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Mutated Barley: A Climate Change Adaptation Strategy for Food Security and Biodiversity Management
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作者 Habibah S. Al-Menaie Ouhoud Al-Ragam 《World Journal of Engineering and Technology》 2015年第3期57-64,共8页
Increased agricultural production under the harsh environmental conditions with limited water resources and scarce natural resources is a major challenge in arid regions like Kuwait. The implementation of sustainable ... Increased agricultural production under the harsh environmental conditions with limited water resources and scarce natural resources is a major challenge in arid regions like Kuwait. The implementation of sustainable agricultural practices holds paramount importance in delivering better agricultural environment for increased production. Barley (Hordeum vulgare) is one among the most dependable cereal crops under saline and drought conditions. Mutant barley genotypes that have evolved under stress conditions using the improved genetic resources have the desired morphological, physiological and agronomic traits. As Kuwait lack local barley genotypes, it is important to find suitable barley genotypes adaptable to drought and salinity, with high crop water productivity. In this study, several mutant barley varieties were screened for better performance under drought and salinity, with high feed quality. The growth performance and the nutritive value of twelve different barley cultivars were evaluated under both fresh and brackish water irrigation in Kuwait. The seeds of the superior lines were multiplied for fodder production trials and their nutritive value was evaluated in animal production systems. It was found that two parental lines Gustoe and California Marriot and two mutant barley genotypes ari-e.228 and Golden Promise produced high grain yield of 3 - 4 ton/ha. The mutant genotype Golden Promise was the most tolerant, while ari-e.156 was the most susceptible genotype to saline stress. Both proximate analysis and animal feeding trial showed that the dry matter content of the air dry straws varied from 91.26% to 93.35%. The crude fat contents were within the acceptable range (1.13% to 1.93%), and high concentrations of ash and crude protein were found in straw in all genotypes. Thus, the evolution of farming systems that are economically viable, competitive, sustainable and environmental friendly improves the production efficiency, productivity and product quality of various crops. 展开更多
关键词 MUTANT BARLEY fresh water irrigation brackish water irrigation
