不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响

在防雨棚隔绝降雨的条件下,通过在棉花的各生育阶段设置不同的干旱处理,分析了不同生育期干旱对棉花生长发育及产量的影响,并对桶栽棉花施加不同程度的水分胁迫,在花铃期测定了棉花的某些生理活动,以揭示光合速率,蒸腾速率,叶片水分利用效率在不同土壤水分条件下的变化规律。     

基于WS和实际耗水量的膜下滴灌

通过田间试验，建立了膜下滴灌棉花CWSI和水汽饱和差VPD的定量关系，确定了棉花各生育阶段CWSI下基线的特定表达形式。对膜下滴灌条件下棉花生长发育、光合动态与根系分布规律以及不同水分处理的耗水量、产量与品质指标进行了观测。对不同水分处理棉花的CWSI进行了定期观测，得到了棉花CWSI与棉花耗水量的关系。     

干旱区分根交替膜下滴灌对棉花生长和水分利用效率的影响

为探讨干旱区农业节水的途径,以棉花为供试作物,采用2种不同的灌水方式,研究了干旱区分根交替膜下滴灌对棉花生长和水分利用效率的影响。结果表明,在大田条件下,交替滴灌与常规滴灌的光合速率相比差异未达到显著水平,棉花株高在交替滴灌处理下均大于常规滴灌处理,而交替滴灌处理下蒸腾速率在整个生育期均低于常规滴灌处理。交替滴灌使棉花根系经受一定程度的水分胁迫锻炼,从而刺激根系的生长发育,因此交替滴灌对棉花根系生长有显著促进作用。相比常规滴灌,交替滴灌抑制了棉花蒸腾速率,即交替滴灌通过减少棵间蒸发和作物蒸腾耗水来提高了棉花的水分利用效率。同等产量水平下与常规滴灌相比,干旱区棉花交替滴灌可节省20.3%的灌水量,节水效果明显。     

水分胁迫对冬小麦冠层结构及光合特性的研究

冬小麦在不同的水分条件下有不同的表现形式,主要利用CI110植物冠层结构分析仪研究在不同时期的水分胁迫条件下,冬小麦的冠层结构形状的变化。研究结果表明:不同时期进行水分胁迫的处理在冠层光分布中有明显的差异,干旱处理和水分胁迫的处理的叶面积指数小于其它处理,消光系数、叶倾角、散射辐射的穿透系数和直接辐射的穿透系数则大于其它处理;随着时间的变化,冬小麦冠层内的光分布参数在不同水分处理间的差异变的越来越小;光合特性也有明显的差异,干旱处理和水分胁迫处理的光合特性明显低于其它处理的水平;不同时期水分胁迫处理对植株叶片的影响主要集中在植株的中部。     

花前干旱复水对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

为了明确冬小麦花前光合特性、产量及水分利用效率对干旱及复水的响应,选用"周麦22"为试验材料,通过移动防雨棚下桶栽控水的方式,在足墒播种、安全越冬基础上为拔节期和抽穗期间施加不同的水分控制条件,考察冬小麦的光合特性、产量和水分利用效率(WUE),探讨作物干旱复水机理,以期为冬小麦抗旱高产稳产提供理论和技术支撑。取得主要结果如下:①净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)变化趋势保持高度一致,皆随着干旱程度的加重以及干旱时间的增加而显著降低。且干旱对不同生育期影响表现为:连续干旱抽穗期拔节期。在复水后,只有单阶段轻旱处理可以恢复到正常水平,其中抽穗期恢复程度最高。②短期干旱条件下产生非气孔限制因素的干旱程度是重旱,长期干旱条件下则是中旱和重旱。③相比之下短期轻旱减产不显著,且产量随着干旱程度加重和干旱时间增加而显著降低,抽穗期干旱要比拔节期产量高。在经历轻旱和中旱复水后,冬小麦水分利用效率明显提高。综合研究认为,冬小麦花前短期轻旱能够在不显著降低产量的情况下增加水分利用效率,在抽穗期遭受干旱复水后补偿效应更高,同时应避免连续干旱。     

新疆棉花叶片光合与蒸腾特性对膜下滴灌的响应

利用PTM-48光合作用测定仪研究了新疆棉花不同生长期叶片光合、蒸腾特性及其对膜下滴灌的响应机理。结果表明,膜下滴灌条件下不同生长期棉花叶片净光合速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在12:00~16:00之间,生长期间没有出现光合午休现象;而蒸腾速率并非单峰曲线,有波动变化;苗期、蕾期叶片净光合速率及蒸腾速率大于其它生育时期;随着棉花的生长发育,光饱和点和光补偿点均呈先升后降的变化趋势,开花期光饱和点及光补偿点最高;表观量子效率基本呈下降趋势,但在铃期较开花期出现小幅增加;叶片水分利用效率日变化呈现多样化,早晚各出现一个峰值;日平均水分利用效率呈先升后降趋势,蕾期日平均水分利用效率最高;暗呼吸速率在开花期最高,吐絮期最低。     

