土壤干旱对黄土高原4个乡土禾草生长及水分利用特性的影响

应用盆栽试验,人工控制土壤水分含量对黄土高原4个乡土禾草长芒草、冰草、无芒隐子草、白羊草的生长及水分利用特性进行了研究。结果表明,随干旱胁迫程度加剧,各草种耗水量明显减少;不同草种单株耗水量差异明显,表现为:白羊草>冰草>无芒隐子草>长芒草,最高日、旬、月耗水量差异明显,中度和重度水分亏缺下的最高耗水日比适宜水分下的提前10d左右。1d中的最大耗水高峰随着土壤含水量的降低有提前的趋势。4个草种株高生长和单叶叶面积明显受土壤水分含量影响,均表现为:适宜水分>中度干旱>重度干旱,土壤干旱下长芒草和无芒隐子草受抑制程度显著大于冰草和白羊草;随干旱胁迫程度的加剧和干旱时间的延长,长芒草和无芒隐子草的叶片组织含水量和叶片相对含水量明显降低,冰草和白羊草则一直能维持较高含水量,且下降幅度小,稳定性好;长芒草和无芒隐子草的水分利用效率(wateruseefficiency,WUE)随干旱加剧而降低,两者属于低耗水、低WUE草种,冰草和白羊草在中度干旱下WUE最高,相比白羊草,冰草属于低耗水、高WUE草种,白羊草属于高耗水、高WUE草种。     

秸秆覆盖对旱地土壤水分及冬小麦水分利用效率的影响

【目的】研究秸秆覆盖方式与覆盖量对冬小麦田土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【方法】在陕西渭北旱塬,通过连续2年(2007-2009)的不同秸秆覆盖方式(全程覆盖、生育期覆盖、不覆盖(CK)与不同覆盖量(9000,6000,3000kg/hm2)的大田试验,研究秸秆覆盖对土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】2年的定位试验结果表明,同一覆盖方式不同覆盖量处理的土壤含水量与覆盖量呈正相关;同一覆盖量不同覆盖方式下土壤含水量表现为全程覆盖优于生育期覆盖和CK;全程覆盖方式9000,6000和3000kg/hm2覆盖量处理0～200cm土层平均含水量较生育期覆盖分别提高了11.5%,10.0%和8.0%,较CK分别提高了19.2%,12.9%和8.8%;全程覆盖方式和生育期覆盖方式下,小麦的水分利用效率均以覆盖量为3000kg/hm2处理最大,其中全程覆盖方式的水分利用效率较CK增加了31.5%(P0.05),生育期覆盖方式下2年平均的水分利用效率较CK增加了12.8%(P0.05);不同覆盖量在全程覆盖方式下冬小麦产量较CK增加41.1%～65.7%(P0.05),在生育期覆盖方式下冬小麦产量较CK增加了27.1%～30.2%(P0.05)。【结论】同一秸秆覆盖方式不同覆盖量均可增加冬小麦产量,而同一覆盖量下以全程覆盖方式的增产效果较优;覆盖量为3000kg/hm2时,2种覆盖方式的冬小麦水分利用效率均最大。     

不同降水年型水氮运筹对冬小麦耗水和产量的影响

灌水和施氮是影响农田生态系统粮食生产的2个主要因素,但其增产效应和资源利用效率会受降水年型的影响。该研究基于2011—2014在陕西关中平原进行的3 a冬小麦水氮耦合试验,分析了不同降水年型下水氮管理对土壤含水率、籽粒产量、耗水量(water consumption,ETa)及产量与耗水量关系的影响。结果表明:7—9月总降水量每增加1 mm,小麦播前0~180 cm土壤底墒增加0.47 mm。随着灌水量增加,产量和ETa均增加,但仅在降水较少的2012—2013年增产显著,对水分利用效率(water use efficiency,WUE)的影响不显著;随着施氮量增加,ETa变化不显著,但其增产效果显著,使WUE显著提高,表明施氮增加了作物蒸腾占农田耗水量的比例。根据3 a各处理冬小麦产量和ETa数据,进一步探讨了在一定水分消耗下能达到的最大(边界)产量和WUE,建立了关中平原冬小麦的产量-耗水量边界方程;当ETa超过388 mm时,产量稳定在8 184 kg/hm2,WUE的最大值为2.52 kg/m3。研究可为制订合理的冬小麦水肥管理措施提供科学依据。     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

底墒对旱地冬小麦产量和水分利用效率的影响研究

针对甘肃陇东旱作雨养农业区的冬小麦产量低而不稳,水分利用效率低下,冬小麦夏季休闲期正值该区的降雨高峰期,降雨和无效蒸发同步且土壤保持水分不足的问题开展试验研究。通过夏季休闲期的地膜覆盖、集雨抑蒸,提高播前底墒,并对模拟底墒试验的产量、水分利用效率进行了研究分析得出:播前底墒对该区冬小麦产量和水分利用效率有显著的影响,通过提高底墒,对于稳定产量有较大贡献,提高生育期降水利用率,对提高产量有较大贡献。在分析多年研究资料的基础上,提出了该区冬小麦产量和播前土壤水分含量之间的模拟关系式以及冬小麦产量和生育期降雨量之间的模拟关系式。     

