阳园燕[1]2004年在《土壤水分亏缺条件下根源信号ABA参与作物气孔调控的数值模拟》文中指出干旱胁迫是植物逆境最普遍的形式，植物的进化发展形成了多种适应干旱胁迫的机理。以根源信号ABA(脱落酸)参与作物气孔行为调控为代表的根冠通讯学说得到了大量证据的支持和论述。 目前，国内外学者建立的根源信号调控作物气孔行为的气孔导度模型采用Penman-Monteith方程计算作物蒸腾，并在考虑ABA的产生时假定根区土壤水势及根水势是均一的。针对利用Penman—Monteith方程计算作物蒸腾的精度不够高且参数不易获得的局限，以及土壤水势和根水势因土壤水分状况不同而随土壤深度变化的大田实际情况，本文引入根系吸水模型计算作物蒸腾，与原气孔导度模型嵌套，同时在ABA的产生项中考虑根系吸水函数和根系分布密度函数，改进ABA参与作物气孔行为调控的气孔导度模型。 所选取的改进后Feddes根系吸水模型验证结果表明，该模型较好的反映了土壤不同层次水分变化及根系吸水强度的变化。由于充分考虑了根区土壤水势和根长密度在土壤剖面的分布对于根系吸水强度的影响，对不同土壤水分状况和根系密度分布情况下的土壤水分变化模拟较好。与实测值的总体偏差分别为7.23％和6.15％，可作为根系吸水模型结果输入ABA参与气孔行为调控的气孔导度模型中，取代原模型中Penman—Monteith方程。 改进后的气孔导度模型对2002年7月27日的气孔导度日变化模拟结果与当同实测值比较，取得了较好的模拟效果。与假定土壤和根水势均一(假定1)、假定根系在土壤中上下两层根干重分别为30％和70％(假定2)两种情况的模拟结果对比表明，根系吸水模型中充分考虑不同层次土壤水分状况，根系的根水势，以及根长密度在土壤不同层次的分布，能够更为精确的描述当土壤出现水分亏缺时根系合成ABA的量，各层根系蒸腾流中ABA浓度，木质部ABA浓度，以及最终ABA参与气孔行为的调控作用。 根系吸水模型与ABA参与气孔行为调控的气孔导度模型的嵌套的初步探讨，在原有模型基础上做了一定改进，为优化作物根冠通讯学说，使土壤水分变化、植物对水分亏缺(包括大气水分亏缺和土壤水分亏缺)的生理响应、植物水分利用等成为一个有机整体，完善植物对土壤干旱和大气干旱的响应机制奠定理论基础。
阳园燕, 郭安红, 安顺清, 刘庚山[2]2006年在《土壤水分亏缺条件下根源信号ABA参与作物气孔调控的数值模拟》文中指出建立了根系吸水模型和根源ABA参与作物气孔调控过程相耦合的气孔导度模型,该模型在根源信号ABA的产生项中考虑了根系吸水影响函数和根系密度分布函数.利用该耦合模型模拟大田状况下根源ABA参与玉米气孔行为调控过程,结果表明,由于充分考虑了根区土壤水势和土壤中根长密度分布对根系吸水的影响,较好地反映了土壤不同层次根系吸水强度,更为确切地描述了当土壤水分亏缺时,根系合成ABA的量、各层根系蒸腾流中ABA浓度、木质部ABA浓度以及最终ABA参与对气孔行为的调控作用.
