极端干旱区滴灌条件下葡萄茎流变化规律研究

为探究极端干旱区滴灌葡萄植株茎流变化规律及其影响因素,本文采用Flow4-DL包裹式茎流计监测滴灌和沟灌条件下葡萄植株的茎流变化规律,研究了茎流速率的变化规律与气象因子的相互关系,以及日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量之间的关系.研究结果表明:在晴天,葡萄植株茎流速率的日变化呈现双峰曲线;在阴天,葡萄植株茎流变化曲线呈现多峰型;通过对各环境因子与葡萄植株茎流进行偏相关分析,得到茎流与光合有效辐射、风速极显著相关,与饱和水汽压显著相关,与温度、湿度不显著相关,相关程度依次为:光合有效辐射＞风速＞饱和水汽压＞空气湿度＞空气温度;采用逐步删除法进行多元回归分析,得到茎流与光合有效辐射、风速、饱和水汽压具有较强的线性相关关系,回归方程达到极显著水平;滴灌和沟灌情况下日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量呈显著线性相关关系,且沟灌的相关性高于滴灌.     

不同生育期幼龄枣树茎流特征及其与环境因子的关系

采用包裹式茎流计对位于新疆阿克苏地区温宿县新疆林科院佳木试验站内的幼龄枣树茎流速率进行连续测定,并同步监测样地内太阳辐射、温度、空气湿度以及风速4个环境因子,研究不同生育期枣树茎流特征及其与环境变化的关系。结果表明:1夜间均存在茎流活动,茎流速率变化曲线除果实膨大期为双峰外,其余生育期内均为单峰;2日累积量变化过程曲线均为"S"形,日均耗水量和总耗水量的趋势均为先增大后减小,且差异性明显,萌芽展叶期最低,果实膨大期最大,日均耗水量分别为2.78 L和8.31 L,总耗水量分别为83.39 L和249.30L;3茎流速率曲线与太阳辐射和温度曲线波形变化趋势基本一致,与空气湿度曲线波形变化趋势相反,茎流速率与环境因子进行偏相关分析,影响枣树茎流速率的主要因子有所差异,但太阳辐射偏相关系数最高,按生育期顺次分别为0.767、0.762、0.873、0.838、0.603和0.825,利用多元线性回归对不同生育期枣树茎流速率与环境因子进行逐步回归,经过回归系数和相关系数检验,各多元线性回归方程均达到了显著水平。     

夏玉米茎流速率变化规律及其影响因子研究

采用FLOW32-1K包裹式茎流计测量茎流速率,分析2018年夏玉米(郑单958)蒸腾量(本研究采用茎流)与气象因子,包括净辐射、温度、饱和水汽压差(VPD)、风速的相关性,并以Pearson相关性系数进行评价。结果显示:试验期间土壤含水率保持在田间持水率的70%～80%,得出在玉米不受水分胁迫条件下,茎流速率与净辐射、温度、VPD、风速均呈线性相关,相关系数分别为0.754、0.622、0.674、0.443,表明太阳辐射与茎流速率关系最密切,与风速关系最小。在夏玉米生长吐丝期、灌浆期和成熟期,晴天时茎流速率日变化为单峰曲线,早上5∶00茎流开始启动,随后茎流速率逐渐上升,在11∶00茎流速率达到峰值74.5 g·h~(-1),随后又降低,一般在21∶00降低为0.0。雨天时由于大气辐射不稳定,表现为多峰曲线,且茎流速率波动较大(0～37.7 g·h~(-1))。经计算夏玉米在灌浆生长期叶面积指数稳定在4.4,这时基础作物系数K_(cb)为1.0,9月10日后显著下降,至收获时(10月1日)降低至0.55。     

