供水吸力对温室黄瓜产量与水分利用效率的影响

 【目的】研究不同供水吸力即不同土壤水分对温室黄瓜（Cucumis sativus L.）生长发育的影响,确定黄瓜不同生育期对水分的需求,为温室黄瓜灌溉决策提供理论依据。【方法】采用负水头供水控水盆栽装置,通过设定装置不同的供水吸力（WST）来持续稳定控制不同的土壤含水率,分析各供水吸力处理的黄瓜叶片光合、产量与水分利用效率的差异。【结果】负水头供水控水盆栽装置能通过调节供水吸力持续稳定控制土壤不同含水率;黄瓜植株在3—5 kPa供水吸力范围内产量与商品瓜率最高,叶片净光合速率、干物质积累量也较高;3—13 kPa处理范围内的黄瓜水分利用效率差异不明显,最高为7 kPa处理的36.57,1 kPa处理的黄瓜水分利用效率最低,与其它处理差异显著,表明对黄瓜各生育期进行分期水分调控才能显著提高水分利用效率;试验结果还表明,黄瓜随着生育进程需水量越来越大,供水不足会导致生长点枯死而停止生长,影响黄瓜产量与商品瓜率,黄瓜采收后期适当加大水分供应可以增加采收后期产量。【结论】3—5 kPa的供水吸力较适合温室黄瓜的生长,此时土壤相对含水量为67%—81%;适当降低黄瓜苗期土壤水分、控制花期土壤水分和增加结果期土壤水分能进一步提高产量与水分利用效率。     

水分胁迫对油茶容器苗叶片解剖结构和光合特性的影响

【目的】研究油茶容器苗叶片解剖结构和光合生理指标对水分胁迫的响应,了解其水分适应机制,为油茶育苗生产中基质水分的控制提供理论依据。【方法】以"凤阳1号"1年生油茶容器苗为试材,采用盆栽控水方式进行水分胁迫,使基质含水量分别为基质饱和含水量(W)的100%～91%,90%～81%,80%～71%,70%～61%,60%～51%和50%～41%。培养3个多月后,分别测定叶片的气孔特性、光合色素含量和光合生理特性等指标。【结果】随着基质含水量的减少,油茶容器苗的气孔密度、气孔面积、气孔大小和气孔开度发生了明显变化,当基质含水量为(90%～81%)W时,气孔密度和气孔面积均较大,气孔大小和开度均较小。随着基质含水量的减少,叶片、栅栏组织、海绵组织的厚度和栅栏组织/海绵组织都相应减小,光合色素含量和净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度和光能利用效率都总体呈下降趋势,但水分利用效率却总体呈上升趋势。当基质含水量为(90%～81%)W时,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量和叶绿素a/b值均最大。【结论】当基质含水量为饱和含水量的90%～81%时,油茶容器苗木生长最佳。油茶容器苗能在不同水分胁迫下调整叶片结构和光合生理特征以维持正常生存和生长,对水分胁迫具有较强的适应性。     

土壤含水量对结果期温室辣椒生长及果实品质的影响

【目的】研究土壤含水量对结果期温室辣椒(CapsicumannuumL.)生长、果实品质、干物质分配及水分利用效率的影响,以确定温室辣椒结果期的最佳土壤含水量,提高设施蔬菜水分利用效率。【方法】以精选牛角椒为研究对象,经4个土壤含水量(土壤含水量分别为田间持水量的40%～55%(A1),55%～70%(A2),70%～85%(A3)和85%～100%(A4))的水分处理后,测定并分析植株生长、果实品质、干物质分配、产量和水分利用效率的变化规律。【结果】在土壤含水量为田间持水量的70%～85%时,同化物在辣椒地上和地下部分的分配更趋合理,产量最高,为6.05 kg/m2;在土壤含水量为田间持水量的55%～70%时,辣椒果实品质各项指标均达到最大值,其中Vc、游离氨基酸、可溶性总糖和可溶性蛋白质含量分别为1.16 mg/g,363.6μg/g,19.4 mg/g和19.7 mg/g,此时水分利用率也最大,为28.66 kg/m3,分别比A1、A3、A4处理提高了19.5%,30.3%和51.3%。【结论】综合考虑水分对果实品质、干物质分配以及水分利用效率和产量的影响后认为,土壤含水量为田间持水量的55%～70%,可以作为辣椒结果期理想的土壤水分控制指标。     

