受渍指数构建及其在长江中下游小麦渍害风险评估中的应用

渍害是长江中下游地区影响小麦生长发育的一种主要农业气象灾害,针对目前渍害评估方法中考虑致灾因子不全面和没有考虑作物耐渍性生育期差异等问题,该研究提出了以整个生长季受渍指数表征小麦受渍程度特征的量化模型。该模型综合考虑了土壤低氧对根系影响和不同生育期内小麦耐渍性差异,并将2016—2022年SMAP(soil moisture active passive)土壤表层含水率产品数据代入模型中计算长江中下游地区各栅格点(10 km×10 km)受渍指数值,通过分析受渍指数与小麦产量的关系,确定受渍指数5.3为是否受渍的阈值,从而得到长江中下游地区受渍率空间分布,并依据受渍率进行分区风险评估。结果表明:湖北省、安徽省、江苏省小麦发生渍害地区主要集中在长江沿线,即各省南部,主要以中风险区为主;湖南省、江西省小麦发生渍害高风险区主要集中在各省的中部,2省其他区域都为中风险区。长江中下游地区全域无渍害区面积占20.0%,低风险区占14.8%,中风险区占30.1%,高风险区占35.7%。研究可为作物渍害精细化风险评估提供可靠的方法与手段。

花果期持续受渍对油菜生长、产量与含油量的影响

油菜是江汉平原广泛栽培的越冬作物,在春季雨水较多时常遭遇持续受渍胁迫,对产量有明显影响。为了探索春季油菜田的排水管理、取得较高产量,通过测坑试验和小区试验,初步研究了花果期持续受渍对油菜生长、产量和含油量的影响。结果表明:油菜花果期持续受渍,主要是通过单株的有效角果数、千粒重等因素影响产量;随着持续受渍时间的延长,各受渍处理的单株有效角果数减少,千粒重降低,产量下降;与对照相比,较短时间(比如2天)持续受渍对油菜生长发育、产量形成以及籽粒含油量影响不大,但较长时期持续受渍会对油菜的这些方面产生不良影响,此类水分胁迫是生产上重点防治的对象。因此,在考虑地下水位动态及其作用时间对油菜影响的排渍指标研究中,应主要从持续受渍程度对产量的影响方面建立关系,确定适宜的新型排渍指标。

油菜持续受渍试验研究

为了探索易涝易渍地区油菜田的排水管理,利用测坑进行了油菜持续受渍试验.研究表明:1)油菜花期和花果期持续受渍对产量影响最为敏感;2) 花果期持续受渍胁迫影响油菜正常开花结实,导致有效角果数减少、产量下降;3)春季短期(7d以内)受渍对油菜产量影响不大,减产小于10.0%,当连续发生2～3个受渍过程时则对产量有显著影响,减产幅度达15.4%～36.8%.搞好春季排水管理对油菜生产具有重要意义.

玉米涝渍胁迫的水分产量关系试验研究

在原状土测坑采用原位受淹法,对玉米苗期、拔节期、抽雄吐丝期、成熟期实施受淹试验。结果表明,不同生育期涝渍胁迫降低了玉米产量,苗期、拔节期淹水处理后,株高、抽雄和吐丝的日期分别受到抑制和推迟;玉米各个生育期对涝渍胁迫的敏感顺序依次为,苗期>拔节期>抽雄吐丝期>成熟期;玉米相对产量与涝渍指标SDI30、SDI50、SDI80呈良好的线性关系,且与SDI50相关性显著。改进的作物水分生产函数模型合理,具有可行性。所得涝渍综合指标对排水系统的设计与运行管理有参考价值。

