Единица измерения кпд: Формула КПД (коэффициента полезного действия) в физике

Тепловые двигатели, коэффициент полезного действия, охрана природы

Цели урока:

• ознакомить студентов с устройством и принципом действия тепловых двигателей, показать взаимосвязь развития физики и техники на примере тепловых двигателей, раскрыть роль и значение тепловых двигателей в современной цивилизации.
• развивать личностные познавательные склонности студентов в процессе обучения, интереса к физике, желания постоянно пополнять свои технические знания.

Комплексное методическое обеспечение: учебник физики 10кл., раздаточный материал, дополнительная литература, приборы для демонстрации опыта, сборник демонстрационных опытов для СОШ «Основы термодинамики» фрагмент 10 «Модель двигателя внутреннего сгорания»

Тип урока: комбинированный

План урока

Этапы урока, время

1 .

Орг. момент 5 мин.

2. Актуализация знаний 10 мин.

3. Фронтальное повторение,

• Постановка учебной проблемы
• Диалог

3. Изучение нового материала 30 мин.

• Работа с учебником, дополнительной литературой, записи в тетради, беседа.

4. Совершенствование знаний 40 мин.

• Решение задач, обсуждение опыта, докладов.

5. Домашнее задание 5 мин.

• запись на доске.

1. Организационный момент

2. Вопросы к студентам:

— Как определить изменение внутренней энергии согласно 1 закону термодинамики

— На что расходуется количество теплоты

— Назвать адиабатный процесс

— Какова единица измерения работы, количества теплоты, энергии.

— Что такое абсолютная температура и как она связана с температурой по шкале Цельсия.

3. а) Вступительное слово преподавателя:

Запасы внутренней энергии в океанах и земной коре можно считать практически неограниченными, но располагать запасами недостаточно. Необходимо за счет энергии уметь приводить в действие устройства способные совершать работу. Развитие энергетики является одной из предпосылок научно-технического прогресса. Мощный расцвет промышленности и транспорта в 19 веке был связан с изобретением и усовершенствованием теплового двигателя. Большая часть двигателей на планете — это ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ТО ЕСТЬ УСТРОЙСТВА, КОТОРЫЕ ПРЕВРАЩАЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТОПЛИВА В МЕХАНИЧЕСКУЮ.

Для чего важно изучить работу тепловых двигателей (ТД) ? Наша цивилизация машинная, причем большая часть машин — это тепловые машины разных видов. Но принцип работы один, и основывается на законах термодинамики. Без ТД жизнь общества резко бы затормозилась, и приняла другие формы:.

Не было бы электричества, машин, самолетов.

Поэтому ТД — это великое достижение человечества, его культуры, научной мысли людей Земли.

б). ПРОВЕДЕМ ОПЫТ:

На плитку поставлен высокий химический стакан с водой внутри воды находится перевернутая пробирка, частично заполненная водой. Как будет вести себя пробирка?

По мере нагревания жидкости прогревается воздух в пробирке, он расширяется и вытесняет часть воды из пробирки. В результате этого уменьшается сила тяжести системы, состоящей из пробирки и воды в ней, как только сила тяжести станет меньше выталкивающей силы, произойдет всплытие, после соприкосновения пробирки с наружным воздухом она немного остынет, воздух сожмется, и вода зайдет в пробирку, пробирка опустится на дно, и все это неоднократно повторится

в). Получили тепловую машину . На этом примере можно проследить общие принципы всех тепловых двигателей.

— Схема ТД по учебнику с. 235 (приложение 1)

Г).Зарисовать, прочитать и записать: что является рабочим телом, нагревателем, холодильником.

д).Пример:

ХОЛОДИЛЬНИК бытовой: рабочее тело — газ фреон, аммиак, нагреватель — продукты в камере.

— Можно ли в этом случае утверждать, что нагреватель «не нагревает», а холодильник такую тепловую машину «не охлаждает» ?

Нагреватель нагревает рабочее тело, а сам охлаждается, и, таким образом, полость нагревателя охлаждается.

е). кинофрагмент «Модель двигателя внутреннего сгорания» сборник демонстрационных опытов для СОШ, «Основы термодинамики» фрагмент 10

Так как у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику, то кпд меньше единицы. ( < 1 )

Представляет большой интерес нахождение максимально возможного КПД теплового двигателя. Впервые это сделал французский инженер и ученый Сади Карно.

Т1 -температура нагревателя, Т2 — температура холодильника

КПД не зависит от теплоты, давления, объема топлива и является функцией только двух температур, по учебнику

З). Далее проследим историю создания (изобретения) двигателей , используя таблицу «Из истории тепловых двигателей» (приложение 2)

— Заслушаем сообщения студентов по темам:

Эолепил Герона

Прообразом теплового двигателя считается, так называемый, эолипил, созданный в I в. до н.э. Героном Александрийским, выдающимся ученым и изобретателем того времени. Эолипил предназначался для развлечения и являлся игрушкой.

Устройство представляло собой полый шар. В вертикальной плоскости шар был снабжен двумя выступающими диаметрально противоположными изогнутыми трубками, а под ним был установлен сосуд, частично заполненной водой. Когда под сосудом разводили огонь, вода в нем закипала, выделявшийся пар поступал во внутреннюю полость шара по паропроводам и вытекал из нее по изогнутым трубкам, вызывая вращение шара.

И.И. Ползунов

Иван Иванович Ползунов родился в 1728 году. В 1742 году — окончил первую русскую горнозаводскую школу в Екатеринбурге и стал учеником у главного механика уральских заводов. Когда Ползунову было 20 лет, его вместе с другими специалистами отправили на заводы Алтая. Там добывались драгоценные металлы для царской казны. С 1748 года Иван Иванович работал в Барнауле техником по учету выплавки металла, а в 33 года он стал одним из руководителей завода. Из оборудования на заводе были только воздуходувные мехи и молоты для ковки металла. И их приводили в движение силой воды. Поэтому заводы строили на берегах рек. Если река становилась более мелководной, то производство останавливалось.

Ползунов решил заменить водяной двигатель и ручной труд на «огненную машину». Для этого он разработал чертежи двухцилиндровой паровой машины . Для ее изготовления пришлось сделать различные инструменты , один из них токарный станок для обработки металла «на водяном ходу». При этом Ползунову удалось изготовить все детали паровой машины всего за 13 месяцев. Некоторые детали весили до 2720кг. В 1765 году Ползунов разработал специальный поплавковый регулятор уровня в котле. К сожалению, увидеть машину в работе Ползунову е удалось, он умер за два месяца до пуска машины в эксплуатацию, 27 мая 1766года. Его паровая машина окупила себя всего за два месяца. К сожалению , после небольшой поломки хозяева машины не смогли ее починить.

Д. Уатт

Шотландский инженер Джеймс Уатт в 1769 году изобрел двигатель в котором пар направлялся в отдельную камеру для конденсации. Так как цилиндр не нужно было поочередно нагревать и охлаждать, тепловые потери двигателя были относительно небольшими. Кроме того, двигатель Уатта был более быстродействующим, поскольку можно было подавать большее количество пара в цилиндр, как только поршень возвращался в свое исходное положение . Благодаря этому и другим усовершенствованиям, для паровой машины нашлись многочисленные практические применения. К наступлению викторианской эпохи мощные паровозы совершили революцию в средствах передвижения по суше. Паровые машины также обеспечивали энергию для печатания газет, ткачества и для работы стиральных машин в «паровых» прачечных . Паровые двигатели использовались на площадках аттракционов, а фермеры с помощью паровой тяги пахали землю. Уборщики пользовались работающими на пару пылесосами, а в престижных городских парикмахерских были даже щетки для массажа кожи головы с паровым приводом.

Применение тепловых двигателей.

наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока. Около 80% всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается на тепловых станциях. Тепловые двигатели устанавливают также на АЭС. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели. На автомобилях применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания с внешним образованием горючей смеси (карбюраторные двигатели) и двигатели с образованием горючей смеси непосредственно внутри цилиндров(дизели) . На железнодорожном транспорте до середины 20 века основным двигателем была паровая машина. Теперь же главным образом используют тепловозы с дизельными установками и электровозы. На водном транспорте используют как двигатели внутреннего сгорания, так и мощные турбины для крупных судов.

В авиации на легких самолетах устанавливают поршневые двигатели, а на огромных лайнерах - турбовинтовые и реактивные двигатели, которые также относятся к тепловым двигателям. Реактивные двигатели применяются и на космических ракетах. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.

Защита окружающей среды.

В цилиндрах двигателя проходит окисление мелкораспыленного и испаренного топлива кислородом воздуха с образованием тепла, углекислого газа и воды. За тысячные доли секунды, отводимые на этот процесс, при каждом такте работы двигателя, часть топлива не успевает сгореть. Продукты его неполного сгорания выбрасываются в атмосферу из выхлопной трубы. Дизели выбрасывают еще и сернистый ангидрит, образующийся при горении топлива в цилиндрах. В США, Японии, России были установлены предельно допустимые нормы выброса для различных категорий автомобилей. Из-за загрязнения изменяется климат. Ученые доказали, что изменение климата в 20 веке является следствием повышения среднеглобальной приземной температуры воздуха на 0,5С. В атмосфере возросла концентрация парниковых газов, углекислоты, метана, хлорфторуглерода, оксида азота. Молекулы этих газов поглощают тепловое излучение поверхности земли и частично направляют его обратно, создавая так называемый парниковый эффект. Из-за изменения климата исчезают и отдельные виды животных и птиц. Например, это случилось с реликтовой чайкой. Уже так много видов животных занесено в Красную книгу! Сейчас создаются различные движения. ГРИНПИС — это экологическое движение созданное в 1971году. Его задача — охрана окружающей среды. Штаб-квартира находится в Америке. ГРИНПИС не получает абсолютно никакого финансирования, а его огромный ежегодный бюджет складывается из частных пожертвований и взносов.

СИГАРЕТЫ И ВЫХЛОПНЫЕ ГАЗЫ НЕИСПРАВНОГО АВТО

Более половины всех загрязнений атмосферы создает транспорт своими выхлопными газами. При сжигании жидких видов топлива с выхлопными газами в атмосферный воздух попадает и угарный газ.

Угарный газ опасен для жизни: проходя через легкие, он всасывается в кровь, затем вступает в реакцию с гемоглобином — пигментом красных кровяных телец, который снабжает организм кислородом. Как только угарный газ соединяется с гемоглобином, кровяные клетки не способны выполнить свои функции по транспортировке по организму кислорода. Наступает кислородное голодание и кислородная недостаточность. При больших поступлениях в организм угарного газа человек умирает. В состав табачного дыма тоже входит угарный газ. Выкуривание только одной сигареты по действию на организм приблизительно равно нахождению вблизи крупной автомагистрали на протяжении 16 часов. Пребывание некурящего на протяжении 1 часа в закрытом накуренном помещении равносильно тому, что он выкурил 4 сигареты. Систематическое курение вызывают сужение капилляров сосудов, в том числе в сердце; последнее нарушает нормальное питание сердечной мышцы, а это в свою очередь способствует развитию ишемической болезни. Что это за заболевание, помогает понять словарь: «ишемия» — греческое слово, означает «задерживающий кровь»; курение отнимает 8-10 лет жизни.

4. а). ЗАГАДКИ:

— Он гудит и чертит мелом, он рисует белым-белым. Смело в небе проплывает, человек им управляет, обгоняет птиц полет. Что такое? (самолет)

— Крыльев нет, но это птица, пролетит и прилунится. Чудо-птица, алый хвост, пролетела в стаю звезд, хороша, как чудо света что ж летит, ответь? (ракета)

— Едет конь стальной, рычит, сзади плуг он волочит, который роет и копает и землю разрыхляет. Все рычит, рычит мотор ну конечно. Это: (трактор)

— Несется и стреляет, ворчит скороговоркой, трамваю не угнаться за этой тараторкой. В четыре такта его цикл, это быстрый : (мотоцикл)

— Ползет черепаха, стальная рубаха. Враг и овраг, и она туда, где враг. Испугались очень янки. Ах! И чудо наши:(танки)

— Ест он уголь, пьет и воду , а напьется, даст он ходу. Что ни говори, силен, хоть дымит порою он. Везет обоз на сто колес, это сильный: (паровоз)

— Он гудит, скажу я, важно, по воде плывет отважно и красив, скажу я вам коль бежит он по волнам. Где сбавляя быстрый ход , что такое?..(пароход)

— Чтобы он тебя повез, ему не нужен овес, накорми его бензином, на копыта дай резину, и тогда поднявши пыль, побежит:(автомобиль)

б). КРОССВОРД (приложение 3)

в). ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ:

Оцените, какую автомашину — ЗИЛ мощностью 110кВт или ГАЗ-51А мощностью 51кВт и при каких условиях экономичнее использовать для перевозки груза.

Докажите, что мышца человека не может работать по принципу теплового двигателя (КПД процесса сокращения мышцы 30%) (вычислить температуру нагревателя)

Оцените мощность спички, ее КПД при различном использовании.(мощность определяется через количество теплоты сгорания и время горения. КПД оценивается, сравнивая время сгорания и время полезного использования)

5. Подведение итогов урока, выставление оценок, домашнее задание.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике, 10клас, Москва , «Вако», 2006г
2. Большая энциклопедия ЭРУДИТА, Москва. «Махаон», 2004г
3. Сауров Ю.А. физика в 10 классе6 Модели уроков: Кн. Для учителя/ Ю.А. Сауров.- М.: Просвещение, 2005. - 256с.: ил.
4. Г.Я. Мякишев и др. Физика, 11 класс учебник для общеобразовательных учреждений., Москва «Просвещение».2008г.

