纪江明[1]2001年在《不同地下水位对大麦生长发育及产量影响的计算机模拟研究》文中指出作物生长模拟是作物科学中引进系统分析法和计算机技术后迅速崛起的一个新兴研究领域。作物模拟模型有助于理解、预测和调控作物生长发育及其对环境的反应。 本研究以Penning的MACROS模型及其模块L1D、L2C和L2SS等为基础，联结气象资料、作物资料、土壤参数，组建了大麦生长动态模拟模型。模型用CSMP语言，在函数和子程序中使用FORTRAN语言。以de Wit等人提出的作物第二生产水平为条件，并结合实际情况对此模型有关参数做了必要的修改。 本文研究了不同地下水位(分别距地表10、30、60cm水位深度，分别为处理T2、T3、T4，对照为CK或T1)条件下大麦的叶面积指数、地上部各营养器官、储藏器官、总生物量干重的变化动态；植株各器官的干物质积累量和分配率；不同时期植株各器官的氮素含量和可溶性糖含量的变化动态；不同地下水位对大麦产量的影响。运用模型对大麦各器官干物质重及产量动态进行了模拟，并对模拟结果与实测结果进行了相关性分析。分析了不同地下水位的土壤含水量变化动态，对其进行了模拟和相关性分析。 研究结果主要有： 1．不同的地下水位与大麦绿叶干重、茎干重、叶面积指数呈显着正相关，即：地下水埋深在60cm范围内，地下水位愈深，大麦的叶面积指数(LAI)、地上部分各器官干物质积累量愈高。营养生长期，茎、绿叶、总生物量干重显着增加，黄叶干重变化不大；生殖生长期，黄叶干重、储藏器官干重增加显着，而绿叶、茎干重却相应地下降。 2．对产量及其各构成因素进行了方差分析和多重比较。各处理间的产量差异显着，T4的单产最高，T2的最低。这表明全生育期地下水埋深在60cm的范围内，地下水位愈深，大麦的产量愈高，反之愈低，呈极显着正相关(相关系数r=0.9705~(**)，n=24)。从产量构成来看，不同处理间千粒重变化不大，差异未达显着水平，而不同处理间每亩穗数和每穗实粒数的差异较明显达显着水平。这说明，不同 地下水位埋深对大麦每亩穗数和每穗粒数有较大影响，从而导致产量 差异显着。 3．大麦植株氮素和可溶性糖含量分析结果表明，各处理的植株 氮素含量、可溶性糖含量具有基本相同的变化趋势：地下水位过高 门0cm）或过低u0l00cm）的处理，其产量越低，植株体内养分 含量反而相对较高。对大麦穗部养分含量的分析显示，地下水位过高 （10cm）或过低（80－100cm）的处理，其穗部养分（氮素和可溶性 糖）含量越低。 4．模拟水分变化动态显示，0－10cm土壤含水量的模拟值与实测 值总的变化趋势是一致的，而吻合性不太好（相关系数r＝0．7642， n—40）。10－20 cm的吻合性相对较好（相关系数 r＝0．8805，n二40） 5．对不同地下水位处理的叶面积指数模拟结果显示，摸型较好 地模拟了大麦叶面积指数的实际变化，模拟值与实测值呈显着正相关 k—0．9645“，n叫4）。模拟值偏小于实测值，但变化趋势是与实测 值相一致的。根干重的模拟结果与实测值差距较大，相关性不很好 （r＝＝0．9095，n＝44） 6．对生物量的模拟结果比较理想，抽穗之前，模拟值比实测值 偏低，之后则偏高，模拟值与实测值呈极显着正相关（相关系数 r＝0．9809““，n—48）。生育期的模拟值与实际观测值基本吻合，模拟 开始至开花、开花至成熟的误差均为1天。对产量的模拟显示，模拟 结果与实测值变化趋势一致，即T4的产量最大，T3的次之，TZ的 最小。模拟值与实测值之间存在着显着的正相关（相关系数 r＝0．9409”，n＝24） 7．运用模型对若干年份不同地下水位处理大麦的生物量进行了 模拟。结果如下：（l）同一年份不同地下水位处理大麦的生物量乎 均值与降水量之间存在着显着的负相关（r—0．9305”，n—14）。（2） 同一处理不同年份生物量平均值与地下水位之间呈现显着正相关 什＝0．9553二n叫）。臼）各个不同年份不同地下水位处理大麦的 生物量与降水量之间存在着比较明显的负相关，即降水量越多，生物 量反而越少。这四个水分处理（地下水位分别为10cm、30Cm、60 一 ＼ cm、100cm）与降水量之间的相关系数分别为（r＝0．8665，0．8620， 0．8674，0．9104，n＝14） 8．运用模型对若干年份不同地下水位处理大麦的产量进行了模 拟。结果如下：（l）同一年份不同地下水位处理大麦的产量平均值 与该年份的气象条件（降水量）之间存?