不同灌水方式对烤烟光合作用的影响

在烤烟生长季节设逐沟灌(对照)、交替隔沟灌、微喷灌、摇臂式喷灌、滴灌五种灌水方式,利用LI-6400便携式光合作用仪研究了不同灌水方式对烤烟光合作用的影响。结果表明:与对照相比,各处理不同程度地提高烤烟大田现蕾期以前的光合能力,降低蒸腾速率,提高叶片水分利用效率。特别是,摇臂式喷灌使烤烟的光合速率(Pn)提高了7.05%~24.97%、蒸腾速率(Tr)减少了5.10%~38.74%、WUE提高了16.48%~83.01%,滴灌使烤烟的Pn提高了6.23%~22.71%、Tr减少了7.65%~39.92%、WUE提高了34.55%~78.15%,而且使烟田供肥特性和烟株光合生理与烤烟的生长发育规律相吻合,利于烤烟及时落黄,是烟田最优的灌溉方式,而交替隔沟灌和微喷灌可以用作烟田前期灌溉。     

两种丛枝菌根菌抗旱效应的比较

丛枝菌根可在与植物共生的过程中增加植物对营养元素的吸收, 增加植物的生长量, 提 高植物的抗旱抗涝性。在盆栽条件下, 水分控制在10 %左右时, 接菌的小麦和对照相比降低了 气孔的阻力, 提高了叶片气孔传导力, 蒸腾速率, 有效光合作用和水平利用效率。     

地下水埋深对春玉米田土壤水分及产量的影响

通过6种地下水位控制处理和对照春玉米试验,探讨了地下水埋深对春玉米农田土壤水分、产量以及水分利用效率的影响。结果表明,地下水埋深对春玉米0～100cm层次土壤水分的影响较大。地下水位越浅这种影响显得越明显;无论地下水埋深深浅,田间累计地下水补给量变化规律可分为4个阶段,即稳定增长期、缓慢增长期、快速增长期和趋于稳定期。地下水位越高,累计地下水补给量越大,土壤排水量越大。较大降雨后土壤开始排水日期随着地下水埋深加深而滞后;地下水埋深1.0m时春玉米产量和水分利用率最高。地下水位在1.0m以下时,水分利用效率随地下水位加深而减少。     

不同保水剂及用量对砂培黄瓜幼苗生长和水分利用效率的影响

以砂子作为育苗基质,以黄瓜为供试作物,研究不同种类、不同用量的保水剂对砂子孔隙状况、持水性能和黄瓜幼苗生长和水分利用效率的影响。结果表明:聚丙烯酰胺型和聚丙烯酸钠型保水剂,在一定范围内,随着保水剂用量的增加,砂子总孔隙度增加,但大小空隙比逐渐减小,通气作用降低,水分日蒸发量和累积失水量减少,鲜重增加,水分利用率提高;但保水剂用量过高,虽持水、保水作用增加,且可延长植株萎蔫时间,由于通气孔隙减少,不利于幼苗生长。从整体上看,聚丙烯酰胺型的效果要优于聚丙烯酸钠型保水剂。     

Improvement of Wheat Water Use Efficiency in Semiarid Area of China

The greatest fear of global climate change is drought since in most areas where wheat is grownwater is the most important factor influencing wheat yield. Average wheat yield throughout the world is only30 -60% of the attainable yield potential because water shortage is the major factor preventing the realizationof maximum yield. Periods of drought alternating with short periods of available water are common conditionsto influence wheat productivity. Such conditions include variable frequency of dry and wet periods, intensityof drought, rate of drought onset and patterns of soil water deficit and/or atmospheric water deficit. It is thisdeficit and variable water conditions in semiarid environments that influence wheat productivity variously.This paper reviewed the physiological adaptation and benefits associated with deficit and variable water condi-tions. In addition, it also highlights the compensative effect of limited irrigation and breeding of new varietiesfor high water use efficiency (WUE) that could improve wheat productivity under water-limited environmentsin the semiarid regions. Considerable potential for further improvement in wheat WUE and productivity insemiarid environments seems to depend on effective conservation of moisture and effici ent use of this limitedwater such as soil fertility improvement, conservation tillage, residues and film mulch, rain water harvestingfor limited irrigation, and breeding for water saving varieties. Different crop, soil and water managementstrategies should be adjusted according to the conditions that prevail in various semiarid areas. By combiningsoil and water conservation approaches and adjusting the cropping system by growing drought-tolerant and wa-ter-saving cultivars, increase in wheat WUE and productivity could be achieved.