Коэффициент полезного действия механизма — презентация онлайн

Дайте мне опоры точку,
Подниму один я враз,
Горы, реки и озера,
Океаны и всех вас!
Кто высказал такую
мысль?
?
АРХИМЕД ( 287-212 до н. э.)
Установил правило рычага. Открыл законы гидростатики
ТЕСТ! ТЕСТ! ТЕСТ!
1. Твердое тело, способное вращаться вокруг своей неподвижной
опоры:
А. рычаг ; Б. плечо рычага ; В. наклонная плоскость; Г. момент силы;
2. Произведение модуля силы, вращающей тело, на её плечо
называется:
А. Работа ; Б. плечо рычага ; В. момент силы; Г. блок
3. Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль
которой действует на рычаг сила, называется:
А. путь; Б. рычаг ; В. подвижный блок; Г. плечо силы;
4. Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на
него:
А. прямо пропорциональны плечам этих сил ; Б. обратно пропорциональны
плечам этих сил; В. равны плечам этих сил; Г. нет верного ответа.
5. За единицу измерения работы в СИ называют:
А. Ньютон; Б. Ватт; В. Джоуль; Г. килограмм
1. А; 2. В.ответ
3. Г; 4. Б; 5. В
● УСВОИТЬ ПОНЯТИЕ КПД И НАУЧИТЬСЯ ЕГО ВЫЧИСЛЯТЬ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД
ФОРМУЛА КПД
ОБОЗНАЧЕНИЕ КПД
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ КПД
ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ
КПД ПРОСТОГО МЕХАНИЗМА
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА «Определение КПД при подъеме тела по
наклонной плоскости»
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
!
На практике совершенная с помощью механизма полная
работа всегда несколько больше полезной работы
АП
ИЛИ
АП

АЗ
Причины !
Существование трения, веса самого механизма
Отношение полезной работы к полной работе называется
коэффициентом полезного действия
АП
КПД= А
З
=
АП
АЗ
— «эта»
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
Стр. 170-171 учебника «Физика 7»
1. Соберите установку.
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
2. Определите с помощью динамометра вес бруска
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
3. Положите брусок на доску, прикрепив к нему динамометр.
4. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
h
6. Измерьте с помощью линейки путь S,который
проделал брусок, и высоту h
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
7. Измерьте силу тяги F
Лабораторная работа № 10
«Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»
Сделайте вычисления
1. Вычислите полезную работу по формуле Ап=Рh, а
затраченную – по формуле Аз=Fs.
2. Определите КПД наклонной плоскости по формуле: =
АП
АЗ
·100%
3. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу
h,м
Р, Н
Ап, Дж
Ап=Ph
s, м
F,H
Аз, Дж
Аз =Fs
= Ап/ Аз×100%
ЧТО ТАКОЕ КПД?
КАК ВЫЧИСЛИТЬ КПД ПРОСТОГО МЕХАНИЗМА?
КАКОЙ БУКВОЙ ОБОЗНАЧАЕТСЯ КПД?
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ КПД
§ 61, стр. 151, задачу разобрать и
записать в тетрадь

Термический КПД (или тепловой КПД, или термодинамический КПД)

Автор: Владимир Егоров
Источник: icarbio.ru
102030 1

Степень совершенства преобразования теплоты в механическую работу в термодинамическом цикле двигателя оценивается термическим (или тепловым, или термодинамическим) коэффициентом полезного действия η_t.

Термический КПД

Отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников.

В общем случае

η_t = A_t/Q₁ = (Q₁ – Q₂)/Q₁,

где A_t – тепло, преобразованное в цикле в работу; Q₁ – тепло, подведённое в цикле к рабочему телу; Q₂ – тепло, отданное в цикле рабочим телом.

Термический КПД
На индикаторной диаграмме это отношение площадей работы за цикл At (область заштрихованая «в клетку») и подведённой в цикле к рабочему телу теплоты Q1 (вся заштрихованная область).

Термический КПД термодинамического цикла показывает, какое количество получаемой теплоты машина превращает в работу в конкретных условиях протекания идеального цикла. Чем больше величина η_t, тем совершеннее цикл и тепловая машина.

В качестве критерия оценки термодинамических циклов часто используют цикл Карно, потому что КПД тепловой машины Карно максимален в том смысле, что никакая тепловая машина с теми же температурами нагревателя и холодильника не может обладать бόльшим КПД [1]. Формула для расчёта термического КПД данного цикла общеизвестна

η_t = (T₁ – T₂)/T₁,

где T₁ – абсолютная температура нагревателя; T₂ – абсолютная температура холодильника.

Из анализа цикла Карно можно сделать следующие выводы:

1. КПД любого термодинамического цикла тем больше, чем больше разница температур нагревателя T₁ и холодильника T₂;
2. термический КПД никогда не достигает 100 %, потому что температура T₂ в лучшем случае равна температуре окружающей среды;

Сегодня наибольшая разница температур достигнута в двигателях внутреннего сгорания, благодаря высокой температуре рабочего тела T₁. Температура газов в цилиндре поршневого ДВС достигает 2000 °C и более, а в газовой турбине порядка 900 – 1300 °C, что связано с необходимость обеспечить жаропрочность лопаток турбины. Для двигателей с внешним подводом теплоты такие значения температур рабочего тела остаются пока недостижимыми из-за высокого термического сопротивления на границе нагреватель-рабочее тело. Температура пара в современных паровой турбине или поршневом паровом двигателе находится в диапазоне от 300 до 600 °C.

Стоит заметить, что высокий термический КПД не служит гарантией высокого эффективного КПД двигателя.

Последнее обновление 02.03.2012
Опубликовано 20.03.2011

Читайте также

Сноски

1. ↺ Но может иметь равный – например, тепловая машина, работающая по циклу Стирлинга

Комментарии

Разница между КПД и квартирой-студией | Главная Путеводители

Лаура Брамбл Обновлено 29 декабря 2018 г.

Списки недвижимости могут быть очень запутанными, а терминология требует небольшого перевода. «Уютный» переводится как «маленький», «прилегающий к» означает в пределах мили или двух, а «переходный район» — это район, которого всего несколько лет назад нужно было избегать. Еще один набор терминов, который может вызвать путаницу, — это «квартира-студия» и «квартира-квартира».» Тот факт, что многие агенты и арендодатели используют их как взаимозаменяемые, не помогает. Тем не менее, некоторые конкретные особенности различают их. простые и недорогие Для многих арендаторов и покупателей эти квартиры являются доступным способом попасть в удобное или высококлассное место

Эффективность

Эффективные квартиры, также называемые холостяцкими апартаментами, всегда небольшие и имеют совмещенное жилое и спальное пространство.Большинство экономичных квартир представляют собой одну комнату с отдельной ванной комнатой. К жилым помещениям примыкает мини-кухня. Стена с техникой и встречным пространством — обычная установка. Приборы часто меньше, чем обычно, например, половина холодильника, плита с одной или двумя конфорками и небольшая раковина с небольшой рабочей поверхностью, и они больше предназначены для разогрева пищи, чем для приготовления полноценной еды.

Студии

Квартиры-студии не всегда маленькие, а всегда представляют собой одну комнату, объединяющую жилое и спальное помещения.В некоторых студиях может быть ниша для сна или мансарда, выходящая в главную комнату. В них есть отдельная ванна и кухня с полноразмерной бытовой техникой.

Студии в стиле лофт

Другим типом студии является студия в стиле лофт. Этот тип студии представляет собой отдельную комнату с высокими потолками и часто имеет промышленные элементы, такие как открытые балки или воздуховоды и большие окна. Эти студии могут быть довольно большими, особенно в переоборудованных помещениях. Они могут иметь отдельную кухню с полноразмерной бытовой техникой, объединенную в единое открытое пространство, и закрытую или отдельную ванную комнату.Над кухней и ванной может быть открытый приподнятый чердак, который можно использовать как спальную зону.

Соображения

Квартиры обоих стилей очень функциональны и требуют специальной расстановки мебели и отделки для достижения очерченного пространства. Хранение в этих единицах обычно имеет первостепенное значение, и предметы мебели часто должны выполнять несколько функций для удовлетворения потребностей в хранении. Конфиденциальность может быть проблемой, если есть гости.

Эффективность и квартира-студия: в чем разница?

Когда вы ищете идеальную небольшую квартиру, вы увидите много терминов в объявлениях об аренде, в частности, много терминов «квартира-студия» и «эффективная квартира».И что они оба немного нетрадиционны по сравнению с обычным поиском квартиры. Ни в студии, ни в экономичной квартире нет отдельных спальных зон. Единственное исключение, если вы найдете квартиру-студию со спальной зоной в мансарде.

В этом руководстве я привожу определения эффективных квартир и квартир-студий, преимущества каждого из них и различия между ними.

Что такое эффективная квартира?

Когда вы видите список со всем в одной комнате, включая спальню, столовую, гостиную и кухню, это определение эффективной квартиры .Экономичные квартиры меньше, чем квартиры-студии, и они часто не обладают многими функциями, которые вы найдете в студии.

Когда вы входите в такую ​​квартиру, то часто видите отдельную кухню, примыкающую к жилой площади. Вы также можете увидеть стену из техники с небольшим количеством встречного пространства.

Когда дело доходит до эффективности по сравнению с квартирами-студиями, есть много преимуществ, которые следует учитывать перед выбором. Экономичная квартира может быть идеальной для тех, у кого минимум имущества, или кто много путешествует и не нуждается в большой домашней базе.Они также могут быть более доступными для тех, кто хочет переехать в дорогой район, но не может позволить себе традиционную квартиру. Многие из этих единиц имеют доступ к многоквартирным удобствам, включая спортивные залы и бассейны. Вы также обнаружите, что, поскольку они маленькие, их легко чистить и обслуживать.

Хорошо, тогда что такое однокомнатная квартира?

Квартирой-студией считается квартира, в которой нет четкого разделения на жилые помещения. Не все квартиры-студии маленькие, как эффективная квартира.Тем не менее, они имеют аналогичную планировку, объединяющую гостиную и спальную зоны.

Не все квартиры-студии имеют одинаковый дизайн. В некоторых из них есть отдельный чердак или ниша для сна. Они также обычно имеют полноразмерные приборы, в отличие от компактных приборов, стандартных для квартиры с высокой эффективностью.

Есть много преимуществ, о которых следует подумать, прежде чем арендовать квартиру-студию, в том числе то, что они, как правило, более доступны, чем большие квартиры. Это связано с тем, что аренда квартир обычно оценивается в соответствии с их квадратными метрами.Меньшая площадь означает, что обогрев и охлаждение более доступны, а также легче чистить. Этот небольшой размер также означает, что вы с меньшей вероятностью купите слишком много вещей, которые вам не нужны.

Основные отличия

Есть несколько основных различий между эффективностью и студией, помимо планов этажей и дизайна:

Кухня

Несмотря на то, что студия и эффективная квартира имеют только одну основную жилую площадь, их планировка различается. В студии вы обычно найдете полноразмерную кухню в основной жилой площади, а также ванную комнату в отдельной комнате.В экономичных есть отдельная зона для ванной комнаты, но между кухней и гостиной меньше разделения. Например, в студии вы можете увидеть набор шкафов, закрывающих холодильник, что помогает отделить его от остального пространства. Эффективность, как правило, имеет меньшие приборы из-за ограниченного пространства.

Местоположение

Эффективность и студии часто расположены там, где пространство в большом почете. Но если ваша цель — жить в очень привлекательной части города, именно здесь вы можете найти более экономичные квартиры.Экономичные квартиры, как правило, находятся недалеко от центра города. Сочетание более доступной цены и близости к деловым районам делает их желанными в этих районах.

Планировки чердака

Квартиры-студии иногда отличаются просторными планировками с высокими потолками. Эти высокие потолки позволяют включать спальни в мансарде или совмещать спальню и ванную комнату. Несмотря на то, что остальная часть пространства открыта, лофт обеспечивает дополнительную конфиденциальность. Эта конструктивная особенность не подходит для экономичной квартиры.

Занятость

Если вы решите жить в экономичной квартире, лучше всего жить в одиночестве из-за ограниченного пространства. Экономичные квартиры обычно слишком тесны для проживания с соседом по комнате. Однако вы можете заставить его работать, если выберете студию. Дополнительные квадратные метры в студии позволяют легче создавать отдельные жилые помещения. Но они все еще маленькие, поэтому, если вы планируете арендовать с кем-то студию, приготовьтесь к тому, что вам придется делить значительное количество личного пространства.

Цена

Поскольку квартиры эконом-класса, как правило, меньше, чем студии, их цена, как правило, ниже. Стоимость аренды зависит от местоположения квартиры, ее площади и внутренней отделки. Например, если есть обновленные светильники, современная бытовая техника и интеллектуальные технологии, эти надбавки будут иметь более высокую цену.

Размер

Экономичная квартира почти всегда будет меньше студии. Итак, если вы переезжаете из студии в офис, вам нужно уменьшить размер своего имущества.Студии в оживленных городах обычно не превышают 500 квадратных футов. Площадь эффективной или микроквартиры может составлять всего 300.

Суть

Экономичная квартира — доступный выбор, если вам нужна лишь небольшая жилая площадь, где вы можете жить в одиночестве. Если вы планируете переехать к своему партнеру или соседу по комнате, то лучшим выбором может стать квартира-студия. В любом случае, ни один из этих типов квартир не имеет значительной площади или складских помещений.Подумайте о том, чтобы уменьшить размер своего имущества, прежде чем въезжать в него.

Часто задаваемые вопросы

Как найти экономичные апартаменты?

Вы можете найти эффективную квартиру в районах, где размеры квартир обычно меньше, например, в Нью-Йорке и Сан-Франциско. Жилые комплексы по всей стране предлагают эти жилые помещения как доступный вариант для потенциальных арендаторов.

Могут ли в однокомнатной квартире проживать более одного человека?

Могут ли в однокомнатной квартире проживать более одного человека, зависит от размера сдаваемой внаем квартиры, от того, будут ли в ней проживать дети, а также от местных постановлений.Свяжитесь с вашим городом или мэрией, чтобы узнать о законах об аренде жилья в вашем районе.

Включены ли коммунальные услуги в квартирах-студиях?

Договоры аренды различаются от арендодателя к арендодателю. Некоторые квартиры-студии включают стоимость коммунальных услуг. Однако другие требуют, чтобы арендатор платил за электричество, тепло и кондиционер, интернет и телефон. Свяжитесь с арендодателем или управляющим недвижимостью, чтобы определить, что входит в стоимость аренды, а что нет.

Что такое эффективная квартира? — Саймон

Небольшие квартиры едва ли можно назвать новым решением для создания недорогих квартир в Сиэтле: однокомнатные дома появились в городе более века назад. Однако лишь в последнее десятилетие они приобрели некоторую известность среди застройщиков, жителей, соседей и, конечно же, горсовета.

«Микро» служил обобщающим термином для небольших устройств, популяризированных брендами Footprint и aPodment в Сиэтле в 2009 году. Но по мере того, как были приняты правила для микроустройств и изменилась среда разработки малых устройств, появился новый термин: эффективность .

В настоящее время в Сиэтле есть три типа экономичных квартир:

1. Собрать
2. Микро Студии
3. Небольшие экономичные жилые дома (SEDU)

Итак, как определить каждый тип и какие типы еще можно разрабатывать в Сиэтле?

1.Собрать

Описание: Тип жилья, который имеет отдельную спальню и, как правило, ванную комнату, но не является полноценной жилой единицей и может иметь общую ванную комнату, общую кухню, столовую и удобства с другими единицами.

Размер:

• Стандарт: 140–200 SF
• В среднем: 175 SF
• Минимум: 70 SF

Статус разработки: Разрешено в определенных зонах

2.

Микро

Описание: Квартира или таунхаус, состоящий не более чем из восьми спальных комнат (отдельная комната с отдельной ванной) и одной общей кухни или кухни/гостиной.

Размер:

• Стандарт: 150–250 SF
• В среднем: 200 швейцарских франков
• Минимум: 90 SF

Статус разработки: Запрещено (с 2014 г.)

3. СЕДУ

Описание: Очень компактная обычная однокомнатная квартира с кухней, ванной и гардеробной. Максимально допустимая общая площадь пола составляет 320 SF — все, что больше, является эффективным жилым помещением (EDU).

