为研究土壤湿度对玉米根系生长分布的影响,本文基于辽宁锦州田间土壤湿度控制试验和根系观测实验,利用CERES-Maize作物模型的根系子模型,模拟了不同土壤湿度条件下玉米根系的生长分布情况,结果表明:1土壤湿度适宜条件下,根长密度(单位体积土壤内根的总体长度)模拟效果较好;2水分亏缺条件下,当三叶-拔节期水分亏缺,模拟效果也较好;但是,当拔节-吐丝期以及吐丝-乳熟期水分亏缺,模拟效果均相对较差。针对模拟效果相对较差的情况,发现了根系模型中根分布权重因子wr的计算存在一定的缺陷,即wr中的参数δ(根系分布负指数递减率参数)和参数Zmax(最大根系深度参数)始终为定值(δ=4、Zmax=200cm)...

【目的】精量制定膜下滴灌棉花的田间水分管理制度和揭示滴灌棉花的增产机理。【方法】以田间试验为基础,设置90%θf、75%θf和60%θf(θf田间持水量)3个土壤湿度处理,在棉花不同生育阶段采用双向切片法测定棉花根系和根冠比;用时域反射仪测定土壤水分;最终测棉花产量。【结果】3个土壤湿度所对应的棉花根系生长过程呈"S"形变化,但是,由于75%θf处理的棉田土壤含水量始终处于适宜范围内,全生育期棉花根系生长速度快及最终根重大;90%θf处理的土壤水分太充足,根系生长速度缓慢,其根区土壤中根重最小;60%θf处理的根重介于其它2处理的根重之间。3个处理的棉花根重垂直分布呈锥形负指数递减模式,且随土...

为了获取全面的地面表层的时空变化信息,研究行政区域尺度内的水循环和能量循环,必需结合模型模拟和站点观测。基于国家气象局开发的时空连续的CLDAS土壤湿度产品,结合已获取的北京市区域内82个监测站点的逐日土壤湿度监测数据,评估CLDAS土壤湿度产品在行政区域尺度内的准确性与一致性,进一步获取北京市行政区域内的精确、全面、连续的土壤湿度时空变化信息,并在此基础上分析北京市土壤墒情时空变异特征。对比分析CLDAS产品和站点观测两种土壤湿度数据显示,北京市2013年10月1日至12月31日范围内CLDAS产品具有以下特点:CLDAS产品基本与观测数据具有一致变化的趋势,除顺义外CLDAS产品均高于观测数据。当日20∶00的土壤湿度均高于8∶00的土壤湿度,在平均气温降为0℃后,土壤湿度波动剧烈,20∶00与8∶00的土壤湿度出现显著差异。在时间尺度上,随着降水的减少,北京市的土壤湿度在逐渐降低。在空间尺度上,北京市干旱范围在逐渐扩大,并且呈现以昌平为中心的极旱逐渐蔓延至多个区。由于顺义区土壤相对湿度较高,呈现另外一个以顺义为中心的土壤相对湿度逐渐变小的区域,但空间范围变化较小。