油菜花果期以持续受渍为特征的排水控制指标试验研究

为了探索易涝易渍地区作物排水管理 ,以地下水动态指标 SEW3 0 反映作物的受渍程度 ,利用测坑和小区试验研究了油菜花果期持续受渍对产量和含油量的影响。研究表明 ,持续受渍对产量的影响远比含油量大 ,因此 ,宜以产量作为油菜排水控制指标的选择依据。统计分析表明 ,持续受渍程度 SEW3 0 与作物相对产量 Ry 之间有极显著的线性负相关关系。以 SEW3 0 作为评价作物持续受渍的指标 ,以作物减产 10 %～ 15 %作为选择排水指标的尺度 ,油菜花果持续受渍下的排水控制指标宜取 80～ 12 0 cm· d。

棉花花铃期以持续受渍为特征的排水控制指标试验研究

以地下水动态指标 SEWX 反映作物的受渍程度 ,利用田间小区试验研究了棉花花铃期持续受渍对产量与品质的影响。结果表明 :随着受渍程度加重 ,蕾铃脱落率上升 ,产量明显下降 ,此外 ,品质也受到一定影响。统计分析表明 :作物相对产量 RY与 SEW30 和 SEW50 之间有极显著的线性负相关关系 ,RY与 SEW50 之间的拟合优于 RY 与 SEW30 之间的拟合。考虑到持续受渍对作物产量的影响远比品质大 ,建议以产量作为作物排水指标选择的依据。如果以减产 1 0 %～ 1 5 %作为棉花排水控制指标选择的标准 ,则棉花花铃期的排渍控制指标 SEW30 应取 80～ 1 2 0 (cm· d)。

以大豆结荚期地下水连续动态为排水控制指标的研究

以地下水动态指标SEW3 0 反映作物的受渍程度 ,利用田间小区试验和测坑试验研究了夏大豆结荚期持续受渍对产量与品质的影响。结果表明 ,随着受渍程度加重 ,大豆减产幅度增大 ,籽粒粗脂肪含量呈上升趋势 ,粗蛋白含量呈下降趋势 ;各处理之间的产量差异显著 ,而粗脂肪含量和粗蛋白含量的差异不大 ;外在品质指标秕荚率与受渍程度关系密切 ,各处理之间差异显著。由于作物相对产量和秕荚率均与SEW3 0 密切相关 ,在选择夏大豆结荚期排水控制指标时 ,应以受渍对作物产量的影响为主 ,同时参考对秕荚率的影响。如果以减产 10 %～ 15 %作为大豆排水控制指标选择的标准 ,则相应的大豆结荚期排渍控制指标以 15 0～ 2 0 0cm·d为宜。

多个涝渍过程连续作用对棉花的影响

现蕾-花铃期是棉花产量形成的关键生殖生长阶段,该阶段长江中下游地区处于雨季,棉田受多个涝渍过程连续作用比较常见。通过测坑试验研究发现,在多个涝渍过程连续发生的条件下,受涝3 d、涝后3 d将地下水位控制在30 cm,对现蕾-开花结铃期的棉花植株正常生长有显著影响；作物相对产量Ry与受涝累积时间Tx和地下水位埋深小于某一特定值的作用时间Tx之间有极显著的二元一次相关关系；涝、渍对作物的影响不同,3年资料综合分析表明,它们对作物的影响度分别为0.676～0.713和0.287～0.324。

涝渍胁迫与大气温、湿度对棉花产量的影响分析

在多雨湿润地区,涝渍胁迫与大气温、湿度共同影响作物。研究发现:作物相对产量与涝渍胁迫指标和降渍过程的大气温、湿度指标之间有密切的相关关系,其中,涝对作物的影响是第一位的;作物关键生育期受单过程涝渍胁迫时,涝后10 d内不出现高温,渍对作物的影响居第二位,出现高温天气(日最高气温不低于35℃),则渍的影响小于高温天气的影响;在多个涝渍过程连续发生的条件下,涝后10 d内日最高气温≥35℃的天数对产量的影响大于地下水埋深小于80 cm的累积作用时间对产量的影响。

