滴灌小麦根系生理特性及其空间分布变化研究

通过管栽滴灌根区水分控制试验,研究不同水分对春小麦根系生理特性、垂直分布变化及其产量构成等的影响。结果表明,孕穗-灌浆初期是滴灌春小麦根系生长的关键时期,此期根系的总根重（RDW）和总根长（RL）、根系总吸收面积（TRAA）、活跃吸收面积（ARAA）和根系活力（RA）达最大值,土壤水分过低根系过氧化物酶（POD）活性降低,脯氨酸（Pro）含量虽有所增加。适宜水分（70-75％θf）处理能有效促进根系生长及生理功能提高,产量最高。     

加工番茄膜下滴灌根系分布规律的研究

研究了根区水分变化对加工番茄根系分布及产量、水分利用效率的影响.结果表明:滴灌条件下,加工番茄根系干物质主要分布在0～30 cm土层内;不同水分处理对根系干物重和根长密度的垂直分布有着显著影响.其中,调亏灌溉处理在60 cm以下土壤根系分布相对较高,且显著高于其它两个处理;根系水平分布的集中区域随土壤含水量的升高逐渐远离滴灌带,适水灌溉和充分灌溉处理根量水平分布无显著差异,但均显著高于调亏处理;研究也表明,灌前0～60 cm土层土壤含水量,以开花初期根区水分保持在60;～65;、开花座果期以75;～80;、结果期保持80;～85;,结果后期又降至60;～65;的田间持水量,根系发育健壮,单株结果数较多,根冠比较高,产量和水分利用效率最高.通过滴灌自动控制根区水分,用根钻法结合DT-SCAN图像分析技术来研究大田加工番茄根系分布规律是一种可靠的方法.     

不同供氮水平下滴灌春小麦根系生理特性的变化

为探明滴灌春小麦根系生理特征对氮肥的响应及其与产量、氮肥利用间的关系,从而为滴灌小麦高产高效栽培提供理论依据,采用大田试验,研究了5个施纯氮N1(300 kg/hm²)、N2(275 kg/hm²)、N3(250 kg/hm²)、N4(225 kg/hm²),N5(0 kg/hm²,对照)水平下小麦根系生理特性的差异及其与产量的关系。结果表明,不同供氮水平下新春31号N2处理(275 kg/hm²),新春6号N3处理(250 kg/hm²)根系生理特性表现最佳,且新春6号根系生理特征表现较好,其开花期根系POD活性、GS活性、NS活性和拔节期根系活力比新春31号分别提高了0.22%、6.15%、16.12%、8.08%,而新春31号开花期根系MDA含量较新春6号提高了6.94%。新春31号施氮量(275 kg/hm²)和新春6号施氮量(250 kg/hm²)虽不是最高却在一定程度上获得了较高...     

膜下滴灌棉花根系分布特性试验研究

以膜下滴灌条件下棉花根系为对象,通过根钻取样的方法,探索棉花根系的分布规律,研究了膜下滴灌条件下棉花根系的分布特性。结果表明:棉花根系主要分布在0~40 cm的土层中;随着深度及水平距离的增加,在棉花的各生育期其根重密度及所占总根量的百分数逐渐减少,并在棉花的各生育期,其根量所占总根量的百分数与水平距离及垂直距离呈负指数关系,根重密度在垂直方向上与深度也呈负指数关系。     

滴灌条件下梨枣根系分布特征研究

采用分层分段挖掘法研究滴灌和自然条件下梨枣根系的空间分布状况。结果表明,2种条件下梨枣的吸收根在水平方向主要分布在0～30cm范围内,而在垂直方向主要分布在0～40cm土层;2种条件下梨枣的输导根在水平方向主要分布在0～30cm范围内,而在垂直方向,自然条件下的输导根主要分布在0～60cm土层,滴灌条件下的输导根主要分布在0～80cm土层。     

地下滴灌对土壤特性及韭菜根系分布的影响

在日光温室内利用地下滴灌栽培韭菜试验,结果表明,由于地下滴灌是通过埋于作物根系活动层的灌水管带定时定量地为作物供水,改变了水分在土壤中的运移方式,与对照相比,地下滴灌耕层土壤有机质含量增加13.71%￣30.08%,土壤容重降低11.2%￣12.4%,耕层土壤孔隙度增加12.2%￣13.9%,给根系创造了良好的生长环境,促进根系向深层土壤生长,10￣15cm、15￣20cm长的根占总根量的比率增加12.5%、2.9%,0￣5cm土层内韭菜根干重占所有土层根干重比率降低30.2%,5￣10cm、10￣15cm、15￣20cm土层内分别增加19.9%、8.5%、1.8%。     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.     

