调亏灌溉对蚕豆生长动态与生理指标及产量的影响研究

论文摘要

于2006年38月在甘肃省秦王川灌区试验研究调亏灌溉条件下大田蚕豆的生长动态、生理指标及产量效应,试验设计了9种不同生育期及全生育期不同程度土壤水分亏缺处理,各处理土壤水分下限（占田间持水量θf的百分数）分别为（70%～75%）θf,（60%～65%）θf,（50%～55%）θf。试验结果表明:1.各处理蚕豆株高随生育期呈线性递增态势,前三个生育阶段水分亏缺使蚕豆株高明显降低,调亏程度越重,株高降低越明显。轻度调亏复水后株高生长恢复较快,重度调亏恢复较慢,且株高下降还与控水阶段持续时间长短和生育阶段有关,控水阶段持续时间越短对株高影响越小,需水关键期控水对蚕豆株高生长速度的降低更为明显。各处理蚕豆叶面积随株高及生长时间均呈线性递增态势,调亏处理下蚕豆的LAI增长速率下降与调亏程度有关,调亏程度越重下降越明显,且蚕豆生长的需水关键期控水也可明显降低LAI增长速率。蚕豆从出苗到收获期干物质日增长量均呈现小-大-小的变化规律,在控水阶段各处理干物质日增长量均低于其他处理,重度调亏处理在控水阶段较其他处理降低程度较大。不同生育阶段控水其干物质下降程度也不同。2.在轻度调亏处理下,蚕豆各生育期的光合速率和蒸腾速率日变化与对照相差不大,甚至个别处理高于对照,而重度调亏下各生育期光合速率日变化有明显下降;在蚕豆全生育期调亏灌溉对光合作用和蒸腾作用的抑制可维持较长时间,且调亏阶段不同对光合作用抑制维持的时间也不同,光合速率和蒸腾速率降低幅度与调亏程度有关,调亏程度越重,降低幅度越大;轻度调亏处理下蒸腾速率与光合速率曲线回归方程的相关系数均大于其余处理,说明一定程度的水分亏缺可以提高光合蒸腾之比。3.蚕豆在控水阶段实际腾发量均低于对照处理,复水后其腾发量迅速增大,甚至超过对照处理;在各调亏处理阶段蚕豆耗水强度较对照均有所下降,且调亏程越度重下降越明显;调亏处理减缓了蚕豆叶片在生长后期的衰老速度,导致蚕豆在生育后期耗水强度大于对照;各控水处理在控水阶段的耗水模数较其余处理低,且重度缺水处理的耗水模数低于其他处理及该处理的其余阶段;不同生育阶段控水抑制了蚕豆生长,在控水时段内生长速率及生长强度均低于其余处理;花荚期是蚕豆水分利用效率较高的时段,苗期、拔节期和花荚期轻度干旱有利于提高蚕豆生物产量的水分利用率,并且拔节期和花荚期干旱处理的生物产量并不低于充分供水处理。4.充分灌溉情况下蚕豆的耗水量最大但产量并不是最高,苗期轻度调亏处理增产节水的效果最佳（增产9.09%,节水10.92%）,拔节期轻度调亏处理次之,同时这两个处理水分利用效率最高,分别为1.40kg/m3、1.36kg/m3,综上拔节期轻度调亏和苗期轻度调亏处理是蚕豆调亏灌溉的最佳调亏时期和最佳调亏程度。5.加法模型（Blank）和乘法模型（Jensen）均得出蚕豆在花荚期和鼓粒成熟期的敏感系数最大,即在花荚期和鼓粒成熟期受旱时,缺水对产量造成的影响最大,而在苗期敏感指数最小,说明苗期缺水对产量的效应最不敏感;蚕豆产量与灌溉水量的回归方程式为Y=-0.0025X2+15.083X-15850,计算所得蚕豆的经济灌溉定额为2500m3/hm2。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 水分对蚕豆生长的影响
• 1.1.1 蚕豆的需水量
• 1.1.2 水分对蚕豆生理生态的影响
• 1.2 调亏灌溉理论的提出
• 1.3 调亏灌溉的研究历史
• 1.4 水分利用效率与调亏灌溉的关系
• 1.5 调亏灌溉的生物学基础
• 1.5.1 调亏灌溉的节水机理
• 1.5.2 调亏灌溉的增产机理
• 1.6 作物对调亏灌溉的反应
• 1.6.1 作物的光合速率及蒸腾速率变化
• 1.6.2 作物水势的变化
• 1.6.3 根系对调亏灌溉的反应
• 1.6.4 茎与叶对调亏灌溉的反应
• 1.7 调亏灌溉效应的影响因素
• 1.7.1 调亏灌溉的时期
• 1.7.2 调亏灌溉的程度
• 1.7.3 灌溉方式对调亏灌溉的影响
• 1.7.4 施肥对调亏灌溉的影响
• 1.8 调亏灌溉需要进一步研究的问题与发展前景
• 第二章 试验设计、材料与方法
• 2.1 试验区概况
• 2.2 试验材料
