松嫩平原两种趋异类型羊草实验种群对盐碱胁迫的水分响应

采用盆栽实验,对灰绿和黄绿两个类型羊草,在幼苗期分别用NaCl、Na2CO3和混合盐碱胁迫进行植株含水率和水势等水分指标测定。定量分析结果表明,在盐碱条件下2个类型羊草实验种群的植株含水率、水势有显著或极显著差异。灰绿型羊草耐盐碱能力强于黄绿型。2个类型羊草实验种群耐盐碱水分特性已产生分化。

干旱区玉米的作物水分响应模型

通过在位于我国干旱区的河套灌区进行的玉米非充分灌溉试验,选择国际上具有代表性的作物水分响应模型分析了玉米产量与各生育阶段水分的关系,选择出了适合于河套灌区玉米的作物水分响应模型,并确定了其敏感指标和水分敏感生育阶段,以为河套灌区节水灌溉管理提供科学依据。

芦苇腐解土中酚酸类化感物质的水分响应特性研究

芦苇和虉草均具有较强的去污能力,常作为湿地植物配置于同一人工湿地进行污水处理。芦苇作为一种强化感植物对虉草具有较强的化感作用,在自然湿地和人工湿地中均会出现芦苇代替虉草的现象,且这一现象的发生与土壤含水量存在一定联系,此外,芦苇腐解土对虉草的化感抑制效应与腐解土中总酚酸的量密切相关。为了研究芦苇腐解土中主要酚酸类物质的水分响应特性,筛选出其中对水分响应较为明显的酚酸物质种类,该研究采用高效液相色谱法,通过芦苇枯落物腐解土的制备,对不同水分环境下芦苇腐解土中酚酸类物质进行了分离和鉴定。结果表明:芦苇腐解土中可分离出没食子酸、香豆酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、水杨酸和苯甲酸等8种酚酸类物质,其中香豆酸、苯甲酸和阿魏酸等3种酚酸类物质含量较高。分离出的8种酚酸类物质的含量与腐解土的相对含水量均呈显著线性负相关关系,即随着腐解土相对含水量的上升,酚酸类物质的含量均呈现下降趋势,且各种酚酸类物质对水分的响应趋势均可用线性方程较好地拟合。其中,香豆酸、没食子酸和阿魏酸对芦苇腐解土的水分响应最为明显。因此,可将香豆酸、没食子酸和阿魏酸作为主要调控目标,通过调控湿地土壤中水分含量,削弱芦苇对虉草的化感抑制效应,从而维持人工湿地中虉草芦苇群落的长期稳定共存。

芦苇根系及根际土中酚酸类化感物质的水分响应特性研究

[目的]研究芦苇根系及根际土中酚酸类化感物质的水分响应特性。[方法]分析芦苇中主要酚酸类化感物质的水环境响应特性,采用高效液相色谱法对不同水分环境下芦苇根系及根际土中酚酸类物质进行分离和鉴定。[结果]从芦苇根系及根际土中均分离出没食子酸、香豆酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、水杨酸和苯甲酸这8种酚酸类物质,且二者中分离出的8种酚酸类物质含量与芦苇根际土相对含水量均呈显著负相关,即随着根际土相对含水量的上升,酚酸类物质的含量均呈现下降趋势,且各种酚酸类物质对水分的响应趋势均可用线性方程较好拟合。在芦苇根系中,香豆酸、阿魏酸和没食子酸这3种酚酸类物质水分响应较为明显,在芦苇根际土中,香豆酸和阿魏酸对芦苇腐解土的水分响应较为明显。[结论]香豆酸和阿魏酸是控制芦苇种群和虉草种群竞争平衡状态较为关键的2种酚酸类化感物质。

