水分亏缺下作物的补偿效应研究进展

针对半干旱区水分亏缺的实际田间环境,从渗透调节、光合作用、内源激素等方面探讨了水分亏缺下作物补偿效应的可能机制以及外界影响因素。同时,就补偿效应的普遍性对作物的抗旱生理以及遗传育种研究等问题提出了若干建议。     

小麦根系对水分亏缺的生物学响应

对水分亏缺下小麦根系生物学特性响应的研究进展进行了综述 ,从根系形态、生理生化、基因型进化角度阐述了小麦在水分亏缺下作物的自我反馈调节能力 ,并由此提出了作物在旱地或灌溉条件下 ,开掘土壤水分利用效率 ,进行生物节水的农艺措施     

调亏灌溉对作物生理生态特征影响的研究进展

文章介绍了国内、外近年来调亏灌溉技术在农业生产中的应用及其作物的生理、生态反应和调亏灌溉的节水机理。探讨了调亏时期、程度、方式等条件对作物补偿效应的影响 ,指出了实施适度水分亏缺灌溉的可行性及风险性 ,为寻求更好的节水技术提供了科学依据     

不同水分亏缺对向日葵产量、水分利用效率及经济效益的影响

通过盆栽试验对向日葵进行不同水分亏缺处理,研究其产量、水分效应及经济效益的变化。结果表明,向日葵高水分处理的产量高于低水分处理,切不可在作物临界期进行水分亏缺,不可对作物3个生育期连续亏缺;适宜调亏灌溉可以提高向日葵水分利用效率;耗水量和产量有极大的相关性,随着耗水量的增多产量增大;在水资源充足的情况下,充分灌溉经济效益固然高,但在不能满足充分灌溉时,适宜水分亏缺可提高作物经济效益。     

干旱胁迫和施钾对作物补偿效应影响综述

国内外学术界对干旱胁迫和施肥对作物的生长发育和品质产量等方面进行了大量实验研究,根据水分亏缺补偿效应理论,适当的水分胁迫复水后,作物在后续生长过程中具有补偿和超补偿生长能力。一定阈值条件下施钾肥会使提高作物的抗逆性而调节作物在干旱条件下产生补偿生长。本文主要对干旱胁迫和施钾量对大豆补偿生长的研究从生物、生理、产量等影响角度梳理不同观点和看法,目的在于进一步了解干旱胁迫和施钾对作物生长的影响与限制,对研究节水高产优质的灌溉方法提供理论基础和科学依据。     

干旱胁迫对作物影响研究概况

作物在生长过程中会受到各种环境因素的影响,当这些环境因素的影响超过一定的阈值时就成为亏缺因子,如干旱、洪涝、冷、冻、盐渍、病虫害以及大气水质壤污染等。其中干旱胁迫则是农业生产中最突出最普遍的问题,干旱对作物产量的危害程度相当于其他自然灾害之和。水分对作物的各个代谢活动都有重要作用,水分亏缺必然会影响其生理代谢活动,最终对产量造成影响。     

计算机视觉在作物水分亏缺诊断中的应用进展

随着图像处理与分析技术的蓬勃发展,许多专家学者利用图像获取工具比人眼更精细的分辨能力,应用计算机视觉技术进行信息诊断研究。论文简要介绍了计算机视觉技术,着重分析了作物图像获取方法和作物图像信息的分析方法,指出基于计算机视觉的作物水分亏缺诊断在实际应用中存在的问题,并对该领域的未来发展进行展望,指出:多信息融合是图像信息描述的主流趋势,高效的图像识别与分析算法是关键;水分亏缺诊断与作物缺水临界点、作物灌水量研究有机结合是实现作物田间实时灌溉和精量灌溉的前提。     

