协同提升黄淮海平原作物生产力与农田水分利用效率途径

黄淮海平原是中国重要的粮食生产基地,也是水资源严重短缺地区。提高农田水分利用效率,在维持高产的前提下大幅度减少农业用水量,对缓解地区水资源危机、保障国家粮食安全具有重要意义。本文针对黄淮海平原现状,结合相关领域的国内外研究进展,分析提出了实现地区农田节水增产增效的对策及当前需要重点突破的理论与技术难点,主要包括4个方面：控制作物群体奢侈蒸腾耗水量的理论基础与方法;降低农田非生产性耗水的理论与途径;缓解地区淡水资源危机的非常规水安全持续利用机理与途径;基于区域水资源供需平衡的水分生产力均衡提升的机理与途径。最后提出黄淮海平原农田高效用水基础研究的主要挑战并展望了未来可能取得重大突破的领域。     

不同产量水平大豆叶片气体交换特性的比较(摘要)(英文)

[目的]探讨不同产量水平大豆叶片气体交换特性,为大豆高产新品种选育和高产栽培提供理论参考。[方法]选择3个产量水平的9个栽培大豆品种,在相同环境条件下种植,于V4期(苗期)、R2期(盛花期)、R4期(结荚盛期)、R6期(鼓粒盛期)和R7期(成熟期)用Li-6400型光合作用测定系统,测定不同生育时期大豆叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率。[结果]在全生育期内,高产品种大豆叶片净光合速率和气孔导度都显著高于低产品种。在V4期、R2期和R4期,高产品种叶片蒸腾速率显著高于低产大豆品种叶片蒸腾速率;在R6期和R7期不同产量水平大豆品种蒸腾速率差异不显著。V4期和R2期水分利用效率表现为低产品种(中产品种(高产品种,而在R4期、R6期和R7期则表现为高产品种(中产品种(低产品种。[结论]高产大豆品种叶片的气体交换能力显著高于低产大豆品种,为其获得高产奠定了生理基础。净光合速率可作为选择高产大豆品种的一个有效指标。     

不同灌溉量对草坪草光合作用的影响

2004年7月和9月在北京林业大学草坪研究所试验基地,对不同灌溉量下草地早熟禾、高羊茅、结缕草分别进行光合观测,分析3种草坪草净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、光补偿点和光饱和点的变化趋势.研究结果表明:3种草的净光合速率随灌溉量的增加而增大;3种草的蒸腾速率和气孔导度随灌溉量的增加而增大,并且两者呈显著正相关;光响应曲线的斜率也是随灌溉量的增加而增大;结缕草的水分利用效率和光饱和点显著高于高羊茅和草地早熟禾,且光补偿点最低.     

三种植物气体交换参数的日变化特征

以三工河流域3种植物胡杨(Populus euphratica)、芦苇(Phragmites communis)和柽柳(Tamarix chinensis)为研究对象,利用LI-6400便携式光合作用测定系统测定了3种植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数,分析3种植物对不同土壤条件的响应以及植物水分利用效率和光能利用效率的日变化特征。结果表明,1芦苇对不同的土壤环境适应能力最强,胡杨主要受水分影响,柽柳受到水盐及其他环境要素的共同影响,适合于水盐不要过高的地方;2芦苇和胡杨的水分利用效率在水分充足时低于水分较低时,而柽柳的水分利用效率变化随土壤水分变化不大;33种植物的光能利用效率均随水盐含量减少而增加。芦苇在不同生境中均表现极强的生态适应性,胡杨的生理特性和分布范围主要受水分影响,柽柳在水盐生境中也表现为极强的适应性,其主要受干旱胁迫作用,在胁迫生境中3种植物主要通过提高自身的光能利用效率来抵御胁迫危害。     

孑遗植物银杏(Ginkgo biloba L.)雌雄株水分生理特征研究(英文)