利用Free Search算法推求作物水分响应Jensen模型参数

依据最小二乘法原理推求作物水分响应模型参数时可能存在参数不合理、模型模拟精度尚可提升、试验处理少而难于估计模型参数等问题。针对这些问题,以Jensen模型参数推求为例,引入自由搜索(Free Search,FS)算法率定作物水分响应模型参数,将FS单个动物每步探查行走的位置向量作为参数的一组潜在解,利用FS算法的动物群体迁移行为推求一组最优参数,从而改善作物水分响应模型的适用性。三个实例研究结果表明:FS算法概念清晰,操作便捷,可以直接率定作物水分响应模型参数,不需转换作物水分响应模型的数学形式,能够有效避免参数出现负值或大于1等不合理现象,并提升作物水分响应模型的模拟精度;当难于采用线性回归方法时,可以考虑利用FS算法推求作物水分响应模型参数。

云南松苗木生长对水分的响应

【目的】探讨云南松苗木生长对水分的响应,为云南松苗木培育提供参考依据。【方法】采用L9(33)正交试验设计,分别在温棚内外开展云南松苗木水分控制培育试验,分析不同浇水间隔天数和浇水量对云南松苗木生长的影响。【结果】在温棚内外,每天浇水1次、每次浇1/2饱和水含量与每3 d浇水1次、每次浇1/2饱和水含量的云南松苗木地径均最粗;每3 d浇水1次、每次浇1/2饱和水含量与每天浇水1次、每次浇1/4饱和水含量可促进温棚内外云南松苗高与冠高生长。浇水间隔与浇水量的交互作用能显著促进温棚内外地径、苗高和冠高的生长(P<0.05)。温棚内的云南松苗木平均地径、苗高和冠高分别为1.36 mm、3.80和1.33 cm,极显著高于温棚外苗木(P<0.01)。【结论】水分亏缺是导致云南松蹲苗的关键因素之一,利用温棚设施在全光照条件下每天少量浇水可促进云南松苗木地径、苗高和冠高生长,减少或解除云南松蹲苗现象。

冬小麦叶片气孔导度模型水分响应函数的参数化

植物气孔导度模型的水分响应函数用来模拟水分胁迫对气孔导度的影响过程,是模拟缺水环境下植物与大气间水、碳交换过程的关键算法。水分响应函数包括空气湿度响应函数和土壤湿度(或植物水势)响应函数,该研究基于田间实验观测,分析了冬小麦(Triticum aestivum)叶片气孔导度对不同空气饱和差和不同土壤体积含水量或叶水势的响应规律。一个土壤水分梯度的田间处理在中国科学院禹城综合试验站实施,不同水分胁迫下的冬小麦叶片气体交换过程和气孔导度以及其他的温湿度数据被观测,同时观测了土壤含水量和叶水势。实验数据表明,冬小麦叶片气孔导度对空气饱和差的响应呈现双曲线规律,变化趋势显示大约1kPa空气饱和差是一个有用的阈值,在小于1kPa时,冬小麦气孔导度对空气饱和差变化反应敏感,而大于1kPa后则反应缓慢;分析土壤体积含水量与中午叶片气孔导度的关系发现,中午叶片气孔导度随土壤含水量增加大致呈现线性增加趋势,但在平均土壤体积含水量大于大约25%以后,气孔导度不再明显增加,而是维持在较高导度值上下波动;冬小麦中午叶片水势与相应的气孔导度之间,随着叶水势的增加,气孔导度呈现增加趋势。根据冬小麦气孔导度对空气湿度、土壤湿度和叶水势的响应规律,研究分别采用双曲线和幂指数形式拟合了水汽响应函数,用三段线性方程拟合了土壤湿度响应函数和植物水势响应函数,得到的参数可以为模型模拟冬小麦的各类水、热、碳交换过程采用。

华北平原不同基因型夏玉米水分-产量响应关系

对两个耗水和产量特性不同的夏玉米品种即鲁单981和郑单958,在不同生育阶段进行不同程度的水分胁迫试验,分析了作物耗水量、产量及其性状和阶段水分-产量响应系数(Ky)。结果表明,夏玉米各个生育阶段的水分亏缺对产量的影响不同,开花期的水分亏缺对产量影响最大,而拔节期的最小。品种间水分亏缺对产量的影响也存在差异,开花期最明显,此期两品种产量响应系数分别为1.4和1.2。

