土壤干旱胁迫对不同品系马尾松水分利用效率的影响

以盆栽1年生不同品系马尾松苗木为材料,研究了土壤干旱胁迫对不同品系马尾松苗木水分利用效率的影响。结果表明,受到土壤干旱胁迫时,464、23和75品系苗木的水分利用效率都有不同程度的下降;其余品系苗木的水分利用效率则有不同程度的上升,其中83、127和38品系苗木的水分利用效率上升幅度较大,表明这些品系在减少水分消耗的同时仍能维持较高的光合生产潜力。     

Change of water use efficiency and its relation with root system growth in wheat evolution

Raising crop water use efficiency (WUE) is the physiological basis to implement crop high efficiently using water. The present soil column and field experiments are designed to investigate the change of wheat WUE (Triticum aestivum L.) at whole plant level and root system growth in evolution and the relationship between WUE and its root system growth using 10 wheat evolution genotypes with different ploidy chromosomes sets. Results show that in wheat evolution from 2n→6n, WUE at whole plant level increases with the increase of ploidy chromosomes, and root system growth (root weight, root length) and root/shoot ratio of wheat decrease with the increase of ploidy chromosomes under dry and irrigated conditions. WUE is negatively correlated with root weight and root/shoot ratio of wheat in evolution, significantly. Root system growth has an adverse redundancy for WUE in wheat evolution, and the root redundancy reduces with the increase of ploidy chromosomes, which result in the increase of wheat WUE at whole plant level.     

水肥耦合作用对土壤养分变化及春小麦生长发育的影响

水肥耦合最优饱和试验研究表明,在辽西半干旱区,低水量条件易引起N肥以氨态N挥发损失,当灌水量超过460mm时,高量施N可能会导致硝态N深层淋溶,高量施用P肥,土壤表层中OlsenP增加不明显,且灌水量变化对OlsenP在土壤各深度层次中含量影响不明显,N肥是影响春小麦生育前期叶面积指数和株高的主要因子,水分对春小麦株高的影响在生育前期不明显,至灌浆期时跃居主导地位,N、P配合施用可明显提高春小麦旗叶面积和株高。     

烟台地区小麦、玉米生产潜力分析——兼一年二作技术体系评价

根据烟台地区光、热、水等气候资源实况,运用FAO等提供的生产潜力估算方法,认真分析了当地小麦、玉米不同栽培技术体系的生产潜力,进而对两个作物合理组配的4种一年二作技术体系作出评价:(1)晚播“独秆”小麦—套种晚熟玉米光温生产潜力最大,气候生产潜力也较高,目前宜作为高产攻关的二作技术体系;(2)中茬“中播”小麦—晚套中熟玉米气候生产潜力最高,稳产性好,宜作为当地大面积推广应用的主要二作技术体系;(3)晚播“独秆”小麦—平播中熟玉米气候生产潜力较高,水热综合满足状况良好,适合在产量水平较低、而机械化水平较高的条件下推广应用;(4)早茬“精播”小麦—早套中熟玉米气候生产潜力最低,稳产性差,应尽快用其它二作技术体系予以更替。     

2001-2014年乌审旗生态系统服务变化分析

生态系统服务是指生态系统形成和所维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用。选择内蒙古典型草原地带沙地区乌审旗为研究区,选取反映生态系统供给、调节和支持服务的牲畜头数、粮食产量、水源涵养、土壤保持和净初级生产力5个服务指标,使用InVEST模型和多种模型,测算该地区2001-2014年生态系统服务的时空变化特征。研究发现:除水源涵养服务减少外,乌审旗生态系统服务从2001-2014年呈增加趋势;且不同生态系统服务指标间存在着不同权衡与协同的关系,净初级生产力服务与土壤保持服务和水源涵养服务间分别存在着协同与权衡的关系,供给服务和净初级生产力之间存在着条件权衡关系。     

半干旱黄土高原集水农业的气候学基础

水分不足是半干旱黄土高原旱地农业农田生产力水平的主要制约因素通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析,发现5,6月间降水低谷与7～9月丰水季节交替重复出现是本区正常的天气现象．这一降水低谷引起土壤水份低值槽现象,造成夏粮作物的“卡脖旱”,严重影响产量在该区发展集水农业,雨季蓄积雨水,于次年5～6月间干旱季节进行补偿性灌溉,充分利用两季雨水,消除土壤水份低值槽现象,从而达到增产目的。因此,从气候学角度讲,在黄土高原半干旱区实行集水农业是必要而可行的     