金欣欣[3]2016年在《覆膜栽培对水稻耗水和节水特性的影响》文中研究表明传统水稻淹水栽培体系耗水量巨大,水分利用效率低下,由于水资源形势日趋紧张,发展节水稻作生产体系已成为当务之急。在节水稻作生产体系中,水稻覆膜栽培以其显着的节水稳产效果,引起了国内外研究者的广泛关注。目前有关水稻覆膜栽培的研究主要集中在覆膜对水稻生长和产量的影响,而关于覆膜栽培水稻的需水耗水规律、及其节水特性与机理,至今鲜有报道。本研究通过在湖北十堰房县布置田间试验(2013-2014年,共两季),结合室内土柱试验,以传统水稻淹水栽培为对照,探讨了覆膜栽培水稻(覆膜湿润栽培、覆膜旱作栽培)的耗水规律与节水增产机理。本文分析了覆膜栽培水稻的需水、耗水规律与节水特性,探讨了覆膜栽培对水稻群体生长、生理特征和产量的影响,评价了覆膜栽培水稻的水分利用效率；基于根长密度建立了覆膜栽培水稻的根系吸水模型,并将其与考虑根源信号ABA参与调控气孔行为的气孔导度模型相结合,模拟了水稻叶片气孔导度的日变化过程。主要的研究结果如下：(1)与淹水栽培相比,覆膜湿润和旱作栽培水稻整个生长季的总用水量(包括灌溉I和降雨P)分别降低了34.6%和47.4%,其中,灌溉量分别降低了61.3%和83.8%,其主要原因在于：覆膜栽培水稻在各主要环节的耗水(无论是非生理耗水,还是生理耗水)均呈显着降低。非生理耗水方面,覆膜栽培模式的深层渗漏(D)和蒸发损失(E)相对淹水处理分别降低了71.5-88.2%、82.8-89.1%；生理耗水方面,覆膜栽培总体有效降低了水稻的蒸腾耗水需求,使全生育期蒸腾总量(T)较淹水栽培下降6.1-9.7%,但由于不同生育期水稻的叶面积和气孔导度等水分生理指标呈现不尽一致的响应,从而导致覆膜与淹水栽培之间的蒸腾耗水差在水稻生育前期和后期呈现不同的变化趋势。(2)从植物生长来看,田间试验条件下,与淹水栽培相比,覆膜栽培水稻的叶面积和地上部生物量显着提高；最大分蘖期,覆膜栽培水稻的根系生物量、根长密度、根直径相对淹水栽培均显着增加,扬花期却低于淹水栽培水稻(尤其根直径),但覆膜和淹水处理间无显着差异；覆膜栽培水稻的根冠比相对淹水栽培降低。覆膜湿润和旱作栽培水稻的总生物量及产量基本相同,相比淹水栽培分别提高15.7%和11.0%。室内条件下,覆膜湿润栽培的叶面积、地上生物量、根系生物量、根长密度和产量都与淹水栽培无显着差异,而覆膜旱作栽培由于受到长期的水分胁迫,各生长指标和产量均显着降低。(3)由于评价目的不同,水分利用效率(WUE)可有多种计算方法,本研究中涉及的WUE包括：总水分利用效率(WUE1+P,单位面积产量Y与总供水量(即灌溉量I和降雨量P之和)的比值)、灌溉水分利用效率(WUE1,Y与I的比值)、蒸腾水分利用效率(WUEr,单位面积生物量B与蒸腾耗水量T的比值)及叶片尺度水分利用效率(WUEphoto,光合速率Pn与气孔导度gs的比值)。与淹水栽培相比,覆膜湿润栽培的WUE1+P和WUE1分别提高70.7%和194.2%,覆膜旱作则分别提高110.3%和608.7%；覆膜栽培同样显着提高了WUET和WUEphoto;覆膜栽培水稻WUE的提高还同样表现在叶片的813C(稳定碳同位素比值)上：覆膜栽培导致水稻叶片的813C值显着提高,与WUET显着相关。(4)依据水稻的蒸腾耗水所建立的基于根长密度分布的根系吸水模型,能够较好地反映不同土层根系吸水的变化规律。利用根系吸水模型代替彭曼方程,将其与根源信号ABA参与气孔行为调控的气孔导度模型相嵌套,更能确切描述不同土层中根系合成ABA的量、各根系层蒸腾流中ABA浓度及其对木质部最终ABA浓度的贡献、以及最终ABA对气孔导度的调控行为,提高了原模型的模拟精度。
