节水灌溉条件下水稻叶气温差变化规律与水分亏缺诊断试验研究

根据江西示范区的现场试验资料，分析了晚稻叶片叶气温差的日变化、全生育期变化规律及其与土壤水分和空气温度等外界影响因子的相互关系，分析了控制灌溉条件下水稻叶气孔温差对气孔导度、蒸腾速率与光合速率的影响，确定了水稻不同生育阶段光合与蒸腾出现下降的叶气温差临界值。结果表明：水稻叶气温差在不同的土壤水分条件下表现出不同的日变化规律，较低的土壤水分导致了较高的叶气温差；全生育期水稻叶气温差呈上升趋势，并随土壤水分降低而升高，灌水后出现降低；分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期蒸腾出现下降的水稻叶气温差临界值分别为-0.64℃、0.83℃和1.09℃，生育后期高于生育期前期；分蘖期光合速率下降的临界叶气温差值为0.4℃，拔节孕穗期和抽穗开花期光合速率没有出现明显下降的趋势。     

土壤水分胁迫条件下水稻气孔阻力分析研究

气孔特性是植物生理生态状态的一个十分重要的指标。研究土壤水分胁迫条件下气孔阻力对叶片水平上水分利用效率的研究具有十分重要的意义。文章通过3种试验处理对水稻气孔阻力进行了分析和研究,分析了不同水分调控模式下水稻气孔阻力的变化规律,为寒区水分利用效率研究提供了试验依据,其成果为达到可为黑龙江省水稻推广节水灌溉提供理论与实践依据的目的。     

控制灌溉的水稻气孔限制值变化规律试验研究

根据国家“863”节水农业重大专项江西示范区的现场试验资料，分析了晚稻叶片气孔限制情况的日变化、全生育期变化规律及其与外界影响因子包括土壤水分和叶气温差的相互关系，分析了控制灌溉条件下水稻气孔限制值对蒸腾速率、净光合速率以及叶片水分利用效率的影响。结果表明：气孔限制值在不同的土壤水分条件下表现出不同的日变化规律，较低的土壤水分导致了较高的气孔限制；全生育期气孔限制值随土壤水分降低而升高，灌水后出现降低；气孔限制值随叶气温差的增加而增加；适度水分控制条件下气孔限制值的增加带来了净光合速率的增加，气孔限制值超过0.2后，净光合速率增加趋势变缓，蒸腾速率出现一定的下降趋势，而叶片水分利用效率持续增加。     

降水集中度分析及其在水稻灌溉决策中的应用———以湖北省漳河灌区为例

为充分利用有效降水，合理制定灌溉决策，通过收集南方典型水稻种植区湖北省漳河灌区钟祥站点１９６５年—２０１６年５２ａ逐日气象资料，利用降水集中度指数，基于Ｍｏｒｌｅｔ小波分析和Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势检验法，分析了水稻不同生育期内降水分布特征及其在水稻灌溉决策中的应用。结果表明:水稻全生育期降水正逐步向分散均匀的阶段转变，分蘖期较拔节—孕穗和乳熟—黄熟两个生育期降水集中，且作为需水敏感期的拔节—孕穗期降水集中度呈现逐年上升的趋势且Ｕｍｋ值最大。在灌溉决策当中，就全生育期而言，随着降水分布均匀，应考虑充分利用有效降水，适当减少灌溉水量或次数，避免灌溉水浪费；就各生育期而言，由于分蘖期降水较集中，应适当避免降水极值发生导致灌则灌水浪费、不灌则受旱的情况发生，同时针对需水敏感的拔节—孕穗期降水集中度呈现上升的趋势，在未来应加强此阶段灌溉决策，保证作物正常需水。     

节水灌溉稻田蒸散时空尺度特征及影响因素

为研究节水灌溉稻田蒸散规律和尺度特征及其影响因素的尺度依赖性,用小型蒸渗仪和涡度相关仪分别测量了节水灌溉稻田冠层蒸散量(ETCML)和田间尺度蒸散量(ETEC),分析了ETCML和ETEC的典型日和逐日变化规律,以及在小时和日时间尺度上的影响因素。结果表明:节水灌溉稻田ETCML和ETEC变化规律基本一致,但白天ETCML均大于ETEC,且上午两尺度蒸散量大小和相位差均明显大于下午,夜晚ETCML和ETEC接近0,但ETCML呈正负交替波动。两尺度蒸散量的逐日变化总体上呈先增加后减小,高峰期出现在分蘖后期,抽穗开花期较小。ETCML日均值大于ETEC,比值平均为1.50。净辐射和饱和水汽压差是不同时空尺度蒸散量的显著影响因素,但叶面积指数、空气温度、风速和土壤含水率对不同时空尺度蒸散量的影响不同,具有明显的时空尺度效应。     