不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响

【目的】研究高产条件下不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】于2010-2011年和2011-2012年小麦生长季,在山东兖州小孟镇史家王子村（35°24′N, 116°24′E）高产麦田以高产冬小麦品种济麦22为试验材料,在地表纵向比降为2.09‰、畦长为60 m条件下,设置1.0、1.5、2.0和2.5 m 4个畦宽处理,分别用W10、W15、W20和W25表示,各处理均在拔节期用水龙带从机井口引水至畦首灌水,水龙带出水口安装水表计量灌水量。改口成数为90%。将畦田沿灌水水流方向划分为0-20、20-40和40-60 m 3个区间,用烘干法测定土壤含水量,研究不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响。【结果】（1）2010-2011生长季,W20的总耗水量、灌水量及其占总耗水量的比例显著低于其它处理,降水量占总耗水量的比例显著高于其它处理;土壤贮水消耗量占总耗水量的比例与W15无显著差异,显著高于W10处理,在100-160 cm土层的土壤贮水消耗量显著高于W10和W15,与W25无显著差异。2011-2012生长季,W20的总耗水量与其它处理无显著差异,灌水量及其占总耗水量的比例显著低于其它处理;降水量和土壤贮水消耗量占总耗水量的比例与其他处理无显著差异;100-160 cm土层土壤贮水消耗量显著高于W15,与W25处理无显著差异。（2）两生长季,W20拔节期灌水后畦内平均土壤相对含水量与W15和W25无显著差异,显著低于W10处理;开花期畦内平均土壤相对含水量显著高于其它处理。W20开花至成熟期的耗水模系数显著高于其它处理。（3）两生长季,W20拔节期灌水后和开花期畦内各区间平均土壤相对含水量的变异系数显著低于其它处理,土壤水分分布均匀;各区间籽粒产量变异系数最小,平均籽粒产量显著高于其它处理;水分利用效率和灌溉水利用效率最高。【结论】综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌溉水利用效率,W20处理是本试验条件下兼顾高产与节水的最优畦宽处理。     

干旱胁迫对3种桉树苗木耗水特性的影响

【目的】评价3种桉树Eucalyptus在不同土壤水分条件下的耗水特征及能力差异,为苗木高效定向培育打下基础.【方法】以2种尾巨桉E.urophylla×E.grandis无性系(DH33-27和DH32-29)和巨桉E.grandis无性系(H1)为对象,在不同土壤体积含水量情况下,通过盆栽试验测定3种苗木的耗水量和耗水速率,利用Li-6400便携式光合作用分析系统测定相应时期各苗木的水分利用效率(WUE).【结果和结论】结果表明,在水分充足条件下,尾巨桉DH33-27具有较高的耗水量[(162.56±8.71)g·株-1],但受到干旱胁迫时,其耗水量大幅下降,严重干旱胁迫时期,耗水量降至(10.83±1.01)g·株-1,为3个品系中最低;耗水速率与耗水量的变化趋势相近,表现为在水分充足条件下,尾巨桉2种无性系具有较高的耗水速率,当受到干旱胁迫时,耗水速率大幅下降,此时巨桉H1的白天平均耗水速率仍保持较高的水平.不同时期,3种桉树品系的耗水速率日变化均呈"单峰"曲线变化,水分利用效率由大到小依次为:尾巨桉DH33-27尾巨桉DH32-29巨桉H1.综上所述,相比尾巨桉DH33-29和巨桉H1,尾巨桉DH33-27是高水分利用效率的品系,不仅适宜在水分条件好的地区大面积推广,也适宜在水分严重亏缺的地区种植.     