水分胁迫下氮磷营养对小麦根系发育的影响

通过对3个水分水平下施肥对春小麦根系生理特性影响的研究，结果表明：随着水分胁迫程度的加剧，无论施肥与否，小麦根系均表现出体积减小，干物质积累减少，根系长度缩短，根系活跃吸收面积减小，根系活力下降的趋势，尤其在严重水分胁迫下，这种表现就更加突出。施磷可以提高和增大根体积、根干重、根长度、根系活跃吸收面积和根系活力；而在严重水分胁迫条件下施氮可导致根干重和根体积的明显下降，在轻度水分胁迫下施氮对小麦根系的生长发育有明显的促进作用。在水分胁迫条件下，施用肥料，特别是磷肥，可以明显增强作物对干旱缺水环境的适应能力，提高作物的抗旱性。     

砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布

研究砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布情况,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度的建立及红枣施肥管理提供理论依据。以砾土质戈壁土壤为研究对象,对此类土壤滴灌条件下定植3、5和7 a 的红枣根系分布采用改良壕沟法进行观察,了解枣树根系的分布和生长情况。结果表明,砾土戈壁滴灌条件下红枣根系有向肥水生长的特性,大量垂直根系主要分布在20～80 cm土层,以20～60 cm土层较密集,占总根量的65%~80%,水平方向主要分布在0～50 cm土层,其根系数量约占全部根系数量的90%以上,其中0～40 cm土层根系约占全部根系数量的79%以上。可见,砾土质戈壁滴灌条件下3～7 a生的红枣垂直根系主要分布在60 cm土层,水平方向主要分布在0～50 cm土层,施基肥深度应在30～50 cm,施肥槽穴可留在树行中间。     

胡杨树根系空间分布特性

本文对中国干旱内陆荒漠区的幼龄天然胡杨树的根质量密度和根长密度分布进行研究。结果表明:在垂直方向上,根量主要集中于80cm~100cm的土层中,约占总量的38.75%,在100cm土层以下迅速下降,根长密度随土壤深度的变化,呈指数函数分布;在水平方向上,主要分布在距胡杨树干0cm~100cm范围内,且输导根(d>2mm)占质量比重大,约占总量的88.67%,吸收根(d<2mm)占根长比重大,约占总量的92.21%。     

不同灌水量对滴灌春小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同灌水量对小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响,以‘新春19号’为材料,利用田间定位试验研究4个灌水量处理(W0:0 m3/hm2、W1:1 500 m3/hm2、W2:4 500m3/hm2、Wck:对照3 750m3/hm2)于拔节期、抽穗期、开花期及成熟期对小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化及对产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期土壤含水量最低,小麦耗水量最大;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)的最大层,也是根系活动最为旺盛的区域;土壤水分适宜(Wck)时,表层根量增加;水分过多会导致根系生长受抑(W2),促使根系活力下降,根系衰亡提前,影响水分的吸收,最终导致水分利用率最低且产量下降;水分亏缺(W1)虽然在一定程度上促进深层根量的增加,有助于干旱条件下小麦根系利用深层土壤的水分和提高水分利用效率,但却造成较低的产量;土壤水分严重缺乏(W0),根系吸水困难,对表层土壤根系数量的增加不利,也会导致减产。可见,在水资源相对充沛条件下滴灌小麦采用Wck处理更有利于实现节水和高产的统一。     

北疆滴灌春小麦耗水特征及作物系数的确定

为探索滴灌春小麦耗水特征, 2012年设置315、360、405、450、495、540 mm 6个滴灌春小麦水分处理,研究不同处理下春小麦各生育期土壤水分动态变化、耗水量及作物系数。结果表明,滴灌小麦根系主要吸收0~60 cm土层水分,苗期、分蘖期主要消耗0~40 cm土层水分,拔节期后主要消耗0~60 cm土层水分,80~100 cm土层含水率变化不大;水分适宜处理的春小麦生育期耗水量为523.53 mm,各阶段耗水量占全生育期耗水量的12.64%、12.91%、25.36%、33.97%、15.11%,相应的日平均耗水强度分别为3.31、6.15、8.85、11.11、3.60 mm/d,拔节期和抽穗期为小麦需水关键期,尤其在抽穗期对水分最敏感;小麦的作物系数各生育期分别为0.76、0.77、1.11、1.16、0.46,全生育期作物系数为0.87。     

滴灌条件下水氮耦合对春小麦光合特性及产量的影响

以春小麦新春6号为材料,在滴灌技术条件下,研究了3个滴水处理(W1.1500 m3.hm-2,W2.3000m3.hm-2,W3.4500 m3.hm-2)和3个氮肥水平(N1.0,N2.150 kg.hm-2,N3.300 kg.hm-2)对春小麦光合特性及产量的影响。结果表明,不同水氮耦合处理中,滴灌春小麦的Pn、Gs、Ci均比传统畦灌有所提高,叶绿素含量下降较慢。相同水分条件下,随着滴氮量的增加春小麦Pn和叶绿素含量逐渐升高;相同氮肥处理下,其开花期Pn随滴水量的增加而增加,叶绿素含量则减少。其中,处理W2N3、W3N2在生长后期能够维持较高的Pn、Gs和Ci,表现出较高的水肥利用效率,并且其产量效应明显。     

