长期中度干旱下3种苹果砧木水分利用效率评价

为评价干旱胁迫下不同苹果砧木的水分利用效率和探究产生差异的生理机制,本试验以平邑甜茶为基砧,选取‘13#30’‘M9’和‘10-1’3种苹果砧木为接穗进行芽接。采用盆栽控水法,设置正常供水和中度干旱胁迫2种水分处理,处理时间为60 d。测定了3种苹果砧木在干旱胁迫下的瞬时水分利用效率(WUE_i)和长期水分利用效率(WUE_L)以及相关形态生理指标,并对上述指标进行了相关性分析。结果表明：干旱胁迫后,‘M9’的WUE_i显著提高,‘13#30’和‘10-1’的WUE_i分别显著降低和无显著差异。WUE_L从大到小排序为：M9>13#30>10-1。同时,WUE_i与类胡萝卜素含量和可溶性蛋白含量呈显著正相关(P≤0.05);WUE_L与根冠比、CAT活性和脯氨酸含量呈显著正相关,与P_n呈显著负相关,且与T_r呈极显著负相关(P≤0.01)。本研究对高WUE的苹果砧木品种的选育及推广利用具有重要的...     

不同生态类型春小麦品种的水分敏感性研究

在旱作条件下对不同生态类型春小麦品种在拔节孕穗期补充灌水 4 0 mm和 1 2 0 m m,研究了不同品种的光合速率、生物学产量、籽粒产量 ,分析了不同品种的水分敏感性。结果表明 ,水地品种高原 6 0 2、甘麦 6 30、7931对水分敏感 ,水旱兼用品种 8347、80 - 1 4 2 1中等敏感 ,旱地品种 98SN1 4 6对水分不敏感 ;敏感性品种补灌 4 0 mm后干物质水分利用效率、籽粒水分利用效率都明显高于补灌 1 2 0 mm和不补灌的处理 ;中等敏感品种不补灌处理的干物质水分利用效率、籽粒水分利用效率高于补灌处理 ;不敏感品种补灌与不补灌处理的干物质水分利用效率差异不大 ,而籽粒水分利用效率不补灌处理高于补灌处理     

不同生育期干旱胁迫对双季稻产量及水分利用效率的影响

通过盆栽试验,研究了不同生育期干旱对双季稻产量及其水分利用效率的影响,结果表明:所有干旱处理的产量均低于CK,各生育阶段的双季稻产量均随着土壤干旱的加剧而下降严重,而蒸发蒸腾量反之。双季超级稻产量和水分利用效率受干旱影响敏感程度排序表现出相同的变化趋势,早稻:拔节孕穗期有效分蘖期抽穗开花期无效分蘖期乳熟期,晚稻:拔节孕穗期抽穗开花期有效分蘖期乳熟期无效分蘖期。     

不同生育期干旱胁迫对双季稻产量及水分利用效率的影响

通过盆栽试验,研究了不同生育期干旱对双季稻产量及其水分利用效率的影响,结果表明:所有干旱处理的产量均低于CK,各生育阶段的双季稻产量均随着土壤干旱的加剧而下降严重,而蒸发蒸腾量反之。双季超级稻产量和水分利用效率受干旱影响敏感程度排序表现出相同的变化趋势,早稻:拔节孕穗期>有效分蘖期>抽穗开花期>无效分蘖期>乳熟期,晚稻:拔节孕穗期>抽穗开花期>有效分蘖期>乳熟期>无效分蘖期。     

干旱胁迫对滴灌冬小麦产量形成及水分利用效率的影响

[目的]明确新疆南部极端干旱区滴灌小麦目前灌量是否合理及灌水量阈值.通过分析新疆南部极端干旱区滴灌小麦在水分利用方面的现状,为进一步解析滴灌冬小麦产量提升及节水灌溉的关键要素和限制因子提供研究基础.[方法]设计四种减量灌溉模式(总灌量分别为3 376、3 000、2 625和2 250 m3/hm2).以常规灌量为对照(总灌量为3 750 m3/hm2).监测冬小麦产量及水分利用效率.[结果]D4处理(灌量2250 m3/hm2)到D3处理(灌量2 625 m3/hm2)产量逐步增加,D3处理产量最高为9 450.kg/hm2,随灌溉量的增加,产量逐步降低.[结论]D4(灌溉量2 250 m3/hm2)到D2处理(灌溉量3 000 m3/hm2)水分利用效率逐步增加,而后波动性下降.说明灌溉量超出其阈值,水分利用效率随灌溉量的增加反而减少.     