Размер:

• Стандарт: 240–320 SF
• В среднем: 275 SF
• Минимум: 240 SF*

* Минимального размера SEDU не существует, только минимальная жилая площадь, которая составляет 120 SF, что дает единицу 240 SF.

Статус разработки: Разрешено

В миксе

Разнообразие вариантов небольших квартир началось с того, что застройщики проектировали квартиры с учетом различных потребностей жильцов.

Например, застройщики, строящие микро- и многоквартирные дома, стремились удовлетворить потребности жителей, ищущих наиболее доступное жилье.Для этого они сделали их меньше и свели к минимуму обновления. Этих типов квартир «достаточно» — они предоставляют подходящему арендатору жилье в его любимом районе в среднем за 1000 долларов.

SEDU

, как правило, немного более навязчивы, привлекая арендаторов, которые планируют остаться более чем на год и более чем по доступной цене. Эти единицы больше похожи на дома, и в них будет более качественная отделка и несколько дополнительных опций, таких как варочная панель, большой холодильник, раскладная кровать, стиральная машина и сушилка.В результате арендная плата будет ближе к $1,200 – $1,300. Сегодня SEDU являются важнейшими компонентами юнит-миксов для многих рыночных разработок.

Ищете самую последнюю и лучшую статистику по единицам эффективности? Ознакомьтесь с нашим последним исследованием эффективности!

Что такое эффективная квартира?

Хотите переехать в оживленный центр города, такого как Сан-Франциско или Нью-Йорк? Жизнь в этих дорогих городах может потребовать аренды меньшего пространства, например, квартир или студий.

Экономичные квартиры и квартиры-студии похожи, но имеют несколько ключевых отличий. Не знаете, что такое эффективная квартира, но продолжаете видеть их в поиске квартиры? Мы вас прикрыли!

Что такое эффективная квартира?

Экономичные квартиры очень похожи на студии, но имеют несколько важных отличий. Экономичные квартиры, как правило, меньше, чем студии, и имеют меньше функций.

В экономичных квартирах, скорее всего, не будет отдельной кухни, как в квартирах-студиях.Вместо этого в экономичных квартирах будет небольшая кухня.

Ванные комнаты в экономичных квартирах часто меньше, чем ванные комнаты в студиях. Вместо ванны и душа можно просто принять душ. У вас также, вероятно, будет меньше места в ванной комнате.

Что такое квартира-студия?

Хотя планировка квартир-студий различается, большинство из них имеют схожую планировку. Квартиры-студии — это, по сути, одна совмещенная комната. Ваша кухня, спальня и гостиная будут находиться в одном пространстве. В то время как в квартире с одной спальней есть гостиная и спальня, в квартирах-студиях они сочетаются. Этот тип планировки будет иметь отдельную ванную комнату. Хотя у вас, скорее всего, не будет недвижимости, чтобы развлекать гостей в студии, это хороший выбор для арендатора, живущего в одиночестве.

Эффективность и квартиры-студии

Несмотря на то, что они имеют много общего, между студиями и квартирами-студиями есть четыре ключевых различия.

1. Размер

Площадь квартир-студий обычно составляет около 500-600 квадратных футов.В некоторых многоквартирных домах вы можете найти гораздо большие студии со свободной планировкой и большой площадью. Экономичные квартиры почти всегда будут немного меньше, чем стандартные студии.

2. Кухня

Экономичные квартиры обычно меньше, чем студии, потому что у них меньше кухонное пространство. Во многих студиях будет полноразмерная полнофункциональная кухня. Кухни-студии, как правило, оснащены типичными приборами и достаточным столовым пространством.

В эффективной квартире вы, скорее всего, найдете какой-нибудь вариант мини-кухни. Мини-кухня – это уменьшенная версия кухни с меньшим количеством бытовой техники. У вас, вероятно, будут такие вещи, как мини-холодильник и плита только с одной или двумя конфорками. Если вы не любите готовить, эта установка может вам подойти. Если вы любите готовить, эффективная квартира не будет вашим лучшим выбором.

Однако есть способы оптимизировать организацию и сделать вашу маленькую кухню больше.

3. Цена

Квартиры класса «люкс», как правило, имеют немного более низкую арендную плату, чем студии, но разница не слишком существенна. Если у вас ограниченный бюджет, эта экономия может иметь решающее значение при выборе между квартирами-студиями и квартирами-студиями.

Если разница в цене незначительна, решающими факторами должны стать местоположение, планировка квартиры и многоквартирный дом.

4. Вместимость

В эффективной квартире вам в значительной степени нужно жить одному. Жить с соседом по комнате будет очень тесно. Если вы не ведете очень минималистский образ жизни, лучше избегать такой ситуации.

В большой студии вы могли бы зарабатывать на жизнь работой соседа по комнате. Это, конечно, не идеально, но проще создать жилое пространство с дополнительными квадратными метрами студии. Если вы планируете арендовать студию с партнером, убедитесь, что вам удобно делить много личного пространства!

Преимущества проживания в экономичной квартире

Есть несколько дополнительных преимуществ проживания в небольшой квартире, которую предлагает эффективная квартира.Не позволяйте небольшому пространству отпугнуть вас, прежде чем рассмотреть преимущества!

1. Местоположение

Местоположение играет огромную роль в любом поиске квартиры. Если вы рассматриваете эффективную квартиру, вы, вероятно, планируете жить в шумной части города.

Возможно, вы сможете позволить себе квартиру с одной спальней в двадцати минутах езды от центра города. Но если выбор небольшой квартиры позволяет вам жить в центре города, дополнительные преимущества огромны. Прогуляйтесь до своих любимых мест в центре города вместо того, чтобы ехать на машине.Прогулка до офиса в центре города вместо того, чтобы ездить на работу и сидеть в пробке.

Если вы мечтаете жить в оживленном районе города, возможно, вам поможет небольшая квартира.

2. Экономия денег

Проживание в экономичной квартире может сэкономить кучу денег. Если вы планируете жить в желаемом месте, но у вас ограниченный бюджет, экономичные апартаменты — хороший доступный вариант.

Аренда всегда самая дешевая для таких типов планировок. Отказ от квартиры с одной спальней в пользу эффективной квартиры может сэкономить вам сотни на аренде.

Помимо более низкой арендной платы, вы получите еще большую экономию от проживания в маленькой квартире. Вам нужно меньше мебели, меньше декора, и вы потратите меньше на коммунальные услуги. Прежде чем принять решение, обязательно учтите эти сбережения.

3. Расхламление

К сожалению, жизнь в маленькой студии или квартире означает, что у вас меньше места для хранения. Недостаток места на прилавке и гардеробной для некоторых может стать препятствием. Другие могут увидеть в этом возможность попрощаться с некоторыми из ваших бесполезных вещей.Вы дважды подумаете, прежде чем тратить деньги на ненужные вещи. Еще больше экономии!

4. Меньше уборки

Не переносите уборку? Квартиры класса «Эффективность» могут стать для вас идеальной парой!
Арендуйте квартиру с гораздо меньшей площадью, и вам придется намного меньше убираться. Мало того, что у вас меньше места для ухода, но если вы сократите количество одежды, это также означает меньше стирки!

Продали маленькую квартиру? Считаете, что однокомнатная квартира – лучший вариант? Что бы вы ни искали, пусть Список квартир поможет вам найти ваш следующий дом.Просто используйте викторину выше!

Границы | Эффективность водопользования: достижения и проблемы в условиях меняющегося климата

Введение

Эффективность использования воды (WUE) — это понятие, введенное 100 лет назад Бриггсом и Шанцем (1913), показывающее взаимосвязь между продуктивностью растений и потреблением воды. Они ввели термин WUE как меру количества биомассы, произведенной на единицу воды, используемой растением. С тех пор по этой теме было написано бесчисленное количество оригинальных статей и обзоров, самый последний из которых Бассо и Ритчи (2018) демонстрирует, что кукуруза ( Zea mays L.) производительность может быть увеличена без изменения нормы водопотребления, что приведет к увеличению ЭПВ. Это важное наблюдение, поскольку преобладающая гипотеза WUE (рисунок 1) основана на том, что продуктивность растений увеличивается с увеличением водопотребления, а для повышения WUE потребуется увеличить водопотребление сельскохозяйственных культур. Чтобы понять, как изменение климата может повлиять на WUE, необходимо определить, как изменение климата повлияет на рост растений и использование воды растениями. Чтобы достичь этого понимания, мы должны исследовать WUE на уровне листа, растения и полога в ответ на изменение климата.

Рисунок 1. Обобщенный вид эффективности использования воды в зависимости от использования воды культурой по отношению к производству биомассы или зерна.

В этом обзоре мы рассмотрим потенциальные изменения в WUE на нескольких уровнях предприятий, чтобы определить, где в WUE можно внести потенциальные улучшения. Если мы рассмотрим концепцию использования воды растением, то увидим разницу между процессами, которые происходят на уровне листа по сравнению с уровнем кроны. На уровне листа использование воды контролируется доступной энергией, воздействующей на лист, дефицитом давления пара и аэродинамическим обменом, но регулируется устьичной проводимостью ( g _s ).В то время как на уровне растительного покрова процессы включают обмен энергией на поверхности почвы и в растительном покрове, а потеря воды представляет собой комбинацию испарения с поверхности почвы и транспирации из растительного покрова. Комбинация испарения и транспирации называется эвапотранспирацией (ET), и в литературе по WUE растений широко используется использование воды сельскохозяйственными культурами в качестве показателя WUE. Эти конкретные термины необходимо тщательно оценивать при интерпретации результатов, полученных в разных исследованиях, или при сравнении исследований.

Изменение климата

Существует четыре фактора изменения климата, которые влияют на использование воды растениями. Этими факторами являются: увеличение концентрации двуокиси углерода (CO ₂ ), повышение температуры, более изменчивые осадки и колебания влажности. Прогнозы изменения климата являются результатом комбинированного набора имитационных моделей с использованием различных сценариев изменений концентраций двуокиси углерода (CO ₂ ) и связанных с ними воздействующих функций (Collins et al., 2013). Текущие концентрации CO ₂ составляют почти 400 частей на миллион в 2018 году и, по прогнозам, увеличатся до диапазона 794–1142 частей на миллион к 2100 году без каких-либо сценариев снижения (Collins et al., 2013). Эти выводы были обобщены на основе отчетов Trenberth (2011) и Collins et al. (2013) как:

(1) Средние глобальные температуры будут повышаться на протяжении 21-го века, если концентрации CO ₂ продолжат увеличиваться, а в соответствии с самым высоким сценарием выбросов CO ₂ увеличение составит от 2. от 6 до 4,8°С.

(2) Температурные изменения не будут одинаковыми в регионах, где поверхность суши прогревается сильнее, чем над океанами.

(3) Повышение глобальной температуры приведет к большему количеству экстремально высоких температур и меньшему количеству экстремальных холодов как в дневном, так и в сезонном масштабах времени.

(4) Количество осадков увеличится с повышением глобальной средней приземной температуры и может увеличиться на 1–3% °C ^-1 ; однако эти изменения будут иметь существенные пространственные различия.

(5) Водоудерживающая способность воздуха увеличивается на 7% °C ^-1 .Воздух может поглощать больше воды, и водяной пар склоняется. Это приводит к более высокой интенсивности осадков, т. е. к большему количеству осадков за каждый случай дождя.

(6) Годовое испарение с поверхности будет увеличиваться с повышением температуры; однако над сушей испарение будет связано с осадками.

Эти изменения климата повысят потребность сельскохозяйственных культур в атмосферной воде и увеличат вероятность ограничения доступности почвенной влаги из-за повышенных колебаний количества осадков в течение вегетационного периода и даже в большей степени в почвах с ограниченной водоудерживающей способностью. Например, Сяо и др. (2013) заметили, что пространственные закономерности потоков углерода и воды зависели от годовых температур, осадков и продолжительности вегетационного периода, когда они сравнили эти потоки в диапазоне широт с использованием систем вихревых ковариационных потоков. Эти типы сравнений определяют факторы, связанные с ЭПВ различных экосистем, и они обнаружили, что ЭПВ связана с годовыми осадками, валовой первичной продуктивностью (ВПП) и продолжительностью вегетационного периода (Xiao et al., 2013). По сравнению с ними леса и прибрежные водно-болотные угодья имели более высокий показатель WUE, чем пастбища и пахотные земли.Годжу и др. (2013a) обнаружили, что в Китае WUE кукурузы ( Z. mays L.), пшеницы ( Triticum aestivum L.) и картофеля ( Solanum tuberosum L.) увеличились за последние 50 лет, что они объяснили к повышению температуры и уменьшению количества осадков. Ожидается, что прогнозируемые изменения климата приведут к увеличению площадей, подверженных засухе во всем мире (Dai, 2013; Feng and Fu, 2013; Fu and Feng, 2014; Huang et al. , 2015). Влияние увеличения засухи на чистую первичную продуктивность было замечено Чжао и Бегоном (2009), где они обнаружили сокращение углерода на 55 петаграммов из-за засухи.Засуха повлияет на продуктивность, и на протяжении всей этой статьи мы будем исследовать механизмы повышения эффективности использования сельскохозяйственных систем, чтобы воспользоваться преимуществом ограниченного водоснабжения.

Конечные процессы

Один из способов изучить влияние изменения климата на WUE — начать с листового уровня. Взаимодействие изменяющегося CO ₂ и водного и температурного режимов будет наиболее очевидным на уровне листа, потому что нет искажающих эффектов архитектуры полога или взаимодействий почвенной среды на WUE.Было предложено два способа расчета WUE на уровне листа. Мгновенная WUE рассчитывается как чистая скорость фотосинтеза ( A _n ), деленная на скорость транспирации ( E ). Еще одним показателем является внутренняя WUE, которая рассчитывается как A _n , деленное на g _s .

WUE на уровне листьев имеет характерный характер в зависимости от пути карбоксилирования, т. Е. Фотосинтеза C ₃ , фотосинтеза C ₄ и метаболизма крассуловой кислоты (CAM).Растения C ₄ имеют более высокую собственную WUE, чем растения C ₃ , благодаря более высокому A _n и более низкому g _s (Taylor et al., 2010). Сравнение растений С ₃ и С ₄ с крассулокислым метаболизмом (КАМ) обнаруживает совершенно иной характер реакции устьиц на условия внешней среды. Males and Griffiths (2017) представляют обзор устьичных процессов у растений CAM и преимуществ в засушливых условиях.Бартлетт и др. (2014) предложили модель для описания накопления яблочной кислоты в растениях САМ и того, как это реагировало на динамику рубиско в модели ассимиляции углерода листьями. WUE растений CAM довольно высока по сравнению с растениями C ₃ и C ₄ из-за этого уникального цикла фиксации и хранения углерода в течение суточного цикла. Ян и др. (2015) предложили серию потенциальных исследований для улучшения понимания потенциального использования растений CAM как части путей обеспечения продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата.