基于水分-品质响应关系的特色经济作物节水调质高效灌溉

传统的非充分灌溉理论主要基于水分生产函数考虑产量损失最小或总产量及效益最佳,较少考虑水分-品质响应关系及其对节水效益的影响。针对此问题,本文归纳了节水调质高效灌溉的生理学、生物学和工程学基础,探讨了水分-品质响应关系的研究进展与存在的问题。在此基础上,针对特色经济作物构建了基于水分-品质响应关系的节水调质高效灌溉理论,提出了节水调质高效灌溉的实施思路,阐述了节水调质高效灌溉需要解决的几个重要科学问题。以期能为充分挖掘作物生理节水潜力,大幅度提高作物水分利用效率和实现节水、丰产、优质、高效的综合目标提供理论支撑。

中子计测粉煤水分的理论计算

采用中子扩散理论计算了插入型中子计的粉煤水分响应,该中子计由点中子源(241Am-Be)和面探测器(Li玻璃)组成。粉煤的堆密度iρ随水分体积分数φW的变化呈V字形,在固定的堆积条件下,水分的体积分数响应可用iρ-x修正,x=1.85。修正后的结果表明,短源距时热中子注量密度分布随水分增加而增大,长源距时则相反。当源距为10 cm时,水分响应呈线性,其相关系数为0.999 5,理论计算的水分体积分数准确度为0.08%。

西北旱区温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的响应

【目的】提出基于水分-品质响应温室作物合理的节水优质高效灌溉模式。【方法】以陇椒1号为试验材料,在日光温室内对温室辣椒苗期、开花坐果期和果实成熟期分别进行灌溉调控,研究不同处理辣椒产量、果实品质和水分利用效率对灌溉调控的响应。【结果】温室辣椒产量对果实成熟期的灌溉调控最为敏感,在此生育期不宜实施灌溉调控。开花坐果期和果实成熟期,辣椒果实的可溶性蛋白含量和干物质含量对灌溉调控的响应程度较低,而果实维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度对灌溉调控的响应程度较高。产量和品质与耗水量的关系可用对数函数来描述。【结论】通过灌溉调控将60cm土壤含水量在开花坐果期控制在45%～60%田间持水量(θf),在苗期和果实成熟期控制在80%～90%θf,在节水和保证较高产量的同时,可以显著提高辣椒维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度,是西北旱区温室辣椒可行的节水优质高效灌溉调控模式。

中子计测块煤水分的理论计算

采用中子扩散理论计算了插入型中子计的块煤水分响应.该中子计是由点状中子源(241Am-Be)和面型探测器(Li玻璃)组成的.计算结果表明:短源距时热中子注量率分布随水分增加而增大,长源距时则相反.当源距为10 cm时,水分响应是线性的,其相关系数＞0.993 0.

春玉米持续干旱过程中常用气孔导度模型的比较研究

气候变化背景下,干旱频发导致的土壤水分变化将影响气孔导度模型的适用性,进而影响生态系统碳-氮-水循环模拟的准确性。基于春玉米持续干旱田间模拟试验资料,比较了常用气孔导度模型在干旱条件下的模拟效果,评价了土壤水分响应函数对气孔导度模型效果的影响,并探讨了气孔导度模型的适用土壤水分范围。结果表明,在持续干旱过程中,模型模拟效果表现为BBL模型最优,其次是USO模型和BWB模型,Jarvis模型最差;引入土壤水分响应函数,提高了BWB模型和USO模型的模拟效果,而降低了Jarvis模型和BBL模型模拟效果,模型模拟效果表现为USO修正模型最优,其次是BBL修正模型和BWB修正模型,Jarvis修正模型最差。在持续干旱过程中,Jarvis模型和BWB模型的剩余气孔导度较大,而BBL模型和USO模型的剩余气孔导度相对较小,表明BBL模型和USO模型在干旱条件下具有一定的稳定性。基于95%置信区间判断表明:Jarvis模型、BBL模型和USO模型在土壤相对湿度范围为33%—83%条件下适用,而BWB模型的适用土壤相对湿度范围为33%—76%,引入水分响应函数后可在试验条件下适用。研究结果可为干旱条件下选取合适的气孔导度模型以准确模拟陆地生态系统碳循环和水循环提供依据,并为改善农业水资源的有效使用和评估提供支撑。

