北京山区栓皮栎对土壤水分吸收与利用

  目的  探究北京山区优势树种之一栓皮栎林的液流特征、水分利用策略及二者之间的关系，为树木吸水过程的研究提供理论参考，为北京山区人工林管护提供科学依据。  方法  基于热扩散原理（插针式）茎流计和稳定氢氧同位素测定了2015—2017年间栓皮栎不同季节的液流速率与水分利用来源，并分析二者的相关性。  结果  （1）栓皮栎非生长季不同阶段（11—12月和1—3月）液流活动存在显著差异，随着休眠期逐渐结束日均液流速率逐渐升高，液流速率范围为2 × 10?4 ~ 3 × 10?4 cm/s；生长季液流速率日波动较大，为1.5 × 10?3 ~ 1.7 × 10?3 cm/s。在观测期间，不同年份的展叶期4—5月栓皮栎液流速率不存在显著差异，而6—10月栓皮栎液流速率存在显著差异；（2）栓皮栎对不同深度土壤水分利用比例随季节性发生变化较小，各土层对该树种水分活动的供给较为平均。非生长季栓皮栎对0 ~ 40 cm、40 ~ 80 cm、80 ~ 100 cm土层土壤水的吸收利用比例分别为（36.0 ± 3.5）%、（41.0 ± 1.6）%、（23.0 ± 2.3）%。生长季栓皮栎对0 ~ 40 cm土壤水利用比例增加，为（39.3 ± 2.6）%。对40 ~ 80 cm土壤水利用比例基本没有变化，为（40.0 ± 1.5）%，对80 ~ 100 cm土壤水利用比例减少，为（20.7 ± 1.8）%；（3）日蒸腾量与栓皮栎在生长季对40 ~ 80 cm土壤水的利用比例呈负相关，与对80 ~ 100 cm土壤水的利用呈正相关。  结论  在栓皮栎现有的季节性水分利用格局下，生长季的蒸腾量的增加会使其扩大对深层土壤水的吸收比例，对栓皮栎维持蒸腾具有重要意义。      

广西北热带岩溶区蚬木幼苗的光合与蒸腾特性

[目的]研究北热带岩溶区优势树种蚬木幼苗的光合与蒸腾特性。[方法]利用野外生长正常的1～2年生蚬木实生苗,经盆栽和控水试验,研究其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率的变化。[结果]正常供水和长期干旱处理的幼苗,其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率存在极显著差异,长期干旱将显著降低净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,提高水分利用效率。[结论]蚬木具有光合、蒸腾速率较低,水分利用效率较高,抗旱性较强的生态特性。     

科尔沁沙地杨树水分利用策略

目的在科尔沁沙区, 杨树人工林出现了不同程度的退化现象, 水分是本地区植物生存的主要限制因子, 本文为了探究科尔沁沙地杨树人工林的水分来源及水分利用机制, 揭示水分与杨树人工林退化的关系, 为科尔沁沙地杨树人工林生态系统恢复和重建提供参考依据。方法利用氧稳定同位素技术以科尔沁沙地杨树人工林为研究对象, 采用“DELTA plus XP”稳定同位素比例质谱仪测定植物(木质部)水及各潜在水源δ18O值, 结合自动气象站(HOBO U30-NRC)连续观测降雨量等环境和气象因子, 利用同位素质量守恒多元分析方法, 分析雨季和旱季杨树人工林水分利用策略。结果(1) 雨季土壤含水量均高于旱季, 雨季在0~100 cm土层的土壤含水量随土层深度显著增加(P < 0.05), 而100~170cm土层的土壤水分含量显著下降(P < 0.05);旱季林内土壤水分含量均大于林外土壤水分含量, 但差异均不显著(P>0.05)。(2)土壤水和植物水δ18O值都高于地下水δ18O值; 旱季土壤水δ18O值整体上比植物水δ18O值低; 雨季土壤水δ18O值反而高于植物水δ18O值。(3)杨树人工林旱季主要吸收利用130cm以下的深层土壤水, 对浅层土壤水利用较少; 雨季杨树人工林除了吸收130cm以上土壤水, 还少量的吸收深层土壤水和地下水。结论(1) 浅层土壤水氧同位素值受到太阳辐射和降水的干扰程度较大, 而深层土壤水受到的干扰程度较小。在旱季, 林内各层土壤水均大于林外各层土壤水, 尤其是80~170cm土壤层更加显著, 这从侧面解释了杨树在利用较深的土壤水及地下水时, 会将少量水分释放到土壤表层这一现象。(2)雨季沙地杨树人工林主要利用浅层土壤水, 旱季杨树人工林主要利用深层土壤水和地下水。杨树人工林根系在浅层和深层土壤中均有分布, 此种根系分布特征保证了杨树人工林在不同季节采用不同的水分利用策略, 从而确保自身水分的生理需要, 是植物应对干旱沙地环境适应性的表现。      