Стресс от теплового и водного дефицита и ограничения радиации

Климатические изменения могут вызвать или ослабить абиотический стресс для растения, то есть (1) стресс от дефицита воды и (2) тепловой стресс. Совместное влияние стресса от жары и дефицита воды на продуктивность растений было обобщено Hatfield et al. (2011) для сельскохозяйственных культур и Izaurralde et al. (2011) для пастбищных и пастбищных растений. Хэтфилд и др. (2018) при оценке причин снижения урожайности на Среднем Западе обнаружили, что сочетание высоких температур в период опыления и налива зерна в сочетании со стрессом от дефицита воды, вызванным количеством осадков ниже нормы в период налива зерна, объясняет колебания урожайности по годам.Стресс дефицита воды может быть вызван изменениями в доступной воде и дефицитом давления пара (ДПД). Тепловой стресс может быть вызван повышением температуры окружающего воздуха, а при отсутствии стресса дефицита воды продуктивность снижается (Hatfield, 2016).

Были проведены многочисленные оценки воздействия повышенных температур или засухи на продуктивность сельскохозяйственных культур (Long and Ort, 2010; Lobell et al., 2011, 2013, 2014). Новое наблюдение Vanzo et al. (2015) показали разницу в выбросах изопрена тополем ( Populus spp.) и обнаружили различия между излучающими (IE) и неизлучающими (NE) изопреновыми растениями. При воздействии жарких и сухих условий скорость хлоропластного транспорта электронов у растений NE нарушалась, в то время как у растений IE сохранялись значения, аналогичные не подвергавшимся стрессу контролям. Во время восстановления после жаркого и засушливого воздействия растения IE достигли более высокой дневной чистой скорости ассимиляции CO ₂ по сравнению с генотипами NE. Изучение изменений выделения летучих веществ растениями в сочетании с наблюдениями за ферментативной активностью может начать выявлять различия между растениями в их реакции на высокие температуры, дефицит воды, а также колебания светового режима. Реакции на уровне листьев сложны из-за внутренних изменений ферментативной активности в ответ на воздействие окружающей среды. Иллюстрацией этого являются недавние наблюдения Slattery et al. (2018), в которых они наблюдали Rubisco, активазу Rubisco (Rca), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу (GAPDH), Fru-1,6-бисфосфатазу (FBPase), седогептулозо-1,7-бисфосфатазу (SBPase) и фосфорибулокиназу ( PRK), где изменяется в ответ на изменение освещения. Эти абиотические стрессы связаны и дополнительно взаимодействуют с увеличением СО ₂ .

Увеличение окружающего CO

₂ Концентрация

Единственный эффект увеличения CO ₂ на A _n и WUE, как правило, положительный, потому что увеличивается градиент между окружающим воздухом и межклетниками, а в присутствии света CO ₂ внутри листа уменьшается. быстро превращаются в углеводы. Если мы примем кинетическую модель, описанную Чарльзом-Эдвардсом (1971) и перерисованную на рис. 2, то связь между поглощением CO ₂ и потерей воды листом станет очевидной.Определяющими факторами в этой кинетической модели являются коэффициент диффузии, аналогичный г _с . Если сравнивать обменные процессы CO ₂ внутри листа и паров H ₂ O, то динамика обменных процессов определяется g _s для водяного пара и g _s и проводимостью мезофилла. ( г _м ) для фотосинтеза (Lawson and Blatt (2014). Именно поэтому WUE увеличивается в стрессовых условиях дефицита воды – снижение A _n меньше, чем снижение E или г _с .Earl (2002) не обнаружил существенной разницы в A _n , но ниже g _s у генотипов сои с более высоким WUE. Bierhuizen и Slatyer (1965) одними из первых объяснили взаимосвязь, наблюдаемую между E и A _n для разных видов, обусловленную изменением дефицита насыщения и концентрации CO ₂ . Они показали увеличение WUE хлопка ( Gossypium hirsutum L.) с увеличением уровней CO ₂ при всех уровнях освещения, падающих на лист (рис. 3).Однако реакция растений фотосинтеза C ₃ и фотосинтеза C ₄ на рост CO ₂ различна. Положительный эффект наблюдается у растений С ₃ , так как СО ₂ является лимитирующим фактором за счет функционирования пути карбоксилирования. C ₄ растения мало влияют на повышенное содержание CO ₂ при оптимальных условиях почвенной влаги; только в условиях стресса засухи высокие уровни CO ₂ полезны из-за частичного закрытия устьиц, что снижает транспирацию, и способности растений C ₄ ассимилировать углерод, даже когда устьица закрыты (Lopes et al., 2011).

Рис. 2. Схема обмена паров CO ₂ и H ₂ O из атмосферного воздуха в межклетники листа.

Рисунок 3. Реакция эффективности использования воды листьями хлопчатника в зависимости от изменения CO ₂ и уровней падающего света при постоянной скорости ветра 2,4 см сек ^-1 . Данные взяты из Bierhuizen and Slatyer (1965).

Взаимодействие климатических параметров и CO на уровне листьев

₂

Ю и др.(2009) представили обзор роли изменения транспирации в использовании воды сельскохозяйственными культурами, и понимание комбинированной реакции климатических воздействий на ассимиляцию углерода и использование воды будет иметь ключевое значение для количественной оценки последствий изменения климата. Поэтому важно наблюдать за взаимодействием CO ₂ , температуры и водного режима, чтобы понять WUE в меняющемся климате.

Хотя повышенное содержание CO ₂ может смягчить стресс от дефицита воды, оно не может компенсировать усиление теплового стресса и даже может быть неблагоприятным, поскольку E снижается, а температура листьев повышается (Lopes et al. , 2011). Аллен и др. (2003) использовали сою [ Glycine max (L.) Merr.] для оценки влияния CO ₂ и температуры на WUE, температуру листвы и проводимость кроны. Они использовали комбинацию температур воздуха в небольших камерах, чтобы подвергнуть листья сои воздействию различных температур, VPD и концентраций CO ₂ . Проводимость листа не реагировала на увеличение содержания CO ₂ , но на нее влияла температура, при этом более низкая проводимость проявлялась при более высоких температурах.На потребление воды не повлияло увеличение содержания CO ₂ , но оно увеличилось при более высоких температурах. Общий результат заключался в том, что WUE уменьшалась с повышением температуры, но увеличивалась с увеличением CO ₂ при каждом температурном режиме.

Другим осложняющим фактором в этом типе эксперимента является изменение VPD воздуха с изменением температуры и эффект обратной связи на температуру листа. Изменение температуры воздуха, окружающего лист, изменит температуру листа и напрямую повлияет на градиент водяного пара между листом и атмосферой. На этот градиент влияет давление водяного пара внутри листа (e; кПа), которое связано с температурой листа (T; °C) и может быть рассчитано по уравнению Тетенса (Monteith and Unsworth, 2013):

e=0,61078*exp [17,269*T/(T+237,3)]                (1)

Атмосферные факторы, влияющие на энергетический баланс и температуру листьев или кроны деревьев, влияют на внутреннее давление водяного пара и, в конечном счете, на потребление воды. Повышение температуры воздуха напрямую повысит температуру растительного покрова, давление водяного пара в листьях и транспирацию.Реакцию, показанную на рисунке 3, можно ожидать на уровне листьев, поскольку поглощение CO ₂ в большей степени контролируется градиентом концентрации от листьев к воздуху, чем г _с или коэффициентом диффузии. Градиент концентрации CO ₂ велик, потому что внутренняя концентрация в мезофилле близка к нулю, создавая большой градиент от окружающего воздуха к листу. Это контрастирует с градиентом пара H ₂ O, который находится в состоянии насыщения непосредственно внутри устьичной замыкающей клетки, а концентрация водяного пара определяется температурой воздуха и удельной влажностью. Различия в этих двух градиентах показывают, что листья будут более эффективны в процессе фотосинтеза, чем в процессе транспирации, и будут демонстрировать предпочтительный сдвиг в сторону большей WUE на уровне листа, потому что A _n будут затронуты больше, чем E . Эль-Шаркави и Кок (1984) сравнили различные сорта маниоки ( Manihot esculenta Crantz) и обнаружили, что WUE снижается с увеличением VPD. Если мы распространим это на виды и сценарии изменения климата, то влажность воздуха в ответ на изменение температуры окажет значительное влияние на WUE.Следует с осторожностью относиться к более старой литературе, потому что влияние быстро меняющегося CO ₂ не было частью оценок исследований, а доступность воды, температура и влажность были основными переменными.

Генетический ответ на WUE

Понятие ВУЭ, наряду с другими параметрами, было предложено в селекции растений для выявления водопотребляющих генотипов, эффективных в условиях меняющихся климатических режимов, теплового и водно-дефицитного стресса и взаимодействия между ними. Вариации среди генотипов WUE были обнаружены у ряда видов сельскохозяйственных культур, включая ячмень (Hubick and Farquhar, 1989), вигну [ Vigna unguiculata (L.) Walp.] (Ismail and Hall, 1992; Ashok et al., 1999), арахис ( Arachis hypogaea L.) (Hubick et al., 1988; Wright et al., 1994), сорго [ Sorghum bicolor (L.) Moench.] (Donatelli et al., 1992), соя (Mian et al., 1996; Hufstetler et al., 2007), хлопчатник высокогорный и пима ( G. barbadense L.) (Quisenberry and McMichael, 1991; Saranga et al., 2004; Fish and Earl, 2009) и пшеницы (Ehdaie and Waines, 1993; Van Den Boogaard et al., 1997; Siahpoosh et al., 2011; Siahpoosh and Dehghanian, 2012).В недавнем метаанализе Gago et al. (2014) обнаружили, что WUE на уровне листа представляет собой сложный признак, зависящий от физиологических реакций, которые связывают g _m и g _s , причем ключевой переменной являются факторы, влияющие на процесс фотосинтеза на уровне листа. Флексас и др. (2014) предложили соотношение г _м / г _с в качестве ключевых переменных, связанных с поглощением CO ₂ листом. Гаго и др.(2014) обнаружили, что частота дыхания была ключевым фактором WUE, поскольку усиление дыхания снижало чистое поглощение углерода (C) листом. Они предположили, что генетический скрининг растений на предмет характеристик, непосредственно связанных с эффективностью фотосинтеза или сниженным дыханием, поможет понять потенциальное воздействие изменения климата на WUE. Peng и Krieg (1992) при сравнении генотипов зернового сорго обнаружили, что различия в WUE между генотипами были связаны с A _n и площадью листа, поскольку между генотипами было мало различий в использовании ими воды.У арахиса ( A. hypogaea L.) Craufurd et al. (1999) обнаружили, что на WUE влияет удельная площадь листа (толщина листа) и различение изотопов углерода с различиями между арахисом виргинским ( A. hypogaea L. spp. fastigiata) и испанским арахисом ( A. hypogaea L. spp. hypogaea). ) генотипы. В этих экспериментах наблюдалось взаимодействие между WUE и высокими температурами из-за влияния на конкретную площадь листа, и было высказано предположение, что конкретная площадь листа может быть параметром, полезным для скрининга среди генотипов на WUE.В то время как Исмаил и Холл (1992) предположили, что различение изотопов углерода является хорошим критерием отбора вигны [ V. unguiculata (L.) Walp.]. В своем исследовании, сравнивая эти генотипы, они обнаружили вариацию 19% во влажных условиях и вариацию 23% в сухих условиях. Рамирес Буилес и др. (2011) сравнили шесть генотипов фасоли обыкновенной в условиях стресса дефицита воды в теплице и обнаружили различия в эффективности транспирации и WUE, и смогли расширить эти результаты, чтобы показать различия в WUE при выращивании фасоли в полевых условиях.Аналогичные результаты были получены Siahpoosh et al. (2011) для мягкой пшеницы с WUE в диапазоне от 5,092 до 7,296 кг/га 90 350 -1 90 351 мм 90 350 -1 90 351 в зависимости от уровня дефицита воды, воздействующего на сорта. Они предположили, что общая произведенная биомасса и ET сортов в течение сезона были ценным инструментом скрининга (Siahpoush et al., 2011). Хуфстетлер и др. (2007) и Fish and Earl (2009) использовали эпидермальную проводимость адаптированных к темноте листьев сои и хлопчатника в качестве фенотипического признака, связанного с WUE, и обнаружили отрицательную связь между эпидермальной проводимостью и WUE.Кромдейк и др. (2016) обнаружили в условиях меняющегося освещения, что взаимопревращение виолаксантина и зеаксантина в цикле ксантофилла привело к увеличению продуктивности на 15%, и предполагают, что скрининг реакции растений на переменное освещение может дать представление об увеличении эффективности фотосинтеза. Возможность идентифицировать признаки, связанные с WUE, поможет провести скрининг генетического материала на предмет их реакции на изменяющийся климат. Сравнения между видами и внутри видов не новы, Браун и Симмонс (1979) продемонстрировали, что кажущийся фотосинтез и транспирация в условиях дефицита воды связаны с WUE и могут использоваться в качестве инструментов для оценки генетического материала. Гебрекирстос и др. (2011) использовали изотопный состав углерода древесины в качестве косвенного показателя WUE для древесных пород в течение примерно 30 лет. Авторы определили разные стратегии засухи у видов, что может помочь сделать выводы об адаптации к изменению климата в будущем. Сонг и др. (2015) смогли показать, что WUE изменяется с возрастом дерева, используя изотопный метод углерода на монгольской сосне ( Pinus sylvestris var. mongolica ).

Также была критика использования WUE на уровне листьев для определения водосберегающих растений.Одним из недостатков является сложность масштабирования от листа до уровня кроны (см. Также раздел ниже). Медрано и др. (2015) предостерегли от использования измерений WUE листьев для масштабирования до WUE всего полога из-за потенциального искажающего эффекта положения листа по отношению к режиму фотосинтетически активной радиации (ФАР) и потребности листа в воде. Микроклимат, окружающий отдельный лист, будет определять WUE, что предполагает, что если листья используются для связи с реакциями на уровне кроны, то следует использовать состав листьев, который будет более точно отражать крону. Блюм (2009) отверг концепцию WUE для селекции растений, потому что генотипы могут увеличивать уровень WUE на листьях только путем активации признаков растений, ответственных за снижение E , а не путем увеличения A _n . В конечном итоге это привело бы к генотипам с пониженной урожайностью и засухоустойчивостью. Вместо этого автор предложил оценить эффективное использование воды (EUW), которое фокусируется на генотипах, способных максимизировать захват почвенной влаги для транспирации. Наше понимание реакции растений на изменение окружающей среды CO ₂ продолжает улучшаться, одной из таких реакций является изменение плотности устьиц, наблюдаемое Caine et al.(2019) у риса и эволюцию в направлении изменения плотности устьиц от C ₃ до C ₄ растений (Way et al., 2014). Использование более продвинутых методов, например, различение изотопов углерода (Cernusak, 2018; Gao et al., 2018a) или молекулярной генетики (Avramova et al., 2018), обещает дать новый взгляд на понимание этих связей.