滴灌对间作枣棉光合特性与水分利用的影响

在南疆沙漠绿洲区对滴灌间作枣棉不同种植和灌水模式下的光合特性进行了研究,并分析了间作枣棉节水条件下的水分利用状况。试验设置9个处理,分别为枣棉间距80 cm(J-1)、100 cm(J-2)、120 cm(J-3)、对照单作枣树(CK-Z)、单作棉花(CK-M)和灌水定额45 mm(G-1)、60 mm(G-2)、75 mm(G-3)、90 mm(G-4)。研究表明,新梢生长期枣树需水量较棉花大,其光合速率和蒸腾速率在滴灌定额较低时(45 mm,G-1处理)显著低于G-2、G-3、G-4、CK-Z 4个处理,而此阶段(棉花蕾期)水分对棉花光合速率和蒸腾速率的影响较小,但过高的灌水量(90 mm)也会使棉花光合速率降低;气孔导度变化与蒸腾速率变化相似,枣树新稍生长期G-2处理显著高于其他处理,低灌水处理G-1分别比G-2、G-3、G-4处理降低了70.85%、64.37%、39.66%。花期后枣树需水量较大,气孔导度以G-4处理最高。棉花蕾期以G-2处理最高,花期后,低灌水定额时(G-1、G-2)气孔导度也较低,铃后期各处理气孔导度显著降低,与花铃期相比分别降低了14.34%、31.83%、54.23%、43.03%、47.71%。枣棉间距对枣树和棉花光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO_2浓度Ci的影响主要在盛花期后,而对蒸腾速率的影响则贯穿整个生育期;不同种植间距下棉花的水分利用效率(WUEyield)由大到小表现为CK-M、J-3、J-2、J-1,不同灌水定额下棉花的WUEyield由大到小表现为CK-M、G-2、G-3、G-2、G-4;不同种植间距下枣树的WUEyield由大到小表现为J-3、CK-Z、J-2、J-1,不同灌水定额下枣树的WUEyield由大到小表现为G-1、G-3、CK-Z、G-2、G-4。采用光合分配计算各生育阶段的水分利用效率(WUEPn)与基于产量的水分利用效率(WUEyield)并不一致;棉花蕾期水分利用效率WUEPn与全生育期水分利用效率WUEyield显著相关,其他2个生育期与之无显著相关关系。     

水分胁迫对不同倍性小麦光合和水分利用影响

在遮雨条件下采用称量法控制土壤水分,利用逐步干旱胁迫和复水条件,连续观测二倍体、四倍体和六倍体3种倍性小麦后的光合速率、蒸腾速率、单叶水分利用效率等的变化。结果表明,不同倍性小麦的光合速率都下降,下降速度为二倍体>四倍体>六倍体;水分胁迫对二倍体的蒸腾速率影响最大,对六倍体的蒸腾速率影响最小;水分胁迫对六倍体小麦的气孔导度影响小于四倍体和二倍体;水分胁迫结束后,3种倍性小麦品种的光合速率和蒸腾速率均能迅速恢复,以六倍体的气孔导度的恢复速率最快。水分胁迫下不同倍性小麦的水分利用效率均下降,以六倍体小麦下降程度最小,复水后3种倍性小麦均能快速恢复到几乎相同的水准。在相同的水分条件下,随着光强的增强,3种倍性小麦光反应动力曲线变化趋势相似,在400～1 200μmol/(m2.s)范围内,二倍体和六倍体小麦二者均显著高于四倍体。     

保护性耕作技术对大豆光合特性、产量及水分利用效率的影响

保护性耕作技术其核心是保持水土,最大限度地保护农业水土资源,提高农作物产量和水分利用效率.针对黑龙江省西部半干旱农区干旱少雨、水土流失严重、水资源短缺的实际情况,在国家"863"农业节水项目试验基地甘南县,对不同保护性耕作技术条件下的大豆光合生理生态特征、产量及水分利用效率进行了试验研究.结果表明:保护性耕作技术能显著提高大豆叶片的净光合速率、产量及水分利用效率,净光合速率与产量、水分利用效率均呈正相关.     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

