涝渍胁迫对棉花形态与产量的影响

为揭示棉花对涝渍胁迫的响应规律,于2008—2011年在武汉大学校园灌溉排水试验场开展了测坑试验研究,分析了涝渍胁迫不同形式(涝渍单一和涝渍综合)及不同生育期(蕾期、花铃期和吐絮期)对棉花形态(叶面积指数、茎粗和株高)和产量(籽棉和干物质)的影响,建立了"涝渍胁迫-形态特征-产量水平"结构方程模型,比较分析了各因子间的作用效果。结果表明:在形态响应方面,单渍胁迫即使历时更长,对棉花形态生长的影响仍小于单涝胁迫,而涝渍综合胁迫的抑制作用最大;蕾期和花铃期内遭遇涝渍综合胁迫均会显著(p0.05)抑制棉花形态生长,而吐絮期内抑制作用很小;叶面积生长受涝渍胁迫的抑制作用最大,其余依次是茎粗和株高。在产量响应方面,单涝胁迫的减产作用大于单渍胁迫,与涝渍综合胁迫基本相同;花铃期内棉花遭受涝渍综合胁迫会导致显著减产,蕾期次之,而吐絮期内减产作用较小;籽棉产量受涝渍胁迫的减产作用比干物质产量大。涝渍胁迫对棉花产量的作用效果大于形态;在所选的涝渍胁迫单一和综合指标中,以涝渍时间单一指标(受涝期间累积地表受淹深度和累积超标地下水位SWFDH、受渍期间地下累积超标地下水位SEW30)最适合描述涝渍胁迫对棉花形态及产量的影响。     

多个涝渍过程连续作用对棉花的影响

现蕾花铃期是棉花产量形成的关键生殖生长阶段,该阶段长江中下游地区处于雨季,棉田受多个涝渍过程连续作用比较常见。通过测坑试验研究发现,在多个涝渍过程连续发生的条件下,受涝3 d、涝后3 d将地下水位控制在30 cm,对现蕾开花结铃期的棉花植株正常生长有显著影响;作物相对产量Ry与受涝累积时间Tw和地下水位埋深小于某一特定值的作用时间Tx之间有极显著的二元一次相关关系;涝、渍对作物的影响不同,3年资料综合分析表明,它们对作物的影响度分别为0.676~0.713和0.287~0.324。     

多阶段受涝渍综合影响的农田排水指标试验研究

通过对棉花2年(2003~2004年)的涝渍兼治农田排水试验,研究了作物在全生育阶段均受涝渍影响的农田排水指标,还对多阶段涝渍共同作用下的作物水分生产函数进行了研究。通过对2年的实测数据的分析可以看出:用涝渍共同作用下的农田排水指标与棉花的相对产量之间有较好的相关关系,并对各生育阶段对涝渍的敏感性进行了排序,可供涝渍综合影响下排水系统的设计与运行管理参考。     

蕾期涝渍胁迫对盆栽棉花生长和产量特性的影响

涝渍灾害是棉花生产中面临的重要自然灾害之一,长江流域棉花蕾期常遭遇多雨天气而产生涝渍灾害。在盆栽条件下,以华棉3109为试验材料,研究了不同涝害胁迫7 d(T1处理)和14 d(T2处理)对棉花生长和产量特性的影响,正常灌水管理作为对照(CK)。结果表明,在涝渍胁迫处理期间,棉花叶片SPAD值、株高、绿叶数、倒四叶功能叶叶面积、开花数、蕾数、结铃数、果枝数和果节数均表现为:CKT1处理T2处理。在处理结束之后(花铃期),受涝渍胁迫棉株株高、茎粗、蕾数、开花数、结铃数、果枝数和果节数等指标都相继出现快速补偿性生长现象。但是随着涝渍胁迫时间的增加,棉花蕾铃脱落率升高,成铃率下降,最终产量构成因素和单株籽棉产量呈下降趋势。     

