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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 国内外相关研究现状2

1.2.1 作物水分利用效率研究2

1.2.2 作物需水和耗水特征研究6

1.2.3 水肥耦合对作物生长及产量的影响研究10

1.2.4 作物生长模型AquaCrop的应用12

1.3 研究内容与试验方法13

1.3.1 研究内容13

1.3.2 试验方法13

参考文献21

第2章 春冬小麦叶片光合特征28

2.1 春小麦叶片光合特征28

2.1.1 春小麦光合作用日变化特征28

2.1.2 春小麦全生育期内光合特征31

2.1.3 春小麦光响应曲线35

2.2 冬小麦叶片光合特征37

2.2.1 水氮对冬小麦叶片相对叶绿素含量的影响37

2.2.2 冬小麦叶片净光合速率变化特征分析39

2.2.3 冬小麦叶片蒸腾速率变化特征40

2.2.4 冬小麦叶片水分利用效率变化特征分析41

2.2.5 冬小麦叶片气孔导度变化特征分析42

2.2.6 冬小麦叶片气孔限制值变化特征分析43

参考文献44

第3章 春冬小麦生长特征46

3.1 春小麦生长特征46

3.1.1 春小麦株高变化特征46

3.1.2 春小麦叶面积指数变化特征46

3.1.3 春小麦地上生物量累积特征48

3.1.4 春小麦地下生物量累积特征48

3.1.5 春小麦籽粒产量及其构成因素相关性分析49

3.2 春小麦生长数学模型50

3.2.1 春小麦株高与时间关系51

3.2.2 春小麦叶面积指数与时间关系51

3.2.3 春小麦地上生物量与时间关系52

3.2.4 春小麦株高与叶面积指数间Logistic模型53

3.2.5 春小麦株高与地上生物量间Logistic模型55

3.2.6 春小麦生长模型评估56

3.3 冬小麦生长特征59

3.3.1 冬小麦株高变化特征59

3.3.2 冬小麦叶面积指数变化特征60

3.3.3 冬小麦地上生物量变化特征61

3.3.4 冬小麦产量和水分利用效率61

3.4 冬小麦生长数学模型62

3.4.1 冬小麦株高与有效积温关系62

3.4.2 叶面积指数与有效积温关系63

3.4.3 冬小麦地上生物量与有效积温关系63

3.4.4 参数标准化分析64

3.4.5 耗水量与冬小麦作物生长特征指标最大值关系65

3.4.6 冬小麦株高与叶面积指数关系66

3.4.7 冬小麦株高与地上生物量关系66

3.4.8 冬小麦生长模型评估66

参考文献68

第4章 春冬小麦耗水特征和水分利用效率69

4.1 春小麦耗水特征69

4.1.1 春小麦全生育期土壤含水量变化特征69

4.1.2 春小麦不同生育阶段耗水特征70

4.1.3 春小麦全生育期耗水量与水分利用效率71

4.1.4 春小麦土面蒸发特征分析72

4.1.5 春小麦耗水量、水分利用效率与产量间关系73

4.2 冬小麦耗水特征与水分利用效率74

4.2.1 冬小麦收获期土壤剖面水分分布特征74

4.2.2 冬小麦休闲期土壤剖面水分恢复75

4.2.3 冬小麦生育期耗水量78

4.2.4 冬小麦产量与水分利用效率关系80

参考文献81

第5章 冬小麦水肥耦合效应和土壤氮素分布82

5.1 水肥耦合对冬小麦生长的影响82

5.1.1 水肥耦合对株高的影响82

5.1.2 水肥耦合对叶面积指数的影响83

5.1.3 水肥耦合对地上生物量的影响85

5.2 水肥耦合对冬小麦产量及产量构成的影响86

5.2.1 水肥耦合对穗数的影响86

5.2.2 水肥耦合对穗粒数的影响86

5.2.3 水肥耦合对千粒重的影响87

5.2.4 水肥耦合对产量的影响88

5.3 水肥耦合麦田土壤硝态氮变化特征88

5.3.1 土壤剖面硝态氮含量分布特征89

5.3.2 生育期土壤剖面硝态氮累积量92

5.3.3 硝态氮累积量变化趋势93

5.3.4 最大产量下土壤硝态氮累积94

5.4 冬小麦水肥利用率及水肥耦合优化区域96

5.4.1 计算方法96

5.4.2 水肥耦合条件下冬小麦产量效应97

5.4.3 水肥耦合区域100

参考文献102

第6章 覆盖条件下春小麦生长和水分利用效率104

6.1 覆盖条件下光合作用日变化特征104

6.1.1 叶片温度变化特征104

6.1.2 净光合速率变化特征105

6.1.3 蒸腾速率变化特征105

6.1.4 气孔导度变化特征105

6.2 覆盖条件下春小麦生育期内光合特征106

6.3 覆盖对春小麦水分利用效率的影响109

6.3.1 覆盖对春小麦全生育期土壤温度变化影响109

6.3.2 覆盖条件下春小麦灌浆期土壤温度的日变化111

6.3.3 覆盖条件下表层土壤湿度变化特征112

6.3.4 覆盖条件下叶片水分利用效率的影响因素主成分分析113

6.3.5 覆盖条件下春小麦生育期土壤储水量动态变化特征113

参考文献115

第7章 春冬小麦生长与耗水过程的数值模拟116

7.1 AquaCrop模型特点116

7.2 春小麦生长与耗水过程的数值模拟117

7.2.1 AquaCrop模型参数确定117

7.2.2 AquaCrop模型准确性评价119

7.2.3 春小麦生长与耗水过程的模拟分析119

7.3 冬小麦生长与耗水过程的数值模拟124

7.3.1 AquaCrop模型参数确定124

7.3.2 AquaCrop模型参数率定126

7.3.3 AquaCrop模型准确性评价指标127

7.3.4 模型模拟准确性分析128

7.4 冬小麦田间水分管理模式优化132

7.4.1 降水年型划分132

7.4.2 水分管理模式优化132

参考文献135

第8章 冬小麦氮肥利用效率与管理模式137

8.1 冬小麦生长与氮肥利用效率分析137

8.1.1 冬小麦地上生物量增长与产量分析137

8.1.2 氮肥利用效率分析139

8.2 氮肥管理模式优选140

8.2.1 土壤水分分布特征模拟分析140

8.2.2 冠层增长模拟分析141

8.2.3 地上生物量模拟分析142

8.2.4 冬小麦产量模拟分析142

8.2.5 氮肥管理模式优选144

参考文献145