土壤干旱对小麦幼苗光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用盆栽试验对土壤干旱下不同品种冬小麦幼苗光合、蒸腾速率和水分利用效率进行了研究。结果表明,各品种幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随土壤水分的减少而呈降低趋势,叶片水分利用效率呈增加趋势。统计分析表明,冬小麦幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率(WUE)与土壤水分之间均存在显著线性关系,说明土壤干旱对不同品种冬小麦幼苗光合速率、蒸腾速率和水分利用效率具有重要影响。     

广西热带岩溶区苹婆幼树光合蒸腾特性研究

[目的]探讨北热带岩溶区主要树种苹婆幼树的光合蒸腾特性。[方法]利用1年生苹婆实生苗,经盆栽和控水试验,研究其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率等的变化。[结果]长期干旱胁迫和正常供水的苹婆幼树,其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率有极显著差异,干旱胁迫将导致净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,而水分利用效率有所提高。[结论]苹婆属于光合速率、蒸腾速率和水分利用效率较低的树种。     

分层供水对春小麦非水根信号及水分利用效率的影响

通过圆柱管内栽培 ,研究分层供水对春小麦根源信号和水分利用效率的影响。相对于充分供水和干旱、上层供水处理 ,干旱、深层供水处理苗期到分蘖期叶片气孔导度显著下降 ,但叶水势基本不变 ,表明有非水根信号产生。其水分利用效率显著高于其他处理 ,意味着有限灌溉条件下深层供水有利于提高水分利用效率。     

不同水分处理对番茄产量性状及其生理机制的效应

在分析不同处理土壤水分动态的基础上,探讨了不同水分处理对番茄植株营养生长、生殖生长及其生理机制的效应,分析了不同土壤水分状况下番茄的水分利用效率的差异。试验表明:(1)日光温室滴灌条件下深墒较稳层的土壤水分含量在整个生育期有下降趋势,胁迫处理更为明显,土壤含水率变幅为13%~21%;(2)土壤水分对营养生长为正效应,而对生殖生长影响不明显;(3)胁迫处理叶片的细胞液浓度高于高水分处理,而叶片气孔导度低于高水分处理;(4)番茄座果后保持土壤水分不低于田间持水量的70%,较适合番茄生长。     

干热河谷主要植被恢复树种水分利用效率动态分析

以元谋县金沙江干热河谷区14个树种为试材,探讨了干季(3月)、干热季(5月)和湿润季(10月)典型晴天里各树种水分利用效率日动态规律,以揭示极端干热生境条件下供试树种水分利用效率的动态特征,并展开比较分析,结合它们在当地的实际表现,讨论了其适应性和应用前景。结果表明:供试树种水分利用效率在不同季节均可划分为高、中、低3种类别,同一树种在不同季节所属的类别具有较大差别,在季节性干热胁迫鲜明的干热河谷,供试树种水分利用效率的日动态响应机制具有明显的季节效应。在干季转向干热季阶段,干热胁迫的加深明显促进了WUE日变化峰值的提前出现,亦使WUE更早地受到抑制而下降;在干热季转向湿润季阶段,供试树种水分利用效率日变化峰值延后,部分树种水分利用效率"午睡"现象消失,印楝、新银合欢、苏门答腊金合欢及木豆水分利用效率提高较大,在湿润季节里获得较高的光合生产力,从而增强树种在干热河谷区的存活能力。在干热季和湿润季同时具有较高或中等水分利用效率的树种有余甘子、山毛豆、车桑子、小桐子和山合欢等5个树种。     