不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

采用防雨棚下池栽试验,研究了不同肥力下冬小麦生育后期水分亏缺对冬小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明,冬小麦干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量均随土壤肥力和含水量的提高而呈增加的趋势,且与全生育期充分灌溉相比,各干旱胁迫处理的干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量的降幅均随土壤肥力的提高而减小,其中土壤水分含...     

干旱对冬小麦旗叶光合参数、产量和水分利用效率的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性冬小麦旗叶光合特性、产量和水分利用效率的影响,2013-2015年,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱处理(W1处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、花后干旱处理(W2处理,拔节期-孕穗期0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的70％±5％,花后0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、拔节后适墒处理(W3处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的75％±5％)3个水分处理,分析上午(6:00-12:00)、下午(12:00-18:00)及白天(6:00-18:00)冬小麦旗叶光合参数的均值、籽粒产量和水分利用效率.结果表明,与W3处理相比,W1、W2处理降低了旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的均值,且下午的降幅大于上午,灌浆中期的降幅大于灌浆前期.与YZ4110相比,在相同土壤水分条件下JM47旗叶Pn均值在灌浆前期下午及灌浆中期上午、下午、白天都显著高于YZ4110;旗叶Gs均值表现为在W3处理下灌浆前期下午、白天及2013-2014生长季灌浆中期白天显著高于YZ4110;在灌浆中期旗叶Tr均值表现为在W3、W2、W1处理的上午、下午、白天显著高于YZ4110;旗叶Ci均值表现为在W2处理下灌浆前期上午显著低于YZ4110.与W3处理相比,W1处理下JM47、YZ4110的产量分别降低了12.5％、24.2％,水分利用效率分别提高了23.3％、18.2％,W2处理下水分利用效率分别提高了13.2％、13.7％,而产量仅YZ4110显著降低了9.4％.除瞬时水分利用效率(IWUE)和灌浆中期胞间二氧化碳浓度外,旗叶光合参数与籽粒产量呈正相关,与水分利用效率呈负相关,且相关系数的绝对值总体表现为下午大于上午、灌浆中期大于灌浆前期.总体看出,种植强抗旱性冬小麦品种有利于改善旗叶光合特性,特别是下午时段和灌浆中期的旗叶光合特性,从而提高冬小麦产量.     

干旱胁迫对不同冬小麦品种水分利用效率及产量性状的影响

为了研究干旱胁迫对冬小麦主要性状的影响及其机理,选用12个抗旱性不同的冬小麦品种,在干旱胁迫和自然降雨2种环境条件下,研究干旱胁迫对其水分利用效率(WUE)及产量性状的影响。结果表明,干旱胁迫导致株高降低6.9%～25.6%,产量下降2.4%～56.2%,WUE增加17.0%～84.9%,穗粒数减少0.4%～17.1%,有效穗数下降2.4%～34.1%,穗长缩短0.21%～11.8%,各性状对干旱敏感程度都存在明显的品种间差异。产量下降幅度随品种抗旱性的增强而逐渐减弱,WUE增加幅度随品种抗旱性的增强而增加。WUE及产量性状的相关分析表明,干旱胁迫条件下,有效穗数、株高、WUE可作为判定某一品种抗旱性的间接依据,即成穗数多、籽粒饱满、株高稳定性好、水分利用效率高的小麦品种抗旱性好,从而获得较高的产量。     

苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响

 【目的】揭示苗期不同程度水分胁迫后复水对花生光合特性和水分利用效率的影响,以期为花生节水高产栽培提供理论依据。【方法】采用防雨棚池栽法,对比分析花生苗期不同程度的干旱及复水处理下花生光合速率、耗水量、产量和水分利用效率等相关指标的变化。【结果】花生苗期干旱,光合速率与蒸腾速率降低,干旱持续时间越长降低越明显,复水后光合速率和蒸腾速率均能较快恢复,产生一定的补偿效应;同时苗期干旱导致花生耗水量减少,且干旱程度越重耗水量越小;但水分利用效率并不随耗水量的减少而降低,干旱5 d处理产量水平的水分利用效率最高,对照次之,干旱15 d处理的最低。【结论】苗期适度干旱可减少花生的耗水量,提高产量水平的水分利用效率。     

土壤干旱对小麦幼苗光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用盆栽试验对土壤干旱下不同品种冬小麦幼苗光合、蒸腾速率和水分利用效率进行了研究。结果表明,各品种幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随土壤水分的减少而呈降低趋势,叶片水分利用效率呈增加趋势。统计分析表明,冬小麦幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率(WUE)与土壤水分之间均存在显著线性关系,说明土壤干旱对不同品种冬小麦幼苗光合速率、蒸腾速率和水分利用效率具有重要影响。     

水分利用效率与草坪草抗旱性研究进展

加强草坪抗旱性及水分利用效率的理论和应用研究,培育节水草坪新品种,是解决草坪生产和应用所面临水资源短缺的关键.根据近年来该领域研究现状,对国内外草坪草的抗旱形态、抗旱生理及草坪草的水分利用效率等研究进行了系统综述,并对草坪草的抗旱性及水分利用效率的研究前景提出了具体的方向.     