邹薇[2]2009年在《基于过程的大麦生长发育模拟模型》文中指出作物生长模型的研究和应用对于农业生产的信息化和数学化具有重要的理论意义和应用价值。本研究借鉴国际上先进的建模理论和本实验室形成的作物模拟方法体系和基本框架,运用系统分析原理和动态建模技术,通过实施不同生态点、不同类型品种的播期和氮素处理试验,对大麦生长发育的基本规律及其与环境因子之间的关系予以定量解析和综合,构建了基于生理生态过程的大麦生长发育模拟模型(BarleyGrow),为数学化麦作系统的构建奠定了基础。以扬州地区5个大麦品种春播条件下的顶端发育和物候发育观测资料和历史资料为基础,构建了基于生理发育时间的顶端发育和物候期机理模型。模型量化了热效应、光周期、春化效应对大麦发育的影响,引入了播种到出苗所需的有效积温、灌浆期发育基点温度、生理春化时间、临界日长、光周期反应起始点、最短苗穗期、最短灌浆期7个品种生物学参数。模型将每日生理发育时间的增量除以水肥丰缺因子来表现水肥对大麦发育的影响,客观体现了大麦在水肥丰缺条件下的发育延迟或提早现象；用非线性函数来表达春化效应和相对热效应,确立了不同品种相对春化效应和相对热效应的曲线族；用正弦函数来表达不同品种光周期效应。经测算,各大麦品种到达单棱期、二棱期、雌雄蕊分化期、药隔形成期、雌蕊柱头二裂分叉期、雌蕊柱头毛状突起期等顶端发育阶段的生理发育时间分别为2.6、5.6、11.3、13.1、15.3、18.2、28.7 d,到达出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期等主要物候期的生理发育时间为0、13.1、28.7、32.8、51.5 d,从而形成了不同大麦品种在不同气候和栽培条件下统一的衡量发育的定量尺度。BarleyGrow模型中利用遗传-模拟退火算法来确定各品种的生物学参数,提高了应用程序求算参数的精度。采用4个生态区(南京、扬州、武汉、昆明)、10个大麦品种在不同播期下的顶端发育和物候期资料,对BarleyGrow进行了检验和评价,并将其模拟效果与YDmodel和SUCROS模型进行了对比分析。结果表明,BarleyGrow对不同地区、不同播期、不同品种各顶端发育和物候期预测准确而稳定,其均方根差RMSE在1.06～7.94 d之间,而YDmodel为6.26～13.35 d, SUCROS为11.22～20.28 d。各参试品种对BarleyGrow模型中灌浆期基点温度、生理春化时间、临界日长、最短.苗穗期4个参数反应敏感。BarleyGrow模型对中国广大地区不同温光条件下的大麦顶端发育和物候发育均具有较好的预测效果,尤其对药隔期、二裂期、毛状期、抽穗期、灌浆期、成熟期的模拟精度高而稳定,表现出较强的机理性以及较好的预测性。准确模拟叶面积指数是作物生长模拟模型可靠预测作物生长和产量的关键。通过系统分析扬州和武汉地区不同大麦品种高产群体叶面积指数变化动态,建立了高产群体叶面积指数与生理发育时间、每日光合有效辐射累积量和孕穗期最适叶面积指数之间的关系模型,并通过水肥丰缺因子的修订得到实际条件下叶面积指数动态。模型较为全面地考虑了影响大麦品种叶面积变化的内外因素,内因主要体现为品种叶面积指数扩展的遗传特性,外因主要包括温度日较差、日照时数、辐射量和水肥丰缺因子。利用扬州、南京和昆明地区不同品种的播期试验及氮肥试验资料对模型进行了检验,结果表明模型能较好地模拟不同地区、不同气候、不同栽培管理条件下大麦叶面积指数的变化动态。在综合已有作物模拟模型优点的基础上,构建了基于生态生理过程的大麦光合生产与干物质积累模拟模型。模型将一天均分为96个时间点,分别计算各时间点的光合有效辐射,以复化辛普森积分计算每日冠层光合同化量,并采用高斯积分法与辛普森积分法对昆明和武汉试验区地上部干重进行了对比检验。结果表明辛普森积分法模型具有更优的预测效果,模拟值与观测值吻合度高。因此,辛普森积分法进行光合作用模拟可以作为大田环境中精确模拟作物生长的新方法。通过系统分析南京和扬州地区不同处理下大麦品种干物质分配的变化动态,建立了高产大麦群体物质分配指数与生理发育时间、每日光合有效辐射累积量及生物学参数(收获指数和绿叶分配指数的遗传差异)之间的关系模型,并通过水肥丰缺因子的修订得到实际条件下大麦物质分配指数动态。各器官重量为该器官物质分配指数与生物量的乘积。利用昆明和武汉地区不同品种不同播期的试验资料对本模型进行了检验与评价,并将其模拟效果与Ydmodel进行了对比分析,结果表明,本模型对大麦各器官间的物质分配及各器官干重的模拟效果较好,模拟值与观测值吻合度高,能较好地模拟不同地区、不同气候、不同栽培管理下大麦物质分配和器官生长动态。通过产量构成法构建了大麦产量预测模型。以南京、昆明、武汉3个地区各试验处理中不同大麦品种最适条件下的产量因素为基础,建立了最适条件下每株穗数相对值、每穗粒数相对值、千粒重相对值与累积光合有效辐射之间的的回归方程,构建了实际条件下不同大麦品种每株穗数、每穗粒数、千粒重与最适条件下叁指标潜在值及水肥丰缺因子之间的函数关系。模型较为全面地考虑了大麦产量形成的内外因素,内因主要体现为品种遗传特性(潜在的每株穗数、潜在的每穗粒数、潜在的千粒重和灌浆期因子),外因包括光合有效辐射和水肥丰缺因子。运用武汉、昆明、扬州3个地区不同品种、不同播期的田间试验资料对模型进行了测试和检验。结果表明,模型对大麦产量构成因素及理论产量的模拟效果较好,模拟值与观测值吻合度高,显示模型具有较高的预测性和适用性。
