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题名	土壤—植物系统水分关系的试验研究
作者	李秧秧
学位类别	博士
答辩日期	2001
授予单位	中国科学院、水利部水土保持研究所
授予地点	陕西
导师	邵明安
学位专业	土壤学
中文摘要	本研究以玉米和小麦为试验对象，通过一系列土柱和田间小区实验，对土壤-植物系统水分关系中的一些重要问题，诸如①准原位土壤条件下玉米根木质部水势和水力导度沿轴向方向的变化；②玉米节根受干旱伤害的临界含水量；③干旱-复水对春小麦根系生长和根系吸水速率的影响；④典型经验根系吸水模型的适用性；⑤黄土区土壤水分对玉米的有效性；⑥氮亏缺对玉米单根径、轴向导度的影响；⑦春小麦根系对水分和氮肥的一些生理生态反应；⑧小麦进化材料水分利用效率和养分利用效率间的关系进行了研究，取得了以下主要结论：    1. 根木质水势和径、轴向导度存在明显的轴向变化。土壤干旱导致根木质部水势和径向导度下降，前7cm根木质部水势的下降幅度增大，径向导度沿轴向方向上的下降部位提前，轴向变化的梯度减小。根尖4cm内轴向导度对水分胁迫不敏感，但干旱导致4cm以后轴向导度明显下降。    2. 利用根系脱水曲线形状的变化探讨了玉米节根受干旱伤害的临界含水量。发现根系的脱水曲线可用Weibull分布函数描述；二次连续的脱水过程中，其形状参数差值在整个相对含水量范围内变化不大，而尺度参数差值有明显的增大点，尺度参数和抗旱性的关系密切。抗旱性相对较强的陕单9号在相对含水量0.365以下，根系才受到干旱的明显伤害，此临界值低于抗旱性相对较弱的疙瘩白根受干旱伤害的临界含水量(0.428)。    3. 利用土柱试验研究了不同生育期干旱-复水对春小麦根系生长和根系吸水速率的影响。结果表明：苗期和拔节-开花期干旱均降低了根长，改变了根系发育的时间进程；增大了根冠比；降低了土体上层0～40cm的根长密度，增加了40cm以下根长密度，但苗期干旱的影响程度小于拔节-开花期。苗期和拔节-开花期干旱均降低了根系的吸水速率，复水后根系吸水速率均表现出补偿效应，但苗期干旱-复水后根系吸水速率补偿效应的程度明显大于拔节-开花期。    4. 用实测实验数据，比较了两个典型根系吸水模型在黄土区土壤上的使用效果。发现Feddes根系吸水模型模拟土壤含水量剖面分布的精度高于van Genuchten 模型，严重干旱下van Genuchten 模型模拟的土壤含水量剖面与实测值有较大的误差。Van Genuchten 根模型低估了根系吸水速率峰处的吸水速率。在土壤含水量界于23.3%～13.5%范围内，土壤水分有效性以先慢后快的抛物线规律下降。    5. 根据方差分析LSD法检验的理论，用叶净光合速率评价了土壤水分对玉米的有效性。发现在95%概率保证下，拔节期和灌浆期土壤含水量分别在田间持水量的83%和73%以上，水分是同等有效的；而在此以下，水分按抛物线规律递减。以产量作评价指标时，在95%概率保证的前提下，土壤水分适宜的下限分别为81%。    6. 用蒸腾计法和解剖学方法分别研究了氮亏缺对玉米单根径、轴向导度的影响。发现氮亏缺导致根径向导度明显下降，径向导度对水孔蛋白抑制剂HgCl2不敏感。表明氮亏缺对细胞-细胞途径水分传输的抑制是导致其水力导度下降的重要原因之一。氮亏缺对后生木质部未成熟部位的轴向导度影响不大，但导致距根尖6cm以后的轴向导度明显下降，其原因主要在于氮亏缺导致成熟的后生木质部导管数目和直径的减少。    7. 利用土柱试验研究了不同水分和氮肥配合条件下春小麦根系的一些水分生理生态特性，结果表明，中等程度施氮增加了总根重和深层土壤中的根重，改善了根系的水分关系，提高了细胞膜的稳定性，因而有助于提高小麦抗旱性。过量施氮增加上层根重对抗旱性的意义并不大。严重水分胁迫下，过量施氮导致根细胞膜伤害率明显增加，根系水分关系恶化，根系保水能力下降，使小麦抗旱性降低。    8. 在整株和单叶水平上对10个不同基因型小麦进化材料水分利用效率(WUE)和氮利用效率(NUE)间的关系进行了研究。结果表明，小麦在从二倍体→六倍体的长期进化过程中，WUE和NUE均表现出增加的趋势。在整株水平上，除法国黑麦外的9种小麦进化材料的WUE与NUE呈显著正相关。
公开日期	2011-07-01 ; 2011-07-14
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/4014]
专题	水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013)
推荐引用方式 GB/T 7714	李秧秧. 土壤—植物系统水分关系的试验研究[D]. 陕西. 中国科学院、水利部水土保持研究所. 2001.

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