不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

水氮耦合对棉花幼苗根冠生长和水分利用效率的影响

为明确节水灌溉条件下配施氮肥提高水分利用效率(WUE)的可行性,采用分根交替灌溉(APRI)和常规供水(NI)的方式分别培养棉花幼苗,同时配施不同水平氮素(高氮200 kg/hm~2、中氮120 kg/hm~2、低氮80 kg/hm~2),研究了干旱胁迫后棉花幼苗生长、光合作用、根系形态、根冠生物量、瞬时和生物量水分利用效率(WUEi和WUEb)等的变化。结果表明:干旱胁迫显著降低了棉花幼苗的株高、叶面积、光合作用参数[净光合作用速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)]、蒸腾耗水量和根冠生物量,但显著增加了棉花幼苗的根冠比、根系长度(总根长和直径2 mm的细根长度)和根系表面积;同时干旱处理也显著增大了WUEi和WUEb。与正常施氮(中氮处理)相比,增施氮肥促进了棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、蒸腾耗水量以及根冠生物量、总根长、根系表面积等的增大,显著降低了WUEi但未改变NI处理的WUEb;减施氮肥则加大了干旱对棉花幼苗生长、光合作用能力和根冠生物量积累的抑制程度,但在干旱条件下提高了WUEi和WUEb。与NI处理相比,APRI处理的棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、根冠生物量、总根长和根系表面积增加,蒸腾耗水量减少,WUEi和WUEb增加。综上,APRI配施氮肥处理可以减轻干旱对棉花幼苗生长和根系形态的抑制程度,并提高WUE;虽然在干旱条件下APRI配施低氮处理具有最大的WUE,但APRI配施高氮处理棉花幼苗的根冠生长最好。     

不同灌溉方式对秋葵生长生理及水分利用的影响

[目的]探究不同灌溉方式对秋葵生长生理与水分利用的影响,为制定西南高原季节性旱区秋葵丰产节水栽培技术提供理论依据.[方法]采用5种灌水处理,其中,3种定量灌溉方式,分别为T1(5 mm)、T2(15 mm)和T3(25 mm);2种交替灌溉方式,分别为T4(5 mm与15 mm交替)和T5(5 mm与25 mm交替).分别在秋葵的苗期、花期和成熟期测定其株高、茎粗、叶面积及叶片数;使用Li-6400光合测定仪于上午9:00—12:00测定其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs);果实成熟期测定叶绿素含量;试验结束后测定其植株的干重、鲜重及根系活力.[结果]与T2处理相比,T5处理秋葵叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量分别显著增加39.3%、25.0%和35.9%(P<0.05,下同),其根系活力显著增加26.5%,根冠比显著提高13.8%,平均茎粗显著增加18.8%,而在花期时株高减少7.4%,差异不显著(P>0.05);T5处理在叶片光合速率下降不明显的情况下,花期的叶片蒸腾速率较T3处理显著减少33.5%.与T5处理相比,T3处理水分利用率显著降低48.8%,平均茎粗增加7.8%;与T5处理相比,T4处理产量显著减少46.8%,水分利用率显著降低12.2%.从各处理下的秋葵农艺指标结果来看,T1处理的株高、茎粗、叶面积等各项指标均为最小值,发育明显迟缓.从叶面积来看,除T1处理外其余各处理叶面积间差异较小,但交替灌溉下的平均叶面积比定量灌溉(T2和T3处理)小,差异不明显.[结论]适宜水量交替灌溉有利于提高秋葵的农艺性状、生理指标及水分利用率,尤其在水量为5和25 mm干湿交替灌溉下各项指标均达最佳状态,可在西南高原地区节水栽培秋葵中推广应用.     