杨磊[4]2008年在《干旱荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式研究》文中研究表明本文就甘肃民勤荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式进行了研究。试验设在甘肃民勤县农技中心农场内。结合民勤地区生产实际,分别在不同茬次间及第一茬的不同生育阶段进行70%、55%、40%田间持水量的水分亏缺处理,用土壤含水量下限控制,当80cm以上土层土壤含水量达到设计的水分下限时进行灌水,水分上限控制为田间持水量的90%。按照紫花苜蓿的生理生长特性紫花苜蓿全年收获3茬,其中第一茬各生育阶段分别为:返青期、分枝期、现蕾期、开花初期。试验设置11个处理(含一个对照),每个处理叁次重复;采用第一茬单阶段和全生育期各阶段组合调亏及全年不同茬次单阶段及全年各茬次组合调亏,试验从4月15日(第一茬返青)开始至9月30日(第叁茬刈割)结束,共历时168d,取得了如下的研究成果:(1)通过对紫花苜蓿地上和地下部分生长量的研究表明:不同生育阶段不同程度的水分亏缺均会对紫花苜蓿的株高、茎粗、叶片面积、根颈和根系重量、根颈直径及入土深度的生长产生抑制作用,轻度水分亏缺可以诱发大量的侧根和一定程度上增加分枝数,在复水后株高、叶面积等都表现了一定程度的补偿生长。对第一茬、特别是现蕾期以前给予轻度水分胁迫(55%θf),有利于促使根系生长,优化冠层结构,这对保证苜蓿全年高产极为重要。(2)不同程度的水分亏缺均降低了亏水阶段紫花苜蓿叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度;不同时段的水分亏缺均能提高本阶段的叶片水分利用效率,除分枝期光合速率呈单峰曲线外,其它时期亏水处理的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均为双峰曲线,只是峰值与波谷出现的时间略有不同;叶片蒸腾速率和叶片光合速率对于气孔导度增大响应程度都存在着不同,随着气孔导度的增大,叶片蒸腾速率和叶片光合速率几乎以相同的速率同时增加,但当气孔导度超过某个阈值时,光合速率增速明显减缓,甚至出现大幅度降低,从光合产物累积的角度考虑,开始进入奢侈的蒸发蒸腾阶段。在现蕾期以前的调亏处理均可提高WUEL。(3)土壤水分的变化表明:0～180cm的土壤水分能被苜蓿有效利用,在80～180cm内,高水处理的变幅更加明显,深层水分利用效率较高。(4)耗水量的分析表明,耗水强度为逐茬递减的趋势,第一茬耗水较多,现蕾期达到最大,分枝期次之。对耗水量和灌溉水量的关系分析发现,耗水量随着灌溉水量的增加而增大,但是相同的灌水量,若灌水时间不同,也会对耗水量产生较大的影响。紫花苜蓿全年Kc值的变化趋势是先增大后减小的单峰变化曲线,作物系数的最高值都出现在开花初期,且逐茬递减。(5)第一茬经过一定亏水处理的紫花苜蓿,其产量接近对照,现蕾期以前进行调亏的处理2、3均体现了补偿效应,全年产量的分析表明,苜蓿产量在全年各茬次的变化规律为,逐茬递减,且第一茬的产量在全年总产量的50%左右,第一茬轻度亏水的处理8,在后继茬次表现出了明显的补偿生长,较对照增产了5.08%,达14218.5kg/hm2,第一茬给予轻度胁迫,使作物经历亏水锻炼,促使根系生长,对后继茬次及全年总产量均有利,但第一茬重度胁迫的处理11,前期严重阻碍了苜蓿的生长,在复水后补偿生长也受到严重的抑制。产量、水分利用效率和耗水量呈明显的二次抛物线关系,产量起初随着耗水量的增加而增加,当耗水量大于某一值时,产量反而随着耗水量的增加而减少。产量和水分利用效率对耗水量的变化具有不同步性,即通常在水分利用效率已达到最大值时,产量随耗水量的增加仍在增大。