多过程连续涝渍胁迫对棉花产量的

在长江中下游平原湖区，棉花生长期间适逢雨季，常受多过程涝渍胁迫。通过测坑试验发现棉花受多过程涝渍胁迫后减产严重，涝渍程度可用涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50)来描述，棉花相对产量(Ry)与涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50) 之间存在着显著的线性关系。     

田间涝渍与棉花产量之间的关系

【目的】定量分析涝渍对棉花产量的影响。【方法】根据1999—2016年棉田5—8月涝渍监测资料,将田间涝渍分为4种情形:一次持续受渍过程、多次受渍过程、一次涝渍连续过程和多次涝渍过程。以地下水连续动态指标(SEW30)反映田间受渍程度,以降水引起的田间涝水深累积值(SFW)反映田间受涝程度,以田间积水期间地下水连续动态指标与地表水涝水深累积值之和(SFEW30)反映涝渍综合影响程度,研究了涝渍对棉花产量的影响。【结果】在棉花生育期内仅发生1次受渍过程,且地下水埋深小于30 cm的时间(Tg-30)为2～4 d,减产幅度在8%以内;多次受渍,且Tg-30介于10～20 d之间,减产幅度一般为10%～20%。在涝渍伴随发生条件下,花铃期受涝持续时间4～10 d,地下水埋设小于30 cm的持续时间为7～13 d,结果造成棉花减产25.8%～49.1%;无论苗期、现蕾期还是花铃期,半月内多次受涝、受渍,且受涝累计时间不少于5 d,棉花减产达35.0%～49.5%。此外,作物相对产量与SEW30、SFW、SFEW30极显著线性相关。【结论】多次受涝、受渍均造成棉花减产;相同持续时间的涝害和渍害,涝造成危害远大于渍害。     

玉米涝渍胁迫的水分产量关系试验研究

在原状土测坑采用原位受淹法,对玉米苗期、拔节期、抽雄吐丝期、成熟期实施受淹试验。结果表明,不同生育期涝渍胁迫降低了玉米产量,苗期、拔节期淹水处理后,株高、抽雄和吐丝的日期分别受到抑制和推迟;玉米各个生育期对涝渍胁迫的敏感顺序依次为,苗期>拔节期>抽雄吐丝期>成熟期;玉米相对产量与涝渍指标SDI30、SDI50、SDI80呈良好的线性关系,且与SDI50相关性显著。改进的作物水分生产函数模型合理,具有可行性。所得涝渍综合指标对排水系统的设计与运行管理有参考价值。     

涝渍胁迫对冬小麦生长因子变化的影响研究

通过田间试验,研究了水位调控下不同生育阶段涝渍胁迫对作物生长指标(茎蘖数、株高、冠层叶面积指数(CLAI)及地上干物质量)的影响。结果表明,返青分蘖期涝渍胁迫使小麦茎蘖数增多,拔节孕穗期和抽穗开花期涝渍胁迫则使小麦茎蘖数迅速下降,而乳熟期涝渍胁迫则对小麦茎蘖数影响不明显;返青分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期控水对株高影响最为明显,应尽量避免在拔节孕穗期受涝渍胁迫;返青分蘖期、拔节孕穗期涝渍胁迫不利于叶片生长,导致冠层叶面积指数下降,抽穗开花期受渍胁迫导致小麦晚熟,冠层叶面积指数增大,乳熟期受涝胁迫加速了叶片的衰老,导冠层叶面积指数迅速下降;考虑到小麦地上干物质量的积累,应避免在返青分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期涝渍胁迫,且应以较大的地下水降落速度排出地下水。     