根系分区交替滴灌对棉花产量和水分利用效率的影响

 为了探讨旱区农业节水新途径，在甘肃省石羊河流域下游荒漠绿洲区采用常规滴灌和分根区交替滴灌方式研究不同灌溉方式对大田棉花生长发育、产量、水分利用效率以及土壤水分分布的影响。结果表明，交替滴灌处理棉花叶片气孔开度减小，减少了奢侈的蒸腾损失，灌溉定额较小时根系分区交替滴灌对棉花的株高抑制作用较明显，灌水定额较大时限制作用不显著。根系分区交替滴灌技术在大田条件下可使籽棉产量比常规滴灌处理提高21.1%，总水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高17.9%和20.9%。同等产量水平下与常规滴灌相比，交替滴灌可节省30.8%的灌水量。本研究表明根系分区交替滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术，可在干旱缺水的棉花生产地区进一步研究和推广应用。     

灌溉对苹果产量·品质和水分利用效率的影响

[目的]为太行山区苹果节水灌溉提供理论依据。[方法]以12~14年生富士苹果为试材,采用不同灌溉方式(常规漫灌、分区交替灌溉和调亏灌溉,研究灌溉方式和调亏灌溉对苹果产量、品质和水分利用率的影响。[结果]分区交替灌溉与常规漫灌的苹果产量、单果重、硬度、含酸量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量均无显著差异,两者的产量和单果重显著高于对照(自然降水),分区交替灌溉较常规漫灌水分利用率提高了31.1%~70.7%。在调亏灌溉中,果实发育早期或中期控水与全灌溉对照的产量和单果重无显著差异,在果实发育后期控水和干旱则导致苹果产量和单果重显著下降。[结论]在保证果实产量和品质的前提下,分区交替灌溉是最好的节水灌溉方式,果实发育的早期是实施调亏灌溉的最佳阶段。     

苗期玉米对根区局部供水不同灌水下限的响应

对玉米苗期根系局部供水条件下生长、生理指标对不同灌水下限(占田间持水量60%、65%、70%、75%)的响应进行了研究。结果表明：占田间持水量65%的灌水下限（T₂）处理的株高、茎粗等生长指标明显优于其他处理,与全面灌溉(CK,占田间持水量60%)相比,T₂处理的生物积累总量提高了1.2%,而其他处理的生物积累总量降低;随着灌水下限的不断提高,苗期玉米叶片组织中脯氨酸、可溶性糖和植物组织相对含水量等生理指标不断降低,占田间持水量65%的灌水下限（T₂）处理的脯氨酸和可溶性糖的含量与CK处理结果相近,差异不显著。     

滴灌棉田根区水分对棉花干物质生产及水分利用效率的影响

[目的]研究滴灌条件下根区水分对棉花干物质生产、分配及水分利用效率的影响,为制定滴灌棉花水分精确管理制度提供依据.[方法]选用对水分敏感性不同的棉花品种为试材,分别设置常规滴灌和充分滴灌处理,在灌水前后监测土壤水分变化,同时测定棉花根系生长与分布、株高、叶面积指数及生物量等生理指标.[结果]常规滴灌量条件下土壤水分活动层集中在0～60 cm的土层中,且滴水前耕层土壤相对含水率均低于55;、滴水后可保持70;～80;的水分状况,有利于诱导根系纵向生长,维持生育后期较高的叶面积指数,并促进光合产物向产量器官蕾铃分配,从而提高了经济产量水分利用效率.不同品种对根区水分的反应差异较大,新陆早6号常规滴灌条件下皮棉产量低于新陆早8号,经济产量水分利用效率与新陆早8号无明显差异;充分滴灌条件下总生物学产量水分利用效率高于新陆早8号,经济产量水分利用效率显著低于新陆早8号.[结论]滴水总量在4 050～4 275 m3/hm2,依据品种对水分响应的差异,通过协调相关栽培技术,调控干物质生产及其在器官中的分配,可实现滴灌棉花产量与水分利用效率协同提高.     