• 2.3 土壤理化性质
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 试验设计
• 2.4.2 测试项目
• 2.4.3 仪器设备
• 2.5 田间管理
• 2.5.1 播种
• 2.5.2 施肥情况
• 2.5.3 灌水
• 2.5.4 生育期管理
• 2.5.5 记录灌水时间、灌水次数和灌水量
• 2.6 试验进展
• 2.7 数据分析
• 第三章 调亏灌溉对蚕豆生长动态的影响
• 3.1 不同生育期调亏灌溉对蚕豆株高的影响
• 3.1.1 苗期调亏灌溉对蚕豆株高的影响
• 3.1.2 拔节期调亏灌溉对蚕豆株高的影响
• 3.1.3 花荚期调亏灌溉对蚕豆株高的影响
• 3.1.4 鼓粒成熟期调亏灌溉对蚕豆株高的影响
• 3.2 不同处理蚕豆生长动态变化
• 3.3 调亏灌溉对蚕豆叶面积指数（LAI）的影响
• 3.4 调亏灌溉对蚕豆干物质积累的影响
• 3.5 小结
• 第四章 调亏灌溉对蚕豆生理指标的影响
• 4.1 调亏灌溉对光合速率的影响
• 4.1.1 苗期调亏灌溉对蚕豆光合速率的影响
• 4.1.2 拔节期调亏灌溉对蚕豆光合速率的影响
• 4.1.3 花荚期调亏灌溉对蚕豆光合速率的影响
• 4.1.4 鼓粒成熟期调亏灌溉对蚕豆光合速率的影响
• 4.1.5 调亏灌溉对蚕豆全生育期光合速率的影响
• 4.2 调亏灌溉对蒸腾作用的影响
• 4.2.1 苗期调亏灌溉对蚕豆蒸腾速率的影响
• 4.2.2 拔节期调亏灌溉对蚕豆蒸腾速率的影响
• 4.2.3 花荚期调亏灌溉对蚕豆蒸腾速率的影响
• 4.2.4 鼓粒成熟期调亏灌溉对蚕豆蒸腾速率的影响
• 4.2.5 调亏灌溉对蚕豆全生育期蒸腾速率的影响
• 4.3 光合速率和蒸腾速率的关系
• 4.4 光合有效辐射（PAR）对光合速率和蒸腾速率的影响
• 4.5 小结
• 第五章 蚕豆需水规律
• 5.1 蚕豆的生理生态需水规律
• 5.2 蚕豆需水量的计算
• 0）的计算'>5.2.1 参照作物蒸发蒸腾量（ET₀）的计算
• C的确定'>5.2.2 作物系数 K_C的确定
• 5.3 蚕豆各生育期内耗水量变化规律
• 5.3.1 2006 年蚕豆全生育期降水特点
• 5.3.2 不同水分处理下蚕豆土壤含水率变化特点
• 5.3.3 调亏灌溉下全生育期各处理土壤储水量变化
• 5.3.4 不同水分处理下蚕豆各生育期耗水强度变化特点
• 5.3.5 不同水分处理下蚕豆各生育期生长强度变化特点
• 5.3.6 不同水分处理下蚕豆水分利用效率变化特点
• 5.4 小结
• 第六章 不同调亏处理对蚕豆产量的影响
• 6.1 调亏灌溉对蚕豆产量的影响
• 6.2 水分胁迫程度与历时对蚕豆产量及其构成因子的影响
• 6.3 调亏灌溉下蚕豆各处理收获指数的差异
• 6.4 调亏灌溉对蚕豆水分利用效率（WUE）的影响
• 6.5 调亏灌溉各处理作物产量与灌溉供水量的关系
• 6.6 调亏灌溉对蚕豆经济效益的影响
• 6.7 小结
• 第七章 蚕豆水分生产函数与经济灌溉定额的确定
• 7.1 蚕豆的水分生产函数
• 7.1.1 作物水分生产函数的测定试验
• 7.1.2 蚕豆生物产量与全生育期耗水量之间的关系
• 7.1.3 蚕豆产量与阶段耗水量之间的关系
• 7.1.4 模型的求解
• 7.2 地面灌溉条件下蚕豆经济灌溉定额的确定
• 7.3 蚕豆经济灌溉定额的最优分配
• 7.3.1 模型的建立
• 7.3.2 模型的求解
• 7.4 小结
• 第八章 结论与讨论
• 8.1 主要结论
• 8.1.1 调亏灌溉对蚕豆株高、LAI 及干物质的影响
• 8.1.2 调亏灌溉对蚕豆光合速率及蒸腾速率的影响
• 8.1.3 调亏灌溉对蚕豆需水规律的影响
• 8.1.4 调亏灌溉对蚕豆产量及水分利用效率的影响
• 8.1.5 调亏灌溉下蚕豆的水分生产函数及经济灌溉定额
• 8.2 讨论
• 8.2.1 有关补偿效应的研究
• 8.2.2 有关光合产物分配的研究
• 8.2.3 有关控水强度的研究
• 8.2.4 有关调亏灌溉对根瘤菌固氮的影响研究
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介