涝渍胁迫对不同作物根系及土壤酶活性的影响

为了解涝渍条件下不同根系旱作物土壤酶活性的变化规律，以须根系作物（夏玉米）、直根系作物（夏大豆）为试验对象，通过测筒模拟试验，分析了涝渍胁迫对作物根系、土壤酶活性的影响以及根系干重与土壤酶活性的关系。研究结果显示：不同根系作物受涝渍胁迫的影响不同，须根系作物整体生长受阻，根系干重下降3.98%～29.41%，蔗糖酶活性下降1.06%～44.08%，脲酶活性下降6.21%～24.45%，土壤酶活性在涝渍结束后一段时间出现回升；直根系作物根系徒长，根干重增长1.77%～76.98%，蔗糖酶活性下降5.47%～15.65%，脲酶活性下降0.13%～12.95%，土壤酶活性在涝渍结束后一段时间无法恢复；两种根系作物的根系干重、土壤酶活性与涝渍综合累积水深之间均存在较强的相关性。     

几种作物对涝渍胁迫的敏感性试验研究

为探索涝渍地水管理,促进农业发展,采取小区试验,测坑试验和实地典型调查等方法研究了大豆、棉花、油菜和中稻对涝渍胁迫的敏感性,试验表明;在产量形成的关键时期受涝渍胁迫,棉花减产反应比大豆敏感,减产幅度大;油菜对涝渍的反应比水稻敏感,涝渍地种植油菜的减产幅度是种植中稻的２－３倍。     

田间涝渍对棉花产量的影响分析

根据棉田小区涝渍动态观测资料,计算了农田涝渍程度,分析了涝渍作用特点和涝渍作用强度对棉花产量的影响。分析表明,仅受渍的情况下,当受渍程度(SEW30)达到126 cm.d时会造成棉花明显减产(15%左右),当SEW30达到455 cm.d时可致棉花减产过半;针对涝渍相随发生情形,当涝渍综合作用强度(SFEW)达到70 cm.d时就会对棉花产量有明显影响(减产10%以上),SFEW100 cm.d左右时棉花减产20%以上,SFEW253 cm.d时致棉花减产近半。     

旱作物涝渍排水研究动态分析

在总结分析国内外有关研究的基础上 ,指出涝渍地旱作排水研究有 5大趋势 :1由重视农田排涝发展到重视农田排渍 ;2由静态排水指标研究发展到动态排水指标研究 ;3由涝、渍分别研究发展到涝渍综合研究 ;4从排水指标仅考虑作物产量发展到既考虑产量又重视品质 ;5由单一涝渍过程对作物的影响研究发展到多个涝渍过程对作物的复合影响研究。     

蕾铃期涝渍相随对棉花叶片光合作用与产量的影响

在棉花蕾铃期进行了涝渍相随试验,对奢水胁迫过程及涝后棉花主茎功能叶的光合作用相关指标进行了观察。结果表明,随着涝后受渍程度的增加,叶片的叶绿素相对值、净光合速率、水分利用效率逐渐降低,叶片气孔导度则有增加的趋势,减产幅度达22%以上,严重者减产近一半。根据试验结果,为促进植株尽快恢复,建议在涝解除后3~6 d将地下水位降至80 cm以下,并在涝解除后第5 d或第6 d适当追肥。     

西北干旱区滴灌棉田膜间土壤蒸发试验研究

膜间土壤蒸发是覆膜棉田水分消耗的主要组成部分,在干旱少雨的新疆石河子利用微型蒸渗仪观测了地下滴灌和膜下滴灌条件下,覆膜棉田膜间土壤水分蒸发,并对膜间不同位置处的土壤蒸发规律进行了试验研究,研究结果表明,滴灌条件下膜间土壤水分蒸发分别与气温、辐射、饱和水汽差以及相对湿度呈指数相关关系,与参考作物需水量呈线型相关关系,与表层土壤含水率呈指数关系;膜间土壤累积蒸发量在苗期最高、其次是花铃期、吐絮期最小;膜下滴灌条件下膜边土壤的蒸发量高于膜间（两条膜正中间的裸地）蒸发量;地下滴灌条件下,错位种植会导致灌溉水的无效蒸发,不利于灌溉水的高效利用。     