Реагирование на уровне растений и навесов

Каждый вид растений имеет уникальное расположение набора одиночных листьев, а навесы состоят из расположения растений в соответствии с определенной культурной практикой, например.г., междурядье. Расположение растений создает разнообразное воздействие солнечной радиации, т. е. режимы ФАР на листья растения и на почву, как показано на следующей диаграмме (рис. 4). Использование воды растениями или транспирация будет регулироваться комбинацией физиологических и морфологических характеристик (Kimball, 2007), в то время как испарение почвенной воды зависит от энергии на поверхности почвы (Ritchie, 1972). На фотосинтез и, в конечном счете, на производство сухого вещества будет влиять перехват ФАР растительным покровом.Для однолетних культур это создает ряд уникальных микроклиматов в пологе в течение всего вегетационного периода, в то время как для многолетних культур изменения в течение вегетационного периода могут быть не такими значительными из-за более постоянного размера полога.

Рис. 4. Схема распределения энергии на поверхности растения и почвы и проводимости на уровне полога для полога, расположенного рядами.

По мере развития растительного покрова в течение вегетационного периода увеличение площади листьев пропорционально скорости роста, а транспирация увеличивается линейно с площадью листьев (Ritchie, 1972).По мере того, как индекс площади листьев (LAI) навеса приближается к 4, E увеличивается медленнее, поскольку навес полностью поглощает свет. Общий фотосинтез кроны демонстрирует аналогичную реакцию с уменьшением скорости фотосинтеза кроны при LAI > 4. На этом этапе роста и развития A _n и E напрямую связаны с энергией, доступной кроне. Взаимное затенение и интерференция между листьями становятся доминирующими факторами в определении скорости изменения фотосинтеза и транспирации, и происходит разъединение этих реакций с изменениями LAI выше 4 (Ritchie, 1972; Villalobos and Fereres, 1990; Sau et al. , 2004).

Динамика углерода и воды на уровне купола

Рост растений и накопление углерода в растительном материале на уровне полога и экосистемы описывается GPP и чистой продуктивностью экосистемы (NEP). GPP в наземных экосистемах определяется как общее количество C, ассимилированного фотосинтетической деятельностью растений. Высокий GPP в Северном полушарии создается в Кукурузном поясе США из-за крупномасштабного выращивания кукурузы, которая является растением C ₄ (Guanter et al., 2014). Хотя кукурузу часто выращивают в чередовании с соей, чтобы использовать азот, остающийся от бобовых культур, Dold et al. (2017) обнаружили, что у кукурузы положительный баланс углерода, а у сои — отрицательный. Чистая первичная продукция (ЧПП) представляет собой сумму потерь ГПП и углерода при автотрофном дыхании (т. е. при дыхании растений; RA) (Noble et al., 2000):

GPP=NPP-RA                  (2)

Обратите внимание на соглашение о знаках; потоки из атмосферы в биосферу положительны, и наоборот . Следовательно, минимальный GPP и максимальный RA равны нулю, а NPP может быть положительным или отрицательным. Были предложены альтернативные обозначения знаков и пороговые значения (Roxburgh et al., 2005). Глобальный NPP оценивается в 60 Гт C в год ^-1 , что означает, что около половины ассимилированного C теряется в результате автотрофного дыхания (Noble et al., 2000). Чистая продукция экосистемы (NEP) рассчитывается как сумма GPP и дыхания экосистемы (RE) (например, Dold et al., 2017):

GPP=NEP-RE                  (3)

RE определяется как сумма RA и гетеротрофного дыхания, то есть минерализации почвы из эдафона и разложения мертвого органического материала.Глобальный NEP оценивается в 10 Гт C в год ^-1 . Чистая продукция биома (NBP) представляет собой количество углерода, хранящегося в биоме или экосистеме, и может быть рассчитана как разница между NEP и количеством углерода, введенного в биом (например, органическое удобрение) и покидающего систему (например, , выход, растворенный углерод в воде, огонь). NBP варьируется в зависимости от биома и в глобальном масштабе приближается к ±1 Гт в год ^-1 в глобальном масштабе (Noble et al., 2000).

Одним из наиболее часто используемых методов количественной оценки использования воды сельскохозяйственными культурами является уравнение Пенмана-Монтейта (Allen et al., 1998, 2005):

λET=Δ * (Rn−G) + pa*Cp*VPDraΔ + γ*(1+rsra)                   (4)

Где: λET = поток скрытого тепла (МДж м ^-2 с ^-1 ), R _n = чистое излучение (МДж м ^-2 с ^-1 ), G = тепловой поток почвы (МДж м ^-2 s ^-1 ), p _a = средняя плотность воздуха при постоянном давлении (кг м ^-3 ), C _p = удельная теплоемкость воздуха (МДж кг ^-1 °C ^-1 ), Δ = наклон зависимости давление пара насыщения от температуры (кПа °C ^-1 ), VPD = дефицит давления пара (кПа), γ = психрометрическая постоянная (кПа °C ^-1 ), r _s = поверхностное сопротивление (см ^-1 ), r _a = аэродинамическое сопротивление (см ^-1 ).

Общее использование воды сельскохозяйственными культурами может быть разделено на компонент испарения почвенной влаги и компонент транспирации, и в сочетании они представляют собой ET или то, что обычно называют водопользованием сельскохозяйственных культур. Когда мы начинаем исследовать WUE в масштабе растительного покрова, становится важным понять, как климат влияет на каждый из этих компонентов в континууме почва-растения-атмосфера.

На уровне листьев существует прямая связь с WUE, вызванной увеличением CO ₂ из-за одновременного увеличения A _n и снижения g _s .На уровне листа и кроны прямая взаимосвязь между WUE и изменениями климатических параметров менее очевидна и часто не поддается обнаружению (Polley, 2002). Основная причина отсутствия реакции связана с температурной реакцией данного вида и взаимосвязью реакции роста на изменение температуры и скорости использования воды растительным пологом (Polley, 2002). Для оценки WUE на уровне полога требуется методология для количественной оценки накопления сухого вещества и использования воды пологом.Один из способов оценки WUE состоит в том, чтобы разделить GPP на ET, включая обмен H ₂ O и CO ₂ как на поверхности почвы, так и в растительном покрове. Бир и др. (2009) попытались связать WUE с растительным пологом, умножив WUE на уровне полога на VPD дневного света в качестве косвенного показателя проводимости полога и назвали это присущей эффективностью использования воды (IWUE ^∗ ). Другой метод WUE представляет собой отношение накопленной биомассы или произведенного урожая к использованной воде (например, Monteith et al., 1991; Droppelmann et al., 2000; Бай и др., 2016). Бай и др. (2016) также использовали водоэквивалентный коэффициент (WER) для оценки WUE в системах смешанного земледелия.

WER=WUEint,AWUEmono,A+WUEint,BWUEmono,B                   (5)

Где: WUE _mono – это WUE монокультуры, а WUE _int – это WUE промежуточных культур культур A и B соответственно.

A WER > 1 указывает на то, что потребление воды было ниже в смешанных насаждениях по сравнению с однокультурными насаждениями и наоборот .

Воздействие CO

₂ в атмосфере на водопользование

Влияние повышенного содержания CO ₂ на сезонное использование воды сельскохозяйственными культурами наблюдалось Bernacchi et al. (2007), когда они обнаружили, что контрольные участки извлекают доступную почвенную воду, и урожай становится ограниченным в воде. Напротив, на участках с повышенным содержанием CO ₂ устьица оставались открытыми, и растения продолжали испаряться из-за сохранения воды, вызванного повышенным содержанием CO ₂ .Соя, выращенная при повышенном уровне CO ₂ , продолжала фотосинтез и рост дольше, в то время как контрольные растения прекратили рост. В условиях неорошаемого земледелия, которое часто испытывает короткие периоды засухи, чистое воздействие повышенных концентраций CO ₂ позволит сохранить почвенную влагу, тем самым поддерживая продуктивность сельскохозяйственных культур в течение большего количества дней, чем при нынешних концентрациях CO ₂ .

Рост видов C ₃ при удвоении содержания CO ₂ в атмосфере по сравнению с современными уровнями увеличит рост почти на 30% при оптимальной температуре и наличии воды (т.г., Кимбалл, 1983, 2007; Кимбалл и Идсо, 1983 г.; Кимбалл и др., 2002). При удвоении содержания CO ₂ в сое г _с уменьшилось примерно на 40% (Ainsworth et al., 2002; Ainsworth and Rogers, 2007). Эйнсворт и Лонг (2005) использовали исследования обогащения CO ₂ в воздухе для оценки реакции двух видов C ₃ и C ₄ на повышение концентрации CO ₂ от нынешних до 550–600 мкмоль моль ^-1 и не обнаружили существенных различий между видами со средним сокращением г _с на 20%.По мере уменьшения г _с происходит одновременное уменьшение потери воды в атмосферу. Ожидаемые изменения CO ₂ в течение оставшейся части этого века уменьшат транспирацию и окажут положительное влияние на WUE растений, непосредственно связанное с изменениями g _s .

Учитывая тот факт, что T тесно связан с ростом растений и достигает максимума после смыкания кроны (LAI > 4), можно ожидать, что влияние CO ₂ на изменения площади листа будет относительно небольшим.Наиболее важным фактором является продолжительность площади зеленых листьев растительного покрова, поскольку использование воды будет находиться в прямой зависимости от того, как долго сохраняется площадь листьев в течение вегетационного периода. Однако, как подытожили Hatfield et al. (2011) и Hatfield and Prueger (2015), повышение температуры увеличит скорость развития. Этот эффект особенно заметен на репродуктивной стадии сельскохозяйственных культур, когда воздействие высоких температур ускоряет скорость созревания, и это происходит в цикле роста сельскохозяйственных культур с максимальным использованием воды (Hatfield, 2016).Конечным результатом повышения температуры будет сокращение сезонного водопотребления из-за сокращения площади листьев и цикла роста. Переход к культурам с более длительным вегетационным периодом или многолетним культурам увеличит потребление воды сезонными культурами из-за большей продолжительности площади листьев. Любая из этих культур при воздействии повышенного содержания CO ₂ демонстрирует снижение г _с (Kimball and Idso, 1983; Morison, 1987; Wand et al., 1999; Allen et al., 2003).

Взаимодействие повышенного содержания CO

₂ и ET на уровне полога

В масштабах листьев увеличение CO ₂ приводит к сохранению воды; однако в масштабе всего растения, растительного покрова или экосистемы эти реакции уменьшились из-за того, что факторы, влияющие на ET, стали преобладать над проводимостью (Field et al., 1995; Polley, 2002). Результаты варьировались для ряда культур по изменению ET с изменением CO ₂ , эти результаты зависят от того, проводились ли эксперименты в контролируемых или полевых условиях.Хуи и др. (2001) наблюдали увеличение ET с увеличением уровней CO ₂ . Джонс и др. (1985) наблюдали снижение сезонной транспирации на 12% и увеличение WUE на 51% при выращивании в условиях окружающей среды и удвоении CO ₂ . Наблюдения за пшеницей ( T. aestivum L.), проведенные André и Du Cloux (1993), показали снижение транспирации на 8% до удвоенного количества CO ₂ , в то время как Hunsaker et al. (1996, 2000) обнаружили 4-процентное снижение ET при 200 мкмоль/моль ^-1 CO ₂ увеличения содержания CO ₂ в свободном воздухе, когда вода и N были лимитирующими.Напротив, хлопок ( G. hirsutum L.) не показал изменений в ET в аналогичном эксперименте (Hunsaker et al., 1994), что они приписали большей реакции роста хлопка. Однако Редди и соавт. (2000) обнаружили, что транспирация хлопка снизилась на 8% при удвоении CO ₂ . CO ₂ в свободном воздухе Эксперименты, проведенные в Иллинойсе на сое, выращенной при 375 и 550 мкмоль/моль ^-1 , выявили снижение ET на 9–16%, при этом различия вызывали колебания температуры в разные вегетационные периоды (Bernacchi et al. , 2007).

Условия водного дефицита, вероятно, возникнут при увеличивающемся изменении количества осадков, что повысит важность понимания взаимодействия обогащения CO ₂ с климатическими факторами водообеспечения и потребности в испарении. Преимущество повышенного содержания СО ₂ в первую очередь проявится на пониженном уровне г _с , что, в свою очередь, приведет к усилению сохранения влаги в почве и уменьшению стресса от дефицита воды, обнаруживаемого при выращивании сельскохозяйственных культур в условиях периодического дефицита влаги в почве или при испарительный спрос.Уменьшение стресса от дефицита воды оказывает положительное влияние на фотосинтез, рост и урожайность, что было задокументировано для пшеницы (Wall et al., 2006) и сорго (Ottman et al., 2001; Wall et al., 2001; Triggs et al. др., 2004). В условиях водного дефицита сорго показало положительную реакцию биомассы и урожая зерна на увеличение CO ₂ ; однако эффект CO ₂ не наблюдался при выращивании культуры при полном орошении (Ottman et al. , 2001). г _с растения сорго уменьшилось на 32–37% (Wall et al., 2001) с одновременным снижением ET на 13% (Triggs et al., 2004).

Влияние температуры окружающего воздуха

Воздействие более высоких температур, как экспериментальные данные, так и имитационные модели, показывают, что положительное воздействие CO ₂ на проводимость уменьшается по мере повышения температуры. Наблюдения за температурой листьев в камерах с контролируемой средой с двукратным увеличением содержания CO ₂ показали, что температура листьев сои увеличилась на 1–2°C, сухих бобов ( Phaseolus vulgaris L.) на 1,5°C, а сорго на 2°C (Pan, 1996; Prasad et al., 2002, 2006; Allen et al., 2003). Ванд и др. (1999) провели метаанализ диких видов трав C ₃ и C ₄ , выращенных без стресса, и обнаружили, что повышенный уровень CO ₂ снижает г _s на 39% у C ₃ . и 29% у видов C ₄ . Соотношение г _s с комбинациями CO ₂ , температуры и VPD было оценено с использованием имитационных моделей урожая (Allen, 1990).В этих симуляциях увеличение концентрации CO ₂ с 330 до 800 мкмоль/моль ^-1 повысило температуру листвы почти на 1°C при низкой ДПВ в воздухе, но показало увеличение на 2,5–4°С при ДПВ в воздухе в диапазоне 1,5 и 3 кПа. Экспериментальные наблюдения за соей показали, что навесы увеличивали свою проводимость при воздействии постепенно увеличивающегося ДПД (связанного с более высокой температурой).

Повышение температуры воздуха сведет на нет положительное влияние CO ₂ на рост растений, у сои наблюдалось снижение ET на 9% при 28/18°C, но не снижение при 40/30°C (Allen et al., 2003), в то время как у риса ( Oryza sativa L.) наблюдалось снижение ET на 15% при 26°C, но увеличение при 29,5°C (Horie et al., 2000). В общем, увеличение содержания CO ₂ при умеренных температурах приводит к увеличению WUE; однако положительный эффект уменьшается по мере повышения температуры выше оптимальной для данного вида.