(6)通过作物水分生产函数模型分析紫花苜蓿在第一茬及全年的水分生产函数表明,Blank模型、Stewart模型和Jensen模型均较为合理,缺水敏感指数表明,分枝期及现蕾期均属缺水敏感阶段,其次是开花初期,再次为返青期,且发现在返青期给予一定的水分胁迫,能够对作物起到锻炼生长的作用,获得较高的总产量。(7)指导生产的灌溉制度为:全年收获叁茬,进行4次灌水,灌水定额为750m3/hm2～900m3/hm2。第一茬灌水2次,二、叁茬分别配水一次;灌水不宜过早,通常返青期给于一定的水分亏缺,可以使苜蓿得到一定的生长锻炼,在第一茬分枝初期(5月上旬)及现蕾期末(6月上旬)分别进行灌水,开花期不灌水,便于实施收获作业。这样的配水方案与当地生产实际相结合,即达到了丰产,又保持了较高的水分利用效率,起到了节水的效果。
王振宇[5]2006年在《水分胁迫和断根对冬小麦根源信号、竞争能力及产量的影响》文中指出本文通过断根模拟小根系，以长武—135为试验材料，利用盆栽试验，研究了花期不同根系大小的冬小麦在逐渐干旱条件下根源信号的特点，以及以产量为主要目标、以根系特征为中心的冬小麦对干旱的适应机制，同时也探讨了断根对冬小麦竞争能力和光合特性的影响及与产量形成之间的关系。 本研究主要结果如下： 1．2004-2005年利用人工生长箱对盆栽冬小麦(长武135)在拔节期断根，然后在花期进行土壤逐渐干旱处理，以充分供水为对照，通过断根减少小麦根系，对不同根系大小的根信号特征进行了比较，发现土壤水分亏缺引起明显的非水力根信号(nHRS)和水信号(HRS)现象。nHRS和HRS相继出现时的土壤相对含水量(RWC)临界值随不同根系大小出现有规律的变化趋势，其变化区间为60％—48％FWC(田间持水量，Field water capacity)之间。代表小根系的断根处理nHRS和HRS出现的土壤RWC阈值范围为58.7％—48.1％ FWC，阈值范围较宽。代表大根系的未断根处理的阈值范围较窄，为55％—48.9％ FWC。结果显示，断根处理(小根系)小麦具有“高上限，低下限”。 2．通过断根模拟小根系的盆栽试验，比较了不同根系大小的冬小麦对非水力气孔敏感性的差异性。从土壤含水量75％ FWC的充分供水下降到40％ FWC的极度干旱胁迫的过程中，植物经历了从75％ FWC到根信号出现(过程1)、从根信号出现到水信号出现(过程2)以及从水信号出现之后(过程3)叁个过程。结果表明，当非水力根信号出现后，未断根处理小麦(大根系)较断根处理小麦(小根系)气孔导度有一个更快的下降过程，表现为其所在的直线的斜率角度较大，当水信号出现时，其气孔导度基本相同，无显着性差异，但随着土壤水分状况的进一步降低，断根处理小麦的气孔导度开始迅速下降，表现出过程3所在的直线斜率角度更大。因此通过断根模拟小根系，断根处理和未断根处理的根信号特征可以近似的看作双“Z”型曲线。 3．通过盆栽干死试验比较了上述处理的冬小麦的耐旱能力和产量形成的关系。在充分供水条件后各处理同时停止供水，土壤水分逐渐下降，盆内植物自然干死。未断根处理小麦存活天数最短，为5-6天；断根处理小麦的存活时间较长，为7-9天。通过对株高、叶面积和地上部生物量的比较，中度干旱胁迫条件下，未断根处理小麦受到的干旱伤害较断根处理重，表明小麦断根处理提高了耐旱能力。 4．采用简化的deWit替代系列法研究了盆栽冬小麦在拔节初期断根对冬小麦根冠关系、竞争能力及其与产量性状的关系。无论干旱或湿润，单栽条件下断根降低了小麦