补充供水对半干旱区旱地春小麦水分亏缺的补偿效应研究

大田试验设１１个水分处理，包括不灌溉（对照）和灌１、２次水、灌时期分别为春小麦三叶期、拨节期、抽穗斯和开花期。试验结果表明：三叶期灌溉的４个处理消除了苗期水分亏缺，通过提高小穗和数穗粒数而明显增产。     

论流域水土保持中水保与土保的关系

为揭示水土保持中＂水保＂和＂土保＂的关系,运用水资源结构分析方法,探讨了流域＂水流失＂的内涵.在此基础上,以安塞纸坊沟为例,利用土壤侵蚀的特征指标和水流失的特征指标分别表征土壤侵蚀和水流失,分析了水流失与土壤侵蚀之间的关系,并对不同目标下的水土保持用水进行了讨论.结果表明：水流失本质上就是流域生态环境水向潜在资源水和灾害水转化的过程;1938—1999年间纸坊沟流域水流失与土壤侵蚀的强度与程度之间均有较好的相关关系;纸坊沟流域土保可达到微度侵蚀的目标,此时的径流量约为6.77×10^4m^3,基本可满足河道生态环境需水以及一定社会经济用水的需求.     

气候变暖对黄淮海平原冬小麦生长及产量影响的数值模拟

利用改进的荷兰Wageningen农业大学的产量生态学模式SUCROS，模拟了气候变暖引起的温度升高和降水量变化对黄淮海平原冬小麦生长发育及产量的影响。结果表明：黄淮海平原中、北部地区，由于自然降水远小于小麦生育期的生理需水量，无灌溉条件下小麦生长相当困难；黄淮海平原南部地区，气温升高加快了冬小麦的生长发育速率，缩短了生育历程，在无土壤水分亏缺的理想状态下，适度升温有利于冬小麦生长及产量的提高；但在土壤水分亏缺时，温度升高，虽改善了冬小麦越冬条件，使其叶面积指数增高，CO2同化能力增强，但高温加大了土壤蒸发，使小麦生长中、后期水分亏缺加重，小麦绿叶同化能力降低，最终使产量下降。当气候变暖伴随降水量增大时，这一现象有所缓解。若气候变暖伴随降水减少，则产量下降加剧。模拟显示，流行于该区的农田林网可有效地改善农田小气候，提高小麦的水分利用率和干物质生长量。在气候变暖的严峻形势下，组建农林复合生态系统应作为一种可持续发展的农业经营策略加以推广应用。     

Molecular mapping of QTLs for root response to phosphorus deficiency at seedling stage in wheat (Triticum aestivum L.)

Phosphorus (P) deficiency in the soil is one of the major abiotic stresses that limit plant growth and crop productivity throughout the world. Development of cultivars with improved P-deficiency tolerance is an efficient strategy for sustainable agriculture. Plant roots play an important role in crop growth and development, especially in nutrient uptake and improvement of P-efficiency. Mapping quantitative trait loci (QTLs) for root traits and their response to low P stress at seedling stage will facilitate the development of P-efficient wheat cultivars. In this study, 30 QTLs (LOD>2.0) were mapped for the three root traits, such as root length, root number and root dry matter under different P supply conditions and their response to P-stress. These QTLs were distributed on 14 chromosomes, with each of the 5 QTLs explaining more than 10% phenotype variance. Analyses showed that root traits and their response to P-deficiency were controlled by different QTLs. In addition, alleles with positive effects were separated on both parents, and wheat cultivars with improved P-efficiency could be developed by accumulating these positive effect alleles together.     

Molecular mapping of QTLs for root response to phosphorus deficiency at seedling stage in wheat (Triticum aestivum L.)

Phosphorus (P) deficiency in the soil is one of the major abiotic stresses that limit plant growth and crop productivity throughout the world. Development of cultivars with improved P-deficiency tolerance is an efficient strategy for sustainable agriculture. Plant roots play an important role in crop growth and development, especially in nutrient uptake and improvement of P-efficiency. Mapping quantitative trait loci (QTLs) for root traits and their response to low P stress at seedling stage will facilitate the development of P-efficient wheat cultivars. In this study, 30 QTLs (LOD>2.0) were mapped for the three root traits, such as root length, root number and root dry matter under different P supply conditions and their response to P-stress. These QTLs were distributed on 14 chromosomes, with each of the 5 QTLs explaining more than 10% phenotype variance. Analyses showed that root traits and their response to P-deficiency were controlled by different QTLs. In addition, alleles with positive effects were separated on both parents, and wheat cultivars with improved P-efficiency could be developed by accumulating these positive effect alleles together.     