Существует компенсирующий эффект между повышением температуры листового полога из-за повышения температуры воздуха и увеличением площади листьев, вызванным увеличением содержания CO ₂ , что приводит к очень небольшим изменениям ET (Allen et al., 2003). Исследование уравнения. 4 представлена ​​оценка воздействия изменения климата на ET сельскохозяйственных культур. Kimball (2007) использовал данные из Марикопы, штат Аризона, для оценки изменения температуры люцерны ( Medicago sativa L.) ET и обнаружил только изменение температуры, эталонное ET увеличилось на 3,4% °C ^-1 . При оценке постоянной относительной влажности и повышении температуры годовая ET увеличилась на 2,1% °C ^-1 . При изменении абсолютной влажности, потенциально вызванном изменением осадков, произошло снижение ET на -0.2% на % изменения абсолютной влажности. Обратные связи между транспирацией и температурой листа при изменении CO ₂ были оценены Boote et al. (1997), используя модель роста сои, чтобы показать, что сезонная транспирация снизилась на 11–16% в условиях орошения и на 7% в условиях богарного земледелия, в то время как ET снизилась на 6–8% в условиях орошения и на 4% в условиях богарного земледелия. Смоделированное WUE показало увеличение от 53 до 61% и было связано с длительным использованием почвенной воды в условиях богарного земледелия.Эти исследования подчеркивают необходимость понимания взаимодействия почвенной воды, CO ₂ и температуры в течение вегетационного периода или разработки более эффективных стратегий управления, чтобы справиться с изменением климата.

Солнечное излучение

Одним из компонентов изменяющегося климата, который часто упускают из виду, но который чрезвычайно важен для роста, является режим солнечного излучения. Изменение климата приведет к увеличению облаков и, возможно, аэрозолей, что приведет к увеличению рассеянного солнечного излучения и PAR.Стэнхилл и Коэн (2001) обнаружили, что со временем в сельскохозяйственных районах наблюдалось «затемнение солнечного света», вызванное увеличением присутствия облаков и водяного пара в атмосфере. На эту тему были обзоры (например, Ruimy et al., 1995; Kanniah et al., 2012, 2013), в которых показано, что изменения в режиме солнечного излучения будут влиять на фотосинтез и GPP. В недавнем исследовании Gao et al. (2018b) оценили влияние облаков и аэрозолей на GPP кукурузы и WUE и обнаружили, что как RUE, так и WUE уменьшались линейно с увеличением ясности, т.е.е., более прямой ФАР. Кромдейк и др. (2016) заметили, что флуктуирующий свет фактически увеличивает продуктивность растений из-за воздействия на механизмы фотозащиты, в то время как Slattery et al. (2018) обнаружили, что растения C ₄ более чувствительны, чем растения C ₃ , к колебаниям условий освещения. Они объяснили эту разницу изменениями активности ферментов во время световых колебаний. В то время как у растений С ₄ наблюдалась большая чувствительность к переменному свету из-за связи между циклами оболочки пучка С ₃ и циклами мезофилла С ₄ .Дрюри и др. (2014) показали, что изменения в архитектуре растительного покрова окажут положительное влияние на общую продуктивность сельскохозяйственных культур и должны рассматриваться как компонент будущих систем земледелия. Изменение радиационной среды на более рассеянное излучение повысило как эффективность использования радиации (RUE), так и WUE из-за более равномерной световой среды на пологе кукурузы. При оценке влияния температуры и осадков необходимо учитывать изменения в среде солнечного излучения при изменении климата.

Воздействие системы земледелия на эффективность использования воды

Системы земледелия взаимодействуют с климатом, изменяя фенологию, рост, урожайность и использование воды (Hatfield et al., 2011). Изменения, которые происходят и будут происходить в связи с изменением климата, повлияют на эффективность улавливания радиации (эффективность использования радиации, RUE) и WUE. Эти два показателя связаны через динамику роста растений; однако, если мы исследуем WUE в ответ на изменение климата, мы должны знать, что эффективность растительного покрова для перехвата света будет зависеть от тех же самых переменных.Эти переменные не единственные, которые влияют на WUE, более ранние исследования, например, реакция люцерны на озон (O ₃ ) и стресс от дефицита воды, показали взаимодействие между этими факторами (Temple and Benoit, 1988). Увеличение O ₃ привело к снижению WUE из-за воздействия на старение листьев и поддержание листовой площади полога люцерны. Это показывает, что последствия изменения климата могут возникать из-за множества различных параметров, влияющих на WUE.

В последние годы в исследованиях влияния изменения климата и WUE использовались исторические наблюдения за условиями вегетационного периода в сочетании с физиологическими реакциями различных культур на температуру и CO ₂ (Guoju et al., 2013а,б). На картофеле ( S. tuberosum L.) Guoju et al. (2013b) использовали контролируемые эксперименты для манипулирования температурами, чтобы определить взаимосвязь между температурой и WUE. Они обнаружили, что WUE увеличивалась, когда температура повышалась на 1,5 ° C выше нормы, а затем начала снижаться. Интересно, что они обнаружили, что WUE начала линейно уменьшаться с увеличением годового количества осадков выше 310 мм. Они предположили, что сочетание повышенных температур и осадков влияет на скорость дыхания картофеля, что напрямую влияет на продуктивность растения. Эта концепция была предложена Reichstein et al. (2002) для вечнозеленых деревьев показывает, что земледельцы уделяют внимание влиянию климата на дыхание как фактору, способствующему WUE. В аналогичном исследовании, проведенном в полузасушливых районах северо-западного Китая, Guoju et al. (2013a) обнаружили, что для пшеницы, картофеля и кукурузы в период с 1990 по 2009 год наблюдалось повышение на 1,6 °C по сравнению с 1960–1969 годами и уменьшение годового количества осадков на 105,6 мм. Они показали, что WUE увеличилась в период 1990-2009 годов для пшеницы на 0.0011 мм м ^-2 год ^-1 , картофеля на 0,00045 мм м ^-2 год ^-1 , кукурузы на 0,0012 мм м ^-2 год ^-1 по сравнению с предыдущими значениями. Такой реакции можно было бы ожидать, если бы температуры в течение вегетационного периода не превышали оптимальные для данной культуры.

Культурные практики в масштабе Canopy Scale

Внесение удобрений и мульчирование

Изменение климата может распространяться не только на прямое воздействие на фотосинтез и использование воды растительным покровом, но и на косвенное воздействие, связанное с изменениями в культурных практиках, которые могут повлиять на реакцию растительного покрова на изменение климата. Структура этих изменений может быть показана на рисунке 4, когда мы разделяем компоненты почвы и растений при использовании воды. Например, Ли и др. (2018) оценили эффективность использования мульчи из пластика и соломы для картофеля и обнаружили, что пластиковая мульча повышает продуктивность на 24 %, а мульча из соломы — на 16 %. Это привело к увеличению ЭПВ картофеля на 29% под пластиковой мульчей и на 6% под соломенной мульчей. Эффективность методов мульчирования на WUE повышалась при осадках менее 400 мм и снижалась при осадках более 400 мм.Они обнаружили, что на WUE картофеля влияли сезонная температура воздуха, осадки, исходное плодородие почвы и использование удобрений. При сезонных температурах от 15 до 20 °C наблюдалась самая высокая ЭПВ, но она снижалась, когда температура была выше или ниже этого диапазона (Li et al., 2018). В исследовании, в котором пластиковая мульча сочеталась с плотностью растений на кукурузе, Liu et al. (2014) обнаружили, что различные виды мульчи не влияли на WUE, но пластиковая мульча увеличивала WUE по сравнению с отсутствием мульчи, и эта дополнительная вода, сэкономленная из-за уменьшения испарения воды из почвы, могла поддерживать более высокую популяцию растений. Влияние мульчи на WUE было рассмотрено Zhang et al. (2017) и в целом мульча увеличила ЭПВ на 61% из-за изменения водного баланса и повышения урожайности кукурузы.

Добавление пожнивных остатков на поверхность почвы показало преимущества в снижении испарения почвенной влаги и увеличении WUE в полузасушливых регионах. Али и др. (2018) оценили различные методы управления почвой и обнаружили, что добавление пожнивных остатков пшеницы на 5 т га ^-1 в сочетании с орошением 350 мм повышает водообеспеченность почвы по сравнению с отсутствием пожнивных остатков и увеличивает урожайность зерна на 62% и WUE на 35%.Они обнаружили, что присутствие пожнивных остатков пшеницы повышает эффективность использования дождевых осадков на 50% из-за уменьшения испарения влаги из почвы. Ван и др. (2014) оценили схему посева и орошения пшеницы на Северо-Китайской равнине и обнаружили, что сочетание посадки по бороздам в сочетании с орошением шириной 135 мм увеличивает ЭПВ почти на 14%, и предположили, что эта стратегия обеспечит более эффективную систему производства в водном хозяйстве. ограниченные среды. Ибрагим и др. (2015) показали, что мульчирование и микродозирование NPK-удобрений увеличивает ЭИВ в малозатратном сельском хозяйстве в полузасушливом климате.

У овсяницы тростниковой ( Festuca arundinacea Schreb.), Kunrath et al. (2018) обнаружили, что ограничение содержания азота в культуре отрицательно сказалось на ЭИВ, поскольку транспирация уменьшилась по сравнению с испарением почвенной влаги. Аналогичные результаты для люцерны, когда растительные насаждения были уменьшены, WUE уменьшилась из-за увеличения компонента испарения почвенной влаги (Kunrath et al., 2018). Они предположили, что понимание взаимодействия между статусом азота и дефицитом воды необходимо для улучшения WUE.

Орошение

Еще одна манипуляция с микроклиматом сельскохозяйственных культур заключается в применении орошения в качестве источника воды для преодоления водного дефицита. Воздействие на WUE может быть существенным, если количество применяемой воды значительно улучшит продуктивность по сравнению с количеством воды, используемой культурой. Фан и др. (2018) провели мета-анализ 49 экспериментов с орошаемой пшеницей и хлопком по всему Китаю в системах бороздового и микроорошения, чтобы определить оптимальный уровень водопотребления для достижения максимального WUE.Если цель состоит в том, чтобы максимизировать WUE, а не урожайность, в этих исследованиях использование воды для пшеницы может быть сокращено на 30% при снижении урожайности зерна только на 15%; однако при выращивании хлопка использование воды на 51% было связано со снижением урожайности на 52%. Внедрение микроорошения позволило сократить потребление воды пшеницей на 23% и повысить урожайность на 37%, в то время как при выращивании хлопка эта практика сократила потребление воды на 37% и снизила урожайность на 21%. Внедрение системы микроорошения уменьшает испарение почвенной влаги между рядами растений в начале сезона и ограничивает почти всю составляющую испарения из кроны.Эти изменения оказывают положительное влияние на WUE в районах с орошаемыми культурами и демонстрируют, что WUE может быть изменено путем управления водными ресурсами системы.

Растениеводство

Изменение расстояния между рядами повлияет на разделение испарения почвенной воды и транспирации растительного покрова. Узкие ряды сократят время, в течение которого почва не будет покрыта (рис. 4), и теоретически повысят ЭПВ. Барбьери и др. (2012) сравнили 35- и 70-сантиметровые ряды кукурузы и обнаружили, что нет никакой разницы в сезонных суммарных показателях ET, поскольку различия между междурядьями уменьшались по мере развития растений кукурузы; тем не менее, узкое междурядье увеличило WUE на 17% со значительным эффектом, когда культура была ограничена азотом и водой, но не оказала влияния, если культура орошалась и хорошо удобрялась (Barbieri et al., 2012). В качестве стратегии адаптации к изменению климата уменьшение расстояния между рядами приведет к увеличению WUE в условиях ограниченных водных ресурсов или в условиях неорошаемого земледелия с увеличением изменчивости количества осадков в течение вегетационного периода. Грегори и др. (2000) показали с помощью имитационных моделей, что сокращение ширины междурядий является эффективной стратегией в богарных производственных регионах мира из-за влияния на испарение почвенной влаги. Они показали, что изменение расстояния между рядами было наиболее эффективным в районах с глинистыми почвами с частыми дождями и низким атмосферным спросом и было бы наименее эффективным на песчаных почвах с переменными дождями и высокой потребностью в испарении.

Севообороты и смешанные насаждения

Чтобы справиться с изменением климата, одной из адаптивных стратегий может быть диверсификация севооборота для повышения устойчивости всей системы земледелия. Альваро-Фуэнтес и др. (2009) сравнили четыре севооборота на северо-востоке Испании, чтобы определить, повысит ли WUE добавление более разнообразного севооборота пшеницы и ячменя ( Hordeum vulgare L.). Они использовали четыре севооборота за 6-летний период, монокультуру пшеницы, монокультуру ячменя, пшеницу-ячмень-рапс ( Brassica napus L.), пшенично-ячменно-виковый ( Vicia sativa L.). Изменение количества осадков в течение вегетационного периода было основным фактором, определяющим использование воды и WUE. В течение нескольких лет рапс и вика не давали урожая, что повлияло на WUE всей системы севооборота по сравнению с монокультурными системами (Álvaro-Fuentes et al., 2009). Франко и др. (2018) исследовали систему совмещения культур, состоящую из арахиса и арбуза [ Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai], бамия [ Abelmoschus esculentus (L.) Moench], вигна и перец ( Capsicum annuum L.), высаживаемые отдельно или в различных комбинациях между культурами. В системе с низким уровнем внесения удобрений в Техасе. Арахис продемонстрировал повышенный показатель WUE от 0,00015 кг растения ^-1 мм ^-1 при выращивании в монокультуре до 0,00022 кг растения ^-1 мм ^-1 при выращивании в системе совмещения культур, арбуз и бамия показали одинаковые положительные реакции. к совмещению. Они предположили, что система совмещения культур даст преимущества для более эффективного использования воды в условиях ограниченных водных ресурсов.

