我国现代节水农业前沿技术研究与发展趋势

现代节水农业前沿技术围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域,对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水-土-植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来农业节水原理与技术的创新,促进节水农业新     

咸水滴灌对土壤盐分分布、棉花生长和产量的影响

通过大田试验研究了不同滴灌方式下利用咸水灌溉对土壤水盐分布和棉花生长与产量的影响。研究表明，随着咸水浓度的增加，土壤含水量和土壤盐度升高。受到土壤水分分布和运移的影响，地下滴灌处理土壤盐分表聚程度较地表滴灌方式要轻；但在20~40cm出现了盐分累积现象，表明土壤盐分的运移和分布与滴灌的埋深密切相关。棉花干物质积累量随着灌溉水矿化度的升高而降低，棉花作为耐盐作物，利用3.62dS/m的微咸水进行灌溉，对棉花干物质积累量影响不大。6.71dS/m咸水灌溉处理的籽棉产量显著地低于0.33dS/m，而3.62dS/m咸水灌溉处理则对棉花产量影响并不显著，表明利用较低浓度的咸水对棉花进行灌溉，对棉花产量影响不大。     

咸淡水交替灌溉对冬小麦生理生化特征及产量的影响

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(T₁)、淡水-淡水-淡水(T₂)、淡水-微咸水(T₃)、淡水-微咸水-微咸水(T₄)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T₄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T₃、 T₄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T₄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T₁、 T₃相比,方案T_...     

水位调控下微咸水灌溉后包气带水盐运移特征

为缓解西北干旱区灌溉压力和浅层水咸化问题,通过石羊河流域下游某试验场原位试验研究水位调控和微咸水灌溉双重条件下的包气带水盐运移规律.结果表明:水位调控能起到减蒸抑盐作用,随灌溉水电导率增加抑盐效果减弱.微咸水灌溉后,水位调控可以减弱盐分在浅层的积累.因此,对于淡水资源短缺、土壤盐渍化和浅层水咸化区域,灌溉期可以采用水位...     

微咸水灌溉的水盐控制与管理

本文针对微咸水灌溉增加土壤盐分的现实,提出微咸水灌溉土壤水盐"时、空、形"调控措施,做到有盐无害。     

作物耐盐性的分子生物学研究进展

本文从作物耐离子胁迫、耐渗透胁迫和细胞编程性死亡调节三个方面概述了作物耐盐的生理生化机制;介绍了目前利用分子生物学技术克隆与植物耐盐相关的基因,并根据作物的耐盐机理,对这些与耐盐相关的基因进行了分类;总结分析了转耐盐基因植物的研究现状及其转基因植物的耐盐生状况,并提出了利用转基因技术,改良植物耐盐性的方法和对策。     

哈茨木霉LTR-2对椒样薄荷耐盐生理特性的影响

木霉菌(Trichoderma spp.)是一类能够刺激作物生长并增强其抵抗生物和非生物胁迫能力的多功能益生真菌,目前国内外对于生防木霉菌在增强植物耐盐性及其作用机理方面尚缺乏深入、系统的研究。本文研究了生防木霉菌LTR-2对椒样薄荷耐盐生理特性的影响,结果显示,在200 mmol/L NaCl胁迫下,LTR-2有效缓解了盐胁迫对椒样薄荷的生长和光合的抑制。探讨了LTR-2接种的椒样薄荷耐受NaCl胁迫的生理生化基础,结果表明,LTR-2提高了椒样薄荷的抗氧化活力,减少了活性氧积累;增强了细胞膜和液泡膜H+-ATPase以及Na+/H+逆向转运蛋白等离子转运通道的活性,从而调节盐分的吸收和分布。这些结果为椒样薄荷在盐碱地区的引种及木霉菌剂的开发应用提供了实验依据。     

汾河三坝灌区浅层咸水利用的试验研究

山西省汾河三坝灌区淡水资源短缺,是农业生产发展的制约因素。三坝线层地下咸水灌溉试验（１９９０～１９９５）的研究结果表明,利用３．０～５．１ｇ／ｌ的咸水灌溉小麦、玉米、棉花和高梁,均比不灌的增产３０％以上;在春季河灌和汛期集中降雨淋洗的条件下,作物根层土壤不积盐;实行咸淡水轮灌,增辟水源,改善水质,可获作物增产。     

基于作物水胁迫声发射的精准灌溉模糊控制模型

设计了基于作物水胁迫声监测精准灌溉的模糊控制系统,论述了正常灌溉和精准灌溉两种不同工作方式下常规双模模糊控制策略的制定,控制策略的目标是既要保证作物正常生长又要实现节水效果.在此基础上,建立适用于作物生长环境的自学习模糊控制模型.实验表明:系统能够根据声发射号及影响作物生长的环境信息在一定范围内进行给水量的调节,实现作物的精准灌溉,避免正常灌溉时效率低下、施水过量的问题.     