稻田灌排耦合的水稻需水规律研究

依据蒸渗仪试验资料,分析了稻田灌排耦合调控下水稻需水量变化规律。结果表明,灌排耦合模式的水稻全生育期需水量变化差异显著(p0.05)。与浅湿灌溉+大田地下水埋深模式相比较,控制灌溉+适宜地下水埋深的水稻需水量减少25.3%,控制灌溉+控制地下水埋深模式的水稻需水量减少34.4%;灌排耦合模式的水稻阶段需水强度均有不同程度下降,以拔节孕穗期和分蘖中期降低幅度较明显;需水量模比系数呈前期小、中期大、后期又小的变化规律。不同地下水埋深对水稻需水量变化的影响未达到显著水平,以控制灌溉+控制地下水埋深模式水稻全生育期需水量较小。     

苏南丘陵区典型造林树种毛竹耗水特性研究

2012年9月-2013年8月,利用Li-6400光合系统、包裹式树干液流仪和小气象站对南京东善桥林场的毛竹叶片蒸腾速率和树干液流速率及环境因子进行连续观测,研究分析毛竹蒸腾耗水特性.结果表明:(1)各季节毛竹叶片的蒸腾速率日变化为单峰曲线,春、秋、冬季净光合速率日变化表现为单峰曲线,夏季为双峰曲线,夏季蒸腾速率、净光合速率最高,气孔导度对毛竹蒸腾速率的影响较大.(2)不同季节不同天气条件下,树干液流速率日变化表现出明显的昼夜变化规律,春、夏、秋、冬季液流速率峰值分别为2.207 kg/h、4.380 kg/h、2.062 kg/h、0.300 kg/h.(3)毛竹春、夏季影响液流速率的主导因子为太阳辐射,秋、冬季为饱和水汽压差,土壤温度、饱和水汽压差是影响毛竹日液流量的主导因子.(4)分别建立了叶片蒸腾速率、树干液流速率、日液流量与影响因子的模型,模型可以较好地解释毛竹耗水特性.     

避雨条件下水分胁迫对中稻不同生育期生长指标及产量的影响

为了查清不同程度的干旱胁迫对中稻生长指标及产量的影响,以杂交稻“天优华占”为材料进行盆栽试验,在分蘖期、孕穗期、抽穗期和乳熟期设置轻旱、中旱、重旱三个水分胁迫水平,以正常间歇灌溉为对照（CK）,监测土壤含水率,测量各生育期不同水分梯度下的株高、分蘖数、叶绿素含量和叶面积,分析各生育期不同干旱胁迫对水稻生长指标和产量的影响。结果表明：干旱胁迫在拔节—孕穗期对株高抑制最显著,分蘖期对分蘖数和叶面积影响最明显,抽穗—开花期对叶绿素的合成影响最大且日需水量最高;干旱胁迫对产量最敏感的时期是抽穗—开花期,不同胁迫水平均会减少水稻的有效穗数、千粒重和结实率,三个胁迫水平较正常水平（CK）分别减产27.57%、44.23%、46.32%;采用相关分析得出影响产量相关度从大到小依次为千粒重、结实率和有效穗。因此,确保抽穗—开花期的水分供给能够有效改善水稻的千粒重、有效穗和结实率,提高水稻的产量和水分利用效率。     

地下水位对水稻抽穗开花期生理指标的影响

2009年5—10月,对扬粳4038早熟晚粳稻进行了水分胁迫(受旱)试验,分析了控制排水条件下水稻抽穗开花期叶片生理指标的变化,以及该生育期内水稻各个生理指标的日变化规律。结果表明:地下水位过低、受旱持续时间较长时,水稻净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等生理指标会不同程度降低,但是较小程度的水分胁迫不会对水稻正常生理指标产生不利影响。     