Агролесоводство

Другая стратегия заключается в использовании систем агролесоводства (AFS), при которых древесные многолетники (например, деревья или кустарники) или многолетние травы выращиваются вместе с однолетними культурами на одном и том же участке земли и в одни и те же или разные периоды времени. Системы AFS включают лесопастбища, аллейные культуры, прибрежные буферные зоны, ветрозащитные полосы, парковые насаждения, приусадебные участки и паровые системы, среди многих других (Sauer and Hernandez-Ramirez, 2011; Nair et al., 2017). Одна из теорий состоит в том, что однолетние и многолетние растения AFS используют разные пулы ресурсов, т.е.е., имеет место пространственная дополнительность. Корни древесного компонента достигают более глубоких слоев почвы, чем однолетние культуры, таким образом, используя неиспользованные ресурсы воды и питательных веществ. В то же время верхняя крона деревьев обеспечивает тень для сельскохозяйственных культур, что снижает потери воды при испарении и водный стресс за счет создания благоприятного микроклимата. Противоположностью будет пространственная конкуренция, когда разные компоненты AFS соревнуются за одни и те же ресурсы. Корни деревьев используют те же слои почвы, что и однолетние культуры, крона деревьев снижает поступающую ФАР и отрицательно влияет на распределение осадков (Monteith et al., 1991; Онг и др., 1991). И пространственная взаимодополняемость, и конкуренция могут иметь место и могут меняться с течением времени. Например, деревья могут вызвать снижение уровня грунтовых вод, что может привести к гибели деревьев в экстремальных климатических условиях (Song et al., 2015). Неблагоприятные последствия могут быть частично смягчены дополнительными мерами управления, такими как барьеры для корней деревьев, обрезка крон деревьев, использование различных пород деревьев, плотность и пространственное расположение деревьев, а также эффективное использование сточных вод (например, Ong et al., 1991; Дроппельманн и др., 2000; Мутури и др., 2009). Эти взаимодействия в конечном итоге изменяют WUE. Тем не менее, исследований WUE при AFS недостаточно, чтобы полностью понять все взаимодействия и последствия для WUE при различных типах AFS. Дроппельманн и др. (2000) показали более высокие и более низкие значения WUE в течение двух сезонов для сорго и вигны, посаженных на Acacia saligna (Labill.) H. Wendl. Система аллейных культур в полузасушливой Кении по сравнению с однолетними культурами. Истхэм и др. (1990) обнаружили, что ЭПВ на лесопастбищах, как кормовых, так и деревьев, менялась в зависимости от плотности деревьев, но авторы не сравнивали ЭПВ с отдельными пастбищными системами.Мутури и др. (2009) обнаружили более высокое содержание хлорофилла в одноурожайной кукурузе, чем в кукурузе AFS в Кении, и что WUE и содержание хлорофилла коррелируют. Возможно, лучший способ взглянуть на WUE в AFS — это WER (см. выше). Бай и др. (2016) обнаружили в полузасушливом климате на северо-востоке Китая постоянно более высокие значения WUE в монокультурных системах выращивания сладкого картофеля [ Ipomoea batatas (L. ) Lam.], арахиса и проса [ Setaria italica (L.) P. Beauvois] по сравнению с абрикосовыми деревьями, выращенными между собой.Тем не менее, общий WER был выше 1 из-за одинакового WUE абрикоса в условиях AFS и однокультурных культур, что указывает на то, что общий коэффициент урожайности к использованию воды был улучшен в AFS. Несмотря на необходимость дальнейшего изучения WUE в AFS, есть многообещающие результаты, указывающие на то, что при надлежащей практике управления AFS может улучшить использование воды в условиях ограниченной воды, например, в субгумидно-засушливом климате или в засушливый сезон во влажных тропиках. .

Тенденции эффективности использования воды

Basso and Ritchie (2018) предположили, что WUE увеличивалась с течением времени, поскольку урожайность зерна увеличилась, а потребление воды оставалось относительно постоянным.Нагор и др. (2017) сравнили более старый гибрид кукурузы с недавно выпущенными гибридами и обнаружили, что более поздние гибриды имели WUE 25,1 кг/га ^-1 мм ^-1 по сравнению с 23,1 кг га ^-1 мм ^-1 для старший гибрид. Более поздние гибриды также продемонстрировали большее преимущество в WUE при содержании влаги в почве в ходе этого исследования. Параметром растения, который показал преимущество в увеличении WUE, было количество зерен на растение. Устойчивость генетического материала к стрессу, т.е.g., температура или вода, обеспечит более новый генетический материал с большей WUE.

Увеличение WUE при изменении климата будет происходить по двум направлениям. Во-первых, возможность идентифицировать генотипы, которые имеют высокие показатели ассимиляции при температуре и стрессе дефицита воды. Существует ряд методов, которые можно использовать как на уровне листа, так и на уровне кроны, и разработка инструментов, ориентированных на фенотипический скрининг относительно WUE, принесет дивиденды с точки зрения расширения наших знаний. Мы по-прежнему сталкиваемся с проблемой количественной оценки различий между растениями в их реакции на температуру выше оптимальной, дефицит воды и увеличение CO ₂ и, что более важно, взаимодействие между этими тремя факторами. Во-вторых, мы должны понимать, что существует ряд методов управления, которые мы можем принять, чтобы уменьшить испарение влаги из почвы и сместить использование воды культурой в сторону большей транспирации, чтобы ограничить подверженность растений стрессу из-за дефицита воды и поддерживать продуктивность на уровне. максимально возможный уровень. Мы можем справиться с изменением климата, если поймем физические и биологические факторы, которые взаимодействуют друг с другом, создавая высокий уровень WUE.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Финансирование

Это исследование проводилось в рамках проекта 5030-11610-005-00D, финансируемого Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование было частично поддержано проектом USDA NIFA 2015-68007-23133 «Разработка и продвижение технологий, оптимизированных для воды, питательных веществ и климата, чтобы помочь сельскохозяйственным системам адаптироваться к климатическим и социальным изменениям».

Каталожные номера

Ainsworth, E.A., Davey, P.A., Bernacchi, C.J., Dermody, O.C., Heaton, E.A., Moore, D.J., et al. (2002). Мета-анализ воздействия повышенного [CO2] на физиологию, рост и урожайность сои ( Glycine max ). Глобальное изменение биол. 8, 695–709. doi: 10.1046/j.1365-2486.2002.00498.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Эйнсворт, Э.А., и Лонг, С.П. (2005). Чему мы научились за 15 лет обогащения СО2 в воздухе (FACE)? Метааналитический обзор реакции фотосинтеза, свойств растительного покрова и продуктивности растений на повышение содержания CO2. Новый Фитол. 165, 351–372. doi: 10.1111/j.1469-8137. 2004.01224.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Эйнсворт, Э. А., и Роджерс, А. (2007). Реакция фотосинтеза и устьичной проводимости на повышение [CO2]: механизмы и взаимодействие с окружающей средой. Окружающая среда растительных клеток. 30, 258–270. doi: 10.1111/j.1365-3040.2007.01641.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Али, С., Манзур, А.J., Sohail, A., Khan, A., Khan, M.I., Khan, M.I., et al. (2018). Стратегии изменения почвы для повышения эффективности водопользования и продуктивности кукурузы при различных условиях орошения. Сельскохозяйственный. Управление водой. 210, 88–95. doi: 10.1016/j.agwat.2018.08.009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аллен, Л. Х. (1990). Реакция растений на повышение уровня углекислого газа и потенциальное взаимодействие с загрязнителями воздуха. Дж. Окружающая среда. Квал. 19, 15–34. дои: 10.2134/jeq1990.004724250010002x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аллен, Л.Х., Пан, Д., Бут, К.Дж., Пикеринг, Н.Б., и Джонс, Дж.В. (2003). Влияние углекислого газа и температуры на эвапотранспирацию и эффективность использования воды соей. Агрон. Дж. 95, 1071–1081. doi: 10.2134/agronj2003.1071

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аллен Р.Г., Перейра Л.С., Раес Д. и Смит М. (1998). Эвапотранспирация культур – Руководство по расчету потребности культур в воде – Документ ФАО по ирригации и дренажу 56 .Рим: ФАО, 174.

.

Аллен Р., Уолтер И., Эллиотт Р., Хауэлл Т., Итенфису Д., Дженсен М. и др. (2005). «Стандартизированное эталонное уравнение эвапотранспирации ASCE», в отчете Технического комитета Институту окружающей среды и водных ресурсов Американского общества инженеров-строителей от Целевого комитета по стандартизации эталонной эвапотранспирации (Рестон, Вирджиния: ASCE), 58.

Академия Google

Альваро-Фуэнтес, Дж., Лампурланес, Дж.и Кантеро-Мартинес, К. (2009). Альтернативные севообороты в условиях средиземноморской нулевой обработки почвы: биомасса, урожай зерна и эффективность использования воды. Агрон. Дж. 101, 1227–1233. doi: 10.2134/agronj2009.0077

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Андре М. и Дю Клу Х. (1993). Взаимодействие обогащения CO2 и ограничения воды на фотосинтез и эффективность использования воды в пшенице. Завод физиол. Биохим. 31, 103–112.

Академия Google

Ашок, И.С.А., Прасад Т.Г., Райт Г.К., Кумар М.У. и Рао Р.К., Н. (1999). Изменение эффективности транспирации и дискриминации изотопов углерода у вигны. Функц. биол. растений 26, 503–510. дои: 10.1071/PP98097

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аврамова В., Мезиан А., Бауэр Э., Бланкенагель С., Эггельс С., Грессет С. и соавт. (2018). Изотопный состав углерода, эффективность использования воды и чувствительность к засухе контролируются общим геномным сегментом кукурузы. Теор. заявл. Жене. 132, 53–63. doi: 10.1007/s00122-018-3193-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бай, В., Сунь, З., Чжэн, Дж., Ду, Г., Фэн, Л., Цай, К., и другие. (2016). Смешивание деревьев и сельскохозяйственных культур повышает эффективность использования земли и воды в полузасушливых районах. Сельскохозяйственный. Управление водой. 178, 281–290. doi: 10.1016/j.agwat.2016.10.007

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Барбьери, П., Экарте, Л., Делла Маджора, А., Садрас, В.О., Эчеверрия, Х., и Андраде, Ф.Х. (2012). Эвапотранспирация кукурузы и эффективность использования воды в зависимости от ширины междурядья. Агрон. J. 104, 939–944. doi: 10.2134/agronj2012.0014

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бартлетт М.С., Вико Г. и Порпорато А. (2014). Связанные потоки углерода и воды при фотосинтезе CAM: моделирование, количественная оценка эффективности и продуктивности использования воды. Почва для растений 383, 111–138. doi: 10.1007/s11104-014-2064-2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бассо, Б.и Ричи, Дж. Т. (2018). Эвапотранспирация высокоурожайной кукурузы и дефицит повышенного давления пара на Среднем Западе США. Сельскохозяйственный. Окружающая среда. лат. 3:170039. doi: 10.2134/ael2017.11.0039

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бир, К., Сиаис, П., Рейхштейн, М., Балдокки, Д., Лоу, Б., Папале, Д., и др. (2009). Временная и межучастковая изменчивость присущей эффективности водопользования на уровне экосистемы. Глобальный биогеохим. Циклы 23, 1–13.

Академия Google

Бернакки, С.Дж., Кимбалл, Б.А., Куорлз, Д.Р., Лонг, С.П., и Орт, Д.Р. (2007). Уменьшение устьичной проводимости сои на открытом воздухе [CO ₂ ] тесно связано с уменьшением эвапотранспирации экосистемы. Завод Физиол . 143, 134–144. doi: 10.1104/стр.106.089557

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Bierhuizen, JF, and Slatyer, R. O. (1965). Влияние атмосферной концентрации водяного пара и СО ₂ на определение взаимосвязи транспирации и фотосинтеза листьев хлопчатника. Сельскохозяйственный. метеорол. 2, 259–270. дои: 10.1016/0002-1571(65)

-9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Блюм, А. (2009). Эффективное использование воды (EUW), а не эффективность использования воды (WUE) является целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях засушливого стресса. Полевые культуры Res. 112, 119–123. doi: 10.1016/j.fcr.2009.03.009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бут, К. Дж., Пикеринг, Н. Б., и Аллен, Л. Х. (1997). «Моделирование растений: достижения и пробелы в нашей способности предсказывать будущий рост урожая и урожайность в ответ на глобальное изменение климата», в «Достижения в исследованиях воздействия углекислого газа» , под редакцией Л.Х. Аллен, М. Б., Киркхэм, Д. М., Ольшик и К. Э. Уитман (Мэдисон, Висконсин: Американское агрономическое общество, Американское общество растениеводства, Американское общество почвоведов), 179–228.

Академия Google

Бриггс, Л.Дж., и Шанц, Х.Л. (1913). «Потребность растений в воде», в бюллетене Бюро растениеводства (Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США), 282–285.

Академия Google

Браун, Р. Х., и Симмонс, Р. Э. (1979). Фотосинтез видов трав, различающихся по путям фиксации СО2.I. Эффективность водопользования. Растениеводство. 19, 375–379. doi: 10.2135/cropsci1979.0011183X001

0025x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кейн, Р. С., Инь, X., Слоан, Дж., Харрисон, Э. Л., Мохаммед, У., Фултон, Т. А., и соавт. (2019). Рис с уменьшенной плотностью устьиц сохраняет воду и обладает повышенной засухоустойчивостью в будущих климатических условиях. Новый Фитол. 221, 371–384. doi: 10.1111/nph.15344

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чернусак, Л. А. (2018). Газообмен и эффективность использования воды в растительном покрове. Растение Биол. doi: 10.1111/plb.12939 [Epub перед печатью].

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки

Collins, M., Knutti, R., Arblaster, J., Dufresne, J.-L., Fichefet, T., Friedlingstein, P., et al. (2013). «Долгосрочное изменение климата: прогнозы, обязательства и необратимость», в Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата , ред. Т.Ф. Стокер, Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тигнор, С.К. Аллен (Кембридж: издательство Кембриджского университета).

Академия Google

Craufurd, P.Q., Wheeler, T.R., Ellis, R.H., Summerfield, R.J., and Williams, J.H. (1999). Влияние температуры и водного дефицита на эффективность использования воды, различение изотопов углерода и удельную площадь листьев арахиса. Растениеводство. 39, 136–142. doi: 10. 2135/cropsci1999.0011183X0030022x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дай, А.(2013). Усиление засухи при глобальном потеплении в наблюдениях и моделях. Нац. Клим. Изменение 3, 52–58. doi: 10.1038/nclimate1811

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Долд, К., Бююккангаз, Х., Рондинелли, В., Прюгер, Дж., Зауэр, Т., и Хатфилд, Дж. (2017). Долгосрочное поглощение углерода агроэкосистемами Среднего Запада. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 232, 128–140.

