水分胁迫/复水对谷子光合特性及产量影响

以谷子品种大金苗为研究对象,采用遮雨棚控水的大田试验方法,比较孕穗开花期和灌浆期水分胁迫/复水对叶片光合特性及产量影响,分析光合速率的限制因素,阐述光合速率、水分利用效率与产量的协同关系。结果表明:水分胁迫会导致谷子光合速率和产量下降,水分利用效率提高,随胁迫增强和持续时间延长,光合速率和产量下降幅度增大;水分胁迫后复水后,光合性能有所恢复,光合作用可产生补偿效应,水分胁迫越强和持续时间越长,补偿效应越低;轻度和持续时间短的水分胁迫,光合速率降低主要由气孔因素决定,随胁迫增强和持续时间延长,非气孔限制逐渐成为光合速率下降的主要原因;与孕穗开花期相比较,灌浆期水分胁迫对光合速率的影响更大且复水后光合性能恢复能力更低,光合速率与产量的协同关系更明显,产量对灌浆期水分胁迫更敏感。     

半干旱区黑膜覆盖对马铃薯光合特性及产量的影响

为探讨黑膜覆盖对马铃薯光合过程和产量的影响,以品种"新大坪"为试材进行试验,对比分析黑膜覆盖(PM)处理与裸地对照(CK)下马铃薯净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及产量等变化特征。结果表明:PM处理下叶片净光合速率和气孔导度在分枝期、花序形成期及开花期均较CK增大,但不同生育期增幅差异显著,其中净光合速率在分枝期增幅最大,为63%,而气孔导度最大增幅出现在花序形成期,为38%,开花期二者增幅均最小。胞间CO_2浓度PM处理在分枝期较CK降低12%,而花序形成期、开花期较CK分别提高1%、6%。蒸腾速率PM处理在分枝期、开花期较CK分别提高44%、19%,而花序形成期则下降4%。3个生育期叶片水分利用效率PM处理均高于CK,其中花序形成期提升显著。与CK相比,PM处理下的叶片光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及最大净光合速率(Pmax)均有所降低,而表观量子效率(AQE)、暗呼吸速率(Rd)和产量均有所升高,其中马铃薯产量提升近3倍,增产效果明显。说明在黄土高原半干旱区,通过采用黑膜覆盖来影响马铃薯光合过程,能够显著提高马铃薯产量。     

1981—2016年河南省冬小麦产量对气象因素变化的响应

基于河南省19812016年18个农业气象观测站的冬小麦观测资料及气象资料,采用一元线性回归法、偏相关分析法和多元线性回归模拟等,分析河南省冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明：河南省冬小麦出苗返青期和开花成熟期延长,返青开花期缩短,全生育期缩短。全生育期内最高气温和最低气温呈升高趋势,降水量变化不明显,太阳辐射呈减少趋势,不同生长阶段内各气象要素变化趋势不一致。最高气温与小麦气象产量为负相关关系,最低气温、太阳辐射与小麦气象产量为正相关关系,降水量与不同区域的小麦气象产量相关关系不同。小麦相对气象产量与各气象要素敏感性分析结果表明：不同生长阶段小麦相对气象产量对各气象要素变化的敏感性不同;小麦生长时期内最高气温升高1 ℃,相对气象产量减少约16.00%;最低气温升高1 ℃,相对气象产量增加约17.00%;降水量减少10.00%,相对气象产量增加约0.35%;太阳辐射减少10.00%,相对气象产量减少约1.70%。     

开花后淹水对两个冬小麦品种旗叶光合性能的影响研究

选用小麦品种济麦20和泰农18,采用池栽补灌淹水方法,研究开花期及灌浆期3d、6d、9d、12d淹水对小麦旗叶光合性能及籽粒产量的影响。淹水期间光合降低,淹水后光合性能有所恢复。灌浆前淹水提高了灌浆中后期光合性能,但以后光合性能迅速降低。除淹水3d外,两时期6～12 d淹水均引起籽粒产量降低。产量降低的主导因素是粒数的减少,其次是粒重的降低。     

开花后淹水对两个冬小麦品种旗叶光合性能的影响研究

选用小麦品种济麦20和泰农18,采用池栽补灌淹水方法,研究开花期及灌浆期3d、6d、9d、12d淹水对小麦旗叶光合性能及籽粒产量的影响。淹水期间光合性能降低,淹水后光合性能有所恢复。灌浆前淹水提高了灌浆中后期光合性能,但以后光合性能迅速降低。除淹水3d外,两时期6-12d淹水均引起籽粒产量降低。产量降低的主导因素是粒数的减少,其次是粒重的降低。     

