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第一章 控制性作物根系分区交替灌溉的概念及其研究进展3

1引言3

第一篇 作物根系分区交替灌溉新技术的研究与开发3

2控制性作物根系分区交替灌溉的概念及其理论依据4

2.1控制性作物根系分区交替灌溉的概念4

2.2控制性作物根系分区交替灌溉的几种类型4

2.3控制性作物根系分区交替灌溉的理论依据5

3研究历史与现状10

3.1有关分根条件下营养物质方面的研究10

3.2有关分根条件下水分吸收方面的研究11

3.3有关土壤干燥条件下根源信号的研究12

第二章 人工气候室盆栽玉米根系分区交替供水试验研究14

1分根交替渗透胁迫对玉米根系生长和蒸腾效率的影响14

1.1材料和方法14

1.2.1分根渗透胁迫对叶水势和膜透性的影响15

1.2结果分析15

1.2.2分根渗透胁迫对玉米根系生长的影响16

1.2.3分根渗透胁迫下光合速率、蒸腾速率和蒸腾效率的变化16

2CRDI对作物水分利用的影响及其节水效应17

2.1材料与方法17

2.1.1材料培养17

2.1.2测定项目18

2.2结果分析18

2.2.1CRDI对玉米根系生长和根冠比的影响18

2.2.2CRDI对玉米叶片含水率及叶面积的影响19

2.2.3CRDI对玉米株高和茎粗的影响19

2.2.4CRDI对玉米光合、蒸腾、气孔阻力及蒸腾效率的影响21

2.2.5CRDI对玉米生物量与水分利用效率的影响23

3结论与讨论23

1.1试验处理与布置26

第三章 玉米垂直分根交替供水的节水机理及效应26

1材料和方法26

1.2测试指标27

2试验结果与分析27

2.1垂直CRDI对玉米地上部分的调控作用27

2.1.1垂直CRDI对玉米株高的影响27

2.1.2垂直CRDI对玉米叶面积的影响28

2.2垂直CRDI对玉米地下部分生长发育的调控作用29

2.2.1垂直CRDI对根长及根系密度的影响29

2.2.2垂直CRDI对根系活力的影响30

2.2.3垂直CRDI对玉米根系养分吸收的影响31

2.3垂直CRDI对地上、地下干物质分配及根冠比的影响32

2.4垂直CRDI对玉米叶片光合、蒸腾、气孔导度的影响33

2.5.1叶片水势与膨压的关系35

2.5.2叶片水势与气孔导度的关系35

2.5垂直CRDI与玉米的水分关系35

2.6不同处理玉米叶片脯氨酸含量及可溶性含糖量36

2.6.1不同处理的玉米叶片脯氨酸含量36

2.6.2不同处理的玉米可溶性含糖量36

2.7垂直CRDI对玉米干物质量及WUE的影响37

3结论与讨论38

第四章 辣椒控制性根系分区交替滴灌的水分利用效率39

1材料和方法40

2结果分析41

2.1土壤含水率变化41

2.2根系生长和根冠比42

2.3叶片光合速率和气孔阻力42

2.4耗水量、生物量、产量和水分利用效率43

3结论与讨论43

1.2测定项目45

1.1试验处理45

1材料与方法45

第五章 控制性根系分区交替灌溉对冬小麦水分与养分利用效应的试验研究45

2结果分析46

2.1CRDI对冬小麦根系生长和根冠比的影响46

2.2CRDI对冬小麦根系密度的影响46

2.3CRDI对冬小麦生物量与水分利用效率的影响46

2.4CRDI对土壤中NH+4-N离子浓度的影响47

2.5不同灌水方式对土壤中NO-3-N离子浓度的影响49

2.6不同灌水方式对土壤中H2PO-4离子浓度的影响50

3结论51

第六章 干旱区大田玉米控制性隔沟交替灌溉效应的试验研究52

1材料和方法52

1.1试验区概况52

1.3农业技术措施53

1.2实验设计方案53

1.4观测内容与方法55

1.5土壤水分运动参数的测定56

1.5.1土壤水分特征曲线的测定56

1.5.2非饱和土壤水扩散率D（θ）的测定57

1.5.3土壤非饱和导水率K（θ）的确定57

1.6试验区土壤水分入渗性能的室内测定与分析57

2隔沟交替灌溉效应试验结果的分析与讨论60

2.1地膜玉米全生育期内土壤水分变化特征60

2.1.1地膜玉米全生育期内土壤水分变化过程60

2.1.2灌水前后灌水沟中土壤水分变化过程61

2.2不同灌水方式条件下沟中水流的入渗规律62

