基于三温模型和热红外遥感的不同大豆品种蒸腾特征研究

蒸腾耗水是水循环中重要的水分存在形式之一,是准确量化水分利用效率的关键参数,对研究碳水循环关系及节水农业有重要意义。本研究以大豆品种‘晋21’(J21)和‘Union’(C08)为研究对象,设置两种水分处理[当地经验灌水定额的75%(A0)和37.5%(A1)],基于三温模型(3TModel)和热红外遥感,定量研究不同品种和不同水分胁迫下的大豆蒸腾速率,揭示其时空特征差异,从而为抗旱节水大豆品种筛选提供参考。研究结果表明:1)不同处理下大豆的蒸腾速率日变化趋势与气温、太阳净辐射和冠层温度的基本一致,呈先增加后减小的单峰曲线,且于午间达到峰值,峰值为1.2～2.5mm·h~(-1);各处理的大豆冠层温度和蒸腾速率均呈现出明显的空间异质性。2)J21与C08大豆的冠层温度A0处理分别低于A1处理6.55K和5.91K,蒸腾速率A0处理高于A1处理0.28 mm·h~(-1)和0.29 mm·h~(-1);大豆蒸腾速率与灌水量呈正相关、与冠层温度呈负相关。3)在相同水分胁迫下,大豆冠层温度J21低于C08 1.83～2.47 K,蒸腾速率J21高于C08 0.13～0.14 mm·h~(-1)。本研究与传统方法相比,所需要的参数较少,避开了空气动力学阻抗等难获取的参数,对农田尺度更具有适宜性,更能揭示不同农田环境下作物的蒸腾时空异质性,在农业水分高效利用和节水品种筛选上有十分重要的科学意义。     

不同水肥管理对水稻分蘖期根系特征和氮磷钾养分累积的影响

为探讨节水灌溉与氮肥施用对水稻分蘖期根系特征和氮磷钾累积的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式(常规灌溉与控制灌溉)与3个施氮量(90、180和270 kg hm-2)对水稻分蘖期根系活力、最长根长、根直径、根体积、水稻根、茎、叶的含氮、磷、钾量及累积量的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,水稻根茎叶及整株的氮含量、茎及整株的氮累积量、茎的钾含量增加,水稻根系活力、最长根长、根直径、根体积、整株生物干质量、根叶的氮累积量、根叶及整株的磷含量、根叶茎及整株的磷累积量、根叶的钾含量、根茎叶及整株的钾累积量呈先增加后降低趋势;与常规灌溉模式相比,水稻根系活力、根直径、根体积、叶氮累积量、根及整株的磷含量增加。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg hm-2利于水稻分蘖期根系生长和养分吸收利用,水稻根系活力、根体积、整株生物干质量、整株的氮含量、整株氮累积量分别达到0.94%、21.27 cm3、22.68 g plant-1、72.40 mg g-1、1.74 g plant-1。该研究为认识水氮调控下水稻分蘖期根系特征与氮、磷、钾吸收利用,指导水稻节水节肥栽培实践提供支撑。     

高吸水树脂的性能及其在农业上的应用

综述了新型化学抗旱节水材料?高吸水树脂的种类、吸水原理、主要的性能特征以及具体的使用方法。高吸水树脂可以通过抑制水分蒸发,增加土壤含水量以及改良土壤结构等方面,起到保水和促进作物生长发育以及提高产量的作用。指出了我国应在开发研制高吸水树脂保水剂的种类,提高释水性能和降低价格等方面加强研究。     

石新733小麦的水分生理特点及节水灌溉效应

石新733是一个高产优质小麦新品种,为探明其是否适用于节水高产栽培,于2003—2004和2004—2005年度进行了节水灌溉对其水分生理性状和产量影响的田间试验。结果表明,石新733的叶片渗透调节能力比邯麦9、石麦9和衡7228的平均值高71.6%,叶水势比衡7228约高0.1 MPa。石新733的离体叶片失水速率较高;蒸腾速率、净光合速率和气孔导度与石麦9和邯麦9接近,均高于衡7228;胞间CO₂浓度和蒸腾效率品种间没有明显差别。与灌5水处理相比,灌2水处理的叶水势和叶片气体交换参数均相近而灌浆盛期的光合功能和蒸腾效率较高。石新733的产量高于其他3个品种,其中,不灌水和灌2水处理分别比其他3个品种平均产量增加11.3%和7.0%。全生育期只灌拔节和抽穗开花期2水的节水处理比灌4水的常规灌溉处理增产5.6%,说明该品种可在节水高产栽培上应用。     