柴达木盆地沙棘茎流速率与环境因子的关系

采用热扩散flow-32包裹式茎流计,于2014年6—9月对柴达木盆地的沙棘茎流速率进行连续观测,并应用Vantage Pro 2小型气象站对林地的太阳辐射、大气温度、相对湿度主要气象因子进行同步采集,对不同天气条件下沙棘茎流速率的变化规律以及茎流速率与主要气象因子的相关关系进行研究。结果表明:典型晴天下沙棘茎流日变化呈双峰型,典型阴天下沙棘茎流呈单峰型,晴天的平均茎流速率是阴天的2.87倍;生长季各月的平均茎流速率为:8月7月9月6月;6—9月沙棘茎流速率与温度、太阳辐射呈极显著正相关(P0.01),与湿度呈极显著负相关(P0.01),各气象因子相关系数绝对值为:太阳辐射(0.811)大气温度(0.594)湿度(-0.571),太阳辐射是主导环境要素;用SPSS软件针对上述3种环境因子进行多元线性逐步回归,得回归模型Fs=19.268-0.221Ta-0.055RH+0.036Rs(R2=0.82),能够对柴达木盆地的沙棘蒸腾耗水量进行预测。     

不同灌水量下幼龄枣树茎流变化规律

探讨了不同灌水量(W1,32 L;W2,48 L;W3,64 L以及W4,80 L)对4年生幼龄枣树茎流速率变化规律的影响以及茎流速率与环境因子之间的关系,通过美国Dynamax公司生产的Flow~(-3)2包裹式茎流计进行茎流速率的测定,并在样地内安装HOBO小气候仪同步获取太阳辐射、温度、空气湿度以及风速等气象数据。结果表明:不同灌水量下,枣树茎流速率日变化趋势均为单峰形曲线,除W4外,枣树茎流速率平均值随着灌水量的增加而逐渐增大,W1、W2和W3处理的茎流速率的平均峰值分别为516.63、819.04 g·h~(-1)和974.86 g·h~(-1);枣树茎流日累积量变化过程曲线均呈现较为明显的"S"形,除W4外,随着灌水量的增加,枣树茎流日累积量增加,W1、W2、W3和W4茎流日累积量分别为4.98、7.02、9.10 L和8.63 L;不同灌水量下茎流速率与太阳辐射、温度以及风速呈正相关,且茎流速率与太阳辐射和温度相关性达到显著水平,其中与太阳辐射的相关性最高,W1、W2、W3和W4处理下相关系数分别为:0.939、0.944、0.959和0.939;而与空气湿度呈现出较明显的负相关,相关系数分别为-0.579、-0.815、-0.822和-0.730。     

药用植物黄芪的茎流速率研究

本文采用植物热平衡流测(Sap Flow System)计,对沙漠绿洲边缘沙地栽植的药用植物黄芪整株茎流速率的日变化、季节变化规律及耗水量进行了测定,测试分析得出:黄芪茎流速率日变化呈双峰曲线,第一茎流速率峰值为91.22gm/hr出现在11:00时;第二茎流速率峰值为111.05gm/hr出现在20:00时;黄芪茎流速率在季节变化中7月份平均茎流速率最大为28.83gm/hr,其次是6月平均值为4.46gm/hr,8月份为4.40gm/hr。经黄芪植物茎流速率样株的耗水量计算,每亩10000株黄芪苗木蒸腾耗水量的生理用水量在6月份每亩为32m3、7月份每亩207m3、8月份每亩31m3、5月和9月共用水30m3。经茎流测试分析表明:在绿洲边缘种植药用植物黄芪比种植农作物玉米、小麦可节水27%-33%;另外,黄芪茎流速率与环境因子之间经相关分析得出,黄芪茎流与大气温度(TAIR)和水气压亏缺(VPD)呈极显著正相关关系,r值分别为0.57004和0.42114;与光量子通量密度(Qn)、大气CO2浓度(CO2.℃)和空气湿度(RH)呈不显著正或负相关关系;同时得出了黄芪茎流与各影响因子之间的回归方程。     

不同程度干旱胁迫及复水对春玉米(丹玉39)茎流动态的影响

利用大型移动防雨棚开展了玉米干旱胁迫及复水试验,通过分析玉米植株茎流速率变化规律,揭示了不同程度干旱胁迫及复水对玉米植株茎流速率的影响及其对环境因子的响应规律。结果表明:1不同发育期干旱胁迫及对照试验的玉米植株茎流速率在晴天均呈单峰曲线,在阴天或多云天呈现不规则的上下波动状态;干旱胁迫导致玉米茎流速率显著下降并且峰值提前;复水后的茎流速率与对照间的差异缩小,但仍低于对照且峰值提前;2比较拔节—吐丝期茎流速率平均值为:对照重度干旱胁迫中度干旱胁迫,吐丝—乳熟期和乳熟—成熟期均为:对照中度干旱胁迫重度干旱胁迫。3茎流速率与净辐射、气温呈现显著正相关,与相对湿度呈现显著负相关;重度干旱胁迫后,土壤水分的亏缺影响了玉米植株茎流速率,减弱了相对湿度对其茎流速率的影响。     