徐寿军[3]2007年在《大麦生长发育及品质形成的模拟研究》文中指出在生长发育与环境因素关系研究的基础上,系统地构建了大麦顶端发育阶段和物候期的预测模型、节间生长和穗部伸长动态模型、光合生产、干物质积累与分配及产量形成的模型、大麦氮素吸收与转移的模型、啤酒大麦品质形成模拟模型。并在不同品种、播期、氮肥处理和种植地域间进行了检验。对大麦生育热效应Beta模型的特殊形式的模型特征和参数意义进行了系统分析,认为该模型满足关于温度效应函数符合温度对作物发育影响的叁基点规律、较好反映发育速率对温度变化的响应特征、温度叁基点在模型中应比较明确的叁个规范性要求,具有较强的变化特征表达能力,可以近似表达二次函数、高斯函数、正弦函数等函数的变化。当k≤1、P<1或当k > 1时, P<1/k时,函数为凸变化,分析了Beta模型与积温法计算结果的关系,指出参数P取值范围。利用生理发育时间恒定的原理,建立了系统预测大麦顶端发育阶段和物候期的预测模型。引入温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性、基本早熟性和灌浆因子5个遗传参数,用生理发育时间来确定大麦一生的各个发育阶段,从而建立了衡量大麦发育阶段的统一标准,模型考虑了氮素效应的影响。检验结果表明,扬州地区2004～2006年各生育阶段的绝对预测误差一般小于6 d,RMSE为0.9～2.9 d。连云港地区2004～2006年各物候期的绝对预测误差均小于5 d,RMSE为1.0～2.8 d。模型表现出较好的机理性、解释性和预测性。通过对不同株型大麦的生长过程的连续观测和定量分析,在探明生理发育时间(PDT)与大麦穗和茎秆生长关系的基础上,运用Richards方程,以生理发育日为时间步长,构建了大麦穗增长、节间伸长和节间增粗的动态模型。模型以生理发育日衡量穗和茎秆的生长进程与生长次序,考虑了氮素、温度和光照等环境因素对大麦生长发育的影响,将机理性和经验性有机地结合起来。检验结果表明,不同品种、播期和氮肥处理大麦穗长模拟值与观测值的绝对预测误差为0.05～1.66 cm, RMSE为0.28～0.75 cm。节间长度模拟值与观测值的绝对预测误差为0.03～6.08cm, RMSE为0.23～4.43 cm。节间粗度观测值与模拟值的绝对预测误差为0.002～0.112 cm,RMSE为0.016～0.048 cm。在连续观测和定量分析的基础上,采用单株叶面积最大值作为品种遗传参数,用两段非线性方程构建了大麦叶面积指数随PDT变化的动态模型。模型将经验性和机理性有机结合,考虑了温度和氮素营养对叶片生长的影响,较好的解决了两段非线性方程的衔接问题;在借鉴小麦光合生产模型的基础上,构建了大麦光合生产模拟模型;以PDT为尺度,构建了大麦绿叶、茎鞘、穗和籽粒等器官的分配指数模型,在籽粒分配指数模型中,引入了籽粒分配指数最大值作为遗传参数,从而体现了不同品种籽粒的不同灌浆特性。不同品种、氮肥处理、播期以及不同种植地域间检验结果表明,叶面积指数模拟值与观测值的绝对预测误差为0.007～1.486,RMSE为0.109～0.718。植株地上部干物质积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.002～0.264 kg·m~(-2),RMSE为0.019～0.206 kg·m~(-2)。叶重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.001～0.199 kg·m~(-2),RMSE为0.013～0.060 kg·m~(-2)。茎鞘重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.001～0.689 kg·m~(-2),RMSE为0.006～0.227 kg·m~(-2)。穗重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.001～0.056 kg·m~(-2),RMSE为0.004～0.018 kg·m~(-2)。籽粒重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.000～0.178 kg·m~(-2),RMSE为0.007～0.090 kg·m~(-2)。对大麦氮积累过程做了如下假设。(1)抽穗开花前,大麦从土壤吸收的氮素按一定比例分配到各器官(叶、茎鞘和穗)中去。(2)抽穗后,大麦从土壤中吸收的氮素都被用来供籽粒蛋白质的形成。(3)从抽穗起,储存于叶、茎鞘、穗的氮素开始向籽粒转移。基于上述假设,在干物质积累与氮素积累关系研究的基础上,建立了大麦花前氮素积累的动态模型。模型简化了氮素开花前在大麦体内运转的复杂过程,从而避免了复杂的计算。引用了土壤氮素供应因子来反映氮素供应的满足程度,确立以土壤硝态氮和铵态氮浓度为氮素供应状态基础,在养分吸收的计算中,避免对与根系有关的计算。在所测试验数据的基础上,构建了氮素养分分配指数随生理发育时间的动态变化模型,模拟了开花前氮素在大麦各器官的分配状态。不同品种、播期、氮素处理和种植地域间检验结果表明,植株体氮素积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.030～3.300 g·m~(-2),RMSE为0.330～1.586 g·m-2。叶片氮素积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.015～1.839 g·m~(-2),RMSE为0.190～0.871 g·m~(-2)。茎鞘氮素积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.004～1.732g·m~(-2),RMSE为0.197～0.676 g·m~(-2)。