[Objective] The experiment aimed to study the difference of water physiology of male and female Ginkgo biloba L. for discussing the strategy of water utilization as well as the important role of this difference during evolution process. [Method] The stem sap flow, stomatal conductance(Gs), transpiration rate(Tr) and water use efficiency (WUE) of male and female Ginkgo biloba L. were comparatively studied. [Result] The day-night processes of flow on male and female Ginkgo biloba L. were similar. The flow on male and female Ginkgo biloba L. in day were almost same while the flow at night on male Ginkgo biloba L. was bigger than that on female Ginkgo biloba L. The Tr and Gs of male and female Ginkgo biloba L. were high in morning and at night but low at noon ,while Tr and Gs of female Ginkgo biloba L. in morning and at night were higher than these of male Ginkgo biloba L. at the same time point. However, these indexes of female plant were lower than these of male plant from 11:00 to 14:00. WUE changing trends of male and female Ginkgo biloba L. were similar, while average water utilization rate of female Ginkgo biloba L. was slightly lower than that of male Ginkgo biloba L. [Conclusion] Compared with other companion plants, water physiology of male and female Ginkgo biloba L. had strong homoplasy. The phenomenon might be a survival strategy of dioecious plants under long term evolutionary pressure.     

喀斯特山区混播草地草本植物的光合特性

为了解混播草地草本植物的光合特性,用Li-6400型便携式光合仪观察白三叶/多年生黑麦草混播人工草地中4种草本植物的光合特性.结果表明:4种草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化均为双峰型,有明显的光合"午休"现象,其中白三叶(Trifolium repens)、多年生黑麦草(Lolium perenne)和宿根画眉草(Eragrostis perenans)的光合"午休"现象由非气孔限制因素引起;毛花雀稗的光合"午休"现象由气孔限制和非气孔限制因素引起,而气孔限制因素占主导.蒸腾速率"午休"主要由气孔出现部分关闭所致.毛花雀稗和宿根画眉草比白三叶和多年生黑麦草有相对较高的水分利用率,因此,通过灌溉可以提高白三叶/多年生黑麦草混播人工草地的产量和减少其退化,同时在土壤水分保持力较差的喀斯特山区建植白三叶/多年生黑麦草混播人工草地,毛花雀稗和宿根画眉草是其主要的演替草种.     

调亏灌溉对作物生理生态特征影响的研究进展

文章介绍了国内、外近年来调亏灌溉技术在农业生产中的应用及其作物的生理、生态反应和调亏灌溉的节水机理。探讨了调亏时期、程度、方式等条件对作物补偿效应的影响 ,指出了实施适度水分亏缺灌溉的可行性及风险性 ,为寻求更好的节水技术提供了科学依据     

高粱杂交种吉杂319及其亲本叶片光合相关参数的比较

以高粱杂交种吉杂319及其母本不育系515A和父本恢复系501R为材料,在相同的环境条件下种植,于开花期用Li-6400型光合参数测定系统测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),计算水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC),分析吉杂319及其亲本叶片光合相关参数差异。结果表明:杂交种吉杂319叶片Pn、Gs、WUE和AMC显著高于其母本不育系515A和父本恢复系501R,比其双亲叶片Pn、Gs、WUE和AMC分别高7.88%、10.11%、8.93%和18.05%,差异显著(P<0.05)。吉杂319叶片Pn、Gs、WUE和AMC有显著的杂种优势,Ci显著低于其母本不育系515A和父本恢复系501R,Tr与其亲本间差异不显著。高粱杂交种吉杂319叶片光合相关参数有显著的杂种优势,其光合代谢能力显著高于其亲本,这为其获得高产奠定了生理基础。     

不同类型小麦栽培品种的光合特性

在自然条件下,对10个小麦品种的光合特性进行测定.结果表明,10个小麦品种的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2、气孔限制值、水分利用效率相互间有较大的差别,有的达到了显著或极显著水平.光合速率与气孔导度等的相关性不显著,但其他光合指标间相关性达到显著或极显著水平.根据不同小麦品种光合特征,对10个小麦品种进行聚类分析,结果显示,豫麦18、矮抗58、温麦6号、平安6号、周麦18属光合特性较强的品种；郑麦9023、周麦22、BH001、杂麦1号和杂麦2号属光合特性一般的品种.     

