不同土壤水分处理对冬小麦生理生化特性的影响

以防雨棚下盆栽和测坑种植冬小麦为试验材料,通过设置不同的灌水处理方案,研究了不同土壤水分处理对冬小麦植株含水量、细胞液浓度和植株N、P、K含量等生理生化特性的影响.结果表明,高水分处理冬小麦植株含水量日变化幅度较小,低水分处理冬小麦经复水后植株含水量日变化幅度相对较大;植株含水量随土壤水分的增大而增大,但当土壤水分增大到某一数值后,植株含水量开始趋于稳定,各生育阶段最高值不同;叶片细胞液浓度随土壤水分从低到高呈现出由高向低变化的幂函数关系;孕穗期冬小麦茎中N和P的含量与土壤水分相关显著.     

不同灌溉方式下木薯根区水分空间分布及耗水动态变化研究

设置滴灌、小管出流、微喷灌3种灌溉方式,研究不同灌溉方式下木薯根区土壤水分空间分布及其耗水变化规律。结果发现:(1)滴灌灌水集中,土壤水分在根区剖面以根际为中心对称分布;小管出流水分沿支管出口方向入渗,形成斜向下迁移的态势;微喷灌喷洒均匀,根区各层次土壤含水量差异不大。(2)滴灌能有效抑制木薯棵间蒸发,降低水分消耗,提高块根产量,其水分利用效率显著高于其他处理;微喷灌湿润面大,棵间蒸发量较高,其产量和水分利用效率较低;小管出流土壤水分散失量最高,其产量和水分利用效率最低。综上所述,滴灌对木薯的节水增产效应最优。     

土壤水分条件对蚕豆花荚期光合作用-光响应特征的影响

蚕豆在开花结荚期的土壤水分条件对于形成作物干物质尤为重要,研究开花结荚期不同土壤水分条件对蚕豆生理生态特性的影响,以及蚕豆自身生理特性对水分的调节适应过程具有重要意义。采用盆栽试验,监测净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等参数,分析了不同土壤水分条件下蚕豆光合效率的光响应特征。结果表明:在适宜含水率时,蚕豆各项光合参数都保持在较高水平,蚕豆得以正常生长;含水率较低或较高时,蚕豆叶片气孔导度都呈现出下降趋势,蒸腾速率也随之降低,最终影响到光合速率的降低,进而影响蚕豆正常生长过程。维持在蚕豆正常生长的土壤含水率范围在28.06%~30.14%之间,最佳土壤含水率在29%左右;适宜光合有效辐射强度为600~1 600μmol/(m2·s)。     

冀北坝上地区不同人工植被土壤水分变化特征

【目的】探讨不同人工植被对土壤水分的影响,为植被恢复与生态建设提供科学依据。【方法】选取冀北坝上地区退耕还林地为研究对象,以退耕封育草地为对照,采用土钻取样烘干法测定土壤水分,对比分析3种不同人工植被样地(沙棘林、柠条林、榆树林)0～100 cm的土壤水分变化特征。【结果】雨季(6、7、8月)3种退耕还林地0～100 cm土壤含水率高于封育草地,有利于土壤水分保持;旱季(5、9、10月)则低于封育草地,加剧土壤水分消耗。封育草地浅表层0～20 cm土层含水率下降明显,沙棘林地0～40 cm土层水分消耗明显,柠条林地30～60 cm土层水分消耗明显,榆树林地20～100 cm土层水分持续消耗。【结论】不同人工植被土壤水分随季节变化存在显著差异,随土层深度的变化具有明显趋势特征;人工恢复植被必须充分考虑区域降水、温度、土壤等环境条件,遵循自然地带性规律,因地制宜合理布局。     