日光温室内负水头灌溉条件下茄子生长及生理特性的研究

【目的】研究日光温室内负水头灌溉对茄子生长及生理特性的影响,为温室水分管理提供理论和实践依据。【方法】设定灌溉系统的负压值为70hPa,每周常规灌溉的灌水量为负压自动灌溉系统下植株耗水量的1.5倍,在日光温室内进行负水头灌溉与常规灌溉下的茄子栽培试验,分析2种灌溉条件下植株的生长动态、一周内2种灌溉下土壤含水量的变化以及生育期内茄子生理特性的差异。【结果】70hPa负压灌溉下温室土壤含水量基本控制在14.48%左右。负水头灌溉下茄子的株高、茎粗、叶片数和展开度的增长速度均高于常规灌溉,其中株高和叶片数与常规灌溉相比差异显著。2种灌溉方式下茄子叶片的光合、蒸腾作用及气孔导度的日变化趋势相同,均呈双峰曲线;负水头灌溉下茄子的光合速率、蒸腾速率及气孔导度均显著高于常规灌溉。负水头灌溉下茄子产量为常规灌溉的1.44倍,负水头灌溉和常规灌溉下的作物水分生产率分别为17.86,8.27kg/m3,两者差异极显著,负水头灌溉的水分生产率为常规灌溉的2.16倍。【结论】负水头灌溉在持续供水的同时又能精确控制土壤含水量,有效减少土壤渗漏和地表蒸发,具有良好的节水效果且更有利于作物的生长,茄子的产量和水分生产率都得到了显著提高。     

灌溉水量和水质对土壤水盐分布及春玉米耗水的影响

【目的】研究灌溉水量和水质对土壤水盐分布和春玉米耗水的影响。【方法】在石羊河中游,通过2007—2008两年的灌溉试验,对供试春玉米采取不同的水量和水质处理,测定土壤含水量和含盐量及玉米生长指标。【结果】灌溉水量对土壤含水量变化的影响在60—100cm土层较为明显,2008年9g·L-1处理和6g·L-1处理20—100cm土层平均含水量保持在25%以上;土壤含盐量随灌溉水矿化度的增大而增大,随灌溉水量的减少而降低;供水不足时,作物耗水量及土壤储水变化主要受水量的影响,供水充足时则主要受灌溉水质的影响;咸水灌溉条件下,一定的水分亏缺同样能够提高水分利用效率(WUE),但是当土壤含盐量超过一定水平时,WUE将随灌溉水矿化度的提高而显著降低;咸水灌溉使春玉米产量降低19.4%—57.9%,连续两年充分灌溉下矿化度为9g·L-1处理的产量仅为淡水的42%。【结论】咸水灌溉下,合理的降低灌溉水量有利于提高WUE,减少盐分积累,3g·L-1的水配合适当的淋洗可以作为后备灌溉水源。     

不同氮肥用量配施有机肥对渭北旱塬冬小麦水分利用的影响

【目的】研究施用氮肥时配施有机肥对渭北旱塬土壤含水量及冬小麦生长的影响,寻求适合该地区的合理的施肥方式,以提高水分利用效率。【方法】2011-2013年在位于渭北旱塬的陕西白水县,采用大田试验研究不同施氮水平(0,75,150,225,300kg/hm~2)下施用有机肥对0~200cm土层土壤含水量、贮水量及冬小麦产量、水分利用效率、生理指标等的影响。【结果】1)各施氮水平下配施有机肥均有利于耕层土壤保水,在增加小麦产量的同时也加剧了0~200cm土层水分的消耗。2)夏闲期降水量限制了小麦对土壤水分的利用深度,140cm以上土层土壤含水量随着施氮水平的提高而增大。3)各施氮水平下配施有机肥的小麦拔节期叶片瞬时和潜在水分利用效率更高,在施氮水平为150kg/hm~2时均最高。4)各施氮水平下配施有机肥时小麦扬花期植株各器官含水量均较高,以施氮水平为225kg/hm~2时最高。【结论】综合考虑产量及环境风险,建议渭北旱塬地区冬小麦种植过程中配施有机肥时施氮量以150kg/hm~2为宜。     

