苜蓿品种的时空变化特征表现出一致性;随着生长年限的增加,土壤含水量呈递减趋势;年刈割3茬,地上生物量与苜蓿耗水量密切相关,呈“V”字型分布;生育期内,分枝期历时最长、耗水最多,开花期耗水速率最快;3年内,苜蓿根系主要分布在60 cm土层,侧根主要发生于0~40 cm层,60 cm层下无侧根发生。根系主要依靠侧根在120 cm土层内吸收土壤水分。     

玉米根系吸水细胞水平的杂种优势

在人工气候室水培条件下,以玉米(Zea mays L.)杂交种F₁代户单4号及其母本天四和父本478为材料,用细胞压力探针技术研究了正常供水和PEG-6000模拟–0.2 MPa水分胁迫条件下,玉米根皮层细胞水分关系参数的基因型差异。结果表明,根皮层细胞的直径、长度和体积均为F₁代>母本>父本;正常供水条件下3个玉米品种的根皮层细胞膨压均在0.6 MPa左右且品种间差异不显著,水分胁迫抑制了细胞的延伸生长且F₁代和母本的细胞膨压显著高于父本;根皮层细胞壁体积弹性模量均为父本>母本> F₁代,水分胁迫条件下的品种间差异显著;与正常供水条件相比,水分胁迫条件下细胞膨压显著降低,而弹性模量则大幅度提高;在两种水分条件下,水分跨细胞膜运转的半时间均为父本>母本>F₁代,且半时间在水分胁迫条件下均显著高于正常供水条件下;HgCl₂处理引起了半时间的延长,2-巯基乙醇则部分逆转了HgCl₂的效应;在两种水分条件下,根皮层细胞水导均为F₁代>母本>父本且品种间差异显著,水分胁迫则显著降低了细胞水导。试验证明杂交种F₁代的细胞水平根系吸水能力优于亲本,体现了杂种优势。     

冬小麦根系吸水与土壤水分条件关系的田间试验研究

田间试验表明，在冬小麦生长前期，根系对土壤水分的吸收主要集中在８０ｃｍ以上的土，随着根系向纵深方向的伸展，根系对深层土壤水分的利用逐步增大。影响根系对某一层次土壤水分利用的主要原因是该土土壤中根量的大小、根系本身的吸水活力和土壤水分状况。在冬小麦生长后期，其上部土层中根系吸水活力出现下降。根系吸水在土壤中的分布可用活根的根长密度在土壤中的分布和根系吸水与土壤湿度有关的以数与描述。     

膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长及产量的调节

在新疆气候生态条件下,选用对土壤水分敏感性不同的棉花品种为试材,采用土柱栽培法,探讨膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长与活性及产量的调节作用。结果表明:滴水前耕层土壤相对含水量在50%～55%、滴水后可保持在70%～75%的根区水分环境下,棉花根系的生长发育进程受到了一定程度的抑制,根系生物量降低,但提高了40～100cm土层根系分布的比例和根系活力,降低了根冠比,提高了经济系数,最终产量增加。不同品种对滴水量的反应差异较大,新陆早8号在常规滴灌和充分滴灌量下,子棉产量高于新陆早6号;在限量滴灌量下则显著低于新陆早6号。因此,依据不同品种对水分反应的差异,在滴水周期为7～8d、滴水定额为375～450m3.hm-2的条件下,结合滴灌棉田土壤水分可控性强的特点,制定相应的灌溉制度,可实现膜下滴灌棉田节水高产高效。     

不同水分管理条件下秸秆还田方式对作物养分吸收、产量及土壤培肥的影响

盆栽试验结果表明,常规淹水和无水层栽培,秸秆还田的水稻产量提高,油菜秸秆和小麦秸秆处理之间差异不显著,秸秆不同利用方式以覆盖效果较好。秸秆还田处理的后茬油菜产量比不施秸秆的提高1.8%～9.3%。对氮磷钾吸收的影响,常规淹水多于无水层栽培,但秸秆还田能促进氮磷钾的吸收利用。无水层栽培比常规淹水栽培的土壤有机质等养分提高,说明无水层栽培条件下更利于还田秸秆的养分释放和土壤对养分的保持。     

膜下滴灌条件下不同灌水量对玉米产量及土壤水分的影响

为建立赤峰地区膜下滴灌玉米灌溉制度,指导农业生产,通过连续两年的田间试验,研究不同灌水定额对玉米产量的影响,分析了不同灌水定额的土壤水分动态变化规律,进而讨论了在不同灌水定额条件下玉米的产量、总耗水量、以及水分利用效率的差异。结果表明：膜下滴灌条件下玉米土壤水分运移变化多在60cm土层以上,尤其以0~20cm土层变化最为明显。膜下滴灌玉米产量和全生育期耗水量与灌水定额大小成正比,随灌水量的增加而增加,水分利用效率与之相反。综合连续两年的产量、耗水量及水分利用效率对比分析,认为赤峰地区膜下滴灌玉米的灌水量为150~180mm是较为适宜的,为指导赤峰地区玉米膜下滴灌合理灌溉及增产节水提供理论依据。     

澳洲坚果耗水规律及灌溉制度研究

为了给澳洲坚果在干旱地区进行抗旱节水生态园的建设提供理论依据。通过田间不同的灌水处理试验,研究澳洲坚果的耗水规律及耗水量与产量关系。研究结果表明：开花座果期、果实膨大期和果实油份积累期是澳洲坚果需水的关键期。其耗水量与产量不是无穷的简单的直线关系,并不是耗水量越大,产量越大。适宜的生育期灌溉定额为2806.09 mm,开花座果期54.22 mm,果实膨大期 104.47 mm和果实油份积累期226.69 mm。开花座果期灌水周期为10 d/次,果实膨大期和果实油份积累期为8 d/次。在澳洲坚果需水的关键期合理匹配水资源是实现澳洲坚果高产优质的基础和关键。     

控制交替沟灌中灌水控制下限对玉米叶片水分利用效率的影响

控制交替沟灌是通过调节作物生理过程实现节水的一项新技术。试验结果表明,在控制交替沟灌条件下,叶片蒸腾速率随着土壤含水量的降低而下降,而叶片光合速率则在土壤含水量降到某一数值以前没有显著的变化,从而造成叶片水分利用效率在较轻的水分胁迫下会有一定程度的提高。从叶片水分利用效率的角度分析,控制交替沟灌的灌     

不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0mm(C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。