眼点拟微绿球藻在黑暗胁迫下的超补偿生长响应

采用LRH—GⅡ型光照培养箱培养试验藻种,设置了持续黑暗胁迫（分6个强度处理）和间断黑暗胁迫（分4个模式处理）两项试验,研究了眼点拟微绿球藻（Nannochloropsis oculata）在不同环境胁迫下的生理生态变化和该藻种在黑暗胁迫下的超补偿生长响应情况．两个试验的结果均显示,眼点拟微绿球藻在持续黑暗胁迫和间断胁迫后,均表现出明显的超补偿作用现象．黑暗对眼点拟微绿球藻的生长造成显著抑制,但是适当进行黑暗胁迫以后恢复生长,微藻具有更强的生长繁殖能力,细胞净增率最大可达123％．经SSR测验,不同的胁迫方式、胁迫持续时间和胁迫模式与超补偿现象发生时间及强度密切相关。     

以色列利用微咸水灌溉农业

<正>以色列最大绿色组织KKL-JNF支持在内盖夫和阿拉瓦沙漠地区(仅有含咸水的地下水,缺乏淡水资源)进行研究,使农民能够使用微咸水种植作物。将微咸水用于农业的解决方案主要包括两种:一种是培育在微咸水中茁壮成长的植物,一种是用淡化水稀释微咸水。微咸水是一种比淡水更咸的水,但不如海水。在以色列,它主要发生在咸淡水化石含水层     

微咸水灌溉对小麦、玉米等农作物的影响

试验、研究结果表明,使用(2-5)g/L的微咸水灌溉农作物,如措施得当,可确保农作物产量,土壤表层不积盐,宝贵的微咸水资源可得到有效利用。     

不同矿化度微咸水灌溉条件下生物炭对盐碱土水盐运移影响

为探究不同矿化度微咸水灌溉条件下掺加生物炭对盐碱土水盐运移的影响,以黄河三角洲地区中度盐碱土为研究对象,在室内进行一维垂直入渗实验。设置淡水(CK)及2种矿化度微咸水(3、5 g/L)和小麦秸秆生物炭(5、10、20 t/hm²)组合实验,分别为CK、W1、W2、W1X1、W1X2、W1X3、W2X1、W2X2、W2X3,共9个处理。结果表明：微咸水灌溉条件下,掺加生物炭提高了土壤入渗能力;3 g/L微咸水灌溉条件下,施用生物炭对土壤入渗能力提升幅度更大,其中,W1X1处理效果最好,W1X2略低于W1X1;微咸水灌溉条件下,掺加生物炭处理土壤含水率均高于未掺加处理时;施加等量生物炭条件下,采用5 g/L微咸水灌溉的土壤含水率高于3 g/L时,其中,W2X2处理最优,W1X2略低于W2X2;与CK相比,各处理均增加了土壤含盐量,但脱盐深度均达到34cm以上,不会对作物产生盐害作用;施加等量生物炭条件下,3 g/L微咸水灌溉土壤含盐量显著低于5 g/L,其中,W1X2处理脱盐效果最好,脱盐率达53.7%;微咸水灌溉条件下,掺加生物炭增加了土壤pH值,且各处理之间无明显...     

咸水灌溉对土壤理化性质和棉花产量的影响

水资源短缺是制约区域经济和社会发展的瓶颈,微咸水膜下滴灌是缓解农业用水短缺的有效途径之一。本文通过微咸水和咸水膜下滴灌棉花测坑试验,运用舒卡列夫分类和Piper三线图等方法研究矿化度分别为1、3、6、9、12 g/L水膜下滴灌对土壤含水率、土壤电导率(EC)、土壤八大离子、土壤溶液水化学特征、土壤p H和产量的影响,从而确定棉花适宜的灌水矿化度。结果表明:(1)当矿化度低于6 g/L时,土壤积累的盐分对棉花吸收水分没有严重影响,棉花生理生长适宜的土壤含水率应在10%～20%之间;(2)在不同矿化度水灌溉条件下,0～20 cm土壤处于积盐状态,20～100 cm土层积盐较小,且各处理0～20 cm土壤中SO_4~(2-)、Ca~(2+)、K~++Na~+和Cl~-含量较多;(3)随着灌水矿化度的增大,土壤中的阳离子由Ca~(2+)逐渐向Mg~(2+)和K~+变化,阴离子由SO24-和HCO_3~-逐渐向Cl-变化,水化学类型由SO_4~(2-)·HCO_3~--Ca~(2+)·K+型逐渐向SO_4~(2-)-·Cl~--Ca~(2+)·K+型演化;(4)棉花在蕾期、花铃期和吐絮期土壤pH值随矿化度的增大而增大;棉花产量随灌水矿化度的增加而减小,其中1、3、6 g/L处理下的棉花产量较高。综合各种因素后0～6 g/L是微咸水灌溉棉花适宜的矿化度。     

植物抗旱性的分子生物学研究进展

随着现代分子生物学技术的迅速发展,植物生理学的研究也进入了一个崭新阶段,在植物抗性机理的研究方面也是如此。近年来,国内外在植物抗旱的分子生物学机理方面取得了长足的进展。本文主要从５ 个方面对近几年国内外的一些实验研究进行了探讨和评述,即植物在水分胁迫下的渗透调节、体内ＣＯ２ 再循环、激素调节、基因响应、活性氧的产生和清除机制等,并对耐旱性转基因植物的发展前景作了简要展望。     