基于无人机影像的作物土壤水分亏缺反演方法

【目的】基于无人机影像进行作物土壤水分亏缺反演研究有利于提高农田集约化管理效率,提升农田精准灌溉水肥空间分布信息高效获取技术水平。【方法】文章以冬小麦为例,采用大型喷灌机变量灌溉的方式,设置3个灌溉水平和6个不同施肥处理;利用无人机携带热红外、可见光、多光谱相机,规划航线飞行采集影像数据,结合田间布点取样校准,反演冬小麦长势;根据获取的无人机遥感影像,经图像拼接、数据提取等处理,获得田间不同试验小区光谱数据,计算植被指数,反演水肥指标,构建土壤水分反演模型。【结果】水分亏缺情境下,灌水的多少直接影响冬小麦的生理生长指标,灌水量越多,冬小麦株高和叶面积发育越好;3个灌溉水平处理间冠层温度差异在2～5℃;植被指数与灌溉处理一致性较好,而不同的施肥处理反演效果不理想。【结论】热红外影像反演作物冠层温度计算得到的作物水分亏缺指数可以展现冬小麦作物水分亏缺空间分布,作物水分亏缺指数与土壤水分平均含水率有很好的相关性。无人机遥感在田间水肥管理的应用有效提升了大田时空数据的获取能力,下一步应开展水肥时空变异性研究,探讨水肥精准施用技术,从理论和技术两方面着手提升精准管理水平。     

关于茶树叶片水分状况的初步研究

水分既是植物的主要组成成分,又是植物生命活动的必要条件,植物的生长发育状况在很大程度上决定于水分供应状况。不同类型植物对水分的适应能力及水分亏缺指标是不一致的,了解各种植物的水分状况及变化规律并合理调节是夺取高产优质的先决条件。茶树为中生常绿木本植物,需水量大,季节性强。且茶树为叶用作物,除生理需水外,随着采叶还带走大量水分。茶树枝梢经多次采摘后,水分输导系统受到一定程度的破坏,与共他作物比较更有其特殊性。为此我们从1981年起对茶树叶片水分状况作了初步研究,现将研究结果整理如后。     

旱地作物有限补充供水与覆盖保水效果研究

针对旱对作物生产长期受稳定水分亏缺制约问题，研究了几种作物需水关键期有限补充供水以及覆盖保水的产量效应，提出了实现有限降水资源富集叠加高效利用建设旱区高产高效农田的技术途径。     

作物水分高效利用的技术和理论研究进展

从作物水分高效利用的技术依据、作物吸水的土壤有效水分含量范围、水分对作物生理生态特性的影响、作物和品种耗水特性差异、作物亏水后的补偿效应、水分利用效率与耗水量非同步性等理论领域对国内外研究成果进行了综述,为生物节水和管理节水提供理论依据。     

京郊地区主要农作物需水特征与农田水量平衡分析

本文利用FA056灌溉分册推荐的作物系数法计算了京郊地区20个站点近46年10种主要农作物的需水量.并计算了需水量与亏水量的变化趋势,并以2006年北京种植结构为基础,对自然状态下的农田水量平衡状况进行了分析.结果表明:10种主要农作物的多年平均需水量在308.6-729.2mm之间;除冬小麦外,其他作物的需水量变化均呈显著上升趋势,每10年增加量在0.49-1.17mm之间,而亏水量变化则表现为夏玉米、春玉米、大豆、水稻和花生等作物显著上升,每lO年上升1.10-1.45mm;10种主要农作物在自然状态下的多年平均总需水量为1293.8×106m3,蔬菜、春玉米、冬小麦和夏玉米的需水量分别为379.1×106m3(单位面积折合530.6mm)、291.7×106m3(400.8mm)、285.1×106m3(452.2mm)和194.6×106m3(308.6mm),占总需水量的88.9%;不同水文年型下,降水均不能满足作物生长需要,农田水分以亏缺为主.     

水分亏缺对青藏高原小麦族作物籽粒中氮磷钾和氨基酸含量的影响

为探明不同水分处理青稞和春小麦籽粒中养分、蛋白质和氨基酸含量的变化规律,为青藏高原小麦族作物抗旱和品质育种提供理论依据。以春青春41号(小麦)和昆仑14号(青稞)为参试材料,设水分充足处理(C1)、水分轻度亏缺处理(C2)和水分重度亏缺处理(C3)3个水平,随机区组设计,研究不同水分处理对籽粒中NPK、蛋白质和氨基酸含量的影响。相比于C2,两种小麦族作物在C3处理下的氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量均呈升高的趋势,但青稞中各指标的增幅较大。水分亏缺对小麦和青稞籽粒中NPK、蛋白质和氨基酸含量均会产生一定影响,但其变化模式存在一定差异。小麦籽粒中氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量的变化规律均呈先降低后升高的趋势;青稞籽粒中氮钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量的含量呈显著增高趋势且增幅随水分亏缺程度的加剧而变大。水分亏缺会对小麦族作物籽粒中氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量产生影响,但青稞和小麦的响应机制存在一定差异。相比于水分充足处理,水分亏缺处理下青稞籽粒养分、蛋白质及其组分呈显著升高趋势而小麦籽粒中呈先降低后升高趋势,表明小麦族作物中小麦对水分亏缺的耐受性较低。     