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咸淡水交替灌溉对冬小麦生理生化特征及产量的影响 被引量:1
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作者 王昱东 庞桂斌 +4 位作者 傅新 于浩洋 张立志 王昕 徐征和 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第2期163-171,共9页
为了合理利用微咸水资源,制定适宜的微咸水灌溉制度,选择典型灌区开展田间试验研究,设置矿化度、灌溉定额2个因素,以及淡水-淡水(T_(1))、淡水-淡水-淡水(T_(2))、淡水-微咸水(T_(3))、淡水-微咸水-微咸水(T_(4))4个灌溉方案,研究咸淡... 为了合理利用微咸水资源,制定适宜的微咸水灌溉制度,选择典型灌区开展田间试验研究,设置矿化度、灌溉定额2个因素,以及淡水-淡水(T_(1))、淡水-淡水-淡水(T_(2))、淡水-微咸水(T_(3))、淡水-微咸水-微咸水(T_(4))4个灌溉方案,研究咸淡水交替灌溉对冬小麦生理生化特征及产量的影响。结果表明:微咸水灌溉的各土层含盐量较淡水灌溉的显著提高;拔节期灌溉后3 d,方案T_(4)的最大荧光产量增加17.73%,叶片脯氨酸、可溶性还原糖分别增加12.89%、57.63%;灌浆期灌溉前,方案T_(3)、T_(4)的土壤含盐量显著提高,叶片净光合速率减小22.52%~25.35%;灌浆期灌溉后6 d,方案T_(4)的最大荧光产量、最大光化学量子产量分别增加6.44%、1.38%,脯氨酸、可溶性还原糖含量分别减小19.09%、5.87%,说明微咸水灌溉可以缓解干旱胁迫;与方案T_(1)、T_(3)相比,方案T_(4)的千粒重显著增大,产量分别提高12.24%~12.81%。 展开更多
关键词 咸淡水交替灌溉 冬小麦 生理生化特征 荧光动力学参数 产量
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咸淡轮灌和生物炭对滨海盐渍土水盐运移特征的影响 被引量:17
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作者 黄明逸 张展羽 +3 位作者 徐辉 翟亚明 王策 朱成立 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期238-247,共10页
为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm^2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水... 为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm^2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响,先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗,入渗速率增加了8.2%~46.9%,并小幅提高了土壤含水率;生物炭可促进咸淡轮灌下的水分运移,增加了相同时间内的湿润锋距离、累计入渗量、入渗速率及入渗后的土壤含水率,添加量为15 t/hm^2时入渗增益最佳,入渗速率提高了3.5%~22.0%;淡咸和咸淡处理的土壤含盐量均低于咸咸处理,脱盐率和脱盐区深度系数更高,咸淡处理可增加脱盐率,而淡咸处理可提高脱盐区深度系数;生物炭有利于咸淡轮灌下的土壤盐分淋洗,脱盐率和脱盐区深度系数分别提高了9.1%~15.0%和1.1%~7.5%,并增加了Ca^2+和Mg^2+含量,促进Na+淋洗,进而降低了微咸水利用风险,但在30 t/hm^2时盐分淋洗效果有所减弱。研究表明,添加15 t/hm^2生物炭配合微咸水-淡水轮灌能够改善滨海盐渍土的入渗特性、持水能力和盐分分布,可为该区盐渍土和微咸水开发利用提供参考。 展开更多
关键词 滨海盐渍土 微咸水 轮灌 生物炭 入渗 水盐运移
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基于AquaCrop模型的冬小麦咸淡轮灌制度模拟与评价 被引量:7
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作者 朱成立 徐雨琳 +3 位作者 黄明逸 郑君玉 张帆 曹磊齐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期330-342,共13页
为探寻适宜冬小麦的咸水灌溉方法,针对拔节期、抽穗期和灌浆期开展了不同咸淡轮灌方式(淡淡淡(A0)、咸淡淡(A1)、淡咸淡(A2)、淡淡咸(A3),咸水矿化度为10 dS/m)及单次灌水量(40 mm(I1)、60 mm(I2)、80 mm(I3)、100 mm(I4))的田间试验,利... 为探寻适宜冬小麦的咸水灌溉方法,针对拔节期、抽穗期和灌浆期开展了不同咸淡轮灌方式(淡淡淡(A0)、咸淡淡(A1)、淡咸淡(A2)、淡淡咸(A3),咸水矿化度为10 dS/m)及单次灌水量(40 mm(I1)、60 mm(I2)、80 mm(I3)、100 mm(I4))的田间试验,利用AquaCrop模型对咸淡轮灌下土壤水盐和冬小麦生长生产进行校验,并通过情景模拟优化了咸淡轮灌方案。结果表明:AquaCrop模型可以较好地模拟咸淡轮灌下土壤水盐状况及冬小麦生物量和籽粒产量,率定时土壤含水率、土壤含盐量、冠层覆盖度、累积蒸发蒸腾量、生物量和籽粒产量的均方根误差(RMSE)分别为1.06%~2.09%、0.03~0.27 dS/m、4.2%~11.0%、14.95~52.17 mm、0.57~0.86 t/hm^(2)和0.28 t/hm^(2),验证时最终生物量和籽粒产量的RMSE分别为0.51 t/hm^(2)和0.33 t/hm^(2),且各指标决定系数(R^(2))均大于0.70,一致性指数(d)均大于0.75。利用校准后的模型模拟64种咸淡轮灌情景下的籽粒产量,对咸淡轮灌方案进行优化:咸水含盐量为2~14 dS/m时,抽穗期或灌浆期灌1次咸水获得95%和90%最大产量所需单次灌水量范围分别为79.3~93.1 mm和66.1~79.9 mm、79.6~90.8 mm和67.0~78.1 mm,抽穗期和灌浆期均灌咸水则需单次灌水量为80.4~102.6 mm和67.3~89.5 mm。 展开更多