基于混合差分AIC算法的植物茎体超声回波位置检测

在植物茎体超声回波检测中,超声一次回波位置的确定是超声检测的基础。因茎体为非均匀、强衰减的介质,超声在其传播过程中形成了复杂的传播路径,这导致超声一次回波位置不易判定。提出了混合差分的最小信息准则(Akaike of information criterion,AIC)算法,可自动有效地获取茎体超声一次回波位置信息。首先,分析该算法的实现过程并通过仿真实验验证了该检测方法的准确性;其次,以茎体木块为检测对象,分析了超声一次回波位置变化与茎体水分变化的关系,发现超声一次回波位置可有效跟踪茎体水分变化。最后,以不同土壤湿度环境下种植的向日葵为检测对象,在09:00—19:00期间完成向日葵茎体超声一次回波位置的动态检测。实验结果表明,向日葵茎体超声一次回波位置的变化与土壤湿度变化呈正相关。不同土壤湿度的向日葵茎体超声检测差异明显:当土壤短时缺水,茎体超声一次回波位置与土壤水分变化波动明显,符合因短时缺水导致的植物抗旱调节活动与正常的水分吸收与蒸腾活动不断转换的生理活动特点;当土壤水分充盈时,茎体超声一次回波位置和土壤水分变化缓和,同时,在11:00—12:00期间,出现土壤水分最小值与超声一次回波位置最大值,符合因蒸腾作用导致茎体水分下降的生理特点。混合差分AIC算法可自动、有效地获取植物茎体的超声一次回波位置,该信息可作为动态跟踪植物茎体生长状态的检测特征。     

不同土壤水分条件下甘蔗生理动态变化研究

研究不同土壤水分条件下甘蔗生理动态变化,从生理角度探讨甘蔗各个生育期适宜的土壤水分含量。在甘蔗幼苗期、分蘖期、伸长期、成熟期设置不同程度的土壤相对含水量处理,研究不同水分条件下甘蔗根系活力、自由水、束缚水、叶绿素、丙二醛、脯氨酸等生理指标的变化情况。结果发现,幼苗期土壤相对含水量为55%时根系活力、自由水含量最高;分蘖期土壤相对含水量为70%时自由水、叶绿素含量最高;伸长期土壤相对含水量为80%时根系活力、叶绿素含量最高,低于60%时丙二醛、脯氨酸含量大幅上升;成熟期土壤相对含水量低于50%时蔗叶遭受旱害,丙二醛、脯氨酸含量显著升高。可见,前期适当控水有利于甘蔗生长发育,中后期应注意灌溉,防止干旱胁迫。     

充分灌溉和干旱胁迫对棉花茎直径变化的影响

以桶栽棉花为试验材料,采用随机区组试验设计,探讨充分灌水条件下(T0)和一个干旱周期中(TI)的茎直径变化量(RV)、最大收缩量(MDS)及每日生长量(DI)之间的差异。试验结果表明,由于受到土壤水分减少的影响,TI处理棉花的茎杆逐渐收缩得不到恢复,其RV曲线下降和T0处理RV曲线的差异逐渐变大,并且同是TI处理的植株其RV下降幅度也不同;二种条件下棉株的MDS和DI均呈负相关;水分胁迫的加剧导致棉花叶片气孔导度变小。经回归分析二处理MDS和气象因子中的有效辐射有较好的相关性,表明有效辐射是导致茎变化的主因。据此提出土壤相对含水量60%为RV产生差异的临界值,土壤相对含水量40%是棉花茎秆内可被用做蒸腾的水分被完全耗尽的临界值;同时提出标准茎变化的概念及其全回归方程。     

关于土壤水分特性和水分运动的一系列研究

<正> 东京大学农学系副教授中野政诗等人进行的“关于土壤水分特性和水分运动的一系列研究”去年获农业土木学会学术奖。评委会认为,开展土壤水分存贮、消耗、运动规律的研究对作物的生长环境——土壤的水管理和田间工程的设计、施工。特别是对陆地水循环及环境管理有重要意义。它不仅对农业土木工程学,而且对地质学和水文学等也有深远的意义,对于土壤物理学更是必不可少的基础研究。获奖者的成绩可归纳为:砂质土壤中水分保持机理和非饱和土壤中水分运动规律、以及对粘性土壤浸润和膨润体系的新探索等三个方面。     

三种豆科作物与玉米间作对水分利用的影响

在甘肃河西灌区,对蚕豆、豌豆、大豆3种豆科作物与玉米间作下水分利用情况进行了研究,结果表明:在不同时间和氮水平下,3种豆科作物土壤水分含量变化不同。3种豆科作物与玉米间作相对于单作,不施氮条件下,蚕豆/玉米间作水分用量(WU)减少5.05%,水分利用效率(WUE)增加26.23%;大豆/玉米间作WU和WUE分别减少0.97%、23.12%;豌豆/玉米间作WU增加13.05%、WUE减少17.08%。在225 kg/hm2氮水平下,3种豆科作物与玉米间作相对于单作WU减少3.69%~7.26%,蚕豆/玉米和豌豆/玉米间作相对于单作WUE增加33.33%和23.45%,而大豆/玉米间作WUE减少12.92%。     