不同灌水方式对辣椒生长、生理的影响

[目的]为辣椒节水灌溉提供科学依据。[方法]通过盆栽试验分析了正常灌溉、根系分区固定灌溉与根系分区交替灌溉对辣椒生长及生理指标的影响。[结果]当灌水下限为75%θF时,分区固定灌溉的辣椒株高显著低于正常灌溉与分区交替灌溉;与正常灌溉相比,分区固定灌溉的辣椒叶宽降低明显;正常灌溉的辣椒叶绿素含量最高,分区交替灌溉次之,分区固定灌溉最低;正常灌溉的辣椒脯氨酸含量最低,分区交替灌溉居中,分区固定灌溉最高。同种灌水方法下不同灌水下限的辣椒叶绿素含量表现为75%θF〉65%θF〉55%θF。当灌水下限为55%θF与65%θF时,分区交替灌溉辣椒脯氨酸含量显著高于分区固定灌溉。同种灌溉方法下辣椒叶宽随灌水下限降低显著下降。在同等灌水下限条件下,分区交替灌溉的辣椒叶宽显著大于分区固定灌溉。[结论]控制性根系分区交替灌溉是最节水高效的灌溉方式。     

灌溉对苹果产量&#183;品质和水分利用效率的影响

[目的]为太行山区苹果节水灌溉提供理论依据。[方法]以12～14年生富士苹果为试材,采用不同灌溉方式（常规漫灌、分区交替灌溉和调亏灌溉,研究灌溉方式和调亏灌溉对苹果产量、品质和水分利用率的影响。[结果]分区交替灌溉与常规漫灌的苹果产量、单果重、硬度、含酸量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量均无显著差异,两者的产量和单果重显著高于对照（自然降水）,分区交替灌溉较常规漫灌水分利用率提高了31．1％-70．7％。在调亏灌溉中,果实发育早期或中期控水与全灌溉对照的产量和单果重无显著差异,在果实发育后期控水和干旱则导致苹果产量和单果重显著下降。[结论]在保证果实产量和品质的前提下,分区交替灌溉是最好的节水灌溉方式,果实发育的早期是实施调亏灌溉的最佳阶段。     

灌溉方式对黄瓜生长、产量及水分利用效率的影响

以黄瓜为试验材料,研究常规沟灌、滴灌、交替沟灌和固定沟灌4种灌溉方式对日光温室内黄瓜生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:4种灌溉方式对黄瓜株高、茎粗、叶片数和叶面积的影响不同;黄瓜前期产量是交替沟灌滴灌常规沟灌固定沟灌,中期和后期产量是滴灌交替沟灌固定沟灌常规沟灌,总产量的变化与中期和后期产量的变化相同;滴灌和交替沟灌的黄瓜根系活力无显著差异,但二者的根系活力极显著地高于常规沟灌和固定沟灌;水分利用效率和水分产出率的变化趋势一致,滴灌最高,交替沟灌次之,常规沟灌最低,而耗水量的变化与水分利用效率和水分产出率的变化相反.说明日光温室内黄瓜适宜的灌溉方式为滴灌和交替沟灌.     

分根灌溉对草莓光合特性及水分利用效率的影响

针对目前我国水资源短缺、农业灌溉用水过度浪费等问题,以草莓品种赛娃为试材,探讨了分根灌溉对其光合特性及水分利用率的影响。结果表明：全灌溉处理用水量大,草莓生长优势不明显;半根灌溉和3／4根际灌溉的草莓净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率均接近正常。综合分析,半根灌溉既能大量节水,又不影响草莓的正常生长,是一种较为理想的节水灌溉方式。     

