隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应

为了探讨旱区农业高效节水新途径,于2004—2006年在甘肃石羊河流域干旱荒漠绿洲区田间,研究了常规沟灌、固定隔沟灌溉、隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应,结果表明,隔沟交替灌溉对棉花株高抑制作用较明显,而对蕾铃等生殖生长的影响较小,该技术能够调整棉花营养生长与生殖生长的关系,有效控制作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的比例和分配,优化根冠比;可以在保持相同光合速率水平下大大降低叶片蒸腾损失,提高叶片水分利用效率,使霜前花比例提高,产量水平的水分利用效率分别较常规沟灌和固定隔沟灌提高17.22%和18.59%。在西北旱区棉花上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水增产潜力。     

施磷对黄土旱塬小麦水分利用效率、水势及产量的影响

为了研究黄土旱塬农业肥料的施用效果,选取3个磷肥施加水平（P₀,P₉₀和P₁₈₀）,研究了施磷对黄土旱垣农业生态区小麦气体交换指标、瞬时水分利用效率、叶片水势及产量的影响,并对它们之间的关系做了分析。结果表明：随着施磷量的增加小麦叶片光合性能随之升高,且各处理之间差异显著;施磷提高了小麦的瞬时水分利用效率(WUEi);随着磷肥的施加,叶片水势随之升高;最终产量以P₁₈₀处理最高,为4550 kg/hm²。各指标相关分析结果表明,气体交换指标与叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、叶片水势及产量之间达到显著或极显著相关;且各光合性能参数与水势和产量之间的相关性大于与WUEi的相关性。WUEi与水势和产量之间也存在着显著的相关关系。     

轮耕与隔畦灌溉对麦玉两熟作物生长和水分利用效率的影响

针对黄淮海麦玉两熟区连年旋耕造成耕层变浅、作物根系下扎浅、易涝易旱和水分利用效率(WUE)低等问题,研究了旋耕一深耕轮耕和灌溉方式对小麦、玉米叶面积指数(LAI)、干物质积累、产量构成和WUE的影响。结果表明:连续5年旋耕后深耕,冬小麦出苗率、冬前单株分集和最大分集分别提高了11.5%,3.6%和6.4%,明显提高了小麦、玉米的LAI,周年干物质、产量和WUE分别提高了8.8%~19.9%,6.7%~13.1%和12.2%;与全灌相比,隔畦交替灌溉的小麦、玉米的LAI、干物质积累没有显著降低,周年产量仅减少了2.7%,WUE却提高了10.5%,达到27.9kg/hm²·mm。这表明连年旋拼后深耕促进小麦、玉米生长,提高产量,隔畦交替灌溉有利于提高小麦、玉米周年WUE。     

不同灌溉方式下的水稻群体质量

为探明不同灌溉方式对水稻群体质量的影响,以籼稻扬稻6号和粳稻扬粳4038为材料,从移栽至成熟进行畦沟灌溉(FI)和干湿交替灌溉(AWD)处理,以习惯水层灌溉(TF)为对照,结果表明,与TF相比,FI和AWD的产量分别增加了10.60%和8.43%。FI和AWD减少了无效分蘖数,提高了分蘖成穗率和顶部3叶的叶面积比率,增加了叶长、粒叶比、透光率、抽穗期至成熟的干物质积累量、剑叶光合速率、根量和根系活力。说明FI和AWD可以改善群体质量,进而增加产量。     

水分胁迫对设施马铃薯叶片脱落酸和水分利用效率的影响研究

采用盆栽方法,设置土壤相对含水量(RSM)为85%(对照)、65%、45%、25%,研究干旱胁迫对设施马铃薯全生育期叶片脱落酸(ABA)含量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:马铃薯发棵期土壤相对含水量在25%~85%范围内,随着土壤水分胁迫强度的增加,马铃薯叶片ABA含量和St NCEDs(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶)基因的转录水平呈逐渐增加趋势,重度土壤水分胁迫情况下叶片ABA含量增加33%,St NCED1基因转录提高4倍,而St NCED2基因转录提高9倍。在水分胁迫下马铃薯发棵期叶片水分状况发生不同变化。其中气孔导度呈下降趋势,在土壤相对含水量为45%时下降幅度最大,为81%,并且在同一时间内,土壤相对含水量为45%气孔开放最大;在不同的水分处理间,土壤相对含水量为25%的叶气温差最大,平均比对照高2℃;相反,随着土壤水分胁迫增加,叶水势和叶片相对含水量越来越小,日变化过程中在同一时刻,土壤相对含水量为45%时水分利用效率最高,在12∶00和18∶00达到了最高峰,分别为1.13μmol/mmol和1.15μmol/mmol。     