[目的]探究不同土壤湿度下接种青枯菌对番茄植株发病情况、细菌侵染进程、植株光合作用和根系生长的影响,为番茄青枯病的防治提供参考。[方法]以易感青枯病番茄品种金鹏14-8和青枯菌菌株P380为材料,设置4个土壤湿度(用土壤相对含水量表示)水平,分别为高湿T1 (85%～100%)、中湿T2(70%～85%)、低湿T3(55%～70%)、干旱T4(40%～55%),对每个土壤湿度处理的番茄植株进行接种青枯菌和不接种青枯菌(对照)处理,监测不同土壤湿度条件下植株的发病率和病情指数,采用扫描电子显微镜观察青枯菌在番茄茎中的侵染进程及其数量分布,并对接种和未接种青枯菌(对照)植株的光合作用指标及根系形态指标进行比较分析。[结果]接种青枯菌后第3天,T1、T2、T3处理的番茄植株开始出现青枯病患病症状,T4处理未出现患病症状,随着接种时间的推移,T1处理番茄植株的发病率和病情指数增加迅速,接种后第11天其发病率高达96.67%,植株几乎全部发病;T2处理增加较快,接种后第11天发病率达57.67%;T3和T4处理增加极其缓慢,接种后第11天发病率和病情指数分别为21.67%,13.92和10.00%,5.92。扫描电镜观察结果表明,同一高度茎段中青枯菌数量随着植株土壤湿度的降低而下降,各土壤湿度处理间茎下段(SL1)和茎中段(SL2)青枯菌数量变化规律相同,即T1处理青枯菌数量显著高于T2、T3、T4处理,但T2、T3、T4处理间青枯菌数量差异不大;各处理茎上端(SL3)青枯菌数量差异总体不显著。相同土壤湿度下青枯菌数量在植株茎高度方向上呈下降趋势,即SL1>SL2>SL3。与未接种(对照)植株相比,接种青枯菌后第4天,各土壤湿度处理番茄植株P_n、T_r、G_s和C_i均降低,各指标值均随土壤湿度降低而下降;接种青枯菌后第6天,各处理番茄植株的总根系长度、总根表面积、总根系体积均降低,根尖数增加,根平均直径变化不明显,总根系长度、总根表面积和根尖数均表现为T1>T2>T3>T4的规律,总根系体积大小表现为T1>T2>T4>T3。[结论]降低土壤湿度可以抑制番茄青枯病的发生,减缓细菌在植株茎中的侵染进程,使植株茎秆木质部中青枯菌的定殖数量降低;青枯菌侵染导致番茄植株的光合作用和根系生长受到抑制。

通过对不同深松方式土壤物理性状及玉米根系分布状况的分析,结果表明,隔行深松(T1)与行行深松(T2)不仅可有效打破犁底层,10～30 cm土壤容重和土壤紧实度显著降低,且T2对土壤容重和紧实度的降低作用大于T1;深松增强了土壤的透水性和蓄水能力,2种深松方式土壤水分差异并不显著;由于犁底层的存在,不深松(CK)的根系大部分集中在0～20 cm土层范围,且该土层的根干质量、根长密度和根系体积均明显大于T1和T2,而单株根系伤流强度则明显小于T1和T2;深松处理的根系不仅能更好地向深层土壤下扎,而且向植株两侧扩展的范围变大,20～50 cm土层根干质量、根长密度和根系体积T1与T2均明显高于CK;...

不同土壤容重不同,其稳定性也不同。土壤容重的变化会引起土壤调节水、气、热能力的变化,提高土壤的自动调节能力可以使土壤肥力水平得以提高并满足植物对生长因子的持续需求。为研究土壤物理性质对玉米高产稳产的影响机理,以耕地棕壤为试验材料,采用盆栽方法,研究不同容重对玉米根系生长指标的影响,并进一步研究了施用不同有机肥量及模拟不同耕作深度对玉米根系生长的调控效果。结果表明:在设计容重范围内,容重增加,根系生长指标都表现为下降,容重大于1.2 g/m3时,不同处理根系生长指标差异显著;当容重大于1.3 g/cm3时,不同处理根系活力差异显著。施用有机肥对高容重土壤调控效果更好,有机质含量为4%与5%的处理...

基于东北地区近30 a(1981—2010年)土壤湿度观测资料,采用CAST聚类方法进行土壤湿度区划,对各区域土壤湿度的时空变化特征展开分析,建立土壤湿度的分区预报模型。结果表明:东北地区中部的土壤湿度在近30 a内呈上升趋势,其余部分则呈下降趋势,但北部的下降趋势较小,西部下降趋势较大;各区域土壤湿度的显著影响因子有所差异,但都与前一旬的土壤湿度和降水量有较大的相关性;利用1981—2007年的数据建立各区域的土壤湿度预报方程,利用2008—2010年的数据对预报方程进行检验,土壤湿度的预报平均相对误差小于13.67%,预测值与观测值较为接近,基本可反映土壤湿度的实际变化情况。

【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标(根干重、根长度、根体积和根条数)及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为:潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力(根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性)及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm土层根长密度和根干重密度的增加,但...