根间作用对玉米间作豌豆耗水特征的影响

通过大田试验,在高、中、低供水水平和根系部分分隔(尼龙网隔根)、完全分隔(塑料布隔根)、不分隔条件下,探讨玉米间作豌豆的产量和水分利用特征,以期为通过调控根间作用提高间作水分利用效率(WUE)提供依据。结果表明,9个间作处理的LER处于1.13~1.42,即间作较单作具有明显的产量优势。两种作物地上互作对间作产量的贡献率为15.7%~17.2%,根系空间生态位重叠对产量的贡献率占0.9%~3.4%,地下互作对间作增产的贡献率为82.6%~86.1%,供水水平相对较高时利于间作优势的发挥。玉米间作豌豆耗水量较相应单作高24.8%~28.8%。供水水平较低且存在作物生长带间水分迁移时,根系空间生态位重叠有利于降低群体耗水量。间作WUE较单作平均高27.5%~38.3%,高供水间作处理的WUE高于中、低灌水处理。无论是完全隔根还是部分隔根,间作WUE较未隔根处理显著下降,且尼龙网隔根间作的WUE最低。间作作物地下水分的带间迁移、根系空间生态位的适度重叠是提高作物WUE的重要途径。     

再生水分根交替滴灌对马铃薯根-土系统环境因子的影响研究

分根交替(PRD)滴灌技术是很有节水潜力的灌水技术.利用再生水,采用分根交替滴灌技术对马铃薯根长密度、根重密度及土壤水盐的空间分布影响进行了研究.结果表明,马铃薯根系主要分布在0～60 cm的土层内,以植株为中心,呈放射状沿不同方向减小.通过研究所建马铃薯根长密度的空间分布函数能较好地反映根系的三维分布趋势.PRD灌溉可以刺激马铃薯根系生长,水分利用效率提高39%.进行PRD灌溉时应重点考虑滴头位置处及垄坡上的水盐变化,最好能起到节水控盐的双重作用.再生水PRD地下滴灌是对传统地表滴灌的优化和提升.     

控制性分根交替灌水对作物水分利用率的影响及节水效应

控制性分根交替灌溉（ｃｏｎｔｒｏｌｅｄｒｏｏｔｓ－ｄｉｖｉｄｅｄａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｉｒｉｇａｔｉｏｎ,ＣＲＡＩ）是康绍忠提出的一种农田节水调控思路,其基本概念与传统灌水方式有着根本的不同。传统的灌水方法,追求田间作物根系层的充分和均匀湿润,ＣＲＡ...     

交替根区灌溉的研究进展

综述了交替根区灌溉的产生背景、理论基础、节水效应。交替根区灌溉能够产生根源信号,从而调节气孔开度,降低蒸腾速率,而对光合速率的影响较小;它能够促进根系的补偿性生长,增强根系对水分、养分的吸收与传导能力;通过减少灌溉面积,减少了土壤蒸发,降低了水分的深层渗漏损失。同时,综述了交替根区灌溉在多种大田作物、蔬菜以及果树作物上的研究与应用效果,还对今后的研究工作进行了展望。     

分根交替不同灌水量对苹果生长和叶片生理特性的影响

 【目的】在确保苹果树体正常生长情况下,探讨不同根区体积灌水及灌溉量对树体生长和叶片生理特性的影响,以期提高水分利用效率,节约灌溉水。【方法】以3年生盆栽分根皇家嘎拉苹果为试材,研究根系分区交替灌溉不同水量对苹果树体生长和叶片生理特性的影响。【结果】1/4和2/4根区体积灌水显著抑制了苹果新梢和干周生长,随灌溉体积增加抑制作用逐渐解除,减少灌水量也显著抑制了新梢生长。根系分区交替灌水显著影响苹果叶片水势和气孔阻力,1/4和2/4根区体积灌水处理叶片水势显著低于3/4和4/4处理,气孔阻力随灌水体积增加显著降低。减少根区灌水部位降低了苹果叶光合速率、蒸腾作用和气孔导度,并且蒸腾作用降低的幅度显著大于光合作用的,从而提高了叶片水分利用效率。但减少灌水量对苹果叶片各项生理指标均没有影响。不同生长期根区交替灌水处理对叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的影响一致,以春梢停长期各生理特性指标最高。【结论】灌水量是影响新梢伸长生长和主干加粗生长的主要因子,叶片生理特性主要受灌水部位调控。通过调控灌水量和根区灌水部位可以调控树体生长,并能节约灌水量。本试验中,在没有考虑自然降水的情况下,为保证植株的正常生长,根区灌溉体积不能小于50％。