不同土壤水分下山杏光合作用CO_2响应过程及其模拟

在半干旱黄土丘陵区,以2年生盆栽山杏为材料,应用CIRAS-2型光合作用系统,测定了8个土壤水分梯度下山杏光合作用的CO2响应过程,并采用直角双曲线模型、指数方程和直角双曲线修正模型对其CO2响应数据进行拟合,分析了山杏光合作用与土壤水分的定量关系.结果表明:山杏CO2响应过程对土壤水分有明显的阈值响应特征.维持山杏叶片较高的光合速率(Pn)和羧化效率(CE)的土壤相对含水量(RWC)在46.3%～81.9%,在此水分范围内,光合作用没有发生明显的CO2饱和抑制现象;当RWC超出此范围,土壤水分升高或降低均明显降低山杏叶片的光合能力(Pnmax)、CE和CO2饱和点(CSP).在不同土壤水分条件下,3个模型对山杏CO2响应数据的模拟效果有明显差别.在46.3%～81.9%土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合山杏CO2响应过程及其特征参数CE、CO2补偿点(Γ)和光呼吸速率(Rp),其拟合精度均表现为直角双曲线修正模型>指数方程>直角双曲线模型;当土壤水分含量过高(RWC>81.9%)或过低(RWC<46.3%)时,只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏CO2响应过程及其特征参数.RWC在46.3%～81.9%范围内,山杏具有较高的光合作用效率;与传统直角双曲线模型和指数方程相比,直角双曲线修正模型具有更好的适用性.

水氮供应对冬油菜氮素积累和产量的影响

通过2年桶栽试验,设置3个灌溉水平:低水(W0:(50%~60%)FC,FC为田间持水率,下同)、中水(W1:(60%~70%)FC)和高水(W2:(70%~80%)FC),3个施氮水平:不施氮(N0)、中氮(N1:施纯氮1.2 g/桶,约合180 kg/hm^2)和高氮(N2:施纯氮2.4 g/桶,约合360 kg/hm^2),研究不同灌溉和施氮水平对冬油菜生殖生长阶段地上部分生物量和氮素的积累、产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,中水中氮处理(W1N1)能显著增加冬油菜生殖生长阶段地上部分干物质量和氮素积累量,显著提高冬油菜的产量和水分利用效率;过量灌溉或施氮处理(W1N2、W2N1和W2N2)的促进作用不显著。2年W2N1处理的产量最高,平均为38.4 g/株;W1N1处理的水分利用效率最高,平均为1.07 kg/m3;但W2N1和W1N1处理的产量和水分利用效率不存在显著差异,而W1N1处理的耗水量显著小于W2N1处理。另外,冬油菜的籽粒产量和水分利用效率与耗水量均呈显著的二次抛物线关系,冬油菜的水分-产量响应系数为1.36。全面考虑产量与节水节肥等因素,W1N1处理为该研究区较优的冬油菜灌水施氮策略。

兵团首个博士后流动站科研工作正式启动

近日，中国农业大学祝宏辉博士和沈阳农业大学郑群博士的开题报告《新疆兵团农业知识产权问题研究》和《新疆加工辣椒产量和品质形成及其对水分响应的研究》在石河子大学博士后科研流动站通过了开题论证．这标志着兵团首个博士后科研流动站的科学研究工作正式启动．

灵感来自于皮肤皱纹的材料

康涅狄格大学的研究小组在控制水分响应皱纹动力学的基础上,开发了一系列独特的材料。这项研究的灵感来源于一个人的手指和脚趾在长时间暴露于水下后变得起皱,然后在干燥后皮肤表面又恢复平坦,以及皮肤由于脱水而变薄并且弹性变差而导致面部皮肤老化后产生变化,导致皱纹、折痕和线条的形成。正如整容手术所呈现的,皮肤的厚度和弹性可以得到一定程度的恢复,说明皮肤皱纹动力学的特征(如可逆性和稳定性)是可以改变的。研究小组受到这些可调谐反应的启发,首次提出三种具有明显不同可逆性和稳定性的水分响应皱纹动力学。