播期对辽南地区春玉米生育进程及产量影响的试验研究

基于2012—2014年以丹玉39为供试品种在辽宁庄河地区开展的分期播种试验观测资料和1980—2010年庄河地区春玉米各发育期的平均日期及产量资料,探讨播期对庄河地区春玉米生育进程及产量的影响。结果表明:播种时间对庄河地区春玉米生育进程有显著的影响,播种时间每推迟1.00 d,春玉米整个生长期长度缩短约0.22—0.57 d,营养生长期缩短约0.48—0.69 d,生殖生长期延长约0.11—0.36 d。不同播期之间春玉米各生育期长度存在较大差异,营养生长期长度差异最显著,而拔节—抽雄期、抽雄—开花期、开花—乳熟期和乳熟—成熟期长度差异均不显著。播期对春玉米产量影响显著,但年际间产量差异显著,除2014年外,随播期推迟春玉米产量呈先增后减的趋势。2012—2014年气象条件对庄河春玉米生育期长度影响的气象因子存在差异,对春玉米营养生长期、生殖生长期和全生育期长度影响较大的气象因子为气温、日照时数、平均风速、水汽压及蒸发量。     

巴楚县冬小麦生长期气候变化特征及其对冬小麦发育期的影响

利用新疆巴楚气象站1983—2012年逐日气象资料及冬小麦生育期资料,采用线性回归、Pearson相关系数方法,分析了巴楚县气候要素和冬小麦生育期的变化特征,以及气候变化对生育期的影响。结果表明:(1)近30 a巴楚县冬小麦生育期内气候变暖趋势明显,月平均气温、月最高气温和月最低气温整体呈上升趋势,日照时数减少,降水量增多。(2)冬小麦播种、抽穗和成熟期提前,越冬开始和返青期延后,全生育期呈缩短趋势。冬前冬小麦生育天数增加,越冬开始—返青期、返青—抽穗期长度缩短,抽穗—成熟期延长。(3)1—2月气温降低是巴楚冬小麦返青期延后的主要原因,而抽穗和成熟期提前则主要受3—4月、4—6月的气温升高影响。     

干旱胁迫对冬小麦水分关键期的生理特性和物质生产影响

以冬小麦品种“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节期~扬花期),设计5个水分处理(T1处于适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照水分关键期常年降水量减少20%、50%、75%、100%进行一次性补水)和1个雨养对照水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对水分关键期冬小麦光合生理特性、抗氧化酶活性及产量结构的影响。结果表明：轻度干旱胁迫会造成冬小麦叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度降低,气孔限制值升高,气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因;而当干旱胁迫达到重度时,胞间CO2浓度升高,气孔限制值降低,非气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因。轻度干旱胁迫会使得冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性显著升高,从而减轻MDA含量升高对冬小麦叶片膜系统的损伤,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均可恢复至正常水平,而重度干旱胁迫下冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性不同程度降低,复水后抗氧化酶活性及MDA含量均无法恢复至正常水平,抗氧化酶系统遭受不可逆损伤。此外,水分关键期干旱胁迫还导致冬小麦灌浆速率降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。研究结论可为科学评估干旱胁迫对冬小麦生长发育及产量形成的影响提供理论依据。     

土壤水分胁迫对冬小麦旗叶光合特性的影响

以土壤水分适宜做对照(CK),轻度水分胁迫(50%～70%)、中度水分胁迫(小于50%)3种处理在河北固城可控式土壤水分试验场,选择冬小麦灌浆初期的晴朗天气,采用Li-Cor 6400便携式光合作用仪,观测了3种处理的冬小麦旗叶光合作用参数的日变化。试验结果表明:土壤水分适宜时冬小麦旗叶净光合速率的日变化为"单峰型",未出现明显的"午休"现象,水分胁迫的处理都呈"双峰型",中度胁迫反而比轻度胁迫光合"午休"要短2h;3种处理的蒸腾速率日变化都呈"双峰型",气孔导度是反映叶片气体交换的重要指标,蒸腾速率与气孔导度成极显著正相关;土壤水分适宜或土壤干旱时冬小麦旗叶对环境变化的应变性较迟钝;轻度水分胁迫时冬小麦旗叶净光合速率比CK高2.8%～9.0%,蒸腾速率与CK基本相近,水分利用效率(WUE)比CK高10.6%～12.9%,这可能是一定程度的水分胁迫下冬小麦节水增产的生理调节机理。     

