夏玉米茎流速率和茎直径变化规律及其影响因素

为了揭示夏玉米茎流速率和茎直径的变化规律及其影响因素,该研究对夏玉米生育中期的茎流变化和茎直径微变化过程进行监测,分析了二者的日变化过程及相关关系、茎流速率与环境因子之间关系、茎直径随土壤含水率的变化规律。结果表明：茎流速率日变化过程呈单峰曲线型,其变化受太阳辐射、饱和水气压差、风速等气象因子的影响显著,通过对实测数据的分析得到了茎流速率与上述气象因子的线性回归方程,为今后利用气象因子预测夏玉米的叶面蒸腾量提供了基础;茎直径微变化的日变化过程也呈现明显的昼夜变化规律,白天收缩,夜晚复原,每日茎直径最大值随土壤含水率的降低而减小,二者之间呈线性相关关系,依据这一关系可利用茎直径微变化诊断作物缺水状况。     

黄土塬区小麦茎流速率变化及其与环境的关系

利用Dynamax茎流测量系统和自动气象站分别对黄土塬区小麦(陕麦150)拔节期和开花期的液流变化及其周围气象环境因子变化进行了监测。结果表明:(1)两个时期小麦茎流速率日变化趋势基本相同,为单峰型;液流启动时间分别为早晨7:00—8:00和6:00—7:00,在中午12:00—14:00左右达到各自峰值,其值大小分别为1.90和2.66g/h(4月24日和25日,晴天,拔节期),3.39和2.96g/h(5月18日和19日,晴天,开花期),21:00左右降到最低,夜间无明显液流;晴天茎流速率明显大于阴天。(2)不同时期茎流速率日变化与环境因子日变化紧密相关。相关分析显示,影响小麦茎流变化的主要因子是光合有效辐射、大气温度、湿度和风速等;其中,湿度与茎流速率负相关。     

温室滴灌条件下番茄植株茎流变化规律试验

为探明滴灌条件下温室番茄植株茎流速率变化规律及其影响因素,本文采用Dynamax公司开发的包裹式茎流计观测日光温室番茄植株的茎流变化,研究茎流速率的变化规律及茎流速率监测结果的标准化处理技术,探索植株茎流与气象因子的相互关系,分析水分胁迫对番茄植株茎流速率的影响。研究表明,采用单位叶面积上的茎流速率表征茎流变化规律可在一定程度上降低因探头安装位置不同对监测结果的影响;在充分供水条件下,影响番茄植株茎流速率的主要因子是太阳辐射和饱和水气压差,番茄植株的日茎流速率与太阳辐射呈线性关系,与饱和差呈对数关系（R2＞0.90,P＜0.01）;土壤水分状况会明显影响番茄植株茎流状况,茎流速率随水分胁迫加剧而骤减。研究结果证明番茄植株茎流速率经标准化处理后可以真实的反映植株蒸腾规律。     

大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

根际通气对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响

为改善根际气体环境,试验采用基质通气栽培方式,研究不同通气方式对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响。结果表明,基质底部通气和基质上部通气均显著改善根际二氧化碳和氧气体积分数,二氧化碳体积分数比对照降低33.31%～98.02%,氧气体积分数比对照提高2.13%～12.22%。通气处理显著提高基质速效养分质量分数,碱解氮比对照提高12.95%～28.87%,速效磷比对照提高12.02%～20.46%。基质上部通气处理的伤流液流量、电导率值和伤流液氨基酸含量均最高,表明基质上部通气处理根系代谢旺盛,是较理想的基质通气方式。     

不同作物根际环境对土壤重金属形态的影响

采用根垫法研究了玉米、大豆和小麦根际环境对污灌土壤中铜、镉、铅、锌形态的影响。研究结果表明：根际土壤中交换态铜含量呈现增加趋势，碳酸盐态和铁锰氧化物态金属则表现为减少趋势，有机态几无变化。形态变化的幅度与植物种类有关，其中大豆根际土壤中金属形态的变化比小麦和玉米显著。     

根分泌物对根际微生物生态分布的影响

本文从根分泌概念着手 ,依据近 2 0年来国内外有关根分泌研究的一些成果 ,就根分泌物的概念、产生机制进行了综合论述 ,并重点讨论了植物根分泌物对根际微生物代谢、生态分布、病原微生物抑制作用的影响以及土壤环境对根分泌物的影响。     