不同产量水平大豆叶片气体交换特性的比较

[目的]探讨不同产量水平大豆叶片气体交换特性,为大豆高产新品种选育和高产栽培提供参考。[方法]选择3个产量水平的9个栽培大豆品种,在相同环境条件下种植,于V4期（苗期）、R2期（盛花期）、R4期（结荚盛期）、R6期（鼓粒盛期）和R7期（成熟期）用Li-6400型光合作用测定系统,测定不同生育时期大豆叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率。[结果]在全生育期内,高产品种大豆叶片净光合速率和气孔导度均显著高于低产品种。在V4期、R2期和R4期,高产品种叶片蒸腾速率显著高于低产大豆品种;在R6期和R7期不同产量水平大豆品种蒸腾速率差异不显著。V4期和R2期水分利用效率表现为低产品种﹥中产品种﹥高产品种,而在R4期、R6期和R7期则表现为高产品种﹥中产品种﹥低产品种。[结论]高产大豆品种叶片的气体交换能力显著高于低产大豆品种,为其获得高产奠定了生理基础。净光合速率可作为选择高产大豆品种的一个有效指标。     

不同小麦品种产量构成和水分利用效率差异分析

为了筛选节水高产小麦品种,试验采用随机区组设计,对8个小麦品种的水分利用效率、产量及其构成进行了比较。结果表明：灌水对穗粒数影响差异不显著;而千粒重,灌2水处理显著高于灌1水处理,灌3水较灌2水略有下降但差异不显著。品种间穗粒数差异较大,且千粒重差异明显。品种间产量和水分利用效率差异显著,其中以冀5265的产量和水分利用效率最高。随灌水次数增加,产量显著提高而水分利用效率显著降低。综合认为,冀5265为广适性节水高产品种,石家庄8为较强节水品种,石新616为中度节水品种。     

施氮对带田作物产量及水分利用效率的影响

对河西一熟制灌区4种主要栽培模式施氮效应进行研究的结果表明:在灌水量相同的情况下,增施氮肥,以玉米+甘蓝带田的产量增幅最大。同种作物的间套方式不同,产量间有差异。在相同条件下,在玉米+甘蓝间作模式中,玉米当量面积产量分别较小麦+玉米、玉米+蚕豆间作模式中的玉米当量面积产量高。在灌水量相同的情况下,施氮肥明显地提高了作物的灌水利用效率及土壤水分利用效率,以玉米+甘蓝间作模式灌水利用效率及土壤水分利用效率最高。     

沟垄集雨种植模式下灌溉量对关中地区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨在灌溉区沟垄集雨模式对冬小麦产量和水分利用效率及土壤水热特征的影响设置田间试验。试验设置沟垄集雨种植(R)和传统平作(F)2种种植方式,每种种植方式下设置0 m3/hm~2(N)、400m3/hm~2(L)、1 200m3/hm~2(M)和2 000m3/hm~2(H)4种灌水量。结果表明:同一灌溉量下沟垄集雨种植0~10cm土层的土壤温度在小麦生长前期较平作高,同时沟垄集雨种植模式0~100cm土层的平均含水量在拔节期、开花期较平作种植高,其具有较好的蓄水保墒作用。各处理的总耗水量随灌溉量增加而增加,表现为RHFHRMFMRLFLRNFN。沟垄集雨种植能促进小麦对土壤水分的利用,显著提高小麦产量,在小麦全生育季不灌溉、灌溉量为400、1 200和2 000m~3/hm~2的情况下,沟垄集雨种植处理产量分别较平作相同灌溉量处理高41.52%、70.00%、27.54%和14.35%。同时在8个处理中RM、RL处理的水分利用效率最高。因此,通过发挥沟垄集雨种植蓄水保墒以及改善水分分配的作用能够在灌溉农区小麦生产上达到节水增产增效的效果。     

灌水对不同小麦品种产量和水分利用效率的影响

利用6个当地主推小麦品种在节水灌溉条件下的表现,研究豫北地区小麦节水高效栽培技术,筛选节水条件下的高产品种.结果表明:最佳节水灌溉模式为底墒水+拔节水+开花水.在不同灌溉模式下品种的产量潜力有差别,在只灌底墒水模式下,可选种周麦22,产量达7351.65kg/hm2;在底墒水+拔节水模式下,选种周麦22,其次是洛麦22...     