不同土壤水分条件对酸枣生物量与耗水特性的影响

【目的】通过盆栽试验研究酸枣生物量与耗水特性的关系,为酸枣的生产管理提供参考。【方法】以1年生酸枣为研究对象,用称质量控水法控制土壤水分含量,设重度胁迫(SD,含水量为田间持水量的35%)、中度胁迫(MD,含水量为田间持水量的55%)和适宜水分(CK,含水量为田间持水量的75%)3个水分处理,测算不同水分处理条件下酸枣的耗水量、单株生物量、组织含水量、叶片数及叶面积,分析酸枣生物量与耗水特性的关系。【结果】不同土壤水分条件下,酸枣耗水量差异很大,土壤水分含量越高,酸枣耗水量越大;适宜水分条件下酸枣的平均耗水强度为0.1178kg/(株·d);土壤越干旱,酸枣组织含水量越低,在中度和重度胁迫水分条件下,酸枣的平均耗水强度分别为0.0868和0.0723kg/(株·d);酸枣的全年耗水量高峰出现在7月底到8月中旬。3个水分条件下,酸枣生物量和组织含水量均表现为CK>MD>SD,叶片数和叶面积最大值表现为CK>MD>SD,叶片数最大值的出现时间以SD早于MD和CK。【结论】水分供应越少酸枣组织含水量越低,而且即使在适宜的水分条件下,酸枣的组织含水量也低于700g/kg;生长后期落叶,叶片对气孔的控制能力下降,导致生长后期耗水量的反常增加;酸枣存在明显午休现象;干旱导致的过早停止生长是酸枣植株矮小的主要原因。     

沂蒙山区金银花光合效率对土壤水分的响应

为探索抗旱灌木光合作用效率对土壤水分的响应特征与阈值效应,以沂蒙山区优势灌木金银花为材料布设盆栽模拟试验,通过人工灌水与植物自然耗水的方法进行控水处理,在不同水分梯度下测定分析了金银花的光合作用参数,并对土壤水分有效性进行了分级。结果表明:1）金银花叶片净光合速率（P_n）和水分利用效率（WUE）对土壤相对含水量（RSWC）具有明显的阈值响应规律,当RSWC分别为79.59%和47.43%时,金银花P_n、WUE达到最大值。当RSWC=29.71%时,制约光合效率的主要因子由气孔限制转为非气孔限制。2）确定了金银花光合作用的5个特征水分阈值:P_n水分补偿点、P_n水分均值点、P_n水分饱和点、WUE水分均值点和WUE水分高效点。同时,将金银花的土壤水分有效性划分了5个等级:高产高效水、高产中效水、中产高效水、低产低效水和无产无效水。3）田间水分管理时,为维持金银花较高的光合作用水平,应维持的土壤水分范围为:42.38%≤RSWC≤96.05%,避免土壤水分低于29.71%。研究结果可为沂蒙山区干旱逆境下金银花的风险诊断和田间水分管理提供科学依据。     