干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响

本研究旨在阐明干湿交替灌溉影响水稻产量的生理机制。大田种植3个当地高产水稻品种武运粳24 (粳稻)、扬两优6号(两系杂交籼稻)与甬优2640 (三系籼/粳杂交粳稻)。自移栽后7 d设置：常规灌溉(CI,保持水层)和干湿交替灌溉(AWD),观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明,与CI相比,AWD可以显著提高水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于水稻根系和地上部植株的生理功能的改善,表现出灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中玉米素与玉米素核苷的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层(10~20 cm)根系、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。     

不同灌溉方式对双季稻植株生理特性和干物质积累及产量的影响

灌溉方式是影响水稻植株生长和产量重要的农艺措施,为探明双季稻区不同灌溉方式对水稻植株理化和生特学特性及产量的影响,系统比较研究了间歇灌溉(Ⅱ)、湿润灌溉(WI)和节水灌溉(WSI)3种灌溉方式条件下早稻和晚稻植株生理生化特性、干物质积累及产量的变化。结果表明,早稻和晚稻生育期,各灌溉方式处理水稻植株的分蘖数量大小顺序均表现为ⅡWIWSI;植株叶面积指数大小顺序均为WIⅡWSI;Ⅱ和WI条件下,植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高;叶片净光合速率(Pn)大小顺序均为WIⅡWSI。早稻和晚稻各处理植株的根系、茎、穗干质量大小顺序均为ⅡWIWSI,叶干质量均为WIⅡWSI;各处理间水稻植株的穗干质量均无显著性差异。早稻和晚稻植株Ⅱ处理的有效穗数均最高,均显著高于WI和WSI处理。穗粒数、结实率和千粒质量在各处理间均无显著差异。早稻和晚稻产量均以Ⅱ处理产量为最高,2个年份早稻产量分别比WI和WSI处理增加107.9,461.7 kg/hm~2和98.8,422.2 kg/hm~2,晚稻分别比WI和WSI处理增加250.1,683.6 kg/hm~2和220.3,661.8 kg/hm~2,其大小顺序均表现ⅡWIWSI。在稻田不同水分管理中,可采取间歇灌溉的方式有利于提高水稻植株叶片保护性酶活性、增加植株干物质积累,改善产量构成因素,从而获得较高的水稻产量。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

水分胁迫对红麻生理特性笔产量的影响

水分胁迫下，红麻叶片水势降低，游离脯氨酸含量大幅度上升，过氧化物酶活性增强，蒸腾速率减慢，用水效率提高，绿叶面积和净同化率变小，生长受阻。以上变化随水分胁迫程度加重而加剧。复水后红麻各项生理功能恢复很快。反应了红麻是一种耐旱性很强的作物。在红麻旺长后期水分胁迫对营养生长及干茎和生麻产量的影响大于旺长前期。但旺长后期水分胁迫后有促进生殖生长的趋势。因此，根据红麻不同时期对水分胁迫的反应及收获对象不同     

控制交替沟灌中灌水控制下限对玉米叶片水分利用效率的影响

控制交替沟灌是通过调节作物生理过程实现节水的一项新技术。试验结果表明,在控制交替沟灌条件下,叶片蒸腾速率随着土壤含水量的降低而下降,而叶片光合速率则在土壤含水量降到某一数值以前没有显著的变化,从而造成叶片水分利用效率在较轻的水分胁迫下会有一定程度的提高。从叶片水分利用效率的角度分析,控制交替沟灌的灌     

不同滴灌制度对棉花/马铃薯模式中马铃薯产量和WUE的影响

为了探索华北地区棉花与马铃薯套作模式下节水高效的灌溉制度,2011-2012年,连续两年研究了不同滴灌定额(75、90、105和120 mm)对棉花/马铃薯模式中马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,马铃薯的产量与滴灌定额呈正比,且与块茎形成期和块茎膨大期的降雨、灌溉定额显著相关,2011和2012年其相关系数分别为r=0.960 (P<0.05)、r=0.998 (P<0.01)。2011年,不同处理的马铃薯产量差异不显著,2012年,滴灌120 mm处理的马铃薯产量最高,达到24 921.2 kg hm^–2,比滴灌75 mm处理提高了15.2%,差异显著;马铃薯的耗水量随滴灌定额的增加而增加,不同处理之间差异显著,但不同处理的马铃薯水分利用效率差异不明显。初步表明,适当增加滴灌定额、合理调整灌溉时间结构有利于马铃薯产量和水分利用效率的提高。     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

