地下水埋深对水稻净光合速率的影响及动态模拟研究

以稻田地下水埋深作为调控指标,研究了水稻各生育期不同地下水位调控对水稻光合速率的影响。结果表明,稻田地下水埋深显著影响水稻光合速率。分蘖期、拔节—孕穗期、抽穗—开花期、乳熟期,在地下水位调控下日光合速率变化情况基本一致,但光合速率峰值在水分胁迫下较正常状态有不同程度下降,且净光合速率下降幅度随着水分胁迫程度的加剧和时间的延长而逐渐增大。轻度水分胁迫下,复水后净光合速率出现补偿效应。基于Leuning-Ball气孔导度模型的光合速率模型,净光合速率模拟值与实测值基本一致,模拟精度较高。     

不同水肥模式下水稻光合光响应特性研究

为揭示不同水肥模式对水稻分蘖期和拔节孕穗期叶片光合作用光响应特征的影响,在2种灌溉模式、2种施肥次数和4个施氮量水平下,开展了不同水肥模式的水稻叶片光合作用的光响应特征研究。结果表明,在水稻分蘖期和拔节孕穗期,间歇灌溉水稻的净光合速率高于淹灌,且随着施氮量的提高,这种由于灌溉模式引起的差异将被弱化。在施氮量较低时,淹灌水稻很快就达到了光饱和,而在间歇灌溉下,光饱和点则明显后移。这表明低氮水平下,间歇灌溉的水稻对光的适应能力比淹灌的水稻强。灌溉模式和设计施氮量相同时,由于3次施肥在时间尺度上施肥分布更均匀,尽管其在分蘖期净光合速率较小,但在拔节孕穗期净光合速率较大,与2次施肥相比,其水稻产量更高。这表明,提高拔节孕穗期作物的净光合速率有利于作物干物质的积累,从而获得更高的产量。     

灌溉模式对烤烟不同生育期光合特性的影响

为探寻烤烟节水灌溉优化模式,采用避雨控水试验研究9种灌溉模式对烤烟不同生育期光合特性的影响。结果表明,伸根期灌溉控制下限为60%田持能显著提高该期烤烟净光合速率,并能显著促进烤烟旺长期净光合速率提高;成熟期灌溉控制下限为60%田持较70%田持更有利于提高该期烤烟净光合速率和叶片水分利用效率;推断"伸根期-旺长期-成熟期"灌溉下限为"60%-70%-60%"田持的灌溉模式在9种模式中为提高烤烟全生育期净光合速率的最优模式。     

滴灌条件下土壤基质势对马铃薯光合特性和产量的影响

以郑薯8号为材料,以沟灌为对照(CK),研究了滴灌条件下不同土壤基质势对马铃薯光合特性和产量的影响。结果表明,滴灌条件下-10、-20、-30和-40kPa土壤基质势处理的叶片气孔导度均高于CK沟灌处理,但在淀粉积累期对气孔导度的促进作用要大于块茎形成期和块茎膨大期。-40~-10kPa土壤基质势处理的叶片净光合速率明显高于CK,在块茎形成期和块茎膨大期,净光合速率的提高主要是由于减少了光合的气孔限制,在淀粉积累期,净光合速率的提高主要是由于减少了光合的非气孔限制。滴灌条件下-40~-10kPa土壤基质势处理叶片中的SPAD较CK显著提高,在淀粉积累期,-20kPa土壤基质势处理的SPAD最高。与对照相比,滴灌条件下-40~-10kPa土壤基质势处理的马铃薯产量显著增加,其中以-20kPa土壤基质势处理增产效果最为显著。因此,在华北半湿润区,可以通过控制土壤基质势-20kPa以上来制定马铃薯的滴灌灌溉计划。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

不同水氮处理对水稻荧光参数和光合特性的影响

在大田栽培条件下,利用LI-6400XT型光合仪测定不同水氮调控对水稻典型生育期主要荧光参数和光合特性的影响。结果表明:水稻光化学量子效率F_v/F_m、光化学淬灭系数q_P与非光化学淬灭系数q_N随着灌水量的减少而降低,随着施氮量的增加F_v/F_m在抽穗开花期、q_P在拔节孕穗期呈倒V形变化趋势,说明寒区黑土水稻叶片PSII反应中心因不同水氮处理而得到调节,使PSII反应中心潜在活性、光合原初反应中心开放程度及热耗散能力受到不同程度的抑制或改善。在控制灌溉条件下气孔限制值L_s高于全面淹灌,但并没有影响水稻叶片的光合作用而表现出一定的气孔限制。对施氮量110~160 kg/hm~2处理光响应曲线模拟得出,随着施氮量的增加曲线升高,光饱和点LSP、光补偿点LCP明显降低,而表观量子效率α、光响应曲线曲角θ和最大净光合速率P_(nmax)有所回升,灌水处理间对比得出全面淹灌条件下LSP、LCP和θ低于控制灌溉,而P_(nmax)显著增加,暗呼吸速率R_d、α结果不明显。这表明高肥有利于水稻叶片对弱光的利用,减少耗水量对强光利用效果显著。因此,水氮胁迫会改善水稻叶片对光的适应能力,适量增加施氮量可以有效改善水稻叶片光响应特征。     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