覆盖方式对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

研究不同覆盖栽培方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明,全膜双垄沟播和垄上覆膜垄沟覆秸秆栽培能显著提高马铃薯的产量和水分利用效率,两处理的产量和水分利用效率较对照分别提高57.79%、36.31%和54.08%、31.42%。土壤贮水量受覆盖栽培方式的影响较大,全膜双垄沟播、垄上覆膜垄沟覆秸秆、麦秸覆盖平作栽培能有效的提高0～110 cm土层的贮水量。     

不同耕作方式对糜子产量及水分利用效率的影响

[目的]研究不同耕作方式对糜子干物质积累量、土壤含水量、水分利用效率以及产量的影响。[方法]采用深耕、传统耕作、免耕、旋耕4种耕作方式,以晋黍9号为材料,分析不同耕作方式的糜子干物质积累量、土壤含水量、水分利用效率以及产量。[结果]深耕、免耕、旋耕这3种耕作措施的干物质积累速度和积累量要明显高于传统耕作,且深耕最为明显;深耕在0~100 cm处的土壤含水量高于其它耕作方式,且土壤贮水量最大,水分利用效率排序依次为深耕旋耕免耕传统耕作;穗粒重、千粒重和产量都以深耕处理的最大,传统耕作方式的最小。研究表明在四种耕作方式中,深耕有利于糜子产量和水分利用效率的提高。[结论]在干旱、半干旱的糜子主产区,深耕是最有利于糜子生长的耕作方式。     

灌水方式对玉米根系生长及产量和水分利用的影响

研究不同灌水方式对春玉米根系生长分布、产量及水分利用效率的影响。以"金穗四号"春玉米为供试材料,在大田条件下研究抽雄期、灌浆期和成熟期不同土层在交替隔沟灌溉、固定隔沟灌溉和常规沟灌3种灌水方式下玉米根系生长的状况。结果表明,不同位置根长占该土层根长的百分比:40~100cm土层,植株北侧成熟期固定隔沟灌溉处理较大;0~100cm土层,植株南侧固定隔沟灌溉处理较大,植株上交替隔沟灌溉处理较大,根系总量以交替隔沟灌溉处理较大。各层根长占整个土层根长百分比为灌浆期和成熟期60~100cm土层固定隔沟灌溉处理较大。监测时期内根系总量、产量和水分利用效率以交替隔沟灌溉处理较大,较固定隔沟灌溉,产量提高了17.38%,水分利用效率提高了16.16%。可见,交替隔沟灌溉更有利于玉米根系的生长,能显著提高作物产量和水分利用效率。     

不同耕作方式对糜子产量及水分利用效率的影响

[目的]明确不同耕作方式对糜子的水分利用效率及产量的影响.[方法]采用深耕、传统耕作、免耕、旋耕4种耕作方式,以晋黍9号为材料,研究不同耕作方式对糜子干物质积累量、土壤含水量、水分利用效率以及产量的影响.[结果]深耕、免耕、旋耕这3种耕作措施的干物质积累速度和积累量要明显高于传统耕作,且深耕最为明显;深耕在0～100 cm处的土壤含水量高于其它耕作方式,且土壤贮水量最大,水分利用效率排序依次为深＞旋＞免＞传;穗粒重、千粒重和产量都以深耕处理的最大,传统耕作方式的最小.表明在4种耕作方式中,深耕有利于糜子产量和水分利用效率的提高.[结论]该研究为糜子主产区提高水分利用效率提供了科学依据.     

不同覆盖方式对玉米产量和水分利用效率的影响

在渗水地膜覆盖、普通地膜覆盖、普通地膜和渗水地膜交替覆盖、秸秆覆盖和裸地种植五种处理方式条件下,探讨了不同覆盖方式对辽西风沙半干旱地区玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,不同覆盖处理均可以不同程度的增加玉米产量和水分利用效率,其中渗水地膜覆盖能使玉米产量增加32.66%,土壤水分利用效率提高41.9%,说明渗水地膜覆盖是辽西风沙半干旱区提高玉米产量和水分利用效率的最佳方式。     

不同灌溉方式对玉米水分生产效率与产量的影响

利用2000-2012年肇州县水利科学研究所灌溉试验站多年的试验数据,分析了不同灌溉方式对玉米水分生产效率和产量的影响,为制定灌水决策和灌溉制度提供参考。