关键词 冬小麦 AquaCrop模型 咸淡轮灌 水盐 灌溉制度优化
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优化井渠轮灌下秸秆覆盖对夏玉米根系分布与产量影响 被引量:5
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作者 张万锋 杨树青 +2 位作者 潘春洋 鄂继芳 娄帅 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期25-33,共9页
为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应,设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜(FM)、秸秆表覆(BF)和秸秆深埋(SM),全渠水灌溉的常规覆膜为对照(CK)4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间... 为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应,设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜(FM)、秸秆表覆(BF)和秸秆深埋(SM),全渠水灌溉的常规覆膜为对照(CK)4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间试验。结果表明,CK处理夏玉米根系分布呈浅宽型,根长密度随土层加深而降低,根长密度集中点在表层0~20 cm;优化井渠轮灌模式下,常规覆膜(FM)根长密度集中点在10~30 cm,提高深层根长密度不显著;秸秆覆盖显著提高根长密度(P<0.05),BF处理根系呈宽浅型分布,根长密度集中点在0~20 cm,较CK处理的0~20 cm土层根长密度提高19.6%(P<0.05);SM处理根系呈深扎型分布,根长密度集中点下移至20~40 cm,显著提高大于40 cm土层根长密度,较CK提高91.7%(P<0.05);各处理水平方向根长密度近似呈以植株为中心的标准正态分布,分布半径约15 cm;优化井渠轮灌模式显著降低夏玉米生育期耗水和提高水分利用效率(P<0.05),但FM和BF较CK平均减产10.1%和1.3%;SM综合效果较佳,较CK平均增产8.9%,水分利用效率平均提高41.4%。该研究可为河套灌区合理安全利用地下微咸水资源、丰富井渠轮灌理论体系及节水增产提供借鉴。 展开更多
关键词 夏玉米 秸秆覆盖 咸淡水 轮灌 根系 产量
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咸淡水交替灌溉下灌水定额对土壤盐分及夏玉米生理生长指标的影响 被引量:2
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作者 张帆 朱成立 +3 位作者 黄明逸 曹磊齐 徐雨琳 周溶慧 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期61-69,共9页
【目的】探求适宜的咸淡水交替灌溉方式和灌水定额。【方法】以夏玉米为研究对象,设置了4种咸淡水交替灌溉方式(B0:全生育期灌淡水,对照;B1:六叶—抽雄期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水;B2:抽雄—吐丝期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水... 【目的】探求适宜的咸淡水交替灌溉方式和灌水定额。【方法】以夏玉米为研究对象,设置了4种咸淡水交替灌溉方式(B0:全生育期灌淡水,对照;B1:六叶—抽雄期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水;B2:抽雄—吐丝期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水;B3:吐丝—成熟期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水)和4种灌水定额(W1:0.6E;W2:0.8ET_(c);W3:1.0ET_(c);W4:1.2ET_(c))进行避雨盆栽试验,研究了咸淡水交替灌溉方式和灌水定额对土壤盐分及夏玉米生理生长的协同调控机制。【结果】当灌水定额增至1.2ET_(c)时,咸淡水交替灌溉对土壤盐分有淋洗作用,其中B1处理淋洗效果较好,1.2ET_(c)处理0~40 cm土层平均含盐量比1.0ET_(c)处理降低了9.9%。生育期末最后1次灌水后,B0处理出现脱盐现象,其他处理均出现积盐现象,相较于处理前的0~40 cm土层,B0处理平均含盐量降低25.9%~42.6%,B1、B2处理和B3处理平均含盐量分别升高34.9%~58.5%、73.7%~110.4%和88.7%~128.7%。灌溉微咸水能降低叶片相对含水率,提高钠钾比(ω_(Na)^(+)/ω_(K)^(+)),削弱光合能力,加剧氧化应激反应,且微咸水灌溉越早影响程度越大,增加灌水定额能降低盐分胁迫对B2和B3处理的影响程度,但加剧了B1处理盐分胁迫危害,B1处理光合受阻严重,净光合速率(P_(n))和气孔导度(G_(s))较B0处理分别降低了40.5%~69.3%和32.3%~68.0%。越早使用微咸水,根干质量密度和伤流量越小,对根系生长越不利,减产幅度越大,随着灌水定额的增加,B1处理根系生长受阻更严重,产量大幅降低,而B2处理和B3处理根系生长及产量均有所改善,尤其是B3处理,产量较同等灌溉水平下B0处理仅降低了1.5%~2.0%。【结论】生育前期不宜使用微咸水灌溉,生育后期使用微咸水灌溉时适当增加灌水定额,可在实现夏玉米高产的同时降低土壤盐碱化风险。 展开更多