不同灌溉方式下旱直播水稻光合特性与干物质积累动态

为探究东北黑土区不同灌溉方式对旱直播水稻生长生理特征的影响,按照不同的灌溉方式设置了滴灌旱直播(DH)、漫灌旱直播(MH)和淹灌旱直播(HS)3个试验处理,以当地常规的插秧淹灌（CK）为对照。通过拟合曲线定量分析了不同处理的干物质积累过程动态变化特征以及水稻各生育阶段光合特性指标的变化。结果表明,不同处理水稻干物质积累量均随着生育时间推进呈现慢-快-慢的“S”形曲线变化规律,但干物质积累量、快速增长起止时间、生长速率以及生长周期则表现出随灌溉方式的不同而不同,干物质积累量由大到小依次为HS、MH、DH、CK,其中CK处理干物质理论最大积累量为3190.65g/m2,而DH、MH和HS处理干物质理论最大积累量较CK增加17.74%~52.57%,为3756.81~4867.88g/m2;CK处理水稻快速积累期开始于分蘖中期,其他处理水稻快速积累期开始于分蘖中期向分蘖末期过渡阶段,不同处理的水稻干物质快速积累期均结束于乳熟期。不同灌溉方式的光合特性指标也有所不同,抽穗开花期后,旱直播处理叶绿素SPAD较CK处理下降快;除分蘖末期外,旱直播处理净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均低于CK处理,气孔限制值(Ls)均高于CK处理。相关分析表明,旱直播水稻干物质积累量与叶绿素SPAD、Pn、Tr、Gs呈极显著正相关（P<0.01）。通过对光合特性参数和干物质积累量分析表明,旱直播DH、MH和HS处理光合特性劣于CK处理,而干物质积累量优于CK处理;HS处理光合特性及干物质积累量优于DH与MH处理。研究结果可为东北黑土区水稻种植模式选取提供理论依据。     

覆膜和水分亏缺对春小麦光合特性影响及模型比较

为揭示西北干旱地区覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合生理特征的影响及光响应模型的适用性,以春小麦为试验材料,分别设置充分灌溉不覆膜(W1M0)、充分灌溉覆膜(W1M1)、亏缺灌溉不覆膜(W2M0)和亏缺灌溉覆膜(W2M1)4个处理,测定春小麦灌浆期的光响应曲线,通过对5种常用的光响应模型进行分析比较,探讨覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合特性的影响并对光响应模型的适用性进行评价。结果表明,水分亏缺会降低春小麦叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd),而光补偿点(LCP)升高。而在水分亏缺条件下覆膜处理能够有效减缓春小麦光合速率的下降,同时提高了春小麦叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)等表征春小麦光合特性的生理指标。其中,5种模型的模拟效果在W2M0处理下具有明显差别,只有叶子飘模型拟合值与实测值最为相符,尤其在高光强条件下拟合效果更为贴切,决定系数(R2)大于0.9;而直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和动力学模型拟合效果较差,在高光强条件下光合速率仍然是增加的,并未下降,R2只有0.7左右;叶子飘模型在不覆膜亏水条件下适用性较好。从决定系数的均值比较来看,对于4个处理拟合效果优劣排序为叶子飘模型、指数模型、非直角双曲线模型、直角双曲线模型和动力学模型。     

旱涝急转条件下水稻水分利用效率变化研究

为探究水稻在旱涝急转条件下光合效率及水分利用变化规律,从而为研究水稻经历旱涝急转灾害后产量变化及灌溉方式提供科学依据,以Ⅱ优898水稻为研究对象,采用四因素三水平正交实验,研究了旱涝急转条件下,水稻叶片水分利用效率WUE_leaf及气孔导度g_s、蒸腾速率E、光合速率A等参数的变化。结果表明干旱程度和淹水深度对光合作用的累积作用最明显;A/g_s与叶气温差呈线性相关,但旱涝急转导致响应积极性降低;分蘖期末～拔节孕穗期初WUE_leaf～g_s均可用上凸抛物线描述,此阶段干旱引起绝对光合速率的降低是影响生育期生物量积累的控制因素。拔节孕穗中后期WUE_leaf～g_s均可用下凸抛物线描述,经历旱涝急转导致叶片提前衰老,绝对蒸腾速率下降,WUE_leaf的增加并不能促使产量的补偿,可提前控制土壤含水量,减少非必要的水资源消耗。     

