宁南旱区草粮轮作系统中紫花苜蓿适宜利用年限研究

2002-2004年对宁南旱区不同生长年限紫花苜蓿土壤理化性状和紫花苜蓿-谷子轮作进行了研究。结果表明,随着紫花苜蓿生长年限延长,土壤生态环境得到改善。紫花苜蓿3~22年生期间,0~100 cm土壤容重减少了0.213 g/cm3,孔隙度增加8.03%,饱和持水率增加14.17%,持水能力增强。6~22年生期间,0~60 cm土层有机质和碱解氮平均含量分别增加1.60 g/kg和11.02 mg/kg,pH值降低了0.09,为轮作作物生长创造了良好的土壤环境。紫花苜蓿轮作年份越早,土壤水分恢复效果越好,轮作作物水分利用效率越高;反之,紫花苜蓿生长时间过长,轮作后不利于土壤水分的恢复。6,10和22年生紫花苜蓿地轮作谷子收获后,0~200 cm土壤水分恢复量分别为63.06,55.22和-42.55 mm,轮作谷子产量分别为1 725.95,1 485.80和1 560.75 kg/hm2,水分利用效率分别为12.011 6,8.432 5和5.816 1 kg/mm.hm2。为使旱区农地有限的土壤水分达到合理、高效及可持续利用,取得较大的经济效益、生态效益和社会效益,紫花苜蓿实行草粮轮作的最适宜年限在5~6年生。     

偃麦草优良无性系及其光合特性日变化规律研究

多年来利用优良单株选择法对采自新疆天山北坡的野生偃麦草开展无性系的选育研究,经过两次单株选择,初步选育并确定了生态生物学性能稳定、生产潜力大的偃麦草优良无性系。以原始群体为对照,开展了分蘖时期叶片单位面积的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)、光能利用率(LUE)等光合生理特性日变化规律的研究。研究结果显示,无性系和对照的Pn、Tr、Gs、Ci和WUE均呈现较一致的“双峰型”变化趋势,且存在明显的“光午休”现象,而LUE日变化进程表现为“U”字型。无性系的Pn、Tr、Gs、WUE出现第一次高峰的时间均在100∶0左右,而出现第二次高峰时均较对照由160∶0提前到140∶0左右。     

半干旱草原主要植物光能和水分利用特征的研究

在植物生长季内测定了内蒙古半干旱草原6种主要植物的光合和水分利用特征，比较了植物之间在光能和水分利用方面的差异，认为水分利用效率难以反应植物对干旱的适应性，而其倒数－水分竞争系数是较好的表征指标；植物的光能利用效率和水分竞争系数之间存在补偿关系；半干旱草原主要植物适应环境的方式不同，它们在光能和水分资源生态位上存在分离。     

基于轮作模式的大兴区麦玉灌溉制度优化

优化灌溉制度是提高农业用水效率,保证作物节水稳产的基础。在轮作条件下,冬小麦和夏玉米适宜的水分生产率,是提高作物产量和合理利用水资源的一个重要指标。利用AquaCrop模型模拟了不同灌溉处理条件下,冬小麦-夏玉米轮作模式的生产潜力,并分析其差异以选出最优灌溉制度。结果表明,轮作模式下灌溉定额在300 mm内时,耗水量、产量、水分生产率随灌溉量增加而增大,而土壤水分变化量随灌溉量的增大而减小。当灌溉定额为300 mm时,总产量为16 735 kg/hm²,总耗水量为758.2 mm,水分生产率为2.21 kg/m³,可知在该灌溉制度下以轮作模式种植冬小麦和夏玉米较为节水高效,对于提高研究区域的作物产量,具有重要的现实意义。     

大别山板栗片热泵干燥特性及动力学模型分析

为了研究大别山板栗片热泵干燥过程和特性,建立其干燥动力学模型,并优化干燥工艺以提高干燥后的品质,以大别山板栗为研究对象进行热泵干燥动力学研究,通过对7 种常用干燥模型线性化处理,筛选适合用来描述板栗片热泵干燥特性的数学模型,并利用试验数据与模型进行回归拟合,确定并建立最适合的数学模型。结果表明：Page 模型的预测值曲线和实测值曲线高度吻合,Page模型可用来描述板栗片热泵干燥过程中水分的变化规律。研究结果可为板栗片实际生产中的热泵干燥加工提供一定参考。     