作物高效用水集成模式研究

通过对井灌区冬小麦玉米组合种植管灌高效用水模式、大棚蔬菜滴灌高效用水模式、大田作物管灌高效用水模式以及大田蔬菜覆盖微喷高效用水技术等4种集成模式的研究,证实了该高效用水集成模式可取得很好的节水增产效果,对于同类地区的研究具有重要的参考价值.     

山西地区小麦光合生产潜力研究

根据黄秉维提出的光合生产潜力理论,结合山西地区的气候与当地地理状况,以及实际栽培条件,在Photoshop8.0的支持下,将山西小麦分为三大产区,针对各产区的情况选育优质品种,最后从品种、栽培措施、生态条件方面提出几点建议。目的是分析山西地区小麦产量的上限与实际产量差距;结果说明山西地区小麦的光合生产潜力很大。因此,掌握气候因素对其影响、改良作物品种、改善作物环境、选育优质品种,将大幅度地提高小麦产量。     

测墒滴灌对氮肥调控下冬小麦水分利用效率及灌浆动态的影响

为研究氮肥调控下测墒滴灌对冬小麦水分利用效率及灌浆动态的影响,通过2013-2015年的大田试验,在3个施氮水平(90 kg·hm~(-2)、240 kg·hm~(-2)和350 kg·hm~(-2))下,于冬小麦的播前、拔节期及开花期通过测墒补灌至土壤相对含水量为田间持水量的75%,以全生育期0灌溉及漫灌作为对照,分析了滴灌对冬小麦耗水量、水分利用效率、产量及灌浆特性的影响.结果表明:在滴灌条件下,田间耗水量随滴灌次数的增加而增加,而土壤贮水和降水占总耗水量的比例显著下降,灌溉水所占比例明显提高.施氮量为240 kg·hm~(-2)时,滴灌底墒水、拔节水和开花水的籽粒产量最大,达到10 109.79 kg·hm~(-2),WUE和IUE分别比漫灌显著提高50.52%和68.01%.在整个灌浆过程中,强势粒的灌浆速率均明显高于弱势粒,灌浆参数随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势,测墒滴灌能有效增加冬小麦的终极生长量,并且提高平均灌浆速率,提升灌浆能力.综合看来,施氮量为240 kg·hm~(-2),测墒滴灌底墒水、拔节水和开花水的产量和水分利用率较高,籽粒的灌浆能力较强.     

Impacts of climate change on ecosystem in Priority Areas of Biodiversity Conservation in China

Priority Areas of Biodiversity Conservation （PABCs） are the key areas for future biodiversity conservation in China. In this study, we used 5 dynamic global vegetation models （DGVMs） to simulate the ecosystem function changes under future climate change scenario in the 32 terrestrial PABCs. We selected vegetation coverage, vegetation productivity, and ecosystem carbon balance as the indicators to describe the ecosystem function changes. The results indicate that woody vegetation coverage will greatly increase in the Loess Plateau Region, the North China Plain, and the Lower Hilly Region of South China. The future climate change will have great impact on the original vegetation in alpine meadow and arid and semiarid regions. The vegetation productivity of most PABCs will enhance in the coming 100 years. The largest increment will take place in the southwestern regions with high elevation. The PABCs in the Desert Region of Inner Mongolia-Xinjiang Plateau are with fastest productivity climbing, and these areas are also with more carbon sink accumulation in the future. DGVM will be a new efficient tool for evaluating ecosystem function changes in future in large scale. This study is expected to provide technical support for the future ecosystem management and biodiversity conservation under climate change.     