作物抗旱节水研究进展

发掘利用抗旱节水基因资源，提高作物的抗旱性和水分利用效率，发展生物节水农业，对于缓解水资源危机，保障国家的粮食安全、生态安全和社会可持续发展具有重要意义。本文综述了作物抗旱节水的基础理论、鉴定评价技术、基因资源发掘与品种选育等方面的研究现状和问题，并探讨了作物抗旱节水研究的发展趋势。     

基于Meta-Analysis方法分析滴灌对玉米水分利用效率及产量的影响

为探究灌溉方式、灌溉水平和品种对玉米水分利用效率及产量的定量影响,基于中国知网及Web of Science,以“玉米”、“滴灌”、“水分利用效率/产量”等为主题检索词,检索到2000-01-01—2020-12-31发表的110篇文献,并根据已定筛选标准,最终纳入21篇文献的94组相关数据进行Meta-Analysis。结果表明：1）以灌溉量为40%～60%的作物需水量（ETc）为对照,与60%～80%、100%～120%和120%～140%的ETc相比,灌溉量为80%～100%ETc时,玉米水分利用效率的效应值最高,标准均值差SMD=2.83(P<0.05),产量的效应值也较高,SMD=1.70(P>0.05);2）灌溉量在80%～100%ETc的水平下,以滴灌为对照,畦灌、沟灌和漫灌的玉米水分利用效率的合并效应值SMD=-4.55(P<0.05),产量的合并效应值SMD=-1.34(P<0.05);3）灌溉量在80%～100%ETc的水平下,以‘郑单958’为对照,与‘西蒙6号’、‘沈单10号’、‘秋乐126’和‘农华101’相比,种植‘京科958’的玉米...     

基于SIRMOD模型的不同耕作栽培方式的水分利用效率评价

利用SIRMOD模型对传统耕作(CONV)、垄作(FRB)、垄作固定道(PRB)、平作固定道(ZT)4种栽培方式下春小麦的水分利用效率进行了评价.结果表明:苗期计划层较浅,需要快速灌溉,PRB模拟灌水速度为3.83m3/s,CONV、FRB、ZT分别比PRB高出42.0%3、1.6%3、5.0%,渠系难以满足其要求,因此发生了深层渗漏,但以PRB渗漏量最少;在第2次灌水中,除PRB外其它3个处理均不能达到模拟灌水要求,均再次发生渗漏;以后几次灌水中再未发生深层渗漏,但灌水均匀度、入渗深度沟灌的都要比平作灌溉的好.PRB与其它3个处理相比,灌水速度要求低,发生的渗漏最少,用水量最少,保水能力强,水分生产效率最高(13.49 kg/mm.hm2).     

基于组合赋权-正态云模型的安徽省农业灌溉用水效率评价

我国水资源紧缺形势严峻,农业用水总量占全国用水总量比重较大,因而开展农业灌溉用水效率评价以帮助提高区域农业水资源利用率是当务之急。本文首先构建安徽省农业灌溉用水效率评价体系,然后分别采用基于遗传算法改进的层次分析法和熵权法计算确定指标主观和客观权重。为提高权重及综合评价结果的科学性和准确性,引入理想点法对主、客观权重进行融合计算,求出指标最优综合权重。最后,将其与通过正态云模型计算得到的指标云隶属度相结合,确定安徽省2010—2017年不同年份的农业用水效益综合评价等级及对应参数。结果表明：评价结果与实际情况吻合度较高,组合赋权-正态云模型在农业用水效率评价领域的适用性较强,该模型可为类似评价工程提供理论和实践参考,具有一定的指示意义。     