晚稻蒸腾速率及其影响因素试验研究

根据国家“863”节水农业重大专项“江西示范区晚稻控制灌溉”试验资料,分析了水稻蒸腾速率日变化、全生育期变化的规律以及不同生育阶段蒸腾速率与环境因子、气孔导度和土壤水分状况的相互关系。研究结果表明,田间土壤含水率的降低推延了蒸腾速率日最大值的出现;常灌处理水稻蒸腾速率一般高于控灌处理,但控灌午后的蒸腾速率等于或高于常灌;空气温度、叶面温度、饱和水汽压差和气孔导度是影响水稻的蒸腾速率的关键因素,并在水稻不同生育阶段表现不同的影响程度;气孔导度与晚稻蒸腾速率具有一定相关性;蒸腾速率受土壤含水率变化的影响,且在恢复供水后,蒸腾速率出现一定的反弹现象并表现出不同程度的滞后性。     

Effects of drip irrigation modes on growth and physiological characteristics of Arabica coffee under different N levels

The objective of this study was to obtain the water-saving and efficient production mode of Arabica coffee. The effects of three drip irrigation modes,conventional drip irrigation( CDI),alternate drip irrigation( ADI) and fixed drip irrigation( FDI) on growth,photosynthetic characteristics,biomass accumulation and irrigation water use efficiency of Arabica coffee were investigated under three nitrogen levels,high nitrogen( NH),middle nitrogen( NM) and low nitrogen( NL). The results show that there was a significant Logistic curve between the plant height,the stem diameter of Arabica coffee and growth days. Compared with CDI,ADI had no significant effects on leaf net photosynthetic rate,stomatal conductance,instantaneous water use efficiency and biomass accumulation above ground of Arabica coffee,while FDI decreased significantly,ADI and FDI increased irrigation water use efficiency by 50. 59% and 32. 85%,respectively. Compared with NH,with the reduction of N application rate,net photosynthetic rate,stomatal conductance,biomass accumulation above ground and irrigation water use efficiency decreased by 6. 81%-12. 30%,13. 70%-22. 69%,9. 61%-16. 67% and 9. 78%-15. 64%,respectively. Compared with CDINH,ADINHdecreased net photosynthesis rate and the stomatal conductance not significantly,other treatments decreased by 9. 16%-19. 22%,14. 49%-32. 91%,and decreased biomass accumulation above ground by 8. 26%-27. 34% except ADINH,and increased irrigation water use efficiency by 16. 46%-60. 95% except CDINMand CDINL. Therefore,alternate drip irrigation under high N level( ADINH) is the best water and nitrogen coupling mode of young Arabica coffee tree for water efficiency.     

新疆棉花叶片光合与蒸腾特性对膜下滴灌的响应

利用PTM-48光合作用测定仪研究了新疆棉花不同生长期叶片光合、蒸腾特性及其对膜下滴灌的响应机理。结果表明,膜下滴灌条件下不同生长期棉花叶片净光合速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在12:00~16:00之间,生长期间没有出现光合午休现象;而蒸腾速率并非单峰曲线,有波动变化;苗期、蕾期叶片净光合速率及蒸腾速率大于其它生育时期;随着棉花的生长发育,光饱和点和光补偿点均呈先升后降的变化趋势,开花期光饱和点及光补偿点最高;表观量子效率基本呈下降趋势,但在铃期较开花期出现小幅增加;叶片水分利用效率日变化呈现多样化,早晚各出现一个峰值;日平均水分利用效率呈先升后降趋势,蕾期日平均水分利用效率最高;暗呼吸速率在开花期最高,吐絮期最低。     