宁夏盐池毛乌素沙地柠条锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、JA2103N千分之一天平和自动气象站对毛乌素沙地优生灌木树种柠条锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行观测.结果表明:①柠条锦鸡儿茎干液流速率日变化趋势呈多峰曲线;液流启动时间为7:00,9:00左右达液流峰值,峰值大小168～450 g/h,20:00左右降为最低,晚间有明显的液流活动现象.②柠条锦鸡儿的茎干液流日变化曲线与叶片蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征.③柠条锦鸡儿白天液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主因子依次是太阳有效辐射、土壤含水量、空气温度和相对湿度.     

祁连山高海拔雨养农业区油菜、小麦光合特性比较研究

在作物生长旺盛期,采用LI-6400便携式光合仪测定了祁连山高海拔雨养农业区环境因子和油菜、小麦叶片光合生理指标,比较了油菜、小麦及低海拔地区作物光合参数的差异性。结果表明:光合有效辐射和空气温度均呈单峰型日变化曲线,而空气湿度呈"S"型日变化曲线,大气CO2浓度为早晚较低,下午高。油菜和小麦的叶片净光合速率日变化均呈双峰型曲线,存在"午休"现象,且上午光合速率高于下午。油菜的蒸腾速率日变化呈双峰型曲线,小麦的蒸腾速率却呈单峰型曲线。气孔导度日变化大体呈"S"型曲线。光合有效辐射是影响叶片净光合速率和蒸腾速率的主要环境因子之一,空气湿度是气孔导度的主要影响因子。大气CO2浓度与小麦叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈显著正相关关系。     

天山中段雪岭云杉树干液流变化及其与气象因子的关系

运用热扩散式探针和自动气象站对雪岭云杉树干液流密度及气象因子进行了同步观测,研究雪岭云杉树干液流密度变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:树干液流密度日变化随着太阳辐射出现周期性;晴-多云天气下液流密度呈单峰曲线变化趋势;阴雨天呈多峰曲线,与晴-多云天气相比液流密度较低且升幅较小。树干液流密度夜间变化平缓,不论晴天还是阴雨天夜间仍存在一定液流。气象条件对云杉树干液流存在显著影响(P<0.05),光合有效辐射强度为影响雪岭云杉树干液流的主导因子。     

日光温室条件下番茄植株蒸腾规律研究

首先对用茎热平衡技术测定植株茎流的基本原理进行了介绍。在此基础上,探讨了实际测定的番茄植株茎流在不同天气下的日变化规律。同时结合日光温室内自动数据采集系统采集的气象数据,对影响植株茎流的气象因子进行了统计分析,并以太阳辐射、气温和大气湿度为主要因子,建立了预测植株蒸腾的方程。鉴于气孔对植株蒸腾的调控作用,结合实测资料,对其进行了定性分析。     

滴灌条件下枣树耗水规律的研究

试验通过研究枣树的茎流来预测其耗水量,为合理灌溉提供科学依据。利用植物茎流计在滴灌条件下测定枣树的茎流变化,结果表明2010年5月15日的最大值出现在中午12∶00,达到1834．28 g · h－1,6月26日的最大茎流速率在13∶00,达到4861．89 g·h－1,7月20日最大值出现在15∶00,达到6385．88 g·h－1,8月10日最大茎流出现在16∶00,达到5816．86 g · h－1;最小茎流都是出现在凌晨4∶00～8∶00。5月份的日平均累计流量比较小,枣树在这个月的日平均耗水量反而最小,到了7、8月份,随着温度的升高和雨季的结束,枣树耗水量明显增加,8月的日平均耗水累计量最高;通过相关分析,地表最高温度和最高气温对枣树的茎流量影响较大。研究得出：土壤含水量是影响茎流的变化主要因素,其它环境因子对茎流的影响也很重要。     