负压灌溉提高紫叶生菜的水分利用效率和根际微生物多样性

【目的】针对目前设施农业中常用的灌溉方式容易造成土表水分蒸发和水肥流失,且不能按照作物所需自动供水供肥的现状,本研究探讨了负压灌溉提高紫叶生菜的产量和品质,以及水分利用效率和土壤微生物群落多样性的机理。【方法】在温室内进行盆栽试验,以紫叶生菜(Lactuca sativa L.)为试验材料,设置3个灌溉处理:常规灌溉、滴灌和负压灌溉。收获后,测定了紫叶生菜的产量,分析了品质(维生素C、可溶性糖、花青素和硝酸盐含量),植株的养分(氮、磷和钾)浓度和吸收量,监测了土壤水分含量动态的变化,计算了水分消耗量和水分利用效率,分析了根际土壤微生物的多样性指数和细菌在门分类上的群落结构组成。【结果】负压灌溉下显著提高紫叶生菜的产量和品质,负压灌溉比常规和滴灌处理的产量分别显著提高了68.1%和29.0%,也提高了维生素C、可溶性糖和花青素的含量,减少了硝酸盐含量。与常规灌溉相比负压灌溉显著提高了紫叶生菜氮、磷、钾的浓度和含量,分别提高13.0%、14.4%、38.4%和90.2%、92.6%、135.5%。紫叶生菜在负压灌溉下耗水量最少,为9900 cm3,比常规和滴灌处理分别减少了23.8%和23.8%;负压下水分利用效率比常规和滴灌分别显著提高了122.2%和70.5%。同时负压灌溉处理下动态的土壤含水量处于10.3%~11.3%之间,变异范围低于常规和滴灌处理9.2%~11.6%。通过高通量测序紫叶生菜根际土壤微生物群落发现,负压灌溉处理下微生物多样性指数最高,表现为OTU、Chao1和Shannon指标的数值显著高于常规和滴灌处理,其数值分别为1808、2437和8.48,分别比常规灌溉处理显著提高了15.2%、15.7%和3.16%。同时也改变了细菌在门分类水平上组成的相对丰度,在负压灌溉处理下比常规和滴灌处理分别提高了放线菌门(Actinobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes)在细菌门分类上的相对丰度。【结论】本试验证明了负压灌溉系统通过土壤水肥平稳供应机制,实现了紫叶生菜高产优质且高效利用水分的目标。因此,负压灌溉系统相比常规和滴灌,显著提高了紫叶生菜的产量和品质、水分利用效率和根际微生物群落的多样性,为设施农业的可持续性发展提供科学依据。     

不同磷源对作物根际效应影响的研究

本文通过网室盆栽和室内分析相结合的方法,研究了几种P源施入石灰性土壤后对作物根际生物活性性质的影响,结果表明:对于不同P源处理,小麦生长过程中根际、非根际微生物种群的数量及根际效应(R/B)有显著差异,其大小顺序为:K2HPO4>CaMg-P>SSP>FA>CK。微生物数量在生育后期达到高峰。作物根际磷酸酶活性随生育期的进展逐步增强。不同P源处理影响下的土壤磷酸酶活性有一定的差异,总体顺序为:FA>SSP >K2HPO4> CaMg-P>CK。土壤碱性磷酸酶活性显著地高于中性磷酸酶活性。     

微咸水灌溉对华北平原冬小麦根际微生物的影响

针对我国华北平原淡水资源短缺这一现状,合理利用其地下微咸水进行农业灌溉是缓解水资源供需矛盾的有效途径。持续5年的田间定位试验,开展微咸水灌溉对冬小麦根际微生物影响的研究,试验共设置5个试验处理:雨养(NI)、淡水和微咸水交替灌溉(FS)、淡水灌溉(FF)、微咸水灌溉(SS)、微咸水和淡水交替灌溉(SF)。研究结果表明:FS和SS处理导致土壤表层(0～10 cm)EC值显著增加29.9%～52.4%,并且SS处理对冬小麦造成了盐胁迫。但微咸水灌溉(FS、SS、SF)较FF处理未对根际微生物Alpha多样性和群落结构造成显著影响,仅SS处理显著增加了部分属生物标记物如噬冷菌属(Algoriphagus)和有害菌壳球孢属(Macrophomina)等的相对丰度。较雨养而言,灌溉处理(FS、SS、FF、SF)导致表层土壤含水量(SWC)和pH分别增加42.4%～56.2%和3%～5.2%;硝态氮(NO^3--N)和铵态氮(NH4+-N)含量分别减少52.7%～65.2%和27.5%～43.2%。SWC值是影响根际细菌多样性的主要因子,因此,灌溉处理显著增加了根际细菌Alpha多样性;但未对真菌多样性造成显著影响。同时,根际微生物群落结构均受土壤pH值和NO^3--N含量影响,因此灌溉处理和NI处理群落结构存在差异,显著增加了纤维弧菌属(Cellvibrio)和有益菌角菌根菌属(Ceratobasidium)等属生物标记物的相对丰度。以上研究表明,长期使用3 g·L-1微咸水灌溉未对根际微生物多样性及群落结构造成显著影响,但是会改变部分属生物标记物相对丰度。这些研究结果为华北平原冬小麦微咸水灌溉的推广应用提供科学依据和理论基础。     