基于LF-NMR及MRI 的2种速生材干燥过程中水分分布状态研究

为了解太阳能干燥过程中速生材内部水分状态及迁移规律,采用低场核磁共振及核磁共振成像检测桉、杨木干燥过程中水分分布、含量变化及迁移过程,借助扫描电镜在微观层面进行分析。结果表明：核磁共振信号强度与称重法所测含水率相关性系数高达0.99以上,因此低场核磁共振可准确测定木材中的水分含量;桉木和杨木饱水试样的核磁共振信号中均存在3种峰,桉木弛豫时间分别为1.32、32.75、403.70 ms,杨木为2.66、32.75、352.12 ms,对应着结合水及两种状态的自由水;随着干燥进行,不同状态水分的横向弛豫时间逐渐减小,木材对水分的束缚增加。当桉木含水率为27.28%,杨木含水率为35.71%左右时,水分散失转为以结合水为主。通过核磁共振成像中氢质子密度的不同可对水分含量进行区分,进而可观测干燥过程中木材内部水分移动状态。因此,通过低场核磁共振及核磁共振成像可研究速生材干燥过程中的内部水分状态及分布。     

土壤水分胁迫对生菜幼苗部分生理指标的影响

选取生长势一致的生菜幼苗进行4种不同的土壤水分处理,测定叶片中叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量。结果表明,随着土壤水分胁迫程度的加剧,幼苗叶片中的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量与对照相比均显著减少;干旱胁迫处理第16天时,完全不浇水处理的脯氨酸含量(2.61μg/g)为对照处理脯氨酸含量(1.70μg/g)的1.53倍,完全不浇水处理可溶性糖含量(13620.53μg/g)为对照处理的(5 883.06μg/g)的2.32倍,丙二醛含量也显著增加。     

温室增温和灌溉量变化对棉花产量、 生物量及水分利用效率的影响

为了解气候变化对棉花生长的影响,在2011—2012 年,通过2 个温室进行增温和灌溉量变化的试验（一个温室用红外灯管增温,另一个不增温）,每个温室设田间灌溉量的0.7 倍、0.85 倍、1 倍、1.15 倍、1.3 倍5 个灌溉水平,研究增温和灌溉量对产量、生物量及水分利用效率的影响。结果表明,棉花生长季平均温度增加1~3.5℃有利于产量的增加,生长季、花期和铃期温度升高1℃,产量分别增加200.694、225.732、109.838 kg/hm2,而蕾期温度升高1℃却会降低产量162.814 kg/hm2。生长季和蕾期增温1℃会分别降低生物量1079.2、1179.8 kg/hm2,降低产量和干物质的水分利用效率3.4215、2.8098 kg/(hm2·mm)。灌溉倍数每增加1 倍,产量和生物量分别增加734.51、2242.3 kg/hm2。但增温会增加水分的消耗量,这对于处于干旱区的新疆来说是不利的。随着气候变暖,棉花耗水增大,产量增加。     

不同条件下覆膜对春小麦产量和水分利用的影响

通过大田实验研究了不同条件下覆膜对春小麦产量与水分利用效率的影响。覆膜处理均在播种后62d揭膜。由于底墒较差,覆膜后土壤干旱加剧,导致全生育期耗水量分配不合理,使前期增长的根系在中后期成为生长的冗余,进而影响水分利用效率和产量。     

‘小偃60’在不同水氮条件下的用水特性

以过筛土壤为培养基础,以圆形桶为容器,设置了3个水分梯度(W0、W1、W2,分别为田间持水量的50%、65%、80%)、4个氮素梯度(N0、N1、N2、N3,施氮量分别为每桶0 g·kg?1、0.10 g·kg?1、0.20 g·kg?1、0.29 g·kg?1),探究冬小麦新品系‘小偃60’干物质积累与分配、水分利用效率、光合参数的变化规律,为其推广及高产高效栽培提供依据。结果表明,水、氮均对冬小麦生物量及产量、叶片叶绿素含量、叶水势、叶片净光合速率等有显著影响,且水对籽粒产量的主效应大于氮肥。水分和氮肥适宜处理(W2N2)比水分和氮肥轻度亏缺处理(W1N1)增产66.03%,W1N1比水分和氮肥严重亏缺(W0N0)增产153.30%。在相同水分处理下,冬小麦叶绿素SPAD值随着施氮量的升高而升高,而在相同施氮量条件下,水分严重亏缺处理(W0)和水分适宜处理(W2)的冬小麦叶绿素SPAD值均低于水分轻度亏缺处理(W1)。水分对叶片水势为正效应,表现为随着土壤含水量的增加显著升高到不明显升高趋势。光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)均随着施氮量的增加而升高,Pn、Tr随土壤水分提高而上升,WUEi却随土壤水分提高而下降。在低氮(N1)或者不施氮肥(N0)条件下,产量水分利用效率(WUEy)随水分的增加表现先升高而后变化不明显的变化趋势;在适宜氮肥(N2)和高氮(N3)条件下,WUEy随着水分的增加而升高。通过对试验结果的分析得出如下结论:1合理的水氮管理使‘小偃60’的籽粒产量及水分利用效率(WUE)维持在较高水平,过多水肥均引起产量及WUE下降;2不同水氮下籽粒产量、水分利用效率均与叶片净光合速率显著正相关;3‘小偃60’在河北环渤海地区更适合在低水中肥条件下种植。