穗氮素积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.007～0.782 g·m~(-2),RMSE为0.053～0.191 g·m~(-2)。表明模型具有较好的预测性和实用性。本研究假定在大麦籽粒灌浆过程中,籽粒氮素积累有趋于最大化的倾向,所需氮素由营养器官贮藏的氮和土壤供给,其中营养器官转移的氮包括绿叶、茎鞘和穗转移的氮。从土壤中吸收的氮,全部用来供应籽粒蛋白质的形成。氮素供应不足时,则从营养器官中获取较多的氮。在此基础上建立了大麦花后氮素吸收转移模型,其中,叶片氮的转移与叶面积指数呈指数关系。茎鞘和穗部的氮转移与其氮浓度的降低呈非线性函数关系,籽粒从土壤中吸收的氮量则随干物重呈指数增加。模型将经验性与机理性有机结合,综合反映了籽粒氮素积累、营养器官氮素输出以及与温度效应之间的关系。以生理发育时间为尺度,构建了大麦千粒重的预测模型。模型除了考虑温度、氮素对千粒重的影响外,还引入了光照因子。不同品种、氮肥水平、播期和种植地域检验结果表明,大麦籽粒氮积累模拟值与观测值的绝对预测误差为0.004～2.529 g·m~(-2),RMSE为0.664～1.343 g·m~(-2)。籽粒增重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.01～6.00 g,RMSE为0.266~3.800 g。成熟期籽粒蛋白质含量模拟值与观测值的绝对预测误差为0.06%~3.23%,RMSE为0.51%~1.57%。千粒重模拟值与观测值的绝对预测误差为0.04~6.00 g,RMSE为3.08 ~3.80 g。
葛羽屏, 崔慧芳[4]2008年在《不同年份地下水位大麦参数模型与产量动态模拟》文中研究表明本文研究了不同地下水位下大麦生长期叶面积指数、地上部各营养器官、储藏器官、总生物量干重的变化动态,植株各器官的干物质积累量和分配率,不同时期植株各器官的氮素含量和可溶性糖含量的变化动态;运用模型对大麦各器官干物质重及产量动态进行了模拟,并对模拟结果与实测结果进行了相关性分析,最后对大麦产量进行了模拟,结果得到各个不同年份不同地下水位处理大麦的产量与降水量之间存在着比较明显的负相关。
朱建强[5]2006年在《基于作物的农田排水指标及排水调控研究》文中研究表明在多雨湿润地区,涝渍相伴相随、频繁发生,对作物影响很大;发展农业生产的关键在于改善排水条件、有效进行排水管理。根据研究区域实际,本文围绕作物排水调控问题开展了大量调查和比较系统的试验研究,力图通过研究提出具有一定理论基础和实用价值的新的农田排水指标,探索农田排水调控的理论与技术,更好地为农业生产服务。基于分析江汉平原水土环境特点,指出实行科学的水管理是改善江汉平原水土环境的关键环节;从流域内涝防治和田间涝渍防治以及减轻农业对水环境影响的角度,明确了具有湿地农区特色的灌排体系建设任务。以降水的自然属性,结合作物生产实际揭示区域降水特征,在总结前期研究和生产需要的基础上,进一步研究农田涝渍问题。通过多年气象资料分析,指出了能够带来农田涝渍危害的降水过程特点,揭示了研究区域农田涝渍在年内和年际间的发生规律,从不同角度较为系统地研究了雨情;对以雨量为基础诊断涝情的传统方法进行了改进,提出了新的雨量分析方法。根据多年研究积累和试验基地提供的大量基础资料,以湖北四湖流域及江汉平原为背景,重点研究了湿地农区农田地下水、土壤水的动态特征及与农田涝渍问题,揭示了湿地农区农田地下水、土壤水、降水和蒸发之间的关系,提出了基于地下水、土壤水动态的致渍性分析方法。结合江汉平原气候特点和主要种植制度,通过测坑试验、田间小区试验和大田观测调查等方法,从作物(棉花、油菜、夏大豆)生育期受一定奢水胁迫引起的表观形态变化及光合动态,以及在产量和品质性状上的表现,研究其对奢水胁迫的敏感性,探索排水调控的理论与技术途径,建立了作物相对产量或某些可量化的性状指标与排渍指标之间的数学关系,提出3种作物关键生育期排渍控制指标。以控制一次雨涝为目标的棉花涝渍相随试验为基础,提出了涝渍连续过程排涝、排渍控制指标确定方法;研究了作物在多个涝渍过程影响下的产量表现,建立了作物对涝渍胁迫的产量反应模型,揭示了作物产量与涝渍相随特征指标之间的数量关系。测坑试验结果表明,在多个涝渍过程连续发生的条件下,1)受涝3天、涝后3日将地下水位控制在30 cm,对现蕾～开花结铃期的棉花植株正常生长有显着影响;2)作物相对产量Ry与受涝累积时间Tw和地下水位埋深小于某一特定值的作用时间Tx之间有极显着的二元一次相关关系;3)涝、渍对作物的影响不同,涝对作物的影响大于渍,3年资料综合
杨威[6]2014年在《高温与涝渍交互效应对棉花生长的影响及排水调控研究》文中提出长江中下游地区的6-8月份,高温与涝渍交替发生概率高。一般天气状况下作物对涝渍的反应以及排水调控长期以来有不乏研究,而对于雨后出现高温天气时作物对涝渍的反应及其后续对产量的影响尚缺乏研究。本文结合该区域水热特点,就雨后棉田涝渍尚未消除、接着遭遇高温的情形(即涝与高温伴随发生)进行了试验研究,旨在揭示高温胁迫下棉花对涝渍的反应规律以及对后续产量要素的影响。在研究过程中,综合运用农学、土壤学、农业灾害学、气象学,生态学等多学科的相关理论与方法,利用测坑、测筒设施模拟作物受涝渍水平,通过在测坑、测筒上架拱棚覆膜来营造高温小环境,分别在棉花成苗期和花铃期进行受涝与高温的不同组合处理,跟踪调查棉花在表观形态、生理代谢及最终产量上的反应,探索涝渍胁迫下棉花受高温胁迫的棉田排水技术,为逆境下棉花的减产评估、修复技术及农田排水理论创新提供科学依据。主要研究结果如下：1)苗期高温与受涝交互效应减少了植株总干重,而对株高和叶面积影响较小。