黑龙港流域不同滴灌制度下的冬小麦产量和水分利用效率

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

氮磷钾肥配施对宁南旱区马铃薯产量和水分利用效率的影响

针对宁南旱地马铃薯水分利用效率较低的问题,采用养分丰缺指标法,研究氮、磷、钾肥缺素配施条件下土壤剖面水分动态分布、马铃薯产量构成、产量以及水分利用效率变化特征。以‘庄薯3 号’（一级种薯）为材料,在宁夏南部旱地上研究CK、NP、NP、PK、NPK施肥处理对土壤剖面储水动态、马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明：2012—2013 年马铃薯生育后期施肥处理土壤剖面含水量均低于对照,NK、NPK处理提高了盛花期—块茎生长期1 m土体储水量,同时提高了马铃薯耗水量,NK处理提高了1.1%~1.8%,NPK提高了3.2%和4.4%。与对照相比,NK和NPK处理提高了结薯个数和单株产量,进而提高马铃薯产量,其中NPK处理最高,增产率为11.7%和15.9%,其次为NK处理;施肥处理较CK水分利用效率增幅为2.9%~13.2%、2.8%~8.0%,均以NPK处理最高,其次为NK处理。宁南旱地马铃薯缺氮和缺钾对马铃薯产量和水分利用效率影响较大,氮钾以及氮磷钾肥合理配施,可提高马铃薯对土壤水分的利用能力实现马铃薯增产和水分增效。     

微喷灌模式下冬小麦产量和水分利用特性

为探讨华北地区微喷灌模式下冬小麦节水高产栽培适宜的灌溉制度,于2012-2013年(平水年)和2013-2014年度(枯水年),在同一块地观测了微喷灌和畦灌模式不同灌水处理对冬小麦群体变化、叶面积指数和籽粒产量,以及水分利用效率和耗水特性的影响。两种灌溉模式按不同灌水量和灌水次数设置6种组合处理,微喷灌的灌水量为60~180 mm,畦灌的灌水量为74~229 mm。2012-2013年度,微喷灌各处理小麦平均产量较畦灌增加5.6%,灌水量低于或等于90 mm时,微喷灌的产量显著高于畦灌;微喷灌模式下,灌水量120 mm时获得最高产量,但灌水量超过150 mm时,微喷灌模式产量显著低于畦灌模式。2013-2014年度,微喷灌模式平均产量较畦灌模式增加0.8%,灌水量150 mm时微喷灌模式的产量最高。千粒重和水分利用效率也表现为微喷灌模式高于畦灌模式,2012–2013年度分别增加5.1%和8.7%,2013–2014年度分别增加7.9%和10.7%。在本试验条件下,为获得冬小麦高产、高水分利用效率,建议微喷灌模式在平水年灌水量90~120 mm、耗水量325~355 mm,在枯水年灌水量105~150 mm、耗水量335~380 mm,每次灌水定额30~45 mm。微喷灌与畦灌相比,在同等产量水平下,平水年节水潜力为20~50 mm,枯水年为70~110 mm。     

不同灌水方式对水稻生育特性及水分利用率的影响

以冈优527、D优363、汕优63为材料,设4个不同水分灌溉方式,研究了不同灌溉方式下水稻生育特性、产量和水分利用率。结果表明:与淹水灌溉相比,湿润灌溉(前期) 浅水灌溉(孕穗期) 干湿交替灌溉(抽穗-成熟期)的灌溉方式,可促进叶片和根系生长,剑叶叶绿素含量和净光合速率高,有利于干物质积累;植株生理活动旺盛;其有效穗、结实率、千粒重、产量和水分利用率均高于淹水灌溉。湿润灌溉有利于根系生长,延缓根系和叶的衰老;产量和水分利用率比淹水灌溉略高。旱种抑制水稻根系生长和地上部干物质积累,产量和水分利用率比淹水灌溉显著降低。因此,湿润灌溉(前期) 浅水灌溉(孕穗期) 干湿交替灌溉(抽穗-成熟期)的灌溉方式更有利于稻株生长发育、产量和水分利用率的提高。冈优527、D优363的水分利用率显著高于汕优63。     

不同种植方式对旱地马铃薯水分利用及的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错区年降雨较少、蒸发量大、传统种植模式下马铃薯水分利用效率低等问题,在垄作全覆膜（T1）、垄作半覆膜（T2）和垄作不覆膜（对照）种植方式下对土壤水分动态变化、植株生长、水分利用效率和产量等指标进行比较分析,探讨适宜马铃薯的抗旱保墒种植技术。结果表明,苗期至成熟期,T1单株干物质积累量较对照提高了25.7%~120.0%,叶面积指数增加了42.2%~178.6%,且明显提高了0~30cm土层土壤含水量,其产量和水分利用效率分别较对照提高了133.5%和115.8%,T1减少了土壤水分蒸发,但显著增加了作物对土壤水分的消耗。因此,T1能够有效保持土壤水分,提高作物水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓农牧交错区马铃薯种植的抗旱保墒技术措施。