棉瓜间作条件下水分调控对棉花生育及水分生产效益的影响

以黄淮区种植面积相对较大的棉、瓜间作模式为研究对象,开展了不同生育阶段水分亏缺对棉花的生长发育、产量及水分生产效益的影响研究,确定棉、瓜间作的适宜土壤水分控制指标。结果表明,苗期适度亏水对棉花生育和棉、瓜产量的影响较小,节水效果较明显;蕾期缺水对棉花影响较少,节水效果最明显,但对甜瓜产量影响最大;花铃前期不同程度水分亏缺的成铃数低于其他处理且脱落率较高,棉、瓜减产幅度均较大,为棉、瓜需水关键期;花铃后期缺水仍会导致蕾铃脱落率增加,不利于产量的进一步提高。综合比较各项指标,大田棉、瓜间作高产高效的土壤水分适宜控制下限指标为:苗期土壤含水率不低于田间持水率(FC)50%,蕾期为60%FC～65%FC,花铃前期为75%FC～80%FC,花铃后期为70%FC～75%FC。     

不同灌水量对盆栽棉花产量和品质的影响

在盆栽条件下,以华杂棉H318为试验材料,参照自然蒸发量,设置5个灌溉比例,研究不同灌水量对棉花产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,随灌水量增加,成铃率和单株铃数增加,籽棉产量上升,水分利用效率呈先升后降的趋势。不同灌水量对棉花的纤维品质影响不大,马克隆值随灌水量的增加而降低。综合考虑棉花的产量、品质以及水分利用效率,灌水量80%为最佳的灌水比例。     

灌水量和水质对盆栽棉花出苗率和苗期生长的影响

研究不同矿化度微咸水和再生水在不同灌水量条件下,盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根生长情况,探索微咸水和再生水在棉花灌溉中的应用技术。试验设置灌水量和水质2个试验因素,研究灌水量和水质处理对盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根系生长的影响。结果表明,出苗率、苗期冠层和根系生长随灌水量减少而降低;2~4 g/L微咸水和再生水处理促进出苗,高于4 g/L微咸水抑制出苗;在环境温度较低时,2~4 g/L微咸水和再生水处理促进冠层生长和根系生长;在环境温度较高时,2~6 g/L微咸水处理抑制冠层生长和根系生长,再生水处理促进冠层生长,抑制根系生长。该研究为再生水应用于棉花灌溉提供参考。     

不同矿化度咸水造墒对棉花出苗及幼苗生长的影响

采用坑栽土培试验和桶栽土培试验,研究了不同矿化度咸水造墒对3种土壤质地(粘壤土、壤土和沙壤土)条件下棉花出苗率和幼苗生长的影响。结果表明,矿化度低于3 g/L的微咸水造墒对棉花出苗率及幼苗的生长影响不明显,有时甚至表现为促进作用,但随着造墒水矿化度的进一步增加,棉花的出苗率、出苗时间以及株高、干物质累积等都受到不同程度...     

施氮对中国棉田产量和水分利用效率影响的Meta分析

为系统分析不同气候条件、土壤基础条件和农田管理措施条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,收集了国内外已发表的103篇中英文文献,筛选其中37篇文献,共获得301组产量和127组水分利用效率数据。基于Meta分析方法定量分析了不同生产条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,同时利用偏相关分析找出施氮条件下棉花产量和水分利用效率的主要影响因素。结果表明,以不施氮为对照,施氮能够显著提高棉花的产量和水分利用率。在年均降水量200～500 mm的地区施氮对产量和水分利用率的提高作用最为明显,效应量分别为34.02%和54.15%;施氮对产量和水分利用率的提高作用均随着日照时数的增大而增大。当土壤pH值为6～8时,施氮对棉花产量和水分利用效率的提高作用最为明显,效应量分别为28.52%和24.59%;在不同土壤质地中施氮对产量和水分利用效率的提高作用均表现为在砂土中效应量最大,分别为46.71%和26.29%;随着施肥频次的增加,施氮对棉花产量和水分利用率的提高作用逐渐增大;施氮对产量的提高作用随灌水量的增加而增加,对水分利用率的提高作用随灌水量的增加呈先增加后降低趋势。当施氮量为300～...     

咸水灌溉对覆膜棉花生长与水分利用的影响

为了揭示棉花生长发育对咸水灌溉的响应特征,采用小区对比试验,研究了不同矿化度咸水灌溉对棉花出苗、株高、叶面积、果枝数、地上部干质量等形态指标以及产量构成、耗水量和水分利用率的影响.结果表明,棉花出苗率和成苗率随着灌溉水矿化度的增大而减小,但3 g/L灌水处理与对照间的差异不具有统计学意义,而5,7 g/L处理与对照间差异极具统计学意义.在移栽补全苗情况下,咸水灌溉对棉花形态生长指标产生了一定的抑制效应,灌溉水矿化度愈大,抑制作用愈大;对株高、叶面积和地上部干质量的影响在蕾期最明显,花铃期之后开始逐渐减弱;对果枝数和棉铃生长的影响程度随着棉花生育进程的推进而降低.处理间棉花的耗水量差异不具有统计学意义,籽棉产量和水分利用率的大小顺序,按灌水处理依次为3,1,5,7 g/L,其中7 g/L处理与对照间的差异具有统计学意义.与灌水前初始值相比,试验结束后1,3 g/L灌水处理的0~40 cm土层盐分未增加,5,7 g/L灌水处理则形成了积盐.研究结果可为咸水安全利用提供重要参考.     