寒区湿地实际蒸散发动态特征及影响因素研究

为了解寒区湿地实际蒸散发(ETa)过程,有效利用水资源,基于哈尔滨金河湾湿地2015年8月-2016年7月涡度相关系统通量观测数据,分析了不同时间尺度下ETa变化规律及影响因素。研究期间年ETa为660mm,日最高值达8.1mm/d,夏季(3.4mm/d)最高,春季(2.3mm/d)、秋季(1.4mm/d)次之,冬季(0.1mm/d)偏低且变化平稳。5月生长期作物系数(Kc)由0.95增加到1.18左右,6月-8月中旬稳定期Kc在1.05~1.18之间,8月下旬-9月枯萎期Kc由1.05减小到0.85左右。影响ETa的主要气象因素为净辐射和饱和水汽压差。不同时间尺度下ETa与气象因子相关性略有不同:净辐射和水汽压差与ETa的相关性在两个尺度上均很显著,但30min尺度净辐射与ETa的相关性更高。温度与ETa的相关性在两个尺度上基本一致,高温促进ETa蒸散发而低温抑制ETa蒸散发。日尺度上空气湿度与ETa在秋、冬季相关性明显,30min尺度上春、冬季相关性明显。风速与ETa仅在30min尺度上夏、秋季有一定的相关性。     

基于冠气温差的冬小麦水分亏缺诊断试验研究

为提高灌溉预测的精度和及时性,基于两个生长季的冬小麦田间试验资料,揭示了冠气温差与多因素的响应关系,阐明了冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间,获得了以相对冠气温差为基础的冬小麦水分亏缺调控阈值。结果表明：冬小麦冠气温差响应土壤水分调控,数值呈增大变化趋势。0~60cm的土壤平均水分、饱和水汽压差与冠气温差显著负相关,叶片光合速率、蒸腾速率与冠气温差呈显著的二次抛物线关系,冠气温差、相对冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间可作为反映冬小麦叶片水分高效利用的调控阈值。不同水文年相对冠气温差差异区间较为一致,不同生育阶段（抽穗开花期、灌浆期、成熟期）范围分别是0.40~0.60,0.40~0.55和0.40~0.65。     

怒江源区小唐古拉山冻融过程水源解析

高寒地区径流的补给水源有冰雪融水、降水、地下水、土壤冻融水等类型,为了识别不同时期水源类型对水循环过程的影响,根据小唐古拉山一年野外气象观测资料与采集水样检测的同位素结果,运用统计学方法,分析研究了土壤温、湿度的变化特征以及相互之间的关系,并揭示高寒流域不同冻融过程中的水分来源。结果表明: ( 1) 土壤温度呈近似正弦曲线的周期性变化特征,与气温和相对湿度均呈极显著正相关,土壤湿度与土壤温度和气温均呈显著的正相关关系; ( 2) 依据活动层的土壤温度和土壤湿度的变化,将该区域的冻融过程划分为完全冻结期、融化过程期、完全融化期和冻结过程期; ( 3) 完全冻结期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) ; 融化过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 和冰雪融水; 完全融化期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 、大气降水、冰雪融水和土壤冻融水; 冻结过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 。本研究成果可为高寒流域径流演变机理识别及适应气候变化提供支撑。     

长武塬区实际蒸散发变化及驱动因素分析

以大型称重式蒸渗仪系统的实测农田蒸散量数据为基础,分别从年、月、日和生长季4个尺度分析长武塬区农田蒸散量的变化特征,采用相关分析和主成分分析法探究其影响因素,建立实测蒸散与影响因素之间的定量关系。结果表明:农田蒸散的变化特征与作物生长进程一致,高蒸散期均出现于作物生育旺期,且受到降水、气温、风速、太阳辐射、日照时数、空气相对湿度和土壤含水量的共同作用,其中,气温和太阳辐射是蒸散的主要驱动因素。     

岩体非饱和带水分汽液相态转化规律研究

目前关于非饱和带裂隙岩体水分汽液转化规律的研究较少,但在实际工作中,常需要考虑岩体内部水分汽液相态相互转化对岩体造成的影响。以河南宜阳锦屏山为试验场,利用Apresys179-DTH温湿度记录仪对试验场岩壁水汽进行长期监测,从热力学角度研究非饱和带裂隙岩体内部水分汽液转化规律。结果表明:温度是决定水汽运移和液态水产生的关键因素,绝对湿度的变化规律与温度的变化有极强的相关性;春夏两季外界水汽向裂隙岩体移动,绝对湿度上升;秋冬两季裂隙岩体中的水汽向外界移动,绝对湿度下降;裂隙岩体绝对湿度含量较高的时段为22:00点至次日6:00,该时段内易产生液态水,14:00~16:00时,虽然监测孔内水汽含量较高,但难以达到或超过对应温度下的饱和蒸气压,液态水不易产生。     