微喷灌结合滴灌对温室高温环境和作物生长生理特性的影响

微喷灌结合滴灌是指在作物根区滴灌的基础上对作物冠层进行微喷灌来改善作物生长环境的一种灌水方式。为了探明微喷灌结合滴灌（micro-sprinkler irrigation combined with drip irrigation,MSDI）和地表滴灌（surface drip irrigation,SDI）2种灌水方式下温室高温环境及作物生长生理特性的差异及响应规律,该研究以黄瓜为试验对象,于2017年2－6月开展了2种灌水方式下温室环境及黄瓜生长生理特性的观测试验。结果表明：在改变温室环境方面,MSDI灌水方式较SDI可增加温室内相对湿度,降低气温,同时降低叶片温度约4℃;在作物生长生理特性方面,采用MSDI可增加黄瓜株高与茎粗,降低作物茎流速率,促进黄瓜生长;2种灌水方式下黄瓜最大光合效率几乎一致,分别为0.74和0.77,但日平均实际光合效率差异明显,分别为0.57和0.47,MSDI灌水方式下黄瓜叶片日平均气孔导度和光合速率比SDI方式分别高182.8%和92.4%。该研究成果对于合理调控温室高温环境、提高温室作物产量具有重要的指导意义。     

灌水量对有机基质栽培黄瓜生长及氮素利用的影响

为提高有机基质栽培水分精细化管理水平,采用醋糟基质为黄瓜栽培基质,以‘碧玉2号’黄瓜为材料,在控制灌水量(T)分别为基质最大质量含水率的40%≤T1<55%、55%≤T2<70%、70%≤T3<85%和85%≤T4<100%的条件下,研究了不同灌溉水平处理对黄瓜植株生长、干物质积累、光合作用能力、产量、水分及氮素生产率的影响。结果表明:随着灌水量的增加黄瓜产量增加但水分利用效率下降,T4灌溉处理产量最高但其水分利用效率最低,T1处理水分利用效率最高但其产量最小;T2,T3和T4处理间叶片氮质量分数差异不显著,根系氮素质量分数间差异也不显著,T1处理果实氮素质量分数显著高于其他处理,而茎、叶氮素质量分数又显著低于其他处理,不同灌溉水平处理对有机基质栽培黄瓜氮素产量生产效率影响不显著。该文研究结果可为有机基质栽培的水分精确化管理提供技术支持和依据。     

根系分区交替灌溉对苹果根系活力、树干液流和果实的影响

为了实现节水增效并不断改进苹果灌溉方式,在太行山片麻岩山区山地果园,以长富2号苹果为试材,通过3/4、1/2、1/4根系体积交替灌溉、1/2根系体积固定灌溉、常规畦灌和全根系干旱6个处理,研究了不同灌溉方式对苹果根系活力、树干液流和果实产量、品质的影响。结果表明,根系分区交替灌溉的灌溉区根系活力在各时期均高于常规畦灌,3/4交替灌溉的平均根系活力最高,与1/2交替灌溉和常规畦灌无显著差异;树干液流通量随灌溉体积的减少逐渐降低,1/2根系体积为保证液流的最小灌溉体积;1/2交替灌溉的产量比常规畦灌降低了7.10%,与3/4交替灌溉无显著差异,但糖酸比却最高。综上表明1/2根系分区交替灌溉可以作为片麻岩山地果园的有效节水灌溉方式。     

覆膜滴灌对日光温室甜瓜土壤环境及产量的影响

为探明不同覆膜滴灌条件下,大棚甜瓜土壤水、热等环境因素变化对脲酶及甜瓜产量的影响,该文采用正交试验设计,研究了日光温室内不同覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)以及3种因素的交互作用下的土壤水、热、p H值等的变化,以及对甜瓜土壤脲酶活性及甜瓜产量的影响。结果发现,半膜覆盖、80%田间持水量的灌水下限、1管2行滴灌毛管密度等的甜瓜根区土壤水分分布均匀、土壤温度较高、p H值较低,可显著提高土壤脲酶活性;60%田间持水量下限处理脲酶活性在果实膨大期和成熟期高,70%田间持水量下限处理在苗期高,80%田间持水量下限处理在各个生育阶段都最高;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合和半膜覆盖、3管4行和70%田间持水量下限组合的甜瓜产量分别为34.46、31.27 t/hm2,显著高于全膜覆盖、1管1行和80%田间持水量下限组合的28.02 t/hm2;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合甜瓜的可溶性糖和可溶性固形物含量高,有机酸含量低。在陕西关中地区的日光温室栽培甜瓜,建议采取半膜覆盖,1管2行的滴灌管密度,灌水量下限分别为苗期70%、开花坐果期80%、果实膨大期80%和成熟期60%田间持水量。     