多次涝渍胁迫间歇作用对棉花产量的影响

在多雨湿润地区,夏秋作物在生长季节多次遭遇涝渍综合胁迫比较常见,研究这一问题对农业涝渍灾害评价和减灾有重要意义。采用测坑试验研究了棉花遭遇多次涝渍胁迫问题,分析表明,从蕾期—吐絮初期,棉花遭遇间歇性、多次涝渍综合胁迫显著影响产量,其中以7月中旬至8月中下旬的胁迫影响最大;作物相对产量与各阶段受涝时间之间有极显著的相关关系;7月中下旬大气温度与湿度对产量的影响大于其他时段,该阶段气温日较差和大气相对湿度与产量之间的关系比较密切;在棉花主要生长阶段天气无剧烈变化时,涝、渍对作物的影响居于首位;当5 d内温度变幅>9℃或空气饱和差>8 hPa的天气过程频繁发生时,涝、渍对作物的影响居于次要位置。

直播油菜盛花至荚果期渍后修复技术研究

研究了直播甘蓝型油菜(华油杂9号)盛花期至荚果期对渍水胁迫的反应及渍后修复效果。结果表明,渍水使油菜植株根系生长受阻,根重远小于对照,植株下部黄叶增多、衰老加速;油菜功能叶片叶绿素SPAD值逐渐降低,MDA含量增加;根系活力下降;有效角果数、单株产量降低。渍水胁迫解除后喷施脱落酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢钾+硼酸可有效改善渍害对植株生长的影响,增加根重;各喷施调控剂处理均使叶片叶绿素SPAD值缓慢回升;芸薹素内酯、脱落酸、胺鲜酯、硼肥及磷酸二氢钾可有效减缓细胞膜脂过氧化作用,降低丙二醛含量;胺鲜酯、复硝酚钠、磷酸二氢钾及脱落酸有助于根系活力的恢复;复硝酚钠、脱落酸、磷酸二氢钾+硼酸可有效提高单株产量,减缓渍害。

以涝渍连续抑制天数为指标的排水标准试验研究

通过对涝渍连续动态控制排水指标的模拟试验研究，提出了涝渍连续抑制天数指标ＣＳＤＩ和涝害权重系数ＣＷ的概念及其求解方法；并建立了作物相对产量Ｒｙ与ＣＳＤＩ的关系模型；分析了涝渍分割研究的不足之处和涝渍连续研究的必要性．研究结果表明，棉花相对产量Ｒｙ与地下水连续动态指标ＳＥＷ３０和ＣＳＤＩ均具有良好的线性关系；涝害权重系数ＣＷ是一个随涝渍状态而变的状态变量，说明在涝渍连续情况下，分别用除涝和降渍单项指标确定排水标准与实际情况有一定的出入，而涝渍连续抑制天数指标能够将除涝与降渍作为一个整体，用它来确定排水标准比较合理．

旱涝交替胁迫对稻田地表及地下水总磷的影响

通过蒸渗测坑对水稻拔节孕穗期和抽穗开花期2个重要生育期进行水位调控试验,研究单个生育阶段旱涝交替胁迫及2个生育阶段连续旱涝交替胁迫的稻田地表水、地下水总磷(TP)质量浓度变化。结果表明:旱涝交替胁迫对稻田地表水、地下水TP质量浓度变化影响显著,先旱后涝处理地表水的平均TP质量浓度比先涝后旱处理地表水TP质量浓度高,且P释放量下降速率快;地下水各处理受涝阶段的平均TP质量浓度比受旱阶段高,旱涝急转后TP质量浓度显著增加;与单个生育期进行旱涝交替胁迫处理相比,连续2个生育期进行旱涝交替胁迫处理时抽穗开花期TP质量浓度变化规律相似,但地表水平均TP质量浓度偏低,地下水平均TP质量浓度偏高。