不同肥水耦合对黄瓜产量品质及肥料偏生产力的影响

【目的】 基质栽培是有效解决设施土壤连作障碍、质地恶化对作物生产造成不利影响的有效途径之一。目前基质栽培水肥管理缺乏量化指标,本研究旨在通过研究滴灌水肥耦合对塑料大棚春季基质栽培黄瓜产量、生长、生理、品质和偏肥料生产力的影响,探究黄瓜基质栽培优质高效生产的灌水和营养液供应标准。【方法】 以‘春优1号’黄瓜为试材,按照标准山崎黄瓜营养液配方,设置3个营养液浓度水平（F1：75%剂量、F2：100%剂量、F3：125%剂量）和3个单株灌水量（W1：75%蒸腾蒸发量（crop evapo-transpiration ETc）、W2：100% ETc、W3：125% ETc）,共9个水肥耦合处理,分析不同灌水和营养液浓度对基质袋栽培黄瓜产量、干物质量、品质、水肥利用效率（water use efficiency,WUE）和肥料偏生产力（partial factor productivity of fertilizer,PFP）的影响。运用多元回归分析和空间分析方法,确定塑料大棚春季基质袋栽培黄瓜高效生产的适宜灌水量和营养液浓度。【结果】 灌水量的增加有利于黄瓜产量和PFP的增长,收获期60 d内W3F1处理产量（7 667.3 kg/667m ²）和PFP（205.67 kg·kg ^-1）均最大。在相同施肥处理下,PFP随灌水量的增加呈上升趋势;F1条件下,W3处理净光合速率低于W1,但其叶面积指数较大,同化量较高,获得较高产量。仅考虑灌水条件下,W1水平下黄瓜果实品质的V_C、还原糖表现最优;而W3水平下黄瓜果实的可溶性固形物和可溶性蛋白有最优值。运用多元回归和空间分析方法综合评价产量、品质和肥料偏生产力,确定适宜的灌水施肥范围为36.0—42.2 kg/667m ²和198.0—219.8 m ³/667m ²;42.2—44.6 kg/667m ²和206.3—219.8 m ³/667m ²。【结论】 灌溉和营养液浓度对黄瓜的生长、产量、品质、水分利用效率和肥料偏生产力均有显著影响,以黄瓜产量、硝酸盐含量和PFP同时达到最优值的±10%范围时确定的灌溉量和营养液浓度是塑料大棚春季基质袋栽培黄瓜的优化滴灌施肥方案。     

Optimization Management of Water and Fertilization for Winter-Spring Cucumber Under Greenhouse Drip Irrigation Condition

【Objective】 This study focused on determining the appropriate soil water parameters and the potential of soil nitrogen supply at different growth stages of drip irrigated cucumber to optimize the water and fertilizer management and to guarantee the sustainable green and high yield production.【Method】 A plot experiment was conducted inside a greenhouse using cucumber as tested material during the winter-spring growing season. Drip irrigation with 3 water amounts (W1, W2 and W3) and 3 fertilizer amounts (F1, F2 and F3) were designed to form 9 combination treatments. The impacts of the irrigation and fertilization amounts on the fruit yield, qualities, nutrient uptakes, water and fertilizer use efficiencies, soil water contents and nutrient availabilities were analyzed in the study. The response relationships between the marketable yields , the root zone soil water and available nitrogen contents at different growth stages were built.【Result】 (1) Compared with W1, the total marketable yields were increased by 11.1%-12.8% under W2 and W3. The marketable yields were deceased by 10.4%-17.7% under W3 during the 1st-2nd fertigation managements, but which increased by 10.8%-26.2%, 21.2%-40.3% and 33.5%-46.4% under W2 and W3 during the 6th-8th, 10th-12th and 14th-16th fertigation managements, respectively. The rootzone (0-40 cm soil layer) soil water contents were increased by 4.2-6.4 percentage point by maintaining at the soil relative water content of 79%-87% uder W2 and W3 and the N, P₂O₅ and K₂O uptakes by 17.9%-20.2%, 28.3%-36.3% and 25.9%-33.7%, respectively. However, the rootzone nitrate nitrogen contents were decreased by 9.1%-68.0% under W2 and W3, the water use efficiency by 31.1%-49.3%, and the fruit soluble solids, nitrate, soluble sugar and Vc contents by 7.4%-10.1%, 0.9%-5.4%, 5.9%-6.2% and 5.5%-12.8%, respectively. (2) Compared with F1, the total marketable yields were increased by 4.0%-7.9% under F2 and F3. The rootzone (0-40 cm soil layer) nitrate nitrogen contents were increased by 38.0%-162.0% under F2 and F3, and the N, P₂O₅ and K₂O uptakes by 9.7%-13.1%, 7.9%-11.8% and 12.6%-17.3%, respectively. However, the fruit nitrate contents increased by 5.5%-14.6% under F2 and F3 and the partial factor productivities were deceased by 32.1%-47.8%. (3) From the view of whole growth period, W2F2 was recommended to drip irrigated cucumber because of the relatively higher yield, water and fertilizer use efficiencies and qualities, and lower residual soil nitrogen.【Conclusion】 For greenhouse cucumber with a target yield of 170-180 t·hm ^-2, the appropriate soil relative water contents were recommended as 63%, 78%, 82% and 85% during the March 21th- April 20th (the initial harvesting stage), April 21th-May 20th (the early vigorous harvesting stage), May 21th-June 20th (the vigorous harvesting stage) and June 21th-July 10th (the late harvesting stage), respectively. The corresponding low limits of soil relative water contents were recommended as 61%, 73%, 78% and 81%, respectively. The suitable rootzone nitrate nitrogen should be maintained at 25-40 mg·kg ^-1 during the yield formation.     