黑龙江省参考作物蒸散量变化及气象因子分析

为研究中纬度寒区参考作物蒸散量时空变化及影响因子变化,揭示参考作物蒸散量与各气象因子间响应关系,基于黑龙江省34个标准气象站点数据资料,运用Penman-Monteith公式方法计算逐日参考作物蒸散量。利用累积距平、气候倾向率、趋势分析和突变检验、Hurst指数方法,分析了黑龙江省参考作物蒸散量时空变化特征及气象因子间响应关系,明确了产生差异性的主要原因。结果表明:整体上,黑龙江省1990—2019多年平均参考作物蒸散量呈下降趋势;春季相对湿度是影响参考作物蒸散量变化的主要气象因子,而冬季影响参考作物蒸散量较大的气象因子是平均气温;全省高蒸散区集中在以泰来为中心的西南部,低蒸散区集中在以呼中为中心的西北部;风速和气温是影响黑龙江省南部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素,相对湿度是影响北部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素;对未来变化趋势预测表明,黑龙江省Hurst指数为0.60~0.69,说明未来参考作物蒸散量变化呈与现在相同的下降趋势且具有一定持续性。     

新疆内陆河流域融雪期积雪深度变化影响因素研究

采用因子分析法结合多元线性回归分析法对影响融雪期积雪深度变化的因素进行分析.结果表明:融雪期积雪深度与热能因子(地表温度,气温,净辐射)呈负相关,与水汽因子(水汽压,相对湿度,降雨)呈弱的负相关.空气流动因子(日均风速)对其影响较微弱;在此基础上对各因素的影响强弱,按大小进行排序,各因素对融雪期积雪深度变化影响的排序为:热能因子＞水汽因子＞空气流动因子.建立的回归方程通过了显著性检验表明:利用因子分析法与多元线性回归分析法结合,分析融雪期积雪深度的变化影响因素是可行的.     

不同生育阶段水分亏缺对水稻干物质与产量的影响

为探讨不同施氮条件下不同生育阶段水分亏缺对水稻生长的影响,通过盆栽试验研究了不同生育阶段水分调控后水稻生育后期干物质和产量的变化。结果表明:分蘖后期水分亏缺处理水稻产量较对照持平略有增加,水稻生长在亏缺复水后表现出明显的补偿效应;拔节孕穗后期和抽穗开花期水分亏缺处理干物质积累显著低于对照,并且抽穗开花期水分亏缺造成了水稻产量的显著下降;较高的氮素水平可以提高水分利用效率,减小水分亏缺给作物造成的危害,达到以肥补水、以水调肥的效果。     

浅层包气带土壤水昼夜分布变化规律模拟研究

西北干旱半干旱地区,浅层包气带含水率与地温等地下水文要素的分布特征对保护旱区表生生态环境起到至关重要的作用。以鄂尔多斯风沙滩地区原位土柱试验为基础,采用HYDRUS-1 D对一维入渗过程的水蒸汽变化、含水率和温度分布进行数值模拟并通过实测值进行验证。结果表明:温度梯度对浅层包气带土壤含水率昼夜变化及水蒸汽通量分布起到主控作用;日尺度剖面水蒸汽运动过程可分为3个阶段:阶段1(1:00-7:00),阶段2(8:00-16:00)及阶段3(17:00-23:00);当温度梯度方向向上,水蒸汽通量向上运动时,含水率变小,反之,含水率变大。利用HYDRUS模型分析水蒸汽的运动规律,揭示了土壤温度对土壤水分布的影响机制,为旱区蒸发过程及生态环境保护提供科学依据。     

一种新的水面蒸发计算模型的研究

依据水面蒸发过程的物理机制,选用饱和水汽压差、风速、相对湿度、水汽温差4个因子,建立一个以各因子单函数连乘积的形式为基本结构的水面蒸发计算模型．并利用不同气候区多站水面蒸发实验资料,确定模型参数．经全国各地33个蒸发实验站资料检验,此模型的拟合误差较小,移用误差也较小．