关键词 夏玉米 微咸水 交替灌溉 灌水定额 盐分 产量
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基于咸淡水轮灌模式下枸杞品质的研究 被引量:1
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作者 苏瑞东 杨树青 +1 位作者 唐秀楠 刘瑞敏 《节水灌溉》 北大核心 2020年第10期57-60,共4页
在内蒙古河套灌区以枸杞为研究对象,通过设置4种咸淡水轮灌方案,并以当地灌溉为对照,探究不同灌溉模式对枸杞品质的影响。结果表明鲜果百粒重、果长分别与土壤电导率呈显著负相关性,在土壤盐分为1.23 mS/cm时均达到最大值,分别为18.90 m... 在内蒙古河套灌区以枸杞为研究对象,通过设置4种咸淡水轮灌方案,并以当地灌溉为对照,探究不同灌溉模式对枸杞品质的影响。结果表明鲜果百粒重、果长分别与土壤电导率呈显著负相关性,在土壤盐分为1.23 mS/cm时均达到最大值,分别为18.90 mm和67.09 g,因此T3处理有利于枸杞商品品质的提高,从而提高产量;氨基酸、多糖和总糖含量分别与土壤电导率呈极显著正相关性,在土壤盐分为1.54 mS/cm时均达到最大值,分别为11.800、67.257和7.821 mg/100 mg,因此T4处理有利于枸杞药用品质的提高。 展开更多
关键词 枸杞 咸淡水轮灌 品质
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咸淡水轮灌对滨海盐碱地设施番茄产量及品质的影响 被引量:4
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作者 丁守鹏 张国新 +2 位作者 姚玉涛 孙叶烁 杨雅华 《中国农学通报》 2022年第15期40-44,共5页
在滨海盐碱地以设施番茄为研究对象,设置4种咸水淡水轮灌次数处理:1:1 (T1)、2:1 (T2)、3:1(T3)、4:1 (T4),以淡水灌溉为对照,探究不同灌溉模式对番茄生长,产量及品质的影响,为盐碱地设施番茄咸水灌溉制度提供数据支撑。结果表明:在咸... 在滨海盐碱地以设施番茄为研究对象,设置4种咸水淡水轮灌次数处理:1:1 (T1)、2:1 (T2)、3:1(T3)、4:1 (T4),以淡水灌溉为对照,探究不同灌溉模式对番茄生长,产量及品质的影响,为盐碱地设施番茄咸水灌溉制度提供数据支撑。结果表明:在咸淡水轮灌处理下,番茄的生物量随着咸水灌溉次数的增加呈先升高再降低的趋势,T1、T2处理下植株生物量积累明显,与对照达到显著水平;随着咸水灌溉次数的增加,T1、T2处理产量及单果重较对照无明显变化,其他处理番茄产量、单果重显著降低;从果实品质分析,各处理均不同程度提高了果实品质。综合分析,T1、T2处理在一定程度上保证了番茄正常生长及产量稳定,并提高了果实品质,是滨海盐碱地区合理有效的咸淡水轮灌模式。 展开更多
关键词 滨海盐碱地 咸淡水轮灌 设施番茄 产量 品质
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咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响 被引量:3
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作者 焦艳平 王罕博 +2 位作者 张栓堂 陈文彬 郑成海 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2021年第6期87-94,共8页
探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^(-1)和3 g·L^(-1)咸水... 探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^(-1)和3 g·L^(-1)咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明:与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^(-1)和3 g·L^(-1)矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层(0~40 cm)土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^(-1)矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^(-1)矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%(差异不显著),但3 g·L^(-1)矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%(P<0.05);2 g·L^(-1)矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%(差异不显著),3 g·L^(-1)矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%(P<0.05),3 g·L^(-1)矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^(-1)的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。 展开更多
关键词 咸淡混合水 喷灌 冬小麦 夏玉米 土壤盐分 产量
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