免耕对农田土壤持水特性和有机碳储量影响的区域差异

【目的】分析耕作对土壤碳储量的影响,明确我国东北、华北地区的科学耕作方式,为区域优化耕作模式、改善土壤提供依据。【方法】基于吉林公主岭（GZL）、山西寿阳（SSY）、河北廊坊（HLF）、山西临汾（SLF）4个长期定位试验,选择传统耕作（CT）、免耕（NT）两个耕作处理,分析耕作对有机碳影响的区域差异。【结果】（1）免耕对土壤容重和紧实度影响存在区域性差异,显著提高了东北冷凉区黏质黑土（公主岭）和华北砂质潮土（廊坊）的土壤容重和紧实度,土壤容重分别增加了12.1%、0.7%,但降低了黄土高原东部粉砂壤质黄土（临汾）和砂壤质褐土（寿阳）的土壤容重和紧实度,土壤容重分别降低了1.5%、8.2%。（2）公主岭试验点0、10 kPa土壤体积含水量处理间差异显著,免耕较传统耕作分别提高了40.4%、30.1%;寿阳试验点0、10、500 kPa下免耕较传统耕作土壤体积含水量分别降低了6.4%、4.3%、5.9%,350 kPa下提高了2.1%;廊坊试验点10、350、500 kPa免耕下土壤体积含水量分别提高了0.6%、5.6%、2.6%;临汾试验点0和10 kPa免耕下土壤体积含水量分别降低了7.1%、5.5%,350 和500 kPa土壤体积含水量分别提高了2.9%、8.9%。（3）在4个区域,免耕显著提高了0—10 cm表层土壤有机碳储量,其中公主岭增加最显著,提高了45.4%;但免耕对0—80 cm土层总有机碳储量影响存在区域性差异,公主岭提高了7.2%,寿阳、廊坊、临汾分别降低了26.8%、31.3%、23.5%。（4）土壤有机碳与饱和含水量呈极显著正相关关系,而与年均温、年降水、紧实度具有显著负相关关系,有机碳储量受气候因子、持水能力、紧实度的影响显著。【结论】由于我国东北和华北地区气候、作物类型、土壤性质等不同,免耕对土壤有机碳储量影响存在区域性差异,可以显著提高各区域表层土壤有机碳储量,但仅提高了东北冷凉区黏质黑土（公主岭）土壤总有机碳储量。总体来说,免耕保护性耕作技术是提高表层有机碳储量的有效途径。     

全有机营养肥水耦合对番茄品质、产量及水分利用效率的影响

【目的】在有机基质袋式栽培下,研究有机营养液与水分耦合是实现有机栽培的重要途径。【方法】试验以樱桃番茄为试材,采用有机基质袋式栽培方式,以日本园试营养液配方（F3）为对照,设置2种有机营养液配方处理：F1（有机营养液配方1）和F2（有机营养液配方2）;2个灌水量水平：W1（蹲苗期及阴雨天按ET100%灌溉,其他按ET120%灌溉）和W2（蹲苗期及阴雨天按ET120%灌溉,其他按ET150%灌溉）。按照随机区组试验设计,将营养液配方和灌水量二因素进行耦合,共得6个处理。【结果】研究结果表明,与无机营养液肥（日本园试营养液）相比,两种有机营养液配方显著提高了番茄叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率,同时显著提高了果实中可溶性蛋白、可溶性糖、番茄红素含量,降低了果实中硝酸盐含量,明显改善了果实品质,并且具有显著的增产效果;随灌水量的增加,叶片光合速率、气孔导度及蒸腾速率显著提高,产量提高,而果实营养品质指标略有下降,表现出一定的“稀释效应”。采用主成分分析方法对综合品质进行评价,F2W1处理的综合品质最好,F3W2处理最差;不同肥水耦合处理中,F2W2处理产量最高,除与F1W2处理差异不显著外,显著高于其他处理;F2W1处理水分利用效率最高。【结论】综合考虑番茄光合、品质、产量、灌溉水分利用效率等因素,F2W1处理为最优肥水耦合组合,即蹲苗期及阴雨天按ET100%灌溉,其他时期按ET120%灌溉,同时按有机营养液配方2进行施肥,可以作为全有机营养液肥水管理指标。     