棉花调亏灌溉的生态生理效应

在人工控制试验条件下 ,采用子母盆栽土培法 ,以棉花为试验材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明 ,棉花调亏灌溉是可行的 ,可以实现节水、高产和高效的目标。适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率 ,而光合速率下降不明显 ,复水后光合速率又具有超补偿效应 ,光合产物具有超补偿积累 ,且有利于向棉铃运转与分配 ;抑制营养生长 ,促进生殖生长。棉花调亏灌溉的适宜指标是 :苗期轻、中度调亏 ,0～ 40 cm土层湿度控制下限为田间持水量的6 0 %或 5 0 %;蕾期轻度调亏 ,0～ 40 cm土层湿度控制下限为 6 0 %;花铃期不宜调亏 ,应保证充足供水 ,0～ 40 cm土层湿度应不低于 75 %;吐絮期可中度调亏 ,0～ 40 cm土层湿度可控制在 5 0 %～ 5 5 %。     

不同灌溉方式的水稻生理效应研究

通过常规淹灌、垄作浸润、控水湿润和间歇灌溉等不同灌溉方式对水稻生理效应的研究表明:垄作浸润和控水湿润灌溉的叶片相对含水量较高。垄作浸润和控水湿灌溉既能减少上位叶(倒一、二叶)的叶绿素、全氮量,防止贪青徒长,又能延缓下位叶(倒三、四叶)的衰老,增加光合作用源的功能时间,同时垄作浸润和控水湿润灌溉的水稻叶片有较高的净光合率(NPR)和气孔导度(CS),增强了光合作用源的强度。节水灌溉能提高根系活力,较好地协调水稻高产与根系早衰之间的矛盾。可见垄作浸润和控水湿润灌溉的水稻具有更好的水分代谢和光合素质。     

循环曝气地下滴灌下温室番茄生长特性与产量研究

为探讨循环曝气地下滴灌不同肥气耦合处理对作物生长、光合特性及产量的影响规律,以番茄(京鲁6335)为研究对象,利用循环曝气装置实现水肥气一体化灌溉,设置4个曝气量(高曝气O1,中曝气O2,低曝气O3,不曝气S,掺气比例分别为16.25％、14.58％、11.79％和0),3个施肥量(高肥F1,中肥F2,低肥F3),采用...     

痕量灌溉对棉花花铃期光合性能日变化及产量的影响

【目的】明确痕量灌溉方式在干旱区灌溉棉田的适用性。【方法】本研究以中棉所92为供试材料,系统监测了痕量灌溉不同埋管深度30 cm(D30)、40 cm(D40)和50 cm(D50)和膜下滴灌(CK)4个处理的棉花花铃期光合日变化及产量效应。【结果】①不同处理下净光合速率和气孔导度的日变化均呈双峰曲线变化趋势,且D30处理各时段的净光合速率和气孔导度均高于其他处理。②不同处理下的胞间CO2摩尔分数日变化均呈广口"V"字形双峰曲线变化趋势,蒸腾速率日变化均呈单峰曲线变化趋势,最大值出现在14:00h。③D30处理的2年平均籽棉产量和平均皮棉产量最高,分别为5 734.28和2 454.53 kg/hm^2,其中籽棉产量分别比CK、D40和D50处理高出1.09%、7.63%和11.38%,皮棉产量分别比CK、D40和D50处理高出3.49%、8.32%和1.61%。【结论】综合光合性能日变化和产量分析得出,内蒙古阿拉善地区采用埋管深度为30 cm的痕量灌溉技术为最佳。     

不同灌水和光强条件下小粒咖啡叶片光响应及光合生理特征

为探明小粒咖啡水分和光照耦合管理模式, 采用盆栽试验,研究3个灌水水平(W_H:高水;W_M:中水;W_L:低水)和3个光强水平(S₀:不遮阴;S₁:轻度遮阴;S₂:重度遮阴)对小粒咖啡叶片光响应曲线、光合、蒸腾及气孔导度等生理指标的影响.结果表明:遮阴对小粒咖啡叶片的叶绿素及胡萝卜素含量的影响大于灌水,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶绿素总量和叶绿素b分别增大13.53%~260.21%和31.10%~412.91%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量使叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量分别增大13.30%~110.65%,92.11%~148.36%和39.85%~124.30%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量提高最大净光合速率26.61%~185.27%;而重度遮阴时,增大灌水量使最大净光合速率先增大后减少,中水和低水时,与不遮阴相比,增大遮阴强度使最大净光合速率增大10.73%~103.73%;不同灌水和光强条件下咖啡叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度日变化均呈双峰型,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶片日均净光合速率和日均气孔导度分别增大12.36%~57.74%和4.56%~42.66%,而降低日均蒸腾速率;与低水相比,日均气孔导度和净光合速率随着灌水量增大而显著增大;轻度遮阴和高水组合水分利用效率最大,同时光能利用效率和最大净光合速率最大,S₁W_H为小粒咖啡水光高效利用组合.