2.2.1不同灌水方式条件下沟中水流入渗的差异62

2.2.2沟中灌溉水流入渗方程68

2.2.3用水量平衡方法确定沟中水流入渗方程参数68

2.3.1不同灌水方式的水流推进过程比较70

2.3不同灌水方式条件下沟中水流推进与消退过程的比较70

2.3.2各次灌水水流消退过程比较72

2.4不同灌水方式的灌水均匀度比较73

2.5不同灌水方式和灌水量对玉米Pn、Tr和叶片WUE的影响74

2.5.1灌水前后玉米Pn、Tr和叶片WUE的变化74

2.5.2三种灌水方式Pn、Tr和WUE随灌水后天数的变化75

2.6不同灌水方式和灌水量对玉米株高的影响78

2.7不同灌水方式和灌水量对玉米根密度、根冠比的影响79

2.8隔沟交替灌溉对玉米产量及生物量的影响79

3结论81

第七章 干旱区大田隔沟交替灌溉玉米需水量与灌溉制度研究及其推广82

1大田隔沟交替灌溉玉米的需水规律82

1.1大田隔沟交替灌溉玉米的需水量82

1.2大田隔沟交替灌溉玉米产量和水分利用效率与耗水量的关系84

1.2.2控制性交替隔沟灌溉玉米产量和水分利用效率与耗水量的关系85

1.2.1常规沟灌玉米产量和水分利用效率与耗水量的关系85

2干旱区不同灌溉方式的大田玉米节水高效灌溉制度研究86

2.1不同灌溉方式条件下大田玉米产量与灌水量关系86

2.2不同灌溉方式条件下大田玉米的节水高效灌溉制度87

3干旱区大田玉米隔沟交替灌溉技术的示范与推广87

3.1大田玉米隔沟交替灌溉技术的经济评价及大田应用的可行性87

3.3大田玉米隔沟交替灌溉技术推广的主要措施89

3.4干旱区玉米节水灌溉技术示范推广的主要效果89

3.2干旱区大田玉米隔沟交替灌溉技术示范推广的主要内容89

第八章 果园梨树根系分区交替灌溉对根与茎液流及水分平衡的影响91

1引言91

2材料和方法92

3结果与分析94

3.1土壤水分特征94

3.2水分吸收和耗水量95

3.3根液流97

3.4茎液流99

3.5根区水量平衡102

4结论104

第九章 果园梨树根系分区交替灌溉对产量和水分利用效率的影响105

1材料和方法105

2结果分析106

2.1土壤水分分布和根区土壤水分变化106

2.2根区不同部分的水分吸收和水分消耗109

2.3水果产量与尺寸及水分利用效率（WUE）111

3结论与讨论112

参考文献114

第二篇 大田作物调亏灌溉节水技术的理论与实践123

第十章 大田作物调亏灌溉技术的研究状况与前景展望123

1调亏灌溉技术的概念及其研究意义123

2国内外研究动态与发展前景125

2.1研究动态及已有成果分析125

2.2调亏灌溉技术研究中存在的主要问题127

2.3调亏灌溉需要进一步研究的问题与发展前景128

3大田作物调亏灌溉研究的主要内容129

3.1大田作物调亏灌溉的可行性研究129

3.2大田作物调亏灌溉指标体系研究129

3.3大田作物调亏灌溉制度研究129

3.4大田作物调亏灌溉综合实施技术研究129

3.5调亏灌溉技术的推广130

第十一章 调亏灌溉技术研究试验方案131

1试验基地概况131

1.1西北农林科技大学节水灌溉试验站131

1.2山西省洪洞县霍泉灌区李堡试验区131

1.3中国科学院长武农业生态试验站131

1.4中国科学院栾城农业生态试验站131

2试验布置与设计132

2.1室内培养液与沙培模拟调亏实验132

1.5新疆乌兰乌苏农业气象试验站132

2.2筒栽及盆栽实验133

2.3测坑实验133

2.4大田实验134

3观测项目134

4试验研究方案与技术路线135

第十二章 冬小麦调亏灌溉的节水机理及其综合技术的研究与开发136

1不同生育阶段调亏对冬小麦产量的效应136

1.1冬小麦产量和生育期蒸发蒸腾量与水分利用效率关系的分析136

1.2不同时期水分亏缺对冬小麦产量的影响138

1.3分阶段的冬小麦水分生产函数139

2冬小麦调亏的适宜土壤水分下限指标分析141

2.1冬小麦生理过程对土壤水分亏缺的反映141

2.1.1叶水势对土壤水分变化的反应141

2.1.2气孔阻力和光合速率对土壤水分变化的反应142

3.1不同调亏灌溉制度的冬小麦产量与水分利用效率143

3冬小麦优化调亏灌溉制度设计143