日光温室冬春茬黄瓜滴灌的肥水优化管理

【目的】 明确滴灌黄瓜不同生育阶段适宜的土壤含水量指标和土壤氮素供应值,优化关键生育时期肥水施用,为保障设施黄瓜绿色生产与高产提供科学依据。【方法】 供试作物为日光温室冬春茬黄瓜。在相同基肥用量下,滴灌追肥设计低量（W1）、中量（W2）、高量（W3）3个灌水量和低量（F1）、中量（F2）、高量（F3）3个施肥量,共9个肥水组合处理。分生育阶段分析产量、品质、养分吸收量与肥水用量、主根区（0—40 cm）土壤含水量及养分供应水平的响应关系。【结果】 （1）与W1处理相比,W2、W3处理商品瓜总产量显著增加,增幅11.1%—12.8%,其中W3处理第1、2次肥水管理期间商品瓜产量显著降低,降幅10.4%—17.7%,W2、W3处理第6—8、10—12和14—16次肥水管理期间商品瓜产量分别增加10.8%—26.2%、21.2%—40.3%和33.5%—46.4%;W2、W3处理氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为17.9%—20.2%、28.3%—36.3%、25.9%—33.7%,其中进入产瓜盛期后,阶段养分吸收量增加显著;W2、W3处理产瓜期间主根区平均体积含水量增加4.2—6.4个百分点,保持在相对含水量79%—87%;果实含水量增加0.2—0.3个百分点,但果实可溶性固形物、硝酸盐、可溶性糖、Vc含量分别下降7.4%—10.1%、0.9%—5.4%、5.9%—6.2%、5.5%—12.8%;产瓜期间主根区硝态氮含量降低9.1%—68.0%;灌水利用效率下降31.1%—49.3%。（2）与F1处理相比,F2、F3处理商品瓜总产量增加4.0%—7.9%;氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为9.7%—13.1%、7.9%—11.8%、12.6%—17.3%;F2、F3处理产瓜期间主根区硝态氮含量增加38.0%—162.0%,分别保持在24.6—47.9、27.3—72.2 mg·kg ^-1;但果实硝酸盐含量增加5.5%—14.6%,肥料利用效率下降32.1%—47.8%。（3）从全生育期角度综合肥水效应,W2F2处理能保持较高产量、肥水利用效率和较优品质,同时降低土壤氮素残留,为冬春茬黄瓜兼顾绿色生产与高产的滴灌肥水用量。【结论】 高产（170—180 t·hm ^-2）温室滴灌冬春茬黄瓜3月下旬至4月下旬（产瓜初期）、4月下旬至5月中旬（产瓜盛期前期）、5月中旬至6月中旬（产瓜盛期）、6月中旬至7月上旬（产瓜末期）主根区土壤适宜相对含水量分别为63%、78%、82%、85%,下限控制在61%、73%、78%、81%;在3月下旬至4月上旬,主根区相对含水量上限控制在67%—71%。产瓜期间主根区适宜硝态氮含量维持在25—40 mg·kg ^-1。     