近30年淮北平原冬小麦物候期演变特征

对1979年以来的物候资料和同期气候要素进行研究分析,初步揭示了近30年来淮北平原冬小麦物候期的变化规律：返青、起身、拔节、开花、成熟5个物候期呈明显提前趋势,尤以返青、开花、成熟3个物候期提前明显。在光、温、水3气候要素中,决定安徽淮北平原冬小麦物候期变化的主要气候要素为温度,降水要素与本地小麦所有物候期之间的相关关系均未通过显著性检验,在光照要素中,仅小麦灌浆期间的日照时数与灌浆历程存在显著相关关系。给出了主要气候要素对淮北平原冬小麦物候期影响的定量关系：2月热量每增多10℃,冬小麦返青期将提前1.6天,2月日平均气温每上升1℃、返青期约提前1.4天;3月活动积温每增多10℃,起身期会提前1.0天;拔节期提前1.2天;4月热量每增加10℃,开花期将提前0.9天。灌浆期间的气温日较差每升高1℃,乳熟期会提前0.4天;5月平均气温每升高1℃,成熟期会提前1.5天。灌浆期间气温日较差增大、日照时数增多,小麦灌浆历程缩短,反之灌浆历程延长。     

基于涡度相关通量数据估算水稻光能利用率

使用涡度相关通量数据估算安徽寿县农田水稻拔节至成熟期的光能利用率,并分析光能利用率的日变化和季节变化。研究表明:光能利用率的日动态呈现先降低后升高的单峰U型曲线,即早晚值较高,中午较低;季节变化总体呈现降低趋势。日变化中,光能利用率与温度呈正相关,与吸收的光合有效辐射呈显著负相关;季节变化中,光能利用率与温度呈弱正相关。     

不同生育期水分胁迫对玉米光合特性的影响

利用遮雨棚以夏玉米为对象进行水分胁迫大田试验,通过分析玉米叶片光合测量数据,研究不同生育期水分胁迫对玉米光合特性的影响,为定量分析不同水分胁迫程度对玉米生育的可能机理提供数据和初步的理论支持.结果表明:土壤水分下降会使玉米叶片的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)降低,而胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)会增加;Pn随着光照强度的增加而增加,且随着水分胁迫强度增强,Pn增加速率降低;干旱胁迫会改变Pn、Tr日变化规律,并且对拔节期光合作用的抑制小于成熟期;WUE与Pn存在极显著的正相关关系,与Tr、Ci及Gs存在显著的负相关关系.     

郑州地区冬小麦水分利用效率变化及其气温变化响应

水分利用效率(WUE)反映了作物耗水量与干物质生产及籽粒产量的关系,提高作物WUE是保障水资源紧缺条件下农业持续稳定发展的关键。根据近30 a郑州地区冬小麦全生育期平均气温、土壤湿度和产量资料,利用数理统计方法,分析了近30 a冬小麦全生育期平均气温与冬小麦WUE的关系,在此基础上模拟了在不同增温、降水减少的气候变化情景下对冬小麦WUE的影响。结果表明:郑州地区近30 a冬小麦全生育期平均气温递增率约为0.82℃/10a;0—100 cm土壤平均湿度呈下降趋势,土壤有效含水量约以44.9 mm/10a的速率递减;实际耗水量年际间平均以18.2 mm/10a的速率递增;气温升高与小麦WUE变化表现为不显著的负相关。未来各情景下冬小麦WUE均比当前的WUE有所增加,其中增温2.4℃、降水减少10%时WUE比基础情景增加了15.5%,但WUE的数值并不随气温增加和降水减少而无限递增,当气温增加2.4℃、降水减少量超过20%时,WUE开始下降。     

农桐间作地热量平衡和水分利用状况研究

由实测资料系统分析了农桐间作地热量平衡各分量复杂的时空变化特征。结果表明：间作内外蒸发耗热（ＬＥ）仍是主要耗热项，湍流耗热（Ｈ）低于ＬＥ，但高于土壤热通量（Ｑ）；间作地各分量小于对照，但ＬＥ、Ｑ占净辐射（Ｒｎ）比值高于对照；泡桐林带对各分量的影响与间作结构及测点位置有关。然后计算了间作中小麦、棉花水分利用率（ＷＵＥ），其值与作物类型，生长期等因子有关，且间作地高于对照。     