张娟[6]2007年在《辣椒时空亏缺灌溉最优模式试验研究》文中认为基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号理论而提出的时空亏缺灌溉技术，是对作物不同生育时期运用充分灌、根系均匀亏缺灌溉和根系分区交替灌溉的一种新型灌溉方式，具有较大的节水潜力。本文以辣椒为供试作物，于2006年3～9月在河海大学节水园区连栋玻璃温室中进行了辣椒温室盆栽试验，对时空亏缺灌溉条件下土壤水分的动态变化特征、作物生理调控与气孔响应、耗水规律以及产量品质和水分利用效率等进行了较系统的试验研究，取得了如下一些主要结论： (1) 辣椒耗水量随灌水量的增大而增大，结果盛期的日耗水量稍大于开花座果期，苗期植株小且温度低，日耗水量最低，通过对辣椒不同生育阶段的耗水量分析得出在结果盛期或开花座果期增加供水量的灌水模式是比较合理的。 (2) 辣椒苗期灌水量对辣椒株高、叶片数、叶面积等生长指标有显着影响，且均有程度不同的抑制作用，苗期分根交替灌溉对生长指标的抑制程度大于根系均匀亏缺处理，灌水方式对其影响不显着。辣椒株高、叶片数、叶面积与控水延续时间均呈二次多项式函数关系，随着处理天数的延续，株高、叶片数、叶片面积增长变缓，且不同阶段复水后出现明显的补偿效应或超补偿效应。 (3) 时空亏缺灌溉对辣椒生殖生长的光合速率、蒸腾速率等亦均有不同程度的抑制作用。辣椒控水处理在不明显降低光合速率的条件下降低叶片奢侈的蒸腾耗水，提高叶片水分利用效率。叶片蒸腾速率与气孔导度之间相关关系达显着性水平，而影响叶片的光合速率及蒸腾效率因素较多，与气孔导度未呈现明显相关关系，光合速率的目变化呈不对称的双峰曲线，主峰、峰谷和次峰分别出现在11：00，13：00，16：00，表现出光合“午休”现象，灌水充分的处理，主峰提前，峰值较控水处理的大，蒸腾速率和气孔导度的日变化呈单峰曲线，峰值出现在12：00。结果盛期荧光动力学参数对于辣椒遭受胁追反应是敏感的，与测定时间及测定时的环境条件有十分密切的关系，结果盛期各处理叶片的叶绿素荧光参数差异均达显着性水平。 (4) 合理的时空亏缺灌溉使辣椒根冠比增大，根长增加33.6％～52％，根系密度增大16.7％～45.8％，根冠之间在适应这种灌溉方式的过程中建立相互协调的关系。通过盆栽试验验证了根冠通讯理论的正确性及其在农业节水中应用的巨大潜力；处理DFDP产量降低较少的情况下水分利用效率最大，能实现高产和高效的统一。 (5) 经投影寻踪建模对时空亏缺灌溉的9种不同模式进行寻优，处理DFDP即苗期和结果盛期根系均匀控水处理、开花座果期及时复水、结果后期根系分区交替灌是最优灌溉模式。
郭安红, 李召祥, 刘庚山, 阳园燕, 安顺清[7]2003年在《根源信号参与调控气孔行为的机制及其农业生态意义》文中进行了进一步梳理在土壤干旱的情况下,一方面根源信号向植物体地上部分的长距离传输为地上部分提供了土壤水分获取能力的测度,另一方面根源信号调控气孔开度、抑制蒸腾作用并提高植株体的水分利用效率。本文综述了根源信号参与调控植物体水分利用的生理机制和理论模型,指出该模型与根系吸水模型、气孔导度模型耦合,能够更好地反映植物体叶片对土壤干旱以及大气干旱的响应。评述了在根源信号参与调控植物体水分关系的基础上发展的RDI和PRD、CAI等有效灌溉手段,有助于合理配置根系层供水量,通过根土相互作用和信号物质的传输,降低蒸腾和提高水分利用效率。另外,根源信号在调控根系生长发育,延缓地上部分生长以调整根冠比例,优化资源分配以利于繁殖生长等方面均有所为,为全面提高农田水分利用效率提供生理生态基础。