3.2有限供水条件下提高灌溉水利用效率的供水模式分析144

3.3冬小麦经济灌溉定额和有限水的优化分配147

4冬小麦调亏灌溉综合配套技术149

4.1秸秆覆盖减少农田无效耗水149

4.2利用根系调控提高土壤水分利用效率150

第十三章 玉米调亏灌溉节水机理及适宜供水模式的研究152

1玉米不同调亏程度效应的溶液培养模拟试验研究152

1.1模拟条件对玉米根系生长特性的影响152

1.2模拟条件下玉米调亏时间的确定153

1.3模拟条件下玉米不同调亏处理对根系生长的效应153

1.4模拟条件下不同调亏处理对叶片蒸腾、光合和水分利用效率的效应154

1.5模拟调亏试验的几点结论154

2大田不同调亏处理对玉米生理生态指标影响的试验研究155

2.1不同调亏处理对玉米叶片光合速率的影响155

2.2调亏灌溉对玉米叶片气孔阻力、蒸腾速率及冠层温度的影响156

2.3调亏灌溉对玉米生长及干物质形成的影响159

2.4调亏灌溉对玉米生长的后效性影响分析161

3玉米调亏对产量与水分利用的影响及最佳调亏方案分析162

3.1玉米不同时期与不同水平调亏的耗水量及产量效应162

3.2调亏灌溉对玉米产量性状的影响分析164

3.3调亏灌溉对玉米籽粒品质影响的分析165

3.4玉米最佳调亏时期与调亏水平的分析165

3.5调亏灌溉条件下玉米需水量的计算166

3.6调亏灌溉条件下的玉米灌溉制度167

4覆膜条件下大田玉米调亏灌溉试验研究168

4.1试验研究方法168

4.2不同调亏处理对覆膜玉米生长和产量的影响169

4.3调亏灌溉条件下覆膜玉米产量和水分利用效率与耗水量的关系171

5玉米调亏灌溉试验的几点结论172

1.1 材料与方法173

1盆栽棉花调亏灌溉试验研究173

第十四章 棉花调亏灌溉试验研究173

1.2 调亏灌溉对棉花生长发育及根冠比的影响174

1.2.1 调亏灌溉对棉花根系生长的调控作用174

1.2.2 调亏灌溉对棉花株高的影响175

1.2.3 调亏灌溉对棉花叶面积的影响175

1.2.4 调亏灌溉对棉花根冠比的调控作用177

1.3 不同亏水处理棉花叶片光合速率、蒸腾速率及气孔导度的变化177

1.3.1 不同亏水处理叶片光合速率和蒸腾速率的变化177

1.3.2 调亏灌溉对叶片气孔的调节作用179

1.4 调亏处理对棉花光合产物积累和分配的影响179

1.5 调亏灌溉对棉花产量形成的影响180

1.6 调亏灌溉对棉花叶片相对含水量的影响181

1.7 棉花调亏灌溉的节水效应181

2.2.1 根干重与冠干重的关系183

2.2 棉花植株不同部位生长状况的关系分析183

2.1 试验研究方法183

2 覆膜条件下棉花调亏灌溉指标与灌溉制度研究183

2.2.2 叶干重与冠干重的关系184

2.2.3 茎叶干重与铃干重的关系184

2.2.4 株高随时间的变化过程184

2.3 不同生育阶段土壤水分对棉花光合与生长的影响185

2.3.1 土壤水分对光合速率的影响185

2.3.2 不同土壤水分条件下的棉花生长状况185

2.4 不同调亏处理的棉花生长及产量的比较186

2.5 作物产量及水分利用效率与耗水量的关系189

3 山西霍泉和河北栾城棉花调亏灌溉制度研究191

3.1 不同生育时期调亏对棉花生长发育的影响191

3.2 不同生育时期亏水对棉花产量的影响191

3.3 土壤水分亏缺对棉花生理过程的影响192

4 棉花调亏灌溉的几点结论193

1.1 作物适当阶段适度缺水的有益效应195

第十五章 大田作物调亏灌溉技术推广与应用效益分析195

1 作物调亏灌溉指标的确定195

1.2 调亏灌溉的时间197

1.3 调亏灌溉的亏水度198

2 大田作物调亏灌溉技术体系与操作方案198

2.1 大田冬小麦调亏灌溉技术体系与操作方案199

2.2 大田玉米调亏灌溉技术体系与操作方案199

2.3 大田棉花调亏灌溉技术体系与操作方案200

3 大田作物调亏灌溉技术体系的示范应用与效益201

3.1 山西洪洞县李堡试验示范区的应用效益分析201

3.2 河北栾城试验示范区的应用效益分析202

3.3 甘肃民勤试验示范区的应用效益分析202

3.4 示范推广中的存在问题203

参考文献204