分层供水对春小麦非小根信号及水分利用效率的影响

通过圆柱管内栽培，研究分层供水对春小麦根源信号和水分利用效率的影响，相对于充分供水和干旱、上层供水处理，干旱，深层供水处理苗期到分蘖期叶片气孔导度显著下降，但叶水势基本不变，表明有非水根信号产生。其水分利用效率显著高于其他处理，意味着有限灌溉条件下深层供水有利于提高水分利用效率。     

水肥处理对玉米叶片水分利用效率及其光合特性的影响

采用田间小区试验方法,研究了水肥处理对玉米叶片水分利用效率及光合特性的影响。结果表明,在不同的水肥处理下,整个生育期内净光合速率、水分利用效率、叶片气孔导度、蒸腾速率的变化基本一致。在中水(90 m3.hm-2)、中肥(其中N、P、K分别为160、60、110 kg.hm-2)情况下,玉米叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)在开花期达到最大;叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)在抽雄期达到最大。中水、高肥(N、P、K分别为240、90、170 kg·hm-2)情况下,蒸腾速率与气孔导度之间的相关性显著高于中水、低肥(其中N、P、K分别为80、30、50 kg·hm-2)和中水、中肥处理下的蒸腾速率与气孔导度之间的相关性;蒸腾速率与气孔导度间存在线性关系,呈正相关,气孔导度的变化影响着蒸腾速率的变化。     

不同土壤水分对茶树光合作用与水分利用效率的影响

研究了不同土壤水分条件下茶树(铁观音和福鼎大白茶)光合作用及其水分利用效率(WUE)的变化。结果表明,不同土壤水分处理对茶树净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、WUE等生理指标及其日变化均产生明显影响;水分胁迫下茶树的Pn、Tr、Gs都下降,WUE日平均值的降幅比Pn的小。生长在同一生境中的铁观音对土壤水分的生态适应能力高于福鼎大白茶。     

山茱萸光合及水分利用特征对土壤水分胁迫的响应

为给华北低山丘陵区山茱萸栽培与管理提供必要的科学依据,本试验观测了不同土壤水分条件下华北石质山区3年生山茱萸叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)等参数的光响应过程,分析了水分胁迫对光合及水分利用特性的影响。结果表明:(1)土壤水分轻度(H1)、中度(H2)和重度胁迫(H3)条件下,山茱萸叶片光饱和点(LSP)比无水分胁迫(对照,CK)时分别低40%、60%和80%,晴天日光合速率最大值比CK分别低20.3%、40.0%和73.1%;(2)蒸腾速率(Tr)随光合有效辐射(PAR)的增加而上升,但重度水分胁迫条件下,上升趋势比较缓慢。对比CK,Tr在H1、H2和H3条件下分别下降了17.06%、34.05%和87.8%;(3)气孔导度(Gs)随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,H1、H2、H3在PAR为0~2 000μmol/(m2.s)范围内,Gs平均值分别下降了23.26%、46.52%和89.03%。无水分胁迫—中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1 000μmol/(m2.s)时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,随后转变为非气孔限制;(4)水分利用效率(WUE)随着光合有效辐射(PAR)的增加迅速上升;当光合有效辐射(PAR)超过600μmol/(m2.s)以后,水分利用效率(WUE)随着光强增加变化较小,基本维持在较高的水平。     

栓皮栎水分利用效率的动态变化

用Li-cor6400便携式光合作用测定系统测定并分析了栓皮栎水分利用效率（WUE）的动态变化和主要影响因子。研究表明,生长盛期,晴天WUE的日变化为一单边下降的曲线,而多云和阴天WUE则为单峰曲线。一年中,影响WUE的因素除了环境条件外,还受植物内部因素的影响。生长初期WUE最高,生长盛期WUE最小,生长末期WUE居中。生长盛期WUE最小,Pn和Tr却均最高,这一时期是树木旺盛生长阶段,但由于蒸腾速率大,需水量也最大,应加强水分管理,有条件的地区可以适时灌溉,以促进林木快速生长。通径分析结果表明,各生长季,影响水分利用效率的因子均为温度、饱和蒸汽压差、光照和湿度,只是影响的程度有所不同。     