随着高温历时的延长与受涝程度的加剧,植株总干重显着降低,根冠比显着增大,高温下受涝3d的各处理与同期的常温与受涝处理达到显着水平(P<0.05)。高温胁迫下,叶片、根系的超氧物歧化酶(SOD)活性、过氧物化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量总体上随着受涝历时的延长而减少、减少、增加,受涝3d后的各处理与同期常温与受涝处理达到显着水平；除叶绿素a/b(Chl a/b)外,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)在受涝3d后逐渐降低,至受涝第9d达到最低,分别显着低于常温下受涝的0.12g(12.1%)、0.05g(13.2%)；除初始荧光(Fo)外,最大荧光产量(Fm)、PSII潜在活性(Fv/0)及PSII最大光化学电子产量(Fv/m)均随受涝历时的增加而增加,受涝第9d的Fm、Fv/0及Fv/m分别显着低于比同期对照的3.5%、7.6%和1.9%；受涝6d后的各处理对伏前桃、伏桃影响较大,而对秋桃影响较小,随着受涝时间的延长,高温、受涝双胁迫对棉花影响的负效应表现的更为明显,至受涝第9d时,高温使产量减少了近20%。棉花苗期假设以减少棉花产量15%为排水控制指标,若受涝后遇持续3d、每续天持4h左右的高温天气,则应在2.5d内排除田面积水,降低地下水位。2)花铃期受涝是影响酶活性和MDA含量的主要因素,高温持续时间次之。在高温与短时间受涝(3d)下,SOD、POD、CAT活性及MDA含量表现不尽一致。其中,SOD活性是先有一定增加,而后随着受涝历时的延长而逐渐降低；POD活性、MDA含量持续升高；CAT活性先缓慢下降,而后快速下降。同一受涝历时下,高温时间越长,各组分含量越低,高温6d、受涝15d的叶绿素含量最少,Ch1a、Ch1b分别低于高温3d、受涝15d的0.2mg/g、0.03mg/g。它们与高温、受涝历时的关系可用二元一次方程来模拟(P<0.01),其中受涝对产量的影响居第一位,高温持续天数次之；花铃期以允许棉花减产15%作为排涝控制指标的目标因子,假设受涝过程中出现连续4d的高温,则最长的受涝时间为3.5d,也就是说应在3.5d内除去涝水,将地下水位降至80cm以下,避免棉花受涝5d及以上。花铃期若以允许减产15%为排渍控制指标,假设在受渍过程中恰遇3d的高温,则地下水埋深控制在0-20cm、40～60cm的时间分别为4-5d、7-10d。3)棉田受涝前7～15d追肥后恰遇高温对花铃期棉株的生长发育影响较小受涝前1-2d追肥对植株的影响较大,其中一部分植株萎蔫；另一部分植株出现不可逆恢复甚至死亡。在棉花生产过程中,在关注天气状况、田间排水措施、降雨追肥的同时,选育具有较强抗涝能力的棉花品种也是高产之关键。
黄义雄[7]2013年在《福建滨海木麻黄防护林生态功能研究》文中研究表明福建滨海木麻黄防护林是维护滨海生态环境的重要生态屏障，由于对滨海木麻黄防护林生态系统的结构和功能研究甚少，滨海防护林建设的相关理论基础较为薄弱，致使滨海木麻黄防护林建设和保护工作严重滞后，滨海木麻黄防护林出现了退化现象。因此，较为完整研究福建滨海木麻黄防护林生态系统功能对滨海防护林体系建设有重要理论和实际意义。本文应用遥感和GIS方法分析了沿海20年来防护林景观生态格局变化情况；通过定位和随机抽样方法，对平潭县和东山县木麻黄防护林就其生物生产力及碳贮量空间分布、防护林防风固沙、防护林对蒸发和土壤水分平衡影响、防护林对农作物增产效应等方面进行较系统研究，为合理评价滨海木麻黄防护林生态功能及防护林体系构建提供科学依据；针对目前木麻黄防护林生态功能所面临问题，提出防护林生态功能网络建设方案。本论文主要研究结论如下：通过分析20年来福建滨海防护林景观格局变化，表明防护林景观的破碎度在增加，景观多样性指数和均匀度指数有所下降，受到人为因素及其它自然因素影响，木麻黄防护林面积在呈下降态势。应用W=D2H构建的福建滨海木麻黄防护林生物量模型能够客观表现出生物量与树高和胸径的关系；福建滨海木麻黄防护林具有较高生物生产力，但由于距离海岸远近及区位不同，木麻黄防护林类型间生物生产力差异较大，防护林带生产力超过沿海基干防护林，东山县木麻黄防护林超过平潭县防护林生产力。总体而言，木麻黄在福建滨海地区仍是防护林的首选树种。东山和平潭两地两种类型木麻黄防护林植被层和和土壤层碳贮量按比例高低排列为东山农田木麻黄林带（277.70t/hm~2）＞平潭农田木麻黄林带（246.14t/hm~2）＞东山沿海基干木麻黄防护林（185.34t/hm~2）＞平潭沿海基干木麻黄防护林（153.54t/hm~2）。表现出农田防护林高于沿海基干防护林、东山县防护林高于平潭县防护林分布规律。在木麻黄防护林碳贮量的空间分布上，乔木层＞土壤层＞枯落物层。土壤层碳含量随土壤深度增加而减少，且在0～30cm土层间变化显着。福建沿海地区木麻黄防护林带对防风固沙有非常显着的效能，林带的保护作用使得林带后风速平均可降低25～40%左右。根据林带的防风固沙效果，木麻黄防护林带间距以150～200m为宜；对沿海基干防护林防风固沙功能研究表明，沿海基干防护林具有巨大降低风速作用，到400m处风速降低了96.20%；防护林主要通过风速降低使得不同粒径砂粒在不同距离防护林分布比例不同、堆积厚度也不同。越往内陆方向随着距离增加，粗颗粒比例逐渐减少，而反之细颗粒比例增加。综合考虑防护林防风功能及其他因素的可能影响，沿海基干防护林最适宜宽度应该达到600m左右为宜。建议福建省在《福建沿海防护林技术规程》规定的沿海基干防护林宽度为200m应该修正到600m。