杜彦磊[8]2012年在《脱落酸对春小麦根源信号、籽粒产量和水分利用效率的调节作用》文中研究说明通过盆栽实验,研究了灌根方式施加p-氨基丁酸(BABA)和外源脱落酸(ABA)对两个春小麦品种(Triticum aestivum L.)根源信号、抗氧化防御、籽粒产量以及籽粒水分利用效率(WUEG)的调节作用。供试品种为不同年代的两个春小麦品种,分别为甘肃96(GS,1950s选育)和陇春8275(LC,1990s选育),两者在干旱胁迫下表现出不同的籽粒产量。灌根方式施加100μM BABA和10μM外源ABA后,引起逐渐干旱过程中两个春小麦品种适应干旱的生理生态学机制的变化(包括根源信号、抗氧化防御),也影响干旱胁迫下两个春小麦品种的籽粒产量以及WUEG。灌根方式施加100pM BABA增加了春小麦叶片中干旱诱导的ABA的积累,更早地激发了两个春小麦品种的非水力根源信号。BABA施加拓宽了非水力根源信号(nHRS)的土壤水分阈值区间；即GS品种和LC品种的nHRS匕壤水分阈值区间分别拓宽到70.7-49.5%FWC (FWC,田间持水量)(21.2%FWC)和76.9-39.8%FWC(37.1%FWC),而未施加BABA的GS品种和LC品种的nHRS土壤水分阈值区间分别为62.6-48.5%FWC(14.1%FWC)和69.1-39.4%FWC(29.7%FWC)。 BABA施加显着降低了两个春小麦品种的叶片致死水势(ψ)(P<0.05),从而增强了耐脱水性。在严重水分胁迫下(土壤水分低于50%FWC),BABA施加显着地减少了两个春小麦品种叶片中活性氧(02和H202)的含量,增加了抗氧化酶(SOD、CAT、APX和GR)的活性,并减少了丙二醛(MDA)的含量。产量形成实验表明,BABA施加对两个春小麦品种的生长、产量构成以及产量没有影响。在中度水分胁迫下(55%FWC), BABA施加减少两个春小麦品种的水分消耗,增加了WUEG。这些研究结果表明,除了作物育种的途径外,通过激发小麦中现有的适应干旱的防御机制,可以提高小麦的耐脱水性和WUEG。在拔节期和孕穗期,灌根方式施加10μm的外源ABA增加春小麦叶片中ABA的含量,减小了两个春小麦品种的叶片气孔导度(gs)和水分的散失,同时维持较高的叶片相对含水量。外源ABA施加显着降低了两个春小麦品种的致死叶片ψ(P<0.05),从而增强了耐脱水性。在严重水分胁迫下(土壤含水量低于50%FWC),外源ABA施加减少了活性氧含量,增强了抗氧化酶活性,从而减少了干旱对植物的氧化损伤(叶片中较低的丙二醛含量)。在拔节期和孕穗期,外源ABA对两个春小麦品种的致死叶片v,活性氧水平和抗氧化酶活性的影响有类似的趋势。在中度水分胁迫下(55％FWC),外源ABA施加降低了两个春小麦品种地上生长参数,例如株高,每株分蘖以及地上生物量,但是对根重没有影响,表明春小麦的地上部分比根系对外源ABA更敏感。在中度水分胁迫下(55%FWC),外源ABA施加减少了两个春小麦品种的水分消耗,增加了WUEG,但并没有增加籽粒产量。这些研究结果表明,ABA在减少春小麦水分散失,提高其抗氧化防御能力及耐脱水性过程中扮演着十分重要的角色,同时,这些干旱适应机制的提升有助于提高春小麦的WUEG。
韦小丽[9]2005年在《喀斯特地区3个榆科树种整体抗旱性研究》文中指出从植物个体抗旱的整体性角度出发,以常见喀斯特森林树种青檀、朴树、榔榆为研究对象,通过PEG人工模拟水分胁迫和人工模拟自然条件下的渐进干旱胁迫、多重复干旱胁迫、多因子交互作用等水分逆境,从形态解剖、生理生化、PV曲线特征参数和矿质营养等方面研究3个树种在种子萌发、幼苗和幼树生长不同生活史阶段的抗旱性,得出以下结论: 在生活史的不同阶段,3 个树种的抗旱性表现、对水分胁迫的适应方式、途径、适应策略和适应类型不同。种子阶段的抗旱性主要通过种子形态和生理上的特征反映出来,其抗旱适应策略有繁殖分配、调整生育期和耐旱发芽,包括了御旱、避旱和耐旱叁种适应类型;幼苗、幼树阶段其形态解剖、生理生化、PV 曲线特征参数等不同方面对树种的抗旱性都有贡献,各方面贡献的大小随时间而变化。幼苗幼树采取修复、补偿 、资源重新分配和生长冗余等策略适应干旱逆境,适应类型包括耐旱和御旱。 不同形式、不同程度的水分胁迫对幼苗生理、生化和生长的影响只有程度上的差异,没有质的不同。