不同氮肥处理夏玉米生理生态因子对光合-蒸腾作用的调控

2016年在新疆阿克苏地区林果实验基地无底测坑内进行灌溉试验,设置N1、N2和N3三个氮肥处理,N1、N2和N3分别施纯氮503.88、413.4和322.92 kg·hm~(-2),分析夏玉米灌浆期内不同施氮水平,玉米叶片光合、蒸腾调控因子的日变化特征及光合-蒸腾耦合关系。结果表明:(1)在观测时段内(09∶00-19∶00),处理N1、N2、N3的玉米叶片光合速率(A)、蒸腾速率(E)、光合有效辐射(PAR)、叶片表面温度(T)和气孔导度(Gs)均表现出较相似的变化趋势,即N2N3N1的变化趋势。(2)玉米叶片A-E呈现出极显著的相关关系,体现出明显的线性耦合关系。(3)对于光合作用,各影响因子对施氮量的响应表现为Gs和PARCiT;对于蒸腾作用,各影响因子对施氮量的响应表现为GsPART和Ci。(4)在日变化过程中,A、E和PAR、T、Gs的变化趋势相似,使得A-PAR、E-PAR、A-T、E-T、A-Gs与E-Gs都具有形态相似的线性正相关关系,使得A-E具有良好的线性关系。因此,在喇叭口期施纯氮量241.5～297.18 kg·hm~(-2),在吐丝期施纯氮量171.9～206.7 kg·hm~(-2),玉米叶片光合作用强度能保持较高水平。     

枸杞叶片净光合速率与其它生理参数及环境微气象因子的关系

采用英国PPS国际有限公司生产的CIRAS-1型光合作用综合测定仪测定了3a生枸杞6月下旬净光合速率、蒸腾速率、气孔阻力等植物生理因子的逐时变化,并同时测定了照度、光合有效辐射、叶温、气温、湿度和田间微风。通过枸杞诸因子与外界环境气象因子的模拟,研究了枸杞叶片净光合速率与外界光、温、水、气和风的关系。结果表明,枸杞净光合速率除受蒸腾速率、气孔导度等因子的影响外,与辐射、温度等环境因素和气象因素的关系非常密切,可以用某些环境气象因子推测植物生理因子的变化。     

通径分析在SPSS逐步线性回归中的实现

运用SPSS.17对充分供水状态下老芒麦的蒸腾速率(Evap)、净光合速率(Pn)与环境因子中的光合有效辐射(PAR)、空气中的CO_2浓度(Air CO_2)、空气湿度(RH)、大气温度(AT)、叶面温度(LP)、胞间CO_2浓度(Cint)的关系进行逐步回归分析和通径分析,计算环境因子对蒸腾速率、净光合速率的决策系数。在通径分析前对蒸腾速率、净光合速率进行正态分布检验,对分析结果进行显著性检验,直至回归方程中各变量均达到显著水平。运用相关、偏相关等,从不同角度研究环境因子与老芒麦蒸腾速率、净光合速率的相关性。结果表明:胞间CO_2浓度、大气温度、空气湿度对净光合速率起抑制作用,胞间CO_2浓度、空气湿度对蒸腾速率起促进作用。     

牛心朴子叶绿素荧光参数日变化及其与气象因子的关系

通过测定不同气象条件下牛心朴子(Cynanchum komarovii)叶绿素荧光参数日变化,研究了空气湿度、气温、太阳辐射3个气象因子对其光抑制的影响,结果表明:光抑制受空气湿度和气温的影响较大,当空气湿度低,气温变化大时,空气湿度和气温就成为加速光抑制的主要气候因子;而当空气湿度大,气温变化缓慢时,太阳辐射就成为光抑制的主要气候因子。持续晴天时,光合量子产额随太阳辐射的增强下降极显著,而雨后晴天则变化不显著,说明空气湿度的提高,有利于PSⅡ电子传递速率的提高,为光合碳同化提供更充足的ATP和NADPH。     

半干旱雨养区小麦光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

对黄土高原半干旱雨养农业区田间春小麦叶片光合生理生态特征及其对环境因子的响应进行了分析,结果表明:天气晴朗时,净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,有"午休"现象,上午明显高于下午,且不同生育期峰值出现的迟早不同;蒸腾速率日变化呈不明显的双峰型,其出现最大值的时间晚于净光合速率出现最大值的时间;在生长季节,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都受到多个环境因子的共同影响;不同时期,起主导作用的环境因子不同,且同一个因子对几个生理指标的影响程度和强度都有差异,其中,光合有效辐射是对蒸腾速率影响最强烈的环境因子,有显著的相关关系;空气湿度对光合作用的影响大于温度.受环境因子制约最为显著的生理指标是叶片的蒸腾速率和气孔导度.小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰型,上午高于下午,乳熟期日平均WUE比灌浆期低46.2%,且黄土高原半干旱雨养农业区WUE的高低变化与降水量的高低分布相吻合.     