棉花、大豆、油菜关键生育期排渍指标研究

棉花、大豆和油菜是江汉平原广泛栽培的旱地作物,由于北亚热带季风气候的影响,在作物生长季节通常有较多降水,使作物遭遇持续受渍胁迫,引起产量下降。为了探索作物持续受渍情况下的排水管理,利用田间小区和大型测坑进行了3种作物关键生育期持续受渍试验。结果表明,持续受渍对旱作物产量有明显影响,受渍程度越严重,作物产量越低;受渍程度SEW30与相对产量Ry之间具有显著的线性负相关关系。以地下水超标水位累积值SEW30作为受渍程度指标,按照减产10%～15%作为尺度,提出了3种作物关键生育期的排水控制指标:棉花花铃期为80～120cm·d,夏大豆花荚期为150～200cm·d,油菜花果期为80～120cm·d。

夏大豆花荚期受渍胁迫对农艺性状、产量与品质的影响

为了探索平原湖区易涝易渍耕地种植夏大豆的排水管理 ,选择大豆关键生育期—花荚期进行了不同水处理试验 ,研究了夏大豆不同受渍胁迫对农艺性状、产量及品质的影响。结果表明 ,受渍胁迫引起大豆单株粒数、单株荚数、单株粒重、百粒重等降低 ,从而导致减产。随着受渍时间的延长 ,减产幅度增大 ;籽粒中粗脂肪含量增加 ,粗蛋白含量下降 ,但是 ,各受渍处理间两者总含量差异不明显。

水涝胁迫下5个花椒品种抗氧化能力的比较

为了筛选出抗涝能力较强的花椒品种,并为其在不同立地条件的种植和推广提供理论依据,采用盆栽试验方法,模拟持续水涝环境,选用‘大红袍’‘朝仓’‘狮子头’‘无刺大红袍’和‘少刺大红袍’5个花椒品种作为供试材料,对其进行不同时间的水涝胁迫处理,然后采用室内分析方法对水涝胁迫下的花椒根系特征、保护酶活性和渗调物质含量进行了测定,同时采用隶属函数法对5个花椒品种的抗氧化能力进行了评价。结果表明:‘朝仓’和‘大红袍’的可溶蛋白含量分别为95.6和112.5 mg·g-1,均显著高于其他3个品种,处理8 d时其可溶性蛋白含量为其他品种的2~5倍;‘朝仓’的丙二醛含量最低,为29.7μmol·g-1;渗透调节能力较强的‘朝仓’和‘大红袍’其抗涝性也都较强。以隶属函数法评价的结果表明,水涝胁迫处理后,5个花椒品种的抗氧化能力强弱表现为:‘朝仓’的抗氧化能力最强,其次依次是‘大红袍’‘无刺大红袍’和‘少刺大红袍’,而‘狮子头’的抗氧化能力最弱。

油菜排渍指标试验研究

油菜受渍试验表明 :油菜产量与油菜生育期内地下水埋深、油菜生育期内累积超标水位SEW30 以及关键生育期持续受渍天数有着密切的关系。油菜生育期内地下水埋深越浅、时间越长 ,累积超标水位值越大 ,油菜的减产幅度就越大。为了获得较高的产量 ,油菜生长期的地下水埋深宜控制在 70～ 10 0cm。为了不致造成较大减产 ,油菜花果期的SEW30 应控制在 60～ 80cm·d ;就全生育期来看 ,SEW30 应控制在 13 0～ 15 0cm·d。

涝渍胁迫对大豆产量性状的影响

在测坑中于大豆(Glycine max)开花期进行持续涝渍胁迫试验,结果表明:大豆开花期受涝渍胁迫时间愈长,大豆减产愈严重,大豆受涝2 d～10 d,减产11.19%～42.84%。大豆不同生育阶段受涝渍胁迫,以苗期受灾最轻,开花期受灾最重。在低产田中,大豆经常遭受涝渍胁迫,减产高达90%以上。分析表明,涝渍水深(SFEW_(30))与大豆相对产量(Ry)存在着很好的线性负相关关系。