由于防护林带的防护作用，林带前后各点的蒸发随距离的不同而变化。林带前60m和林带后200m可使得蒸发量减少12～25%，其中林带后后40～100m蒸发量减少最明显，可达到20%左右。在林带背风面农田土壤含水量比林带迎风面高(10～30%)，但土层越深，这种差别越小。表层土壤含量则受蒸散发的影响，蒸散发量愈大，含水量愈低。沙地土壤种植木麻黄后其有机质含量、土壤碱解氮、速效钾和速效磷含量均有不同程度提高，表明木麻黄防护林改良沙地土壤养分效果明显；木麻黄在滨海盐碱地区具有降低土壤盐分含量，但当土壤酸性低于5.5这一阈值时，抑制了木麻黄生长，这可能是木麻黄人工纯林地区二代更新不良主要原因之一。受损的木麻黄防护林生态功能调查表明，受损林带占总林带数的29.9%，受损的沿海基干防护林面积占沿海基干防护林面积19.8%。受损防护林带密度平均减少了70%，林带防风功能较正常林带降低了41.5%。林带对作物具有明显的增产作用，在冬季对大麦产量有明显增产作用，平均增产7%左右；千粒重4.8%左右。但在林带不同防护范围内，林带前(北)2～7.3H，林带后（南）2～25H为增产区，增产幅度达22%；林带北0～1H，南0～2H为协地减产区，减产幅度达11%，其余为平产区。
李顺义[8]2002年在《旱改水及不同稻作制对土壤锰的化学形态及生物有效性影响的研究》文中研究指明本文通过野外调查采样和室内分析测定，研究了湖南省几种主要成土母质发育的旱地土壤和稻田土壤的全锰、有效锰及其化学形态与剖面分布；以我校长期定位试验的红壤性水稻土为研究对象，研究了红壤旱地改水田后不同稻作制、地下水深度和有机肥施用量对土壤全锰、有效锰及其化学形态变化的影响以及早、晚稻生育期间土壤交换性锰和易还原态锰的动态变化与早、晚稻的吸锰规律。主要结果如下： 1．同一母质发育的旱地土壤和水田土壤的全锰和有效锰含量在土壤剖面中的分布明显不同。稻田土壤由于长期淹水，加剧了锰的淋溶淀积，从而使土壤锰在土壤剖面中发生明显分异，锰在土壤剖面下部土层明显富集，而耕层土壤锰含量显着降低，随着剖面深度的加深土壤锰含量逐渐增加；而旱地土壤由于淋溶作用微弱，锰仅在第二层(20-40cm)富集。旱地土壤和水田土壤的剖面分布模式明显不同，旱地土壤为：第二层(20-40cm)＞第一层(O-20cm)＞第叁层(40-75cm)；水田土壤为：第叁层(40-75cm)＞第二层(20-40cm)＞第一层(O-20cm)。 2．对于供试酸性土壤来说，有效锰分为易溶态锰、弱吸附态锰、专性吸附态锰和氧化锰四种化学形态，其中氧化锰和易溶态锰是其有效锰的主要存在形态(分别占有效锰总量的86.4％和7.7％)；对于供试碱性土壤来说，有效锰分为：易溶态锰、弱吸附态锰、碳酸盐束缚态锰和氧化锰四种化学形态，其中氧化锰和碳酸盐束缚态锰是有效锰的主要存在形态，二者含量之和占有效锰总量的98％以上，易溶态锰和弱吸附态锰含量极少，其占有效锰的相对含量在2％以下。除易溶态锰含量稻田耕层土壤高于早地耕层土壤外，其余各形态有效锰含量均为旱地耕层土壤高于水田土壤。供试旱地和水田土壤各形态有效锰含量的剖面分布明显不同，供试早地土壤各形态有效锰含量均在第二层(20-40cm)土壤富集，但剖面分布规律不是很一致；供试水田土壤，除易溶态锰含量随剖面深度的加深其含量降低外，其余各形态有效锰含量均随土壤剖面深度的增加其含量逐渐增加。 3．长期定位试验结果表明，与原始旱地土壤相比，红壤性水稻土耕层土壤全锰、氧化锰和有效锰总量明显下降，但易溶态锰含量明显的升高，与野外采样结果一致，就稻作制、有机肥施用量和地下水深度的影响来说，不同稻作制对土壤锰的化学行为和有效性的影响差别最大，稻-稻-冬泡处理土壤全锰和各形态有效锰含量均明显大于稻-稻-冬绿和稻-稻-冬油两种水旱轮作处理，方差分析结果表明，不同处理之间各形态有效锰含量差异达到了1％极显着水平，这说明实行水旱轮作在一定程度上造成土壤锰的淋溶损失较持续淹水更为严重；不同有机肥施用量处理比较，常绿肥和高绿肥处理土壤全锰含量均高于施用化肥处理，方差分析表明，常绿肥和化肥处理之间全锰含量的差异达到了 l％的极显着水平，但施用化肥的处理的各形态有效锰含量均大于常绿肥和高绿肥处理； 不同地下水位深度处理对土壤全锰和各形态氧化锰含量影响的差异不明显。 4．水稻生育期间，土壤交换性锰和易还原态锰含量在不断地发生变化。早稻生育期 间，插秧前土壤交换性锰含量最高，随着水稻生育进展，含量逐渐下降，；而土壤易还 原态锰含量插秧前最低，随着水稻生育进展，含量逐渐升高。晚稻生育期间，从插秧前 到孕穗期，交换性锰含量逐渐升高，在孕穗期其含量最高，之后到黄熟期，交换性锰含 量又逐渐的减少；对于易还原态锰，插秧前到孕穗期，其含量逐渐的降低，在孕穗期其 含量达到最低值，其后，含量又逐渐的升高。不同稻作制对土壤交换性锰和易还原态锰 含量的影响差异最大，稻－稻－冬泡处理土壤交换性锰和易还原态锰含量明显高于稻－稻－ 冬绿和稻－稻－冬油两种水旱轮作处理。 5．在水稻生育期间，早、晚稻吸锰量明显不同。早稻在生育期间出现两个吸锰高峰 期，分别在分桑期－孕穗期和齐穗期－黄熟期，其分别占吸锰总量的30．2％和55．2％，在其 余两个时期插秧前－孕穗期和孕穗期－齐穗期其吸锰量很低，近占吸锰总量的1．7％和 12．8％：晚稻仅出现一个吸锰高峰期，在分桑期－齐穗期，其吸锰量占吸锰总量的70．8％， 其余两个时期时期插秧前－分莱期和齐穗期－黄熟期吸锰量占吸锰总量分别为6．4％和 22．7％。