干旱期灌溉与施化肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率的影响

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,采用田间小区试验与定量分析相结合的方法,研究了干旱期控制灌溉和施化肥对春小麦产量形成及其水分利用效率的重要影响.本试验设计包括干旱期灌溉供水30,60,90 mm和不灌溉等四种水处理,施肥处理包括施化肥(磷酸氢二铵248kg/hm~2)和不施肥两种处理,二者相互交叉配置共组成八种水肥处理.研究结果表明:干旱期灌溉与施肥处理具有显著的交互作用(P<0.05).与无灌溉处理相比,干旱期灌溉能产生更大更深的根系和更大的叶而积指数(LAI).与相应无灌溉处理相比,不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm可导致0～120 cm土层平均根生物量最大值(开花期)分别增加了30.6%,49.5%,74.4%,LAI最大值(开花期)分别增加了12.3%,28.1%,45.1%;施肥条件下平均根生物量最大值分别增加了31.7%,52.3%,75.1%,LAI最大值分别增加了13.6%,28.0%,47.1%.这表明干旱期灌溉与施肥具有克服干旱胁迫促进作物生长发育的显著效果.干旱期灌溉与播前灌溉等相比,具有增加产量和提高水分利用效率(WUE)的显著效果.其中不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm处理下籽粒产量分别达到1 849.5,2363.4,2871.2 kg/hm~2,比相应的无灌溉的产量(1326.8 kg/hm~2)分别增加了39.4%,78.1%,116.4%,WUE提高了26.6%,48.2%,66.1%;施化肥且干旱期灌溉30,60,90 mm,其籽粒产量分别为2 104.9,2 715.7,3 318.6 kg/hm~2,比相应只施化肥不灌溉的籽粒产量(1465.2 kg/hm~2)分别增加了43.7%,85.3%,116.5%,WUE分别提高了30.6%,54.4%,74.2%.各处理下的最高籽粒产量(3318.6 kg/hm~2)、最大水分利用效率(8.516kg/hm~2·mm))在干旱期灌溉90 mm且施化肥的组合处理下一致达到,表明这是半干旱区的一种高产高效的农田管理措施.以上研究结果为半干旱区集水农业发展提供了科学依据.     

聚丙烯酰胺和CO2浓度变化对胡杨叶片光合和水分利用效率的影响

采用盆栽实验研究了不同聚丙烯酰胺用量下较短时间内CO2浓度升高对1年生胡杨叶片光合和水分和用效率的影响。结果表明：（1）随着聚丙烯酰胺用量的减少,土壤水吸力上升,干旱胁迫加重。叶片水势、净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）随着干旱胁迫的加重而降低,胞间CO2浓度（Ci）则呈上升趋势。（2）随着CO2浓度的升高,各处理的胡杨叶片Pn、WUE、Ci上升,Tr、Gs下降。由此说明：CO2浓度升高对胡杨叶片Pn和WUE的促进作用在一定程度上能缓解干旱胁迫作用;聚丙烯酰胺用量大时,CO2浓度升高对胡杨Pn的促进作用较好;随着外界CO2浓度的升高,气孔关闭,蒸腾速率降低,从而增加了胡杨WUE,这将加强胡杨的耐旱能力。     

秸秆覆盖对冬小麦生长状况及产量的影响

研究了“黄淮海”一年两熟地区秸秆覆盖对冬小麦的生长发育和产量性状及其构成要素的影响。试验表明：秸秆覆盖可以改善土壤的理化性状,增加土壤养分有效性;可提高水分利用率及土壤的生物活性,明显地调节作物生长的水、肥、气、热等生态条件,促进小麦的生长发育,明显提高小麦的产量,增产可达到28．23％。     

中国水土流失问题的初探

长期以来,水土流失直接威胁人们赖以生存的环境,在所有的生态破坏中,水土流失称之为"环境破坏第一杀手".针对我国山地丘陵面积大、地质条件复杂、人为破坏加速、水土流失严重的实际情况,通过丰富的历史资料和整治经验及对野外工作所积累大量数据的分析,以生态恢复学为指导,总结了水土流失的基本特点,研究了水土流失治理与经济可持续发展的关系,探讨了水土流失给生态安全造成的巨大危害,展望了水土保持的预期目标,根据中国的实际情况,提出了综合治理的基本思路.     

集雨微灌对春小麦产量灌浆和水分利用效率的影响

为探讨集雨微灌对春小麦产量、灌浆及水分利用效率的影响，于2001年在黄土高原西北部进行了灌水方式(管灌、滴灌和微喷灌3个水平)和灌水量(0，22．5，45．0，67．5mm4个水平)二因素试验，分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水，结果表明：尽管灌水方式间的差异不显著，但从产量表现来看，其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照；灌水量和互作间的差异达极显著水平；灌水有增加穗数，降低穗粒数和干粒重的趋势；随灌水量的增加，千粒重对产量的贡献减小，而穗数对产量的贡献增加，穗粒数对产量的贡献表现在这一过程中，补灌能增加小麦的最大灌浆速率．作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加；以微喷灌67．5mm的水分利用效率最高；供水效率以微喷灌45．0，67．5mm处理为高。