温室茄子不同生育期茎直径变化特征及其与气象因子的关系

为了寻找诊断温室作物水分状况的可靠的茎变化指标,对春季温室条件下茄子不同生育期、不同土壤含水量茎变化关键指标进行了研究。结果表明,各生育期低水分处理的茎直径(MDS)日最大收缩量基本上大于高水分处理的MDS,但它们的变化趋势基本一致,这种一致性是由气象因子所致;苗期的日生长量(DI)从未出现过负值,高水分处理的累积DI要大于低水分处理的累积DI,且MDS和DI之间呈现出一定程度的负相关,而其余时期的DI基本上在DI=0附近波动;通过对MDS、DI和相关气象因子进行回归分析发现,MDS和气象因子有更好的相关性,基本上各时期MDS和相对湿度呈负相关关系,与温度、辐射、空气饱和差呈正相关关系;且气象因子对低水分处理的茎变化影响大于对高水分处理茎变化影响,由此提出建立合理土壤水分条件下的气象因子对MDS的预测模型作为诊断温室作物水分状况、实现自动灌溉的方法。     

极端干旱区3种植物液流特征及其对环境因子的响应

运用热平衡法包裹式茎流计,对塔克拉玛干沙漠南缘地区优势植物种梭梭(Haloxylon ammodendron)、头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)（以下简称骆驼刺）生长季茎干液流速率变化规律进行持续观测。利用自动气象站对气象因子如太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)以及风速进行同步观测,并对气象因子与不同植物液流速率之间的相关关系进行分析。结果表明:① 梭梭液流速率日变化趋势为双峰或多峰型,表现出明显的“午休”现象,而头状沙拐枣呈单峰或多峰型,骆驼刺则表现为单峰型,两者均没有明显的“午休”现象;头状沙拐枣与骆驼刺液流启动时间比梭梭延后1 h左右,却提前1 h左右到达液流峰值,液流速率下降时间基本一致;② 整个生长季中,梭梭单枝液流量均保持较高水平,在7月达到最大值,而头状沙拐枣和骆驼刺则在8月时达到最大值;③ 3种植物在不同天气条件下液流速率大小依次为：晴天>沙尘暴>阴天>雨天;④ 3种植物液流速率与太阳辐射(Rs)、空气温度(Ta)和空气水汽压差(VPD)呈极显著的正相关(P<0.01),与空气相对湿度的关系则表现为极显著的负相关(P<0.01)。     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带风、温、湿相关性分析

为研究绿洲与沙漠间水、气、热量运移规律,运用统计法、相关分析法等,选取策勒绿洲-沙漠过渡带4个不同下垫面风速(V)、气温(T)、大气相对湿度(RH)、光合有效辐射(PAR)、太阳辐射(SR)等气象要素进行相关性分析。结果表明:一天当中,起沙风发生在14:00—16:00的频率最大,且从早到晚呈现先上升再下降的趋势,与气温的日变化趋势基本一致。一年中,流沙地月平均风速与月平均气温的变化同步。从流沙地到绿洲内部,月平均风速的变化趋势明显减弱,气温的减弱趋势较小,大气相对湿度有一定增加的趋势。流沙地的月平均风速、温度呈较好的正相关性,一天中0.5 m与2 m高度之间气温、湿度差的负相关性较好。在6种天气类型中,4个下垫面每2个气象要素之间都在0.01水平上呈显著相关,阴雨天不同高度的风速与部分气象要素之间相关性不显著,流沙地在扬沙天气下、半固定沙地在浮沉天气下、固定沙地在阴雨天天气下,0.5 m高度的风速和PAR、SR均不呈显著相关性。