土石混合介质中碎石性质对土壤水分特征曲线的影响分析

土壤水分特征曲线是研究多孔介质非饱和带土壤水分运动的关键参数。为研究土石介质中碎石性质对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机,测定了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(碎石占土石介质比例)为0%、10%、20%、30%和40%条件下的土壤水分特征曲线,并运用了RETC软件的VG(van Genuchten)模型对土壤水分特征曲线进行了拟合分析。结果表明:(1)相同土壤水吸力条件下,土壤含水量随碎石比例的增大而减小;(2)相同碎石比例条件下,土壤水吸力相同时含石灰岩土石混合介质含水量降低幅度大于片麻岩;(3)VG模型可以拟合含不同性质碎石土石混合介质水分特征曲线,但拟合参数不稳定;(4)含石灰岩碎石的土石混合介质的土壤饱和含水量只与土壤所占比例有关,而含片麻岩碎石的土石混合介质的土壤饱和含水量与土壤和碎石各自所占比例均有关。研究结果可以为土石山区土壤水分运动过程计算提供一定参考。     

以土水势为灌溉指标的水稻节水灌溉研究

2002年5月～10月在河南省惠北试验站进行大田试验,以土水势为灌水下限控制指标,研究了不同水分胁迫条件下的中稻生物效应和水分生产率。结果表明:水分胁迫通过对不同生长阶段根、茎、叶等器官生长发育的影响和降低有效分蘖数而最终影响水稻产量。与传统灌溉相比,以土水势-30kPa为灌水下限控制指标,对产量无显著影响,且可以大大节约灌水量,提高水分生产率,是该地区中稻较为适宜的灌水制度。     

土壤水分对烤烟形态和耗水特性的影响

采用防雨控水试验,研究了不同生育期水分处理对烤烟形态和耗水特性的影响。结果表明:在烤烟生长发育的各个阶段,随土壤相对含水量升高,烟株的株高和叶面积明显增大,对叶数的影响较小,对干物质积累与分配的影响较为复杂。各处理组合均以W2的水分利用效率最高。随土壤含水量增加,烤烟各生育期的耗水量和棵间蒸发量增大,全生育期内烤烟的耗水量呈单峰曲线,耗水量与烟叶产量呈二次曲线关系。     

西北旱地春小麦耗水与干物质分配的基因型差异分析

在西北半干旱雨养条件下,研究了15个现代春小麦品种间的降水利用效率、耗水量以及干物质积累与分配。结果表明,品种间的水分利用效率平均为7.8kg/(hm2.mm),品种间最高相差1.09倍;平均耗水量一般在240.5～308.5mm之间,最高相差28.3%。品种间开花前和开花后光合积累对籽粒贡献差异很大,花前储备对籽粒贡献平均为25%,但品种间差异较大(10%～49%);成熟期各器官干物质质量分数为:籽粒(42%)>茎秆+叶鞘+叶片(40%)>穗轴+颖壳(18%),但品种间差异较大,最大分别相差112%、63%和27%;品种间对土壤水分消耗差异较大,其中在生育时期上以分蘖期和180～200cm土层土壤含水率差异最大。     

旱地果园起垄覆膜集雨措施对树体水分利用的影响

针对甘肃陇东黄土高原旱地苹果园季节性干旱问题,以15年生长富2号苹果树为试材,研究果园起垄覆膜、小沟集雨技术措施对土壤水分、主干液流速率、叶片光合速率等的影响。结果表明,在萌芽前晴天,覆黑地膜能显著提高主干液流速率;在果树生长季节,覆黑地膜能降低株间蒸发量,较长时间保持土壤水分,提高水分利用效率和叶片光合能力,同时可以...     