不同土壤水分条件下荒漠植物白麻光合生理特性的比较

[目的]比较不同生境中白麻的光合特征及其与内外影响因素的相关关系.[方法]利用LI-6400便携式光合仪,在艾比湖湿地自然保护区自然条件下,比较研究土壤含水量分别为6.1;、4.3;和2.8;三种不同生境中荒漠植物白麻成熟叶片的光合生理特征.[结果](1)随着土壤水分含量的减小,三种生境中自麻的净光合速率也随之减小;光合日进程均呈双峰曲线,有较明显的"午休"现象,峰值出现的时间因生境和水分条件的不同而发生变化.(2)蒸腾速率的日动态变化有单峰和不明显双峰两种,其中土壤水分为6.1;的白麻植株呈双峰曲线;植物叶片水分利用效率的不同说明该植物在不同的水分条件下,表现出弹性的水分适应现象.(3)通过对生理生态因子的相关分析表明,影响白麻净光合速率(Pn)的主要因子是光合有效辐射强度(PAR)、气孔导度(Cs).此外,胞间CO<,2>浓度(Ci)也是影响Pn的重要因子.[结论]白麻属于"高光合、高蒸腾"型植物,且午前的光合能力大于午后;光合有效辐射的变化是影响白麻光合速率的直接因素,浅层土壤含水量对白麻光合作用的制约不大.     

华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+扬花水（W2）和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水（W4）4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】（1）小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率（WUE）与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。（2）W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低（即土壤水分库容不断变大）,且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178-188 mm（W0）、124-160 mm（W1）、38-93 mm（W2）和-30-21 mm（W4）。（3）随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。（4）降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm（W0、W1）、181 mm（W2）、253 mm（W4）和13 mm（W0、W1、W2）、45 mm（W4）,丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。     

CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

 【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380 μmol?mol-1)和倍增CO2浓度(760±20 μmol?mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P＜0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下 Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。     

辣椒生长对土体构造和水分条件的响应

【目的】土体构造和土壤水分条件直接影响水分有效性,从而影响植物生长与生理过程。辣椒是中国重要的经济作物之一,研究不同土体构造和水分条件处理对辣椒植株开花结果期比叶面积、光合作用和总蒸发量的影响,旨在揭示其生理机理和土壤物理学机制,从而为沙土区土壤改良提供科学依据。【方法】采用盆栽试验,以湘研5号为供试材料,设计了4种土体构造模式（上土下沙、上沙下土、沙土混合和土壤）和3种水分条件（正常供水：75%-90%田间持水量（Field capacity,FC;适度缺水：60%-75% FC;严重缺水：45%-60% FC）处理,于开花结果初期（6月28日）、中期（7月10日）、后期（7月28日）和末期（8月10日）分别测定辣椒叶片的比叶面积（SLA）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,同时记录4个时期的总蒸发量数值。【结果】整个开花结果期内,上土下沙处理的比叶面积显著高于其它处理;土壤和沙土混合处理中的叶片光合速率分别比上沙下土处理高35%和27%, 土壤、沙土和上土下沙处理的蒸腾速率分别比上沙下土高53%、34%和31%,在不同水分条件下光合和蒸腾速率差异不显著,土壤、沙土混合和上土下沙处理中的叶片气孔导度分别比上沙下土处理高64%、41%和40%,正常供水和适度缺水处理分别比严重缺水处理高29%和36%,表明土体构造处理对辣椒光合和蒸腾速率的影响大于水分的影响。土体构造对光合性能的影响与生育期与水分条件有关,光合速率在开花结果初期、中期和后期受土体构造影响,气孔导度和蒸腾速率在初期受土体构造影响。正常供水和适度缺水条件下土壤和沙土混合处理叶片光合和蒸腾速率以及气孔导度高于上沙下土处理,但严重缺水条件下不同土体构造处理差异不显著。辣椒生长受生育期的显著影响,末期的叶片比叶面积显著高于其他3个时期;后期的叶片的净光合速率和蒸腾速率显著高于初期、中期和后期;初期、中期和后期的气孔导度显著高于末期。土体构造和水分条件对整个开花结果4个时期的总蒸发量影响显著,土壤处理总蒸发量最高、上沙下土最低。【结论】土体构造处理对辣椒生长的影响大于水分对其的影响,同时土体构造对光合性能的影响与生育期和水分条件有关。半干旱沙土区土体构造改良可采用上土下沙和沙土混合模式,土壤水分条件控制在田间持水量的60%-75%为宜。