石羊河流域农产品虚拟水细分研究

采用Penman公式计算作物需水量,根据作物需水量、作物生育期有效降雨量、农产品单产等计算农产品中含虚拟水、虚拟蓝水和虚拟绿水量,并以石羊河流域为例进行实证研究。通过对比分析石羊河流域不同区域主要农产品中含虚拟水量及组成,从提高绿水利用率角度,提出凉州区应增加水果的种植面积,民勤县应增加棉花的种植面积,古浪县应增加玉米和水果的种植面积,天祝县应增加小麦的种植面积,金川区应增加棉花的种植面积,永昌县应增加玉米和水果的种植面积。虚拟水的细分研究可为区域农业水资源优化配置提供参考。     

咸水灌溉对棉花耗水特性和水分利用效率的影响

采用田间对比试验,连续3 a研究了1、3、5、7 g/L 4个矿化度咸水(记作S1、S2、S3、S4)灌溉对棉田土壤水盐、土壤蒸发、棉花阶段耗水量、籽棉产量和水分利用效率的影响。结果表明,棉花生育期内根系层土壤含水率和电导率有随灌溉水矿化度的增加而增大的趋势,土壤电导率增加尤为明显;年际间,各处理土壤含水率和电导率差异非常大,经过连续3 a灌溉,根系层土壤电导率均未逐年增加。S3和S4处理的平均土壤蒸发强度大于S1处理,S2与S1处理间的差异很小;7 g/L以下咸水灌溉对棉花耗水过程产生了一定影响,但对总耗水量影响并不明显。3 a的平均籽棉产量和水分利用效率由大到小顺序均为:S2、S1、S3、S4,S2比S1处理增产2.43%,水分利用效率增加1.15%,S3和S4比S1处理减产1.67%和8.88%,水分利用效率降低0.25%和7.31%,其中,S2和S3与S1处理间差异不显著,S4处理产量和水分利用效率降低显著。     

咸水灌溉对土壤水热盐变化及棉花产量和品质的影响

为了充分利用咸水资源,采用田间对比试验,研究了1、3、5、7 g/L等4个矿化度咸水(分别用S1、S2、S3、S4表示)灌溉对棉田土壤水热盐变化特征及棉花长势、产量和纤维品质的影响。结果表明,棉花生育期内各处理0~40 cm土层土壤含水率及地下5 cm处土壤温度总体上都随着灌溉水矿化度的增加而增大,但差异不大;处理间土壤电导率差异明显,灌溉水矿化度愈高,土壤电导率愈大,棉花生育期结束后,降雨对各处理盐分的淋洗率介于29.40%~40.40%。土壤水分和盐分剖面分布受制于土壤质地、降雨和棉花蒸发蒸腾耗水;干旱时期,土壤干燥,盐分表聚,湿润时期与之相反。棉花成苗率、株高、单株最大叶面积和霜前花率均随着灌溉水矿化度的增加而降低,籽棉产量从大到小依次为S2、S1、S3和S4,其中,S4与S1处理间的差异达显著水平。咸水灌溉通过改变马克隆值对纤维品质产生了负面影响,尤其是S4处理。研究结果可为丰富棉花咸水灌溉技术体系提供理论支撑。     

水氮盐调控对膜下滴灌棉花产量的影响及耦合模型

为探讨水、盐、氮三因素对棉花生长的耦合效应及最优水肥制度,分别设置了4种灌溉定额(1 575,2 100,2 625,3 150 m³/hm²)、4种施氮量(0,150,300,450 kg/hm²)和4种土壤盐分(非盐化土、轻度、中度和重度盐化土),通过盆栽试验,研究了水、氮、盐对膜下滴灌棉花产量的影响.结果表明：灌溉定额、施氮量和土壤盐分与棉花产量之间符合回归模型,模型对水氮盐的耦合效果较好;单因素对棉花产量影响按因素排序由大到小为灌水量,土壤含盐量,施氮量;耦合作用的影响按因素排序由大到小为盐氮,水氮,水盐;水氮施加量对棉花产量的影响均存在阈值,低于此阈值,棉花增产效果较为明显;中、重度土壤盐分含量明显抑制棉花生长;通过回归模型进行耦合分析,最适合研究区的水肥盐耦合方式为轻盐土壤、灌溉定额2 677 m³/hm²和施氮量202 kg/hm².本研究可为盐碱区棉田水肥高效利用提供科学依据.