节水灌溉方式优选算法设计与实现

在进行基础资料调查和数据分析的基础上,通过计算不同水源不同节水灌溉方式的年收入、支出、年净效益和投资回收期等,得到不同水源在不同灌溉方式下的年净效益平均值,完成节水灌溉方式经济适宜性的评价分析;以灌水均匀度作为技术适宜性评价指标,适宜性评价结合3种灌溉水源(地面水、浅井水、深井水),3种作物模型(粮食作物、经济作物、林果),3种地形地貌(1/1 000～3 000、1/100～1 0001、/10～100)5,种土壤质地(砂质、砂壤质、壤质、粘壤质、粘质),完成节水灌溉方式技术适宜性评价分析;根据调查资料整理和总结,得出群众对各种灌溉方式的评价结果,完成节水灌溉方式的社会适宜性评价分析;运用模糊综合评价法实现节水灌溉方式的适宜性评价。并且以典型灌区为实例,对构建的综合评价指标和决策集及建立的节水灌溉方式评价数学模型进行验证,完成了节水灌溉方式的优选。     

景天属植物需水特性及节水灌溉研究

[目的]研究景天属植物的耗水规律及需水特征,为景天属植物在北方干旱地区进行抗旱节水生态建设提供理论依据。[方法]以草地早熟禾为对照,研究了德景天、八宝景天、三七景天、卧茎景天4种景天属植物的耗水规律和需水特性。[结果]浇水后进行控水,4种景天属植物及草地早熟禾的土壤水分在控水约10 d内大量蒸发,土壤相对含水量下降了60%左右,土壤已达重度干旱;4种景天属植物及草地早熟禾的日蒸散量随土壤水分的减少而减少,在控水约10 d内大量蒸散,之后日蒸散量极小。4种景天植物的年蒸散量为177.09~247.22 kg/m2,草地早熟禾年蒸散量为811.05 kg/m2,当地年降雨量为474.50 kg/m2,理论上4种景天植物均无需灌溉,草地早熟禾需年补充水分336.55 kg/m2、年浇水10次;园林绿化实践中4种景天属植物的浇水应为2次/年,草地早熟禾的浇水应为12次/年。[结论]景天属植物抗旱性极强,能够耐受极端干旱环境而保持正常生长和景观,从而实现节水灌溉。     

喷灌条件下不同节水措施对玉米的影响

在宁夏中部干旱带采用起垄覆膜、无垄覆膜、起垄无膜、秸秆覆盖和对照(常规种植)进行玉米生育期、产量、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及土壤水分含量等进行调查研究,结果表明:覆膜可使玉米提早成熟10 d以上,并可提高玉米的产量、保苗率,成穗率,使玉米的产量比对照提高25.7%～30.7%.影响叶绿素含量的主要是玉米各生育时期与玉米叶片的不同部位,影响最大的是叶片中部,其次是叶片基部.起垄可提高水分利用效率,起垄覆膜可促进玉米的光合速率.     

节水灌溉在城乡绿化方面的应用

随着我国城镇化迅速发展,人们对生态环境的要求日益提高,各类绿地面积不断增加,对水的需求量越来越大.因此,城乡绿化节水灌溉越来越受到人们的关注.     

运城地区发展节水农业的思考

运城地区水资源贫乏 ,干旱缺水已成为严重制约全区农业生产再上新台阶的关键因素。根据水资源丰富程度、分布特点、开采条件 ,就不同区域 ,提出不同的节水农业措施     

节水灌溉条件下乌龙茶需水规律及灌溉定额研究

[目的]探讨乌龙茶节水灌溉的需水规律及其水分利用效率。[方法]以2年生铁观音茶树为试验材料,研究微喷灌节水灌溉方式下乌龙茶的需水规律、灌溉水量、有效降雨量以及节水灌溉定额。[结果]5月、7～10月是乌龙茶的需水量高峰期,占全年需水量的59.15%。1983～2009年乌龙茶节水灌溉定额为551.4 mm,降雨有效利用率33%;其中大雨、中雨和小雨的有效利用率分别为17%、50%和77%。随着降雨量的增加,乌龙茶需水量下降,降雨有效利用量增加,而降雨有效利用率下降。[结论]乌龙茶的最佳灌溉量是40～50 cm土层的土壤湿度达到75%时的田间持水量。乌龙茶生长需水关键期7～10月,适宜的灌水定额21.0 mm,灌水次数10～15次,灌水周期8～12 d。