水分胁迫程度越严重,经历的干旱循环次数越多,大气湿度、温度和土壤含水量交互作用引起的胁迫程度越严重,对幼苗生理、生化及生长的影响程度越大,胁迫解除后恢复的难度也越大。不同生长时期幼苗适应水分胁迫的共同特征可归纳为:(1)反应和适应的同质性和指标变化的非线性;(2)胁迫影响的时间异质性和不确定性;(3)幼苗适应的可变性和幼苗抗旱性的可控性;(4) 渗透调节能力和保护酶系统作用的局限性;(5)适应策略的多样性和补偿现象的普遍性;(6)适应途径的多样性、适应方向的一致性和抗旱的整体性。钙可促进水分逆境下种子的发芽,增强幼苗的抗旱性。结合各部分研究结论,对植物整体抗旱性进行了初步的阐释。并对植物整体抗旱性的理论基础、内涵、调控机制、整体抗旱性形成的原因和适应策略进行了分析;对植物整体抗旱性评价的原则、标准,评价指标筛选的原则和评价方法进行了探讨。并以3 个树种为例对其整体抗旱性进行了综合评价。
杜斌[10]2018年在《交替沟灌夏玉米水分亏缺诊断与蒸腾估算研究》文中指出水资源短缺是限制我国农业生产的主要因素。交替灌溉技术可以提高灌溉水利用效率,改善作物水分环境。但节水的同时作物水分亏缺及时诊断对于作物生长发育非常关键,特别是交替灌溉条件下作物对水分胁迫具有适应机制,可通过补偿效应和气孔开闭实现生理节水,以往研究得出的作物水分亏缺诊断指标可能不再适用。而交替沟灌条件下水分亏缺指标以及蒸腾量估算方面的研究还较少。基于以上问题,本研究于2016年在西北农林科技大学节水灌溉试验站遮雨棚内进行了交替沟灌玉米试验,试验设置常规灌溉处理(conventional furrow irrigation treatment,CFI)、交替沟灌高水处理(alternate furrow irrigation high water treatment,AFIH)和交替沟灌低水处理(alternate furrow irrigation low water treatment,AFIL)处理,CFI处理保持充分灌溉,AFIH和AFIL处理灌水量分别为CFI处理灌水量的2/3和1/2。本文分析了玉米叶温、茎流和茎秆直径的变化规律及影响因素,探讨了交替沟灌玉米水分亏缺诊断的方法,并基于玉米茎流速率建立了交替沟灌玉米蒸腾估算模型,主要取得了以下结果:(1)不同灌水处理对玉米茎秆直径、叶温和茎流有不同程度的影响,交替灌溉条件下,AFIH与AFIL处理茎秆直径日最大收缩量均大于CFI处理。而从茎秆直径增长总量来看,AFIH处理>CFI处理>AFIL处理。成熟期玉米耗水较少,茎秆直径自然生长已基本停滞,处理间差异较小。玉米冠层叶温晴天时最高值均出现在14:00左右,最大值AFIL处理>AFIH处理>CFI处理。阴天时玉米冠层叶温整体低于晴天,AFIL、AFIH处理玉米冠层叶温大于空气温度,CFI处理玉米冠层叶温略低于空气温度。玉米茎流速率晴天时日变化呈双峰曲线,阴天时茎流速率出现多个峰值。晴天时茎流积累量明显大于阴天,CFI累计茎流量最高,AFIH次之,AFIL最低。(2)不同灌水处理的玉米茎秆直径日最大收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)和日增长量(daily increase,DI)容易受到气象因素干扰,直接应用于玉米水分状况诊断可能会引起较大误差。MDS信号值(SignalMDS,SI_(MDS))与DI信号值(Signal DI,SI_(DI))可以很好地区分不同土壤水分条件下玉米茎秆指标差异,能排除气象因子的干扰,且与土壤水分相关性较好,可以应用于玉米水分诊断。不同生育期内SI_(MDS)与SI_(DI)诊断效果存在差异,通过信噪比理论筛选得到,拔节期内SI_(DI)更适宜作为玉米水分诊断指标,抽穗期、成熟期内SI_(MDS)是更适宜的诊断指标。