微咸水灌溉对玉米生长特性和产量影响研究

通过灌溉含有NaCl和CaCl2的微咸水玉米微区试验,分析了微咸水中NaCl浓度和CaCl2浓度对玉米生长特性和产量的影响。研究表明:灌溉不同NaCl浓度和CaCl2浓度的微咸水下,玉米的株高和叶面积随着生长时间的延长而增大;在相同生长时间里,玉米的株高和叶面积随着微咸水中NaCl浓度的增高而逐渐减小,随着微咸水中CaCl2浓度的增高而逐渐增大,但影响规律没有NaCl明显。玉米单株产量随着微咸水中NaCl浓度的增高而逐渐减少,而随着微咸水中CaCl2浓度的增高而逐渐增加。以上研究可以为盐碱地农作物种植提供理论依据。     

盐胁迫下植物质膜H+-ATPase研究进展

质膜H -ATPase在植物细胞的跨膜物质转运、胞内pH值调节以及植物对环境胁迫的响应等诸多方面具有重要作用,是植物生命活动过程的主宰酶.盐胁迫是影响植物生长发育的主要环境因子,植物质膜H -ATPase活性的调节是植物适应盐环境、提高耐盐性的重要细胞机理.综述了植物质膜H -ATPase活性变化及其调节机理对盐胁迫响应的研究状况,对质膜H -ATPase活性调节机理研究中仍未解决的问题进行了展望.     

新疆绿洲棉田盐分及作物生长对灌溉方式的响应

干旱地区的水资源短缺使得膜下滴灌逐渐取代大水漫灌,在新疆及中国北方地区得到大面积推广应用。为研究灌溉方式转变后的土壤盐分动态及对作物生长和产量的影响,于2011年和2012年开展了棉田膜下滴灌和漫灌对比实验。基于6 900个土壤样本的水、盐结果及相关的作物观测数据,结果表明:膜下滴灌下,50cm土壤深度内盐分在出苗期和灌溉期升高约25%,呈现出累积趋势;而漫灌条件下,灌溉期盐分得到充分淋洗,降低明显;滴灌盐分的入渗深度约为50cm,而漫灌则达到150cm以上。作为对土壤水盐分布改变的响应,膜下滴灌根系更为发达,滴灌条件下棉花根系总量是漫灌条件下的1.6倍;膜下滴灌和漫灌的水分利用效率(WUE)分别是0.68kg/m3和0.22kg/m3。膜下滴灌实现了良好的经济和环境效益,但在长期应用条件下需注意防治淋洗水量不足引发的盐碱化风险。     

生物节水研究现状及展望

在全球范围内，干旱是限制作物生产力的重要环境因子，提高作物的水分利用效率倍受人们关注，提高单位水量的生产率是缺水地区农业面临的严峻挑战。除了节水灌溉和水土保持耕作技术之外，深入了解那些限制和调控作物产量的重要因素，有助于人们准确地鉴定和筛选生理和育种性状，从而有可能在水分有限条件下，大幅度提高作物水分利用效率和抗旱性。生物节水就是实现上述目标的一个重要途径。生物节水的机理就是通过遗传改良和生理调控来提高水分利用效率。加强生物节水的机制与途径的研究，无疑会为节水作物品种的选育开拓新的思路，同时也将为节水灌溉和旱作栽培提供新的科学依据和技术。     

槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫对木麻黄小枝和根系渗透调节物质的影响

苗期是木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)生长对化感胁迫比较敏感的时期,而渗透调节是植物适应逆境胁迫的重要生理机制之一.为明晰木麻黄应对化感胁迫的抗性机理,以"惠安1号"木麻黄水培幼苗为实验材料,在人为控制环境条件下,研究了在木麻黄化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷(Q3A)0(CK),12.5,25,50,100,200,400mg/L质量浓度模拟胁迫下,木麻黄幼苗根系及小枝渗透调节物质0~72h的变化规律及其生理调节机制.研究结果表明:200和400mg/L质量浓度化感物质胁迫下,木麻黄幼苗小枝的有机渗透调节物质可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸和脯氨酸含量均呈现先上升后下降趋势;其余胁迫处理的有机渗透调节物质均呈现上升趋势,而且胁迫质量浓度越高,有机渗透调节物质含量上升幅度越大;根系与小枝表现类似,但小枝的渗透调节能力优于根系.低质量浓度(12.5和25mg/L)化感物质胁迫结束后72h,小枝和根系的有机渗透调节物质含量可以恢复到对照水平.100,200,400mg/L质量浓度化感物质胁迫造成无机离子显著下降.其他不同程度的化感物质胁迫后,小枝和根系中的无机离子K+、Mg2+、Ca2+等含量轻微下降或变化不大.上述研究结果表明:木麻黄幼苗在经受低质量浓度和短期化感物质胁迫下能够有效地进行渗透调节,而且有机渗透调节物质对化感物质胁迫的反应较无机离子更为敏感.本研究结果可为筛选抗自毒木麻黄无性系提供实验依据.