基于Biome-BGC模型的千烟洲森林水分利用效率研究

目的为了探究全球气候变化背景下森林生态系统水分利用效率的影响因子及其对气候变化的响应。方法本文利用经PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型,对千烟洲森林生态系统2000—2014（CK）年以及不同气候情景变化模式下的水分利用效率及其影响因子进行了探究。结果（1）千烟洲的年均温和最大叶面积指数同水分利用效率呈显著正相关关系（P < 0.01）,降水同水分利用效率间的相关性不显著（P > 0.05）。（2）千烟洲不同情景模式水分利用效率的取值区间是2.09 ~ 3.71 g/kg、均值2.90 g/kg。（3）同CK（2.18 ~ 2.57 g/kg、均值2.38 g/kg）相比,千烟洲各情景模式下大气CO₂浓度增加情景（2.38 ~ 3.41 g/kg、均值2.90 g/kg）、降水和大气CO₂浓度同时增加情景（2.38 ~ 3.33 g/kg、均值2.86 g/kg）、气温和大气CO₂浓度同时增加情景（2.58 ~ 3.71 g/kg、均值3.15 g/kg）、降水和气温同时增加（2.30 ~ 2.84 g/kg、均值2.57 g/kg）及降水、气温和大气CO₂浓度同时增加情景（2.70 ~ 3.60 g/kg、均值3.15 g/kg）的水分利用效率差异显著。但是,降水增加情景（2.09 ~ 2.68 g/kg、均值2.39 g/kg）和气温增加情景（2.13 ~ 2.81 g/kg、均值2.47 g/kg）对水分利用效率的影响不显著。（4）降水和大气CO₂浓度同时增加情景与大气CO₂浓度增加情景的水分利用效率差异不显著,气温和大气CO₂浓度同时增加情景与大气CO₂浓度增加情景的水分利用效率差异显著。结论（1）千烟洲森林生态系统的水分利用效率受到气温和叶面积指数的影响,情景分析表明水分利用效率能很好的对气候变化做出响应。（2）降水、气温和大气CO₂浓度对水分利用效率的影响存在耦合效应。（3）增温对水分利用效率的影响要大于降水。      

等高反坡阶措施下玉米水分利用效率对坡耕地土壤水分变化的响应

【目的】探明坡耕地等高反坡阶措施下作物水分利用效率对土壤水分变化的响应,为云南坡耕地作物种植提供科学依据。【方法】以玉米为供试材料,在2019－2020年进行大田试验,设置等高反坡阶措施（2个不同坡度布设等高反坡阶的坡耕地样地）与原状坡耕地无处理（1个未扰动的对照样地）两种处理方式,通过野外定位监测方法,分别在玉米播种前及拔节期、抽雄期、吐丝期、灌浆期和成熟期,使用时域反射仪（TDR-300）在坡上、坡中、坡下3个坡位随机选点测定0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土层的土壤体积含水率,并分析作物群体光合势（LAD）、叶片瞬时水分利用效率(LWUE)的相关响应。【结果】等高反坡阶措施下玉米群体光合势（LAD）高于对照样地,其中以坡中促进效果最为显著,平均增幅为19.3%,且在生长后期保持相对较高的LAD并持续较长时间;等高反坡阶样地玉米蒸腾速率（T_r）与对照样地无显著差异,但净光合速率（P_n）、叶片瞬时水分利用效率（LWUE）均高于原状坡耕地样地;等高反坡阶样地土壤水分表现为坡中＞坡下＞坡上,布设该措施后土壤水分增高,平均增幅为24.4%,同时提高了土壤水分有效性以及中效水和易效水的占比(90%);LWUE与P_n、LAD呈极显著正相关（P<0.01）,与土壤体积含水率呈显著正相关（P<0.05）。通径分析表明,P_n和土壤体积含水率对玉米LWUE起主导作用,等高反坡阶措施可以提高P_n和土壤水分,进而获得较高的LWUE。【结论】布设等高反坡阶措施可以提高坡耕地土壤水分,使玉米叶片维持较高的光合作用并保持最佳的生理状态,可以提高作物叶片瞬时水分利用效率并促进玉米生长发育,进而为玉米干物质生产奠定生理基础。     

Resource use efficiency,ecological intensification and sustainability of intercropping systems

The rapidly growing demand for food, feed and fuel requires further improvements of land and water management, crop productivity and resource-use efficiencies.Combined field experimentation and crop growth modelling during the past five decades made a great leap forward in the understanding of factors that determine actual and potential yields of monocrops.The research field of production ecology developed concepts to integrate biological and biophysical processes with the aim to explore crop growth potential in contrasting environments.To understand the potential of more complex systems(multi-cropping and intercropping) we need an agro-ecosystem approach that integrates knowledge derived from various disciplines: agronomy, crop physiology, crop ecology, and environmental sciences(soil, water and climate).Adaptation of cropping systems to climate change and a better tolerance to biotic and abiotic stresses by genetic improvement and by managing diverse cropping systems in a sustainable way will be of key importance in food security.To accelerate sustainable intensification of agricultural production, it is required to develop intercropping systems that are highly productive and stable under conditions with abiotic constraints(water, nutrients and weather).Strategies to achieve sustainable intensification include developing tools to evaluate crop growth potential under more extreme climatic conditions and introducing new crops and cropping systems that are more productive and robust under conditions with abiotic stress.This paper presents some examples of sustainable intensification management of intercropping systems that proved to be tolerant to extreme climate conditions.