生利霞[9]2007年在《土壤营养空间条件和低氧胁迫对平邑甜茶和樱桃生理特性的影响》文中进行了进一步梳理根系是果树与土壤相互作用的纽带,土壤环境条件的改变会影响根系的发生与功能,进而影响地上部的生长。研究土壤营养空间条件对果树根系的影响,对于合理制定果树栽培与土壤管理措施具有重要意义。一、采用控制营养液溶氧浓度的方法,研究了不同程度的低氧胁迫对平邑甜茶幼苗生物量、根系活力、根系呼吸速率以及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明:低氧胁迫抑制了植株的生长,营养液溶氧浓度越低,抑制作用越明显;低氧处理前期根系呼吸速率也受到了明显地抑制,并且溶氧浓度越低抑制作用越强,但随处理时间的延长,抑制作用降低,而幼苗根系活力则先急剧升高后急剧下降;低氧胁迫诱导了硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合酶(GS)的活性,溶氧浓度越低酶活性增加幅度越大;而对谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)的活性先抑制后促进。平邑甜茶可通过增加呼吸消耗、改变代谢途径来缓解低氧逆境伤害。二、以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究短期低氧条件对其生理特性的影响,以及氮和钙在樱桃低氧胁迫中的生理功能及其作用机理。旨在探讨低氧胁迫对樱桃的伤害机制,寻找克服或缓解低氧伤害的方法,为樱桃栽培管理提供依据。主要结果如下:1.低氧胁迫下,樱桃植株自身会产生应激反应来抵抗逆境伤害,表现为脯氨酸含量增加,根系活力、保护酶(SOD、POD、CAT)活性、NR活性、GS活性在处理初期升高,NADH-GDH活性在处理中期也受到一定的诱导。但随着胁迫时间的延长,胁迫加剧,植株自身的防御系统被破坏,樱桃叶片和根系的SOD、POD活性在2天后降低,而CAT、NR活性在4天时降低,根系活力、GS和NADH-GDH活性在6天时降低。经过8天的低氧处理后,樱桃叶绿素含量及光合能力下降,可溶性蛋白含量降低,植株的合成代谢下降;根系活力降低、根系呼吸速率下降,导致细胞能量不足,根系吸收功能降低;O2.-产生速率、H2O2及MDA含量升高,对膜系统破坏加重;这一系列的变化最终导致樱桃植株生物量下降。2.低氧胁迫下,营养液加钙处理可以缓解樱桃的低氧伤害。与低氧处理相比,低氧加钙处理的樱桃植株叶绿素含量和光合能力升高,同时植株的保护酶(SOD、POD、CAT)活性增加,O2.-产生速率、H2O2及MDA含量降低,对植株的伤害降低;根系活力和根系呼吸速率升高,为植株根系吸收作用提供了足够的能量;氮代谢相关酶(NR、GS)活性也升高,为糖酵解提供NAD+,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,降低了对线粒体的伤害,最终减轻了对植株生长的抑制作用。且钙离子含量为10 mmol·L-1的处理效果好于5mmol·L-1的处理。而低氧缺钙处理各生理指标变化与之相反。由此表明适当提高生长介质Ca2+浓度是缓解樱桃低氧胁迫的一个有效方法。3.低氧胁迫下,营养液加氮处理减轻了低氧胁迫对樱桃的伤害,这可能与硝酸还原酶的代谢有密切的关系。与低氧处理相比,低氧加氮处理使植物体代谢原料充足,保证了各类酶蛋白的合成,提高了可溶性蛋白和脯氨酸含量;叶绿素的含量提高、光合能力增强;NR活性升高,能不断地将硝酸盐还原,为电子传递提供受体,降低了电子传递阻力,降低了活性氧水平和MDA含量,提高了保护性酶(SOD、POD、CAT)活性,缓解了对线粒体及各类膜系统的伤害,同时又生成各类中间产物为合成代谢提供了原料;GS、NADH-GDH活性升高及时同化了硝酸还原生成的NH4+,避免了铵毒害。氮含量为22.5mmol·L-1的处理效果好于15mmol·L-1的处理。低氧缺氮处理各指标与之变化相反。叁、以平邑甜茶为试材,分别用容重为1.1、1.3和1.5g/cm3的土壤盆栽,研究不同土壤紧实度对平邑甜茶幼苗生物量、根系生长和代谢的影响,旨在为苹果栽培管理提供指导。结果表明:土壤紧实度增加显着抑制平邑甜茶地下部分的生长,表现为地下部鲜重和干重、根系长度、侧根数量以及生长根和细根的质量、总表面积和总长度均随着土壤容重的增加而降低;而植株的高度、地上部鲜重和干重均以中等紧实度的B处理最高;随着土壤容重的增加,平邑甜茶根系活力、新生根的呼吸速率显着降低;细根的呼吸速率则随着容重的增加而增加;叶片和根系硝态氮含量随土壤容重的增加而增加;铵态氮含量叶片和根系变化一致,均是B处理最高,紧实度大的C处理次之,紧实度小的A处理最低;叶片NR活性随着土壤容重的增加而降低;而根系NR活性B处理略高于A处理,C处理显着低于A、B处理。叶片GS活性以B处理最高,C处理最低。而根系GS活性随着容重增加而升高,说明土壤紧实度能直接影响植株氮代谢活动,进而影响植株对养分的吸收和利用。四、以平邑甜茶实生苗为试材,研究了粘土和不同量有机肥料组配对其光合作用、根系构型及根系活力和根系呼吸速率的影响,以及介质转换对其根系诱导和生理特性的影响。主要结果如下:1.与粘土和壤土处理相比,在粘土中加入有机肥的处理由于改善了土壤的质地和营养状况,显着提高了叶绿素含量、净光合速率、株高、干茎、地上、地下鲜重、根系活力和根系呼吸速率,且粘土:有机肥=2:1处理高于粘土:有机肥=3:1处理。粘土:有机肥=2:1处理的生长根和细根的长度、面积高于粘土和壤土处理,而粘土:有机肥=3:1处理的生长根面积低于壤土处理,其它指标高于壤土和粘土处理,所有指标低于粘土:有机肥=2:1处理。2.粘土转入壤土处理(A)的平邑甜茶,其地上、地下部鲜重、侧根角度高于粘土处理(C)、壤土转入粘土的处理(B),但低于壤土处理(D);主根直径高于壤土转入粘土的处理而低于粘土和壤土处理;侧根数量最低;内层细根的质量、面积、长度、直径最低,而外层细根的质量、面积、长度、直径高于壤土转入粘土的处理而低于壤土处理。壤土转入粘土的处理地上、地下鲜重、主根直径最低,侧根数量最多;内层细根的质量、面积、长度、直径最高,而外层细根的质量、面积、长度最低,直径略高于粘土处理。内部细根的根系活力由高到底为壤土>壤土转入粘土的处理>粘土转入壤土的处理>粘土,外层细根为壤土>粘土转入壤土的处理>粘土>壤土转入粘土的处理。外层细根硝态氮含量由高到低为粘土处理>壤土处理>壤土转入粘土的处理>粘土转入壤土处理,铵态氮含量由高到低顺序为粘土处理>壤土处理>壤土处理>粘土处理。外层细根NR、GS活性以粘土转入壤土处理最高、其次为壤土处理、粘土处理,而壤土转入粘土的处理最低。