作物对水分胁迫的生理响应研究进展

作物在干旱环境条件下,形成一系列抵御干旱逆境的生理机制。了解作物对水分胁迫的生理响应,研究其生理学机制,对当前作物抗逆育种和作物抗旱性能的评价都具有重要意义。简要回顾了近20 a来作物的耐旱机制、水分胁迫下其生理生化反应以及细胞超微结构变化的研究进展,并分析了该研究领域的现状和重点关注的问题。     

山西省典型粮食作物水分生态适应性研究

为探究山西省典型粮食作物水分供需及水分生态适应性特征,基于1980—2018年山西省28个国家气象站点的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算玉米、谷子和马铃薯3种粮食作物生育期内的水分供需情况,并在此基础上定量分析作物的水分亏缺及水分生态适应性特征。结果表明：1)3种作物的需水量与自然降水有较好的耦合度,但自然降水仍无法满足作物生长发育的需求,尤其是马铃薯,灌溉需水量高达248.96mm,且在全省大部分地区高于玉米和谷子;2）晋南和晋东南地区马铃薯的水分亏缺指数最高,分别为0.85和0.78,其他地区表现为玉米最高,为0.76,谷子最低,为0.75;3）作物水分生态适应性指数由高到低表现为谷子（1.22）>玉米（1.07）>马铃薯（0.77）。谷子的灌溉需水量和水分亏缺指数最小且水分生态适应性最高,从水资源可持续利用角度分析,山西省应适当减少玉米的种植范围,适当增加谷子的播种面积,同时应控制严重缺水地区马铃薯的种植规模。     

作物调亏灌溉效应影响因素之研究进展

水量不足是中国农作物产量提高的主要限制因素,而调亏灌溉是从作物生理角度出发,通过使作物受到一定的水分胁迫,在实现节水的同时,也获得了高产,对农业水资源的可持续发展具有重要意义。介绍了调亏灌溉的生理机制和增产机理,对作物调亏灌溉效应影响因素诸如调亏程度、调亏时间、施肥和灌溉方式等进行了概述,并提出了调亏灌溉中需要进一步研究的问题。     

干旱条件下施肥与作物抗旱性的关系

施肥与作物抗旱性有着密切的关系,对土壤肥力和氮﹑磷﹑钾三大营养元素与作物抗旱性关系的研究证明:旱地施肥后,满足了作物对营养元素的需求,促进了作物生长,增强了生理活动,通过渗透、水分、气孔、光合调节等生理生化机制影响作物的代谢活性。水分胁迫条件下施肥使叶片水势增强,束缚水含量增高,根系生长增强,作物吸水增强,气孔导度降低,水分散失减少,对作物水分生理及形态建设影响显著,提高了作物的抗旱性。不同营养元素与抗旱性的关系是不同的:如氮的抗旱作用随土壤干旱程度的加剧而降低,随着氮用量的增加甚至出现负效应;受到水分胁迫时,增施磷肥对植物的抗旱性一直表现为良好的正效应,而且在严重干旱时效果更加明显;因此,随干旱程度的加剧应适当增加磷肥的施用量。营养元素间配合施用有利于提高作物的抗旱能力。     

作物非充分灌溉决策指标研究进展

为了有效地进行非充分灌溉,通过不同方面研究土壤和作物水分亏缺的诊断方法,从而制定科学有效的灌水指标。对目前非充分灌溉的土壤、灌溉、作物等指标的研究现状及存在的问题进行了的阐述,讨论了非充分灌溉决策指标今后研究发展的方向。从目前国内外研究情况来看,应用叶水势、茎直径变化、冠层温度等作物指标来精确诊断作物的水分状况,已逐渐成为非充分灌溉研究领域关注的热点,但其基础理论、监测方法及不同作物的应用效果仍需进一步研究完善。因此,单纯从一种灌溉决策指标出发确定灌溉量是不全面的,如何建立非充分灌溉条件下不同地区、作物的灌溉指标体系将是今后中国重要的研究内容。