小管出流亏缺灌溉对设施延后栽培葡萄产量与品质的影响

为揭示小管出流不同生育期亏缺灌溉对设施延后栽培葡萄耗水规律、产量与品质的影响,在张掖市灌溉试验站开展了设施延后栽培葡萄小管出流灌溉试验,分析了不同生育期亏水对延后栽培葡萄耗水规律、产量、水分利用效率、外观和营养品质的影响效果。结果表明,果实膨大期延后栽培葡萄耗水模系数占到50%以上,该阶段亏水减产幅度达32.53%;着色成熟期亏水可提高葡萄总糖含量、减小可滴定酸含量,葡萄营养品质总体最优;而果实膨大期亏水则导致葡萄果粒质量减小、酸涩度加重、花青苷含量降低。表明设施延后栽培葡萄产量与品质对各生育期亏水的敏感性不同,深入研究其规律对实现葡萄节水调质具有重要意义。     

塑料大棚番茄栽培不同渗灌量对耕层土壤性质的影响

该文通过连续两年大棚栽培番茄的小区渗灌试验，分析比较了灌水控制下限对耕层(0～30 cm)土壤盐分积累及其离子组成、酸化等性状的影响。试验结果表明，渗灌灌水技术是防止棚内土壤退化的重要因素，灌水控制下限土壤水分吸力值越小，灌溉定额越大，耕层土壤的盐分积累越严重、pH下降幅度也越大。从土壤盐分积累、酸度变化以及作物产量、灌水次数及灌水总量等方面评价，大棚渗灌栽培番茄，当渗灌管埋深为30 cm时，将灌水控制下限土壤水吸力值选定在16～25 kPa范围内是适宜的。     

再生水灌溉对土壤斥水性的影响

深入探求再生水灌溉条件下不同土壤中水分和溶质的分布及斥水性变化规律,能为再生水灌溉条件下土壤斥水性产生原因及其影响因素的研究提供一定的参考。选用砂土、砂姜黑土、塿土和盐碱土进行土柱再生水灌溉试验,取样测定不同灌水量条件下剖面土壤的潜在斥水性、含水率、Cl-、有机质(organicmatter,OM)含量及电导率(electrical conductivity,EC)等。结果表明:再生水灌溉后,塿土及盐碱土分别出现0～2,1～3级斥水性,砂土及砂姜黑土为0级斥水性,4种土表层表现出较强的斥水性。土壤斥水性随再生水灌水量和灌溉时间的增加而显著增强,并且灌水量越大,斥水性差异性越显著。4种土有机质含量OM与土壤斥水持续时间变化值TR呈正相关关系,Cl-含量、EC值与土壤斥水持续时间变化值TR呈负相关关系。相比较其他3种土而言,砂土更适合再生水灌溉。     

膜上灌水技术的生态环境效应研究

该文依据膜上灌水技术室内外试验数据,分析探讨了膜上灌水对作物生长要素中土壤水、肥、气、热环境的影响。研究结果表明：膜上灌水技术与传统的沟畦灌相比,地膜覆盖灌水法在减少地面蒸发,实现节水的同时,可调节土壤温度,减少灌溉水的深层渗漏和保持土壤肥力,提高了水分利用率,增加作物产量。膜上灌水不仅节约用水,同时也为作物的生长发育创造了适宜的根部生态环境。     

设计流量和土壤质地对微孔陶瓷灌水器入渗特性的影响

为探明微孔陶瓷灌水器土壤中入渗流量变化的原因,明确微孔陶瓷灌水器的出流原理,该研究基于土桶模拟试验,研究3种设计流量(0.72、1.87和4.40 L/h)的微孔陶瓷灌水器下2种土壤(黄绵土、塿土)的渗流特性。结果表明,使用不同灌水器灌溉后,短时间内入渗流量均迅速减小,而后缓慢减小趋于稳定。设计流量与土壤质地均影响灌水器的出流。灌水器周围土壤水势的变化是造成入渗流量变化的直接原因,土壤含水率的变化是入渗流量变化的根本原因。在没有淹没出流的情况下,土壤含水率越高,入渗流量越小。设计流量为1.87 L/h灌水器应用于塿土中,当土壤含水率由13%增大至40%时,入渗流量由1.4 L/h下降至0.3 L/h左右。灌水器周围土壤含水率对入渗流量具有反馈调节作用。采用微孔陶瓷灌水器作为灌溉系统的核心部件,在内部水头适宜(微压或零压)的情况下,通过灌水器入渗流量与土壤含水率的耦合作用,可实现土壤水分的自动调控,达到主动灌溉的目的。该文可为微孔陶瓷灌水器的推广应用提供参考。