茎直径变化诊断棉花水分亏缺程度的试验研究

在利用DD型直径生长测量仪测定筒栽棉花茎直径变化的基础上,分析了环境因素对茎直径变化的影响,以及不同土壤水分条件下茎直径变化差异,结果表明:反映茎直径变化特征的2个主要参数(日最大收缩量MDC和日增长量DI)均能诊断作物水分亏缺状况,但MDC值受环境因素(净辐射和空气饱和差)的影响较大;DI值在同一土壤水分条件下比较稳定,比较适宜作为衡量作物水分亏缺程度的指示指标。     

不同水分条件下棉花茎流、叶温及茎粗变化规律

应用Phytalk植物生理生态监测系统和Globelog土壤水分温度监测系统,研究了江西省赣抚平原灌区棉花在不同水分条件下的茎流、叶温及茎粗变化规律。结果表明:棉花茎流呈明显的昼夜变化规律,晴天呈双峰曲线,多云天呈单峰曲线,阴天值较低且稳定,高的土壤含水率下峰值更高;棉花叶温变化与茎流类似,不过有滞后现象,叶温达到33℃左右时保持稳定;棉花茎粗与茎流和叶温变化规律相反,茎直径最大值出现在9点左右,最小值出现在18点左右,在中午12点左右会出现萎缩现象。     

基于无人机多光谱影像的矮林芳樟叶片含水率与叶水势反演

叶片含水率和叶水势反映植物组织中水分的状态,是衡量植物水分供应和水分利用效率的重要指标。为探究基于不同高度下无人机多光谱影像反演叶片含水率和叶水势模型的差异,本研究在3个飞行高度处理F30、F60、F100 (30、60、100m)下采集多光谱影像数据,通过使用6种光谱反射率+经验植被指数的组合与地面实测数据进行相关性分析,获得不同飞行高度下的光谱反射率+经验植被指数组合与叶片含水率和叶水势的反演模型及其决定系数,以决定系数为依据分别构建支持向量机（SVM）、随机森林（RF）和径向基神经网络（RBFNN）模型,分析不同飞行高度无人机多光谱影像反演芳樟叶片含水率和叶水势的精度。结果发现：3个飞行高度下,基于RF模型的反演精度均高于SVM模型和RBFNN模型。F30处理对叶片含水率与叶水势反演效果均优于F60和F100处理。F30处理对叶片含水率反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为红光波段反射率（R）、红边1波段反射率（RE1）、红边2波段反射率（RE2）、近红外波段反射率（NIR）、增强型植被指数（EVI）、土壤调节植被指数（SAVI）。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.845、0.548%、0.712%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.832、0.683%、0897%。对叶水势反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为R、RE2、NIR、EVI、SAVI、花青素反射指数（ARI）。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.814、0.073MPa、3.550%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.806、0.095MPa、4.250%。研究结果表明飞行高度30m与RF方法分别为反演叶片含水率和叶水势的最优光谱获取高度与最优模型构建方法。本研究可为基于无人机平台的矮林芳樟水分监测提供技术支持,并可为筛选无人机多光谱波段与经验植被指数、实现植物长势参数快速估测提供应用参考。     

蓄水坑灌下苹果树茎流速率日变化及其影响因子的研究

通过热扩散技术对苹果树茎流速率的测定来研究蓄水坑灌不同灌水处理(处理1:灌水上下限为田间持水量的100%和70%,处理2:灌水上下限为田间持水量的90%和60%,处理3:灌水上下限为田间持水量的80%和50%)以及地面灌溉(处理4)下苹果树茎流速率日变化规律,分析了系统水势及气象因子对茎流速率的影响。结果表明,不同灌水处理下茎流速率在各生育期的日变化趋势基本相同,均为先增大后减小。通过与地面灌溉对比分析得出蓄水坑灌下处理2是相对合理的灌水方案。影响因子方面,叶水势与茎流速率呈负相关,土-叶水势梯度与茎流速率呈正相关,并通过回归分析建立了茎流速率与太阳辐射、大气温度和大气相对湿度之间的回归方程。     

黑龙江省西部半干旱区大豆不同水肥因素效应试验研究

在3种土壤水分和3种施肥水平耦合作用下,研究不同水肥组合对大豆在分枝、开花期、结荚期、鼓粒期4个生育阶段叶片面积、生物产量和水分利用效率的影响。结果表明:大豆的产量和叶面积均与土壤水分含量正相关,产量以中肥高水耦合最高;结荚期和鼓粒期的水分利用效率与产量密切相关,其中鼓粒期的大豆叶片水分利用效率最大。不同水分条件下,高水的水分利用效率最大,不同肥力条件下,中肥的水分利用效率最大。     

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（如光合、蒸腾等）,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