不同复配土比例对苜蓿幼苗光合特性的影响

为了高效利用风沙土,将风沙土和黄绵土以不同体积比例混合,形成复配土(复配土比例为0%、25%、50%、75%和100%),并对苜蓿幼苗光合特性进行分析。结果表明:黄绵土配比的增大使苜蓿幼苗的Pn、Gs、Ci以及WUE均呈现先升高后降低的趋势,而Tr表现为不断升高的趋势。Pn、Tr、Gs、Ci以及WUE与纯沙土(CK)处理相比,均达到显著水平。配土比例为25%时苜蓿的Pn、Gs、Ci和WUE最高,而Tr的最大值出现在配土比例为100%处理。利用隶属函数法对其进行综合评价表明,25%的配土比例综合评价指数最高,即风沙土与黄绵土配比为25%时苜蓿的光合作用效果最佳。     

3个新引进黑杨无性系间水分利用效率差异性研究

北美杂交黑杨是一种速生但高耗水的树种,筛选高水分利用效率的黑杨品系有重要的理论和实际意义.本文研究了不同水分处理下,3个不同黑杨无性系DN-2、R-270、NE-19的长期水分利用效率(WUE<,L>)、瞬时水分利用效率(WUE<,i>)、叶片碳同位素组成(δ<'13>C)、光合速率(P<,n>)、气孔行为及其相互关系...     

不同灌水处理下土壤水分动态及玉米水分利用效率研究

试验以"郑单958"和"浚单20"为试材,研究了田间不同灌水处理对土壤贮水量动态变化和玉米水分利用效率的影响。结果表明:表层土壤贮水量受降水影响较大,30～60 cm土壤水分含量在整个生育时期内变化最为剧烈,80～100 cm土壤整个生育时期水分含量稳定,无灌溉处理的耗水深度主要集中在60～100 cm土层。抗旱品种"郑单958"产量受灌水量的影响较小。"浚单20"灌水比不灌水处理平均增产8.02%。玉米2品种处理水分利用效率一般以不灌水处理较高,灌水处理水分利用效率均值比不灌水处理降低51.18%。因此,在水资源紧张的太行山山前平原区,选用抗旱玉米品种并灌水1次,即可减少农田耗水,又能保证较好的作物产量。     

土壤水分胁迫对槟榔幼苗光合特性的影响

以海南长蒂槟榔种为材料,采用盆栽试验,通过控制土壤含水量,研究不同水分胁迫对槟榔幼苗光合特性的影响。结果表明：随着土壤水分胁迫的加剧,槟榔幼苗的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gond）下降,胞间cO2浓度（ci）升高,干旱降低槟榔的净光合作用,限制气体交换。槟榔幼苗的水分利用效率和土壤水分含量成负相关,即水分胁迫程度越深,叶片的水分利用效率越高。     

保水剂对烤烟光合特性日变化的影响

【目的】探讨保水剂对烤烟光合特性的影响,在保水剂不同施用量条件下,对烤烟净光合速率及其生理生态因子日变化进行研究。【方法】利用LI-6400便携式光合测定系统测定烤烟光合指标日变化,并采用Excel2007和SPSS13.0对试验数据进行方差分析、相关分析和通径分析。【结果】4个处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化均为单峰曲线,峰值多出现在9:00或11:00,没有"午休现象";随保水剂施用量的增加,烟叶的光合能力总体上逐渐增强;未施保水剂的烟株净光合速率主要受蒸腾速率和大气相对湿度的影响,施用保水剂的烟株净光合速率主要受气孔导度和大气相对湿度的影响。【结论】保水剂可以增强烟叶的光合能力;4个处理以保水剂施用量为45kg.hm-2的光合能力最强;延边雨季为土壤提供了充足的水分,这是烤烟成熟期没有"午休"现象的主要原因;保水剂主要是通过调节烟叶的气孔导度,进而影响其净光合速率。     

CO2升高对红松幼苗水分生理特征与土壤含水率变化的影响

采用生长箱培养法,分别研究700与350 μmol/mol CO2浓度下红松幼苗水分生理特征和土壤含水率变化。研究表明:1)初始土壤含水率相同,相同条件培养5 d后高浓度CO2培养苗木土壤含水率较高;2)土壤含水率没有显著差异时,高浓度CO2培养导致苗木气孔导度、蒸腾速率和地上部含水率下降,水分利用效率和叶水势升高;3)随着土壤含水率产生差异,高浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率和叶水势没有发生显著变化,而低浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率下降,水分利用效率与叶水势升高不显著。