Академия Google

Донателли М., Хаммер Г. Л. и Вандерлип Р.Л. (1992). Влияние генотипа и ограничения воды на фенологию, рост и эффективность транспирации зернового сорго. Растениеводство. 32, 781–786. doi: 10.2135/cropsci1992.0011183X003200030041x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дрюри Д., Кумар П. и Лонг С. (2014). Одновременное улучшение продуктивности, водопотребления и альбедо за счет модификации структуры урожая. Глобальное изменение биол. 20, 1955–1967. doi: 10.1111/gcb.12567

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дроппельманн, К.Дж., Леманн Дж., Эфрат Дж. Э. и Берлинер П. Р. (2000). Эффективность использования воды и схемы ее поглощения в системе стокового агролесоводства в засушливой среде. Агролес. Сист. 49, 223–243. дои: 10.1023/a:1006352623333

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Эрл, Х.Дж. (2002). Устьичные и неустьичные ограничения на ассимиляцию углерода у линий сои ( Glycine max ), различающихся эффективностью использования воды. Окружающая среда. Эксп. Бот. 48, 237–246.doi: 10.1016/S0098-8472(02)00041-2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Истхэм, Дж., Роуз, К.В., Кэмерон, Д.М., Рэнс, С.Дж., Талсма, Т., и Чарльзедвардс, Д.А. (1990). Взаимодействие дерева и пастбища при различной плотности деревьев в эксперименте по агролесоводству. III. Водопоглощение в зависимости от гидравлической проводимости почвы и характера укоренения. австр. Дж. Агрик. Рез. 41, 709–718. дои: 10.1071/AR9

9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Эдайе, Б.и Уэйнс, Дж. Г. (1993). Различия в эффективности использования воды и ее компонентах для пшеницы: I. Эксперимент с хорошо поливаемым горшком. Растениеводство. 33, 294–299. doi: 10.2135/cropsci1993.0011183X003300020016x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Эль-Шаркави, Массачусетс, и Кок, Дж. Х. (1984). Эффективность использования воды маниока. I. Влияние влажности воздуха и водного стресса на устьичную проводимость и газообмен. Растениеводство. 24, 497–502. doi: 10.2135/cropsci1984.0011183X002400030017x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фан, Ю., Ван, К., и Нан, З. (2018). Определение эффективности водопользования пшеницы и хлопка: мета-регрессионный анализ. Сельскохозяйственный. Управление водой. 199, 48–60. doi: 10.1016/j.agwat.2017.12.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фэн, С., и Фу, К. (2013). Расширение глобальных засушливых земель в условиях потепления климата. Атмос. хим. физ. 13, 10081–10094. doi: 10.5194/acp-13-10081-2013

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Филд, Си-Би, Джексон, Р. Б., и Муни, Х. А. (1995). Реакция устьиц на повышенное содержание CO2: значение от растения до глобального масштаба. Окружающая среда растительных клеток. 18, 1214–1225. doi: 10.1111/j.1365-3040.1995.tb00630.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка

Фиш, Д. А., и Эрл, Х. Дж. (2009). Эффективность использования воды отрицательно коррелирует с проводимостью эпидермиса листьев хлопчатника ( Gossypium spp.). Растениеводство. 49, 1409–1415. doi: 10.2135/cropsci2008.08.0490

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Флексас, Дж. , Диас-Эспехо, А., Гаго, Дж., Галле, А., Гальмес, Дж., Гулиас, Дж., и др. (2014). Фотосинтетические ограничения у средиземноморских растений: обзор. Окружающая среда. Эксп. Бот. 103, 12–23. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.09.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Франко, Дж. Г., Кинг, С. Р., и Волдер, А. (2018). Физиология компонентов культур и эффективность использования воды в ответ на промежуточное выращивание. евро. Дж. Агрон. 93, 27–39. doi: 10.1016/j.eja.2017.11.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фу, К., и Фэн, С. (2014). Реакция земной засушливости на глобальное потепление. Ж. Геофиз. Рез. Атмос. 119, 7863–7875. дои: 10.1002/2014D021608

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гаго, Дж., Доуте, К., Флорес-Сараса, И., Эскалона, Дж. М., Гальмес, Дж., Ферни, А. Р., и др. (2014). Возможности повышения эффективности использования лиственной воды в условиях изменения климата. Растениевод. 226, 108–119. doi: 10.1016/j.plantsci.2014.04.007

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гао, К., Сунь, Дж., Тонг, Х., Ван, В., Чжан, Ю., Чжан, Г., и др. (2018а). Оценка реакции риса на стресс от засухи с использованием дискриминации изотопов углерода. Завод физиол. Биохим. 132, 80–88. doi: 10.1016/j.plaphy.2018.08.030

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гао, X., Гу, Ф., Мэй, X., Хао, В., Ли, Х., Гонг Д. и соавт. (2018б). Эффективность использования света и воды под влиянием облаков и/или аэрозолей на богарных пахотных землях яровой кукурузы на лёссовом плато. Растениеводство. 58, 853–862. doi: 10.2135/cropsci2017.06.0341

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гебрекирстос, А., ван Нордвейк, М., Нойфельдт, Х., и Митлонер, Р. (2011). Взаимосвязь стабильных изотопов углерода, водного потенциала растений и роста: подход к оценке эффективности водопользования и стратегий роста агролесомелиорационных видов засушливых земель. Деревья 25, 95–102. doi: 10.1007/s00468-010-0467-0

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Грегори, П.Дж., Симмондс, Л.П., и Пилбим, К.Дж. (2000). Тип почвы, климатический режим и реакция эффективности водопользования на управление растениеводством. Агрон. Дж. 92, 814–820. doi: 10.2134/agronj2000.925814x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Guanter, L., Zhang, Y., Jung, M., Joiner, J., Voigt, M., Berry, J.A., et al. (2014). Глобальный и временной мониторинг фотосинтеза сельскохозяйственных культур с помощью флуоресценции хлорофилла. Проц. Натл. акад. науч. США 111, E1327–E1333.

Реферат PubMed | Академия Google

Guoju, X., Fengju, Z., Zhengji, Q., and Yubi, Y. (2013a). Влияние изменения климата на эффективность использования воды пшеницей, картофелем и кукурузой в полузасушливых районах Китая. Сельскохозяйственный. Экосистем. Окружающая среда. 181, 108–114. doi: 10. 1016/j.agee.2013.09.019

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гоцзюй, X., Фенджу, З., Чжэнцзи, К., Юби, Ю., Руньюань, В., и Цзюин, Х.(2013б). Реагирование на изменение климата для повышения эффективности использования воды картофелем в полузасушливых районах Китая. Сельскохозяйственный. Управление водой. 127, 119–123. doi: 10.1016/j.agwat.2013.06.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хэтфилд, Дж. Л. (2016). Повышение температуры оказывает сильное влияние на рост и урожайность трех гибридов кукурузы. Сельскохозяйственный. Окружающая среда. лат. 1:150006. doi: 10.2134/ael2015.10.0006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хэтфилд, Дж.Л. и Прюгер, Дж. Х. (2015). Экстремальные температуры: влияние на рост и развитие растений. Климат погоды. Экстремальный 10, 4–10. doi: 10.1016/j.wace.2015.08.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hatfield, J. L., Boote, K.J., Kimball, B.A., Ziska, L.H., Izaurralde, R.C., Ort, D., et al. (2011). Воздействие климата на сельское хозяйство: последствия для растениеводства. Агрон. J. 103, 351–370. doi: 10.2134/agronj2010.0303

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хэтфилд, Дж.Л., Райт-Мортон, Л., и Холл, Б. (2018). Уязвимость зерновых культур и пахотных земель на Среднем Западе к изменчивости климата и стратегиям адаптации. Клим. Изменение 146, 263–275. doi: 10.1007/s10584-017-1997-x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хори Т., Бейкер Дж., Накагава Х., Мацуи Т. и Ким Х. (2000). «Реакция сельскохозяйственных экосистем на изменение климата: рис», в Изменение климата и глобальная продуктивность сельскохозяйственных культур , редакторы К. Р. Редди и Х. Ф. Ходжес (Уоллингфорд: CAB International), 81–106.

Академия Google

Хуанг, Дж., Ю, Х., Гуань, X., и Го, Р. (2015). Ускоренная засуха и расширение при изменении климата. Нац. Клим. Изменить 6, 166–171. doi: 10.1038/nclimate2837

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хабик, К., и Фаркуар, Г.Д. (1989). Дискриминация изотопов углерода и отношение полученного углерода к потере воды сортами ячменя. Окружающая среда растительных клеток. 12, 795–804. doi: 10.1111/j.1365-3040.1989.tb01641.х

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хабик, К., Шортер, Р., и Фаркуар, Г. (1988). Взаимодействия наследственности и генотипа x окружающей среды, дискриминация изотопов углерода и эффективность транспирации у арахиса ( Arachis hypogaea L.). Функц. биол. растений 15, 799–813. дои: 10.1071/PP9880799

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hufstetler, E.V., Boerma, H.R., Carter, T.E., and Earl, HJ (2007). Генотипическая изменчивость трех физиологических признаков, влияющих на засухоустойчивость сои. Растениеводство. 47, 25–35. doi: 10. 2135/cropsci2006.04.0243

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hui, D., Luo, Y., Cheng, W., Coleman, J.S., and Johnson, D.W. (2001). Эффективность излучения и водопользования навеса в зависимости от повышенного [CO ₂ ]. Глобальное изменение биол. 7, 75–91. doi: 10.1046/j.1365-2486.2001.00391.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хансакер, Д. Дж., Хендри, Г. Р., Кимбалл, Б.А., Левин, К.Ф., Мони, Дж.Р., и Наги, Дж. (1994). Эвапотранспирация хлопка в полевых условиях с обогащением СО2 и переменным режимом влажности почвы. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 70, 247–258. дои: 10.1016/0168-1923(94)-2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хансакер, Д. Дж., Кимбалл, Б. А., Пинтер, П. Дж. Младший, ЛаМорт, Р. Л., и Уолл, Г. В. (1996). Влияние обогащения двуокисью углерода и орошения на эвапотранспирацию пшеницы и эффективность использования воды. Пер. ASAE 39, 1345–1355. дои: 10.13031/2013.27626

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hunsaker, D.J., Kimball, B.A., Pinter, P.J., Wall, G.W., LaMorte, R.L., Adamsen, F.J., et al. (2000). Влияние обогащения CO2 и почвенного азота на эвапотранспирацию пшеницы и эффективность использования воды. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 104, 85–105. doi: 10.1016/S0168-1923(00)00157-X

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ибрагим А., Абайду, Р. К., Фатонджи, Д., и Опоку, А. (2015). Комплексное использование микродозирования удобрений и мульчирования Acacia tumida повышает урожайность проса и эффективность использования воды в полузасушливой среде Сахеля. Нутр. Цикл. Агроэкосистема. 103, 375–388. doi: 10.1007/s10705-015-9752-z

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Исмаил А.М. и Холл А.Е. (1992). Взаимосвязь между эффективностью водопользования и дискриминацией изотопов углерода у различных генотипов и изогенных линий вигны. Растениеводство. 32, 7–12. doi: 10.2135/cropsci1992.0011183X003200010003x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Izaurralde, R.C., Thomson, A.M., Morgan, J.A., Fay, P.A., Polley, H.W., and Hatfield, J.L. (2011). Воздействие климата на сельское хозяйство: последствия для производства кормов и пастбищ. Агрон. J. 103, 371–380. doi: 10.2134/agronj2010.0304

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джонс П., Джонс Дж. В. и Аллен Л.Х. младший (1985). Сезонный углеродный и водный баланс соевых бобов, выращенных в условиях стресса в освещенных солнцем камерах. Пер. ASAE 28, 2021–2028 гг. дои: 10.13031/2013.32559

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канния, К. Д., Берингер, Дж., и Хатли, Л. (2013). Изучение связи между облаками, радиацией и продуктивностью полога тропических саванн. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 18, 304–313. doi: 10.1016/j.agrformet. 2013.06.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канния, К.Д., Берингер Дж., Норт П. и Хатли Л. (2012). Контроль атмосферных частиц на диффузное излучение и продуктивность наземных растений: обзор. Прог. физ. геогр. 36, 209–237. дои: 10.1177/030

11434244

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кимбалл, Б.А. (1983). Углекислый газ и сельскохозяйственная урожайность: сбор и анализ 430 предыдущих наблюдений. Агрон. Дж. 75, 779–788. doi: 10.2134/agronj1983.00021962007500050014x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кимбалл, Б.А. и Идсо, С. Б. (1983). Увеличение содержания CO2 в атмосфере: влияние на урожайность, водопользование и климат. Сельскохозяйственный. Управление водой. 7, 55–72. дои: 10.1016/0378-3774(83)-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кимбалл, Б.А. (2007). «Глобальные изменения и водные ресурсы», в монографии «Орошение сельскохозяйственных культур» , под редакцией Р. Дж. Ласкано и Р. Э. Сойки (Мэдисон, Висконсин: ASA-CSSA-SSSA), 627–653.

Академия Google

Кимбалл, Б. А., Кобаяши, К., и Бинди, М. (2002). «Реакция сельскохозяйственных культур на обогащение атмосферного воздуха CO2», в Advances in Agronomy , ed. Д. Л. Спаркс (Кембридж, Массачусетс: Academic Press), 293–368.

Академия Google

Kromdijk, J., G ł , owacka, K., Leonelli, L., Gabilly, S.T., Iwai, M., Niyogi, K.K., и Long, S.P. (2016). Улучшение фотосинтеза и урожайности сельскохозяйственных культур за счет ускорения восстановления после фотозащиты. Наука 354, 857–861. дои: 10.1126/наука.aai8878

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки

Кунрат, Т. Р., Лемэр, Г., Садрас, В. О., и Гастал, Ф. (2018). Эффективность использования воды многолетними кормовыми видами: взаимосвязь между азотным питанием и водным дефицитом. Полевые культуры Res. 222, 1–11. doi: 10.1016/j.fcr.2018.02.031

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лоусон Т. и Блатт М. Р. (2014). Размер устьиц, скорость и отзывчивость влияют на фотосинтез и эффективность использования воды. Завод физиол. 164, 1556–1570.

Ли, К., Ли, Х., Чжан, Л., Чжан, С., и Чен, Ю. (2018). Мульчирование повышает урожайность и эффективность использования воды при выращивании картофеля в Китае: метаанализ. Полевые культуры Res. 221, 50–60. doi: 10.1016/j.fcr.2018.02.017

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лю Дж., Бу Л., Чжу Л., Луо С., Чен С. и Ли С. (2014). Оптимизация плотности растений и мульчирование пластиковой пленкой для повышения урожайности кукурузы и эффективности использования воды в полузасушливых районах. Агрон. J. 106, 1138–1146. doi: 10.2134/agronj13.0582

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лобелл Д., Хаммер Г., Маклин Г., Мессина К., Робертс М. и Шленкер В. (2013). Критическая роль экстремальной жары для производства кукурузы в Соединенных Штатах. Нац. Клим. Изменить 3, 497–501. doi: 10.1038/nclimate1832

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лобелл Д., Робертс М., Шленкер В., Браун Н., Литтл Б., Рейджесис Р.и Хаммер Г. (2014). Повышение чувствительности к засухе сопровождает увеличение урожайности кукурузы на Среднем Западе США. Наука 344, 516–519. doi: 10.1126/science.1251423

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лонг, С., и Орт, Д. (2010). Больше, чем принимать тепло: урожай и глобальные изменения. Курс. мнение биол. растений 13, 241–248. doi: 10.1016/j.pbi.2010.04.008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки

Самцы, Дж., и Гриффитс, Х.(2017). Устьичная биология растений САМ. Завод физиол. 174, 550–560.

Академия Google

Медрано, Х., Томас, М., Марторелл, С., Флексас, Дж., Эрнандес, Э., Росселло, Дж., и другие. (2015). Эффективность использования воды (WUE) от листа до эффективности использования воды всем растением в сложных кронах: ограничения WUE листа в качестве цели селекции. Crop J. 3, 220–228. doi: 10.1016/j.cj.2015.04.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Миан, М.А.Р., Бейли, М.А., Ashley, D.A., Wells, R., Carter, T.E., Parrott, W.A., et al. (1996). Молекулярные маркеры, связанные с эффективностью использования воды и зольностью листьев сои. Растениеводство. 36, 1252–1257. doi: 10.2135/cropsci1996.0011183X003600050030x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Монтейт, Дж., и Ансворт, М. (2013). Принципы физики окружающей среды: растения, животные и атмосфера