几种作物对涝渍胁迫的敏感性试验研究

为探索涝渍地水管理 ,促进农业发展 ,采取小区试验、测坑试验和实地典型调查等方法研究了大豆、棉花、油菜和中稻对涝渍胁迫的敏感性。试验表明 :在产量形成的关键时期受涝渍胁迫 ,棉花减产反应比大豆敏感 ,减产幅度大 ;油菜对涝渍的反应比水稻要敏感 ,涝渍地种植油菜的减产幅度是种植中稻的 2～ 3倍。     

油菜花果期以持续受渍为特征的排水控制指标试验研究

为了探索易涝易渍地区作物排水管理 ,以地下水动态指标 SEW3 0 反映作物的受渍程度 ,利用测坑和小区试验研究了油菜花果期持续受渍对产量和含油量的影响。研究表明 ,持续受渍对产量的影响远比含油量大 ,因此 ,宜以产量作为油菜排水控制指标的选择依据。统计分析表明 ,持续受渍程度 SEW3 0 与作物相对产量 Ry 之间有极显著的线性负相关关系。以 SEW3 0 作为评价作物持续受渍的指标 ,以作物减产 10 %～ 15 %作为选择排水指标的尺度 ,油菜花果持续受渍下的排水控制指标宜取 80～ 12 0 cm· d。     

棉花花铃期以持续受渍为特征的排水控制指标试验研究

以地下水动态指标 SEWX 反映作物的受渍程度 ,利用田间小区试验研究了棉花花铃期持续受渍对产量与品质的影响。结果表明 :随着受渍程度加重 ,蕾铃脱落率上升 ,产量明显下降 ,此外 ,品质也受到一定影响。统计分析表明 :作物相对产量 RY与 SEW30 和 SEW50 之间有极显著的线性负相关关系 ,RY与 SEW50 之间的拟合优于 RY 与 SEW30 之间的拟合。考虑到持续受渍对作物产量的影响远比品质大 ,建议以产量作为作物排水指标选择的依据。如果以减产 1 0 %～ 1 5 %作为棉花排水控制指标选择的标准 ,则棉花花铃期的排渍控制指标 SEW30 应取 80～ 1 2 0 (cm· d)。     

几种作物不同生育阶段对持续受渍的敏感性研究

以减产幅度作为作物各生育阶段对持续受渍的敏感性评价指标 ,进行了棉花、大豆、油菜 3种作物不同生育阶段持续受渍试验。初步研究表明 ,持续受渍对作物产量影响最大的时段棉花在蕾玲期 (减产 2 9.98%～ 31 .2 9% ) ,大豆在初花期和花荚期 (减产 31 .1 9%～ 34 .4 9% ) ,油菜在花期 (减产 39.5 9% )。需要指出的是 ,棉花的吐絮初期、大豆的结荚期、油菜的苔期和花果期等排水管理也不容忽视 ,这些阶段较长时间持续受渍也会引起较为严重的减产 ,减产幅度达 1 8.38%～ 2 8.6 2 %。     

Managing irrigation and drainage systems in arid areas in the presence of shallow groundwater: case studies

Two field studies were conducted on the west side of the San Joaquin Valley of California to demonstrate the potential for integrated management of irrigation and drainage systems. The first study used a modified cotton crop coefficient to calculate the irrigation schedule controlling the operation of a subsurface drip system irrigating cotton in an area with saline groundwater at a depth of 1.5 m. Use of the coefficient resulted in 40% of the crop water requirement coming from the groundwater without a loss in lint yield. The second study evaluated the impact of the installation of controls on a subsurface drainage system installed on a 65 hectare field. As a result of the drainage controls, 140 mm less water was applied to the tomato crop without a yield loss. A smaller relative weight of tomatoes classified as limited use, was found in the areas with the water table closest to the soil surface.