(3)玉米冠层叶气温差(canopy-air temperature difference,T_c-T_a)晴天时日变化呈抛物线型,14:00左右T_c-T_a达到最小值,作物需水情况最为敏感,可作为玉米冠层叶气温差的最佳测定时间。在不同时间段内T_c-T_a与土壤水分的响应规律不同,一天内CFI处理玉米冠层叶气温差与30-40 cm土层含水率表现出显着相关性。交替沟灌条件下,大部分时段内,AFIH处理T_c-T_a与湿润侧20-30cm的土壤含水量表现出显着相关性,AFIL处理T_c-T_a与湿润侧0-10cm和10-20cm处的土壤含水量密切相关。CFI、AFIH和AFIL处理玉米抽穗期内T_c-T_a灌水临界值分别为-0.27、0.76和0.90。基于冠层叶气温差建立CWSI经验模型和理论模型发现,观测经验模型CWSI的最佳时间应选择在晴朗天气14:00左右;而理论模型在不同天气条件下表现稳定,10:00-16:00任意时刻CWSI均能用于在日尺度上诊断作物的水分状况。理论模型CWSI与交替沟灌玉米干湿侧根系土壤相对含水量均表现出显着相关关系,根据AFIH、AFIL处理灌水特点,以湿润侧相对土壤含水量为基准,提出了交替沟灌处理灌水阈值:AFIH处理拔节期和抽穗期CWSI>0.37,成熟期CWSI>0.48;AFIL处理拔节期CWSI>0.44,抽穗期和成熟期分别为CWSI>0.66和CWSI>0.68。(4)不同灌水处理玉米茎流对环境因子的响应有所差异,本研究表明影响CFI、AFIH处理茎流的主要因素是气象因子,影响AFIL处理玉米茎流的主要因素为土壤水分。基于主成分回归分析和人工神经网络建立了茎流预测模型,根据模型误差分析与模型不确定性分析,神经网络模型RMSE、d-factor值较小,R~2值达到了0.9以上,神经网络模型预测精度更高,模型更稳定。利用不确定性分析找到了影响茎流的最敏感土层:CFI处理和AFIH处理茎流变化与20-30cm土层关系最密切;AFIL处理茎流变化关系最敏感的是10-20cm土层。
参考文献：
[1]. 土壤水分亏缺条件下根源信号ABA参与作物气孔调控的数值模拟[D]. 阳园燕. 中国气象科学研究院. 2004
[2]. 土壤水分亏缺条件下根源信号ABA参与作物气孔调控的数值模拟[J]. 阳园燕, 郭安红, 安顺清, 刘庚山. 应用生态学报. 2006
[3]. 覆膜栽培对水稻耗水和节水特性的影响[D]. 金欣欣. 中国农业大学. 2016
[4]. 干旱荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式研究[D]. 杨磊. 西北农林科技大学. 2008
[5]. 水分胁迫和断根对冬小麦根源信号、竞争能力及产量的影响[D]. 王振宇. 西北农林科技大学. 2006
[6]. 辣椒时空亏缺灌溉最优模式试验研究[D]. 张娟. 河海大学. 2007
[7]. 根源信号参与调控气孔行为的机制及其农业生态意义[C]. 郭安红, 李召祥, 刘庚山, 阳园燕, 安顺清. 新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“农业气象与生态环境”分会论文集. 2003
[8]. 脱落酸对春小麦根源信号、籽粒产量和水分利用效率的调节作用[D]. 杜彦磊. 兰州大学. 2012
[9]. 喀斯特地区3个榆科树种整体抗旱性研究[D]. 韦小丽. 南京林业大学. 2005
[10]. 交替沟灌夏玉米水分亏缺诊断与蒸腾估算研究[D]. 杜斌. 西北农林科技大学. 2018
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