李瑞利[10]2010年在《两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究》文中研究说明土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和环境问题。全世界拥有占土地面积约25%的盐渍土,同时土壤的次生盐渍化也日趋严重。近二十年来,关于植物耐盐机理的研究已成为一个热点,但是通常只考虑单一的盐胁迫(NaCl),而往往忽略了碱胁迫和盐碱混合胁迫。由中性盐(NaCl、Na2SO4)引起的胁迫通常称为盐胁迫,而由碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)引起的胁迫通常称为碱胁迫。土壤中一旦含有HCO3-或CO32-,将导致土壤pH升高,则植物既受到盐胁迫,又受到碱胁迫。土壤盐化和碱化往往交织在一起,盐碱混合胁迫是盐渍化存在的主要问题之一。以典型盐生植物为材料进行抗盐碱生理研究,对于揭示植物对盐碱混合胁迫的适应机制及盐渍土的生物学治理均具有重要意义。盐渍土改良的研究已有100多年的历史,主要采用工程措施、化学措施和生物学措施。工程措施和化学措施见效快,但副作用也较大,如利用淡水洗盐,在洗盐的同时,除了可以把钠盐排走外,同时也排走了植物所必需的矿质元素(如氮、磷、钾等)；化学措施在排盐的同时还会带来二次污染；这两种措施的造价也比较高。而利用生物学措施,不仅可以避免这些缺点,而且同时可以带来一定的经济效益。本研究以典型盐生植物互花米草(Spartina alterniflora)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)为材料,将中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐Na2CO3、NaHCO3按不同比例混合,模拟出多种不同盐度和pH的混合盐,分别对种子和幼苗进行处理。种子部分的主要研究结果如下：(1)不同碱度的处理组对两种植物种子萌发的影响趋势基本一致,即均随盐度的增高发芽延迟,发芽率降低。(2)互花米草和盐地碱蓬种子在低盐度胁迫处理下萌发率较高,在短时间内种子迅速萌发；高盐度胁迫处理下互花米草种子和盐地碱蓬种子萌发率较低,发芽延迟；经胁迫处理未萌发的种子复萌后几乎全部萌发,表明在高盐渍化土壤环境中种子暂不萌发,待适宜条件下复萌,这样就可避免在高盐条件下幼苗的大规模死亡,这可能是互花米草和盐地碱蓬种子耐盐碱的一种机制。(3)多元回归表明,盐度是影响种子萌发的决定性因素,pH值、缓冲量(代表碱度的指标)对种子萌发影响较小幼苗部分的主要研究结果如下：(1)在较低的pH下,互花米草能够在所有盐度处理下存活,最高盐度可达600mmol L-1 ([Na+]=900 mmol L-1),表明互花米草具有很高的耐盐性；在中等的碱胁迫下能全部存活(pH≤9.56),表明其具有一定的耐碱性。盐地碱蓬同样具有较高的耐盐性,最高盐度达360 mmol L-1 ([Na+]=480 mmol L-1)时仍能全部存活；盐地碱蓬具有更高的耐碱性,甚至在pH=10.40仍能全部存活。(2)互花米草和盐地碱蓬幼苗的相对生长率、相对根系活力及电解质外渗率等胁变指标均随盐度和碱性盐比例增加而加剧。此外,对于混合盐碱胁迫而言,盐胁迫与碱胁迫间具有协同作用。(3)互花米草和盐地碱蓬幼苗中Na+含量随盐度和碱度的增加而增加,同时K+含量减少,表明这两种植物体内Na+和K+吸收存在竞争抑制。游离脯氨酸含量均随着盐度的增加而增加,同时随碱度增加也增加,表明游离脯氨酸不仅作为渗透调节物质,还可能用来平衡植物体内pH平衡。互花米草中可溶性糖含量随盐度和碱度增加而增加,但盐地碱蓬中却减少,表明可溶性糖含量与植物耐盐性的关系在不同植物种类中不同。(4)盐度、缓冲量、pH的综合是评价盐碱混合胁迫胁强的理想指标。本研究在天然盐渍土上,种植了包括盐地碱蓬及美国引进的新麦草等二十几种耐盐植物。经过3年的种植,其中盐地碱蓬(Suaeda salsa)、长穗偃麦草(Elytrigia elongata)、高羊茅(Festuca elata)、指状格兰草(Bouteloua dactyoides)、新麦草(Psathyrostachys juncea)5种植物生长旺盛。为考察修复效果,选择种植耐盐植物样地和裸地(对照),对其土壤理化性质、酶活性及微生物数量进行了研究。结果表明,种植3年后,土壤容重明显下降,土壤湿度增加,有机碳、总氮、有效磷和钾含量增加,土壤细菌、真菌、放线菌数量增多,土壤脲酶、脱氢酶、β-葡糖苷酶活性升高,尤其在表层的0～20cm内。本研究结果证实了选用合适的耐盐植物改良盐渍土,在盐渍土恢复过程中扮演重要角色,可以在大面积范围内推广应用。
参考文献：
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