干旱及灌溉对冬小麦根系和产量的影响研究

在郑州农业气象试验站开展不同程度干旱、灌溉试验,研究了不同水分条件对冬小麦根系活力、形态及产量的影响。结果表明,干旱条件下,冬小麦根系活力和根直径均有明显的降低,根长有明显增加,土壤下层所占根系总体积比例增大,且随着发育期的推进,下层根系所占比例呈现增大的趋势,水分利用效率有明显提高;随着干旱程度的增加,上述变化趋势更加明显。在灌溉量相同的情况下,越冬期灌溉,有利于冬小麦根系活力和根直径增加,但不利于根系的向下伸展;返青期和拔节期灌溉有利于根系向下伸展、水分利用效率提高、理论产量增加,但不利于根系活力和直径的增加;拔节期灌溉,可适当增大灌溉量,减少灌溉次数,以提高水分利用效率。综合根系形态和活力、水分利用效率及产量,在冬小麦干旱持续发生条件下,在返青期、孕穗期灌水600 m~3·hm~(-2)左右,可根据干旱程度适当增减灌水量,重旱条件下适当增加灌水次数,少量多灌缓解旱情,而重大干旱年份灌水困难条件下可只在拔节期灌水600 m~3·hm~(-2),以实现产量的减损和节水效果。     

Resource use and resource efficiency in the Asia–Pacific region

Over the last few decades, the Asia–Pacific region has experienced the most dynamic economic development of any of the world's regions, leading to a rapid increase in resource use and associated emissions. The region is now a major driver towards overshooting global resource use limits. In this paper, we provide an estimate of material use and resource efficiency in the Asia–Pacific region and its sub-regions for the first time, to complement existing knowledge on global resource use. We show that the Asia–Pacific has become the single largest user of resources globally, and that the efficiency of resource use in the region decreased over the period 1970–2005. Furthermore we show that the region's share of total resource use is now so significant that decreasing resource efficiency there has driven a decrease in overall global resource efficiency, for the first time in a century. Using an IPAT framework we found that rising per capita incomes contributed more strongly to growing material use than did population growth. Technology did not moderate material use growth to the extent expected. We argue that a failure to make these issues a central and immediate focus of public policy in the Asia–Pacific region would compromise competitiveness, resource security, and poverty reduction in the region over the medium to long term.     

豫东地区越冬花菜光温水指标探讨

对2001~2004年豫东地区越冬花菜发育期的光照、温度、水分等条件进行田间试验获得的数据进行统计分析,结果表明:豫东地区越冬花菜幼苗期适宜温度为15~25℃,最低温度5~7℃,最高温度25~30℃;莲座期适宜温度为4~20℃,最低温度-1~3℃,最高温度21~22℃;花球形成期适宜温度一般为14~21℃,最低温度8~10℃,最高温度21~30℃。花菜生育期耗水量在765~940 mm之间,水分利用效率最高,超过950 mm或低于510 mm时,水分利用效率显著降低。该研究为开展越冬花菜高产优质栽培技术,提高花菜越冬的抗灾能力提供了理论和实践基础。     

黄土高原芨芨草土壤水分特征及水分利用效率研究

通过对芨芨草草地土壤水分状况及芨芨草水分利用情况进行初步分析，结果表明：芨芨草地土壤贮水量呈明显的季节变化；土壤剖面可依含水量变化分为3层，即速变层、活跃层和稳定层。芨芨草群体水分利用效率以6月份为最高，而单叶水分利用效率7月份最高，具有较强的抗旱性。     

气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响估算

研究气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响规律,可为农业适应气候变化提供科学依据。通过构建代表站雨养冬小麦产量和土壤水分变化量的模拟方程,分析水分利用效率的历史变化,并结合两种区域气候模式PRECIS和REGCM4.0输出的4种不同气候变化情景资料,估算未来2021—2050年雨养冬小麦水分利用效率的可能变化。结果表明:1981—2010年甘肃、山西和河南代表站的雨养冬小麦水分利用效率呈二次曲线变化趋势,最大值出现在2003年前后。4种气候变化情景的模拟结果均显示:2021—2050年冬小麦全生育期耗水量明显增加,各代表站不同情景平均增加6.2%;产量有增有减,平均产量变化率为1.4%;水分利用效率平均减小3.8%,且变率减小。区域气候模式PRECIS估算的水分利用效率的减小量A2情景大于B2情景,REGCM4.0模式估算的水分利用效率的减小量RCP8.5情景大于RCP4.5情景。整体来看,RCP气候情景对雨养冬小麦水分利用效率的负面影响更大。     

多功能防旱剂效果分析

１９９７年进行的小麦喷施多功能防旱剂的试验结果表明,光合作用强度较对照提高１４％～２８％,气孔阻力较对照提高２４％～５１％蒸腾强度降低１％～９％,水分利用效率２％～２７％,千粒重提高２％～６％,产量增加１．８％～７．１％,说明喷施多功能防旱剂后,对促进小麦生长,降低蒸强度,提高产量有一定的作用。