集合卡尔曼滤波（ＥｎＫＦ）是一种灵活有效的序贯数据同化方法，解决参数优化问题具有优势：一是可以显式地考虑多源不确定性，从而避免对参数的过度调整来弥补其他来源的误差而产生次优参数；二是实时处理最新更新的观测数据，从而不需要存储和同时处理所有历史数据；三是使用集合和蒙特卡罗方法来表征和预报相关误差统计量，不需要封闭解逼近，易于实施。论文借助一维土壤湿度模型，通过观测系统模拟试验的方式，评估ＥｎＫＦ对水力学函数参数的优化效果。结果表明，敏感参数更易得到最优估值，优化效果不受初始猜测及观测误差设置等的影响。和直观想法相反，增加同化频率可能会使估值结果不稳定。

通过对两个谷子品种在不同生育时期的根系取样，研究了其根重、根长在土壤中分布随时间的变化规律。谷子平均根深在１３０ｃｍ左右，０～２０ｃｍ土层中根系表面积占总根系表面积的８０％以上；谷子早期生成的次生根一般向土壤深层生长，而后期生成的根系扎得较浅，也是谷子中后期生长的主要根群。根据测定结果，建立了谷子根系生长的动态模型。

【目的】探究土壤湿度对鲁东南杨树人工林地土壤呼吸的影响。【方法】2010-2011年,利用GXH-3051便携式红外CO2气体分析仪结合自制的密闭箱,对中龄杨树人工林地和成熟杨树人工林地的土壤呼吸速率及土壤自养、异养呼吸速率进行测定,同时测定土壤表层0～10cm的含水量。【结果】2010和2011年,中龄杨树人工林地和成熟杨树人工林地的土壤呼吸速率均呈单峰变化,夏季(5-7月)土壤呼吸速率较高,并于7月达到高峰,中龄和成熟杨树人工林地土壤呼吸速率最大值分别为4.43和3.55μmol/(m2.s),冬季(12月-次年2月)土壤呼吸速率较低,并于1月达到最低值,中龄和成熟杨树人工林地土壤呼吸速率...

【目的】研究丹参根生长发育与温度、光辐射和土壤湿度的关系,建立丹参根生长发育预测模型。【方法】以紫花丹参为试材,通过小区试验测定其主根长、主根最大直径(主根粗)、根鲜质量、根干质量、根粗>3mm分根数及根含水量;测定丹参生长环境的温度、光辐射和土壤湿度,求出环境影响因子积,分别绘制丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、分根数及根含水量与环境影响因子积的关系曲线,模拟其方程,建立丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3mm分根数及根含水量的预测模型,采用回归估计标准误差(RMSE)对所建模型的预测效果进行检验。【结果】丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3mm分根数及根含水量...

采用桶栽方法,探讨了下层土壤容重对玉米根系生长及吸收活力的影响。结果表明,随着土壤容重的增加,玉米根条数、根干重、根长和根系活力都呈现减少的趋势,且容重越大,减少的趋势越显著。玉米总根量和气生根数量随着整个土层平均容重的增加而降低。受土壤容重影响,根系在不同土层之间的生长具有一定的补偿效应,但作用有限,不足以弥补下层容重过大对根系造成的不良影响。

采用池栽方式对轻壤土、中壤土和轻粘土上玉米根系状况进行了研究。结果表明,3种质地土壤对玉米根系的形态、分布、生长具有很大影响。玉米根系弯曲度、平均根径的大小均为轻粘土>中壤土>轻壤土,轻壤土中玉米根系上部有更多的支根但下部支根较少;拔节期,玉米根系的垂直和水平分布在轻壤土中范围最广,轻粘土中最小。大喇叭口期之后3种质地土壤玉米根系的分布范围无明显差异。轻壤土、中壤土、轻粘土随着土壤中物理性粘粒的增加,根量在上层土壤中所占的比例加大。轻壤土中玉米根系生长表现为“早发早衰”,拔节期前,根系生长速率大于中壤土和轻粘土,吐丝期根量达到最大值,之后开始衰老。轻粘土玉米的根系则呈现出“晚发晚衰”,拔节期前...

为研究中耕深松对土壤蓄水及玉米根系生长和产量的影响,应用沈阳农业大学工程学院研制的1HS-1.2型中耕深松机,在位于阜新县他本镇马蹄营子村的国家"863"项目试验基地进行了玉米中耕深松试验,通过深松前后土壤含水量变化及玉米长势的对比,研究了中耕深松对不同时期土壤含水量以及玉米根系生长发育和玉米产量的影响程度。结果表明:中耕深松后土壤的水分含量比未深松土壤的水分含量明显增加,中耕深松后玉米根系的根长明显大于未深松根系的根长,中耕深松后玉米的产量每公顷增加幅度为21%。