不同滴灌供水对春小麦农艺性状和产量结构的影响

[目的]研究不同滴灌供水条件下春小麦(Triticum aestivum Linn.)农艺性状、产量等指标。[方法]滴灌水量根据实际生产条件设置:高水5 250 m3/hm2、适水3 750 m3/hm2、少水2 250 m3/hm2和亏水750 m3/hm2;灌水次数与灌水定额根据小麦生育期需水特点、湿润层大小和地区气候特征设定,全期共滴灌7水。[结果]春小麦株高直线增长期在拔节中期～扬花期,高秆品种(新春19)此期较长且增长速率较大。滴灌小麦的分蘖高峰期在拔节前后,LAI高峰期均在孕穗～扬花期,主茎绿叶数在孕穗期达最大数目。滴灌供水不足造成个体生育期提前,株高降低,LAI高峰期前移,且最高LAI值降低,个体营养体弱小;过量滴灌造成生育期延迟,群体LAI过高,麦株营养生长过旺,影响穗部发育,影响产量;适量滴灌春小麦个体生长稳健,产量节构优化,产量高。[结论]不同基因型品种对滴灌水量反应有差异,矮秆品种新春22受水分调控较大,故应注意保证适量供水以确保高产。     

滴灌硅肥和氮肥对春小麦品质的影响

[目的]研究滴灌硅肥和氮肥对春小麦品质的影响。[方法]在滴灌种植模式下,研究不同追肥处理对春小麦主要品质、粉质参数、拉升参数的影响。[结果]滴灌氮肥和硅肥处理的面筋指数分别为64.25%和80.65%;粉质指数分别为79和63;拉伸指数分别为349.7和328.7 EU。[结论]与滴灌硅肥相比,适量追施氮肥对春小麦品质的影响更显著。     

滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

滴灌春小麦水分截获量及植株氮素积累与分配特征

【目的】研究“1管6滴灌模式”下,滴灌春小麦水分截获量及不同品种远近行氮素积累与转运特征,分析其对籽粒蛋白质含量的影响。【方法】在“1管6滴灌模式”下,春小麦品种来自新疆、内蒙古、宁夏等不同地区的7个品种(系),研究距滴管带远近不同行(距滴管带最近行记为R1、中间行记为R2、最远行记为R3)在小麦发育关键时期开花期与成熟期植株各部位的氮素积累量。【结果】“1管6滴灌模式”下,小麦生长的重要阶段拔节期-孕穗期与孕穗期-开花期远行R3灌水截获量为59与56 mm,与该时段最大蒸散量62与43 mm相近;小麦品种开花期各器官氮营养指数、开花期与成熟期各器官氮素积累量、转运氮、籽粒蛋白质的行间降低幅度均小于灌水截获量的降低幅度(R2与R3相对于R1依次降低33.6%与60.3%);小麦花前氮素转运率、转运氮对籽粒的贡献率、氮收获指数R2与R3相对于R1依次升高(津强7号花前氮素转运率、转运氮对籽粒的贡献率依次降低);各器官开花期氮素积累量与再转运氮素呈正相关,相关系数为0.811,茎鞘、叶片、穗的再转运氮与对应的开花期氮营养指数呈正相关,相关系数分别为0.403、0.643、0.717,籽粒氮素积累量与再转运氮、花后氮素积累均呈正相关,相关系数分别为0.498与0.737。【结论】“1管6滴灌模式”下,小麦各行作物生长的关键时期不会受到水分胁迫;植株体内营养状况越好,花前氮素转运量越大;籽粒氮素主要来源于花前氮素的转运,“1管6滴灌模式”下,远行R2与R3的花前氮素转运率、转运氮对籽粒的贡献率、氮收获指数相对于R1会升高。     

滴灌条件下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长和产量的影响

[目的]研究滴灌下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长与产量的影响,确定北疆滴灌冬小麦最佳水肥施用量.[方法]供试作物为当地主栽小麦品种新冬8号.采用2因素3水平设计,2因素为灌水量和施氮量,灌水量3个水平分别为2 700、3 600、4 500 m3/hm2,施氮量3个水平分别为150、450、750 kg/hm2;对照为常规畦灌处理,灌水4次,灌水量为3 600 m3/hm2,施肥量为450 kg/hm2.[结果]滴灌和畦灌条件下冬小麦株高变化趋势为返青分蘖期至抽穗期急剧增长,抽穗后株高增长相对缓慢;拔节期水分增加对小麦株高的影响较大;在相同灌水量的情况下,冬小麦株高随着施氮量的增加而增大;在相同施氮量的情况下,滴灌冬小麦株高随着灌水量的增加而增大.滴灌和畦灌条件下,冬小麦叶面积指数（LAI）在生育期内呈正态曲线变化,随着小麦生育期推进LAI呈先升后降的变化趋势,孕穗期LAI最高;在相同灌水量的情况下,随着施氮量的增加,LAI也增大;在相同施氮量的情况下,随着灌水量的增加,LAI随着增大;水肥耦合对小麦产量、穗数、千粒重和质量影响较大,但对穗粒数的影响不显著.[结论]该研究可为大面积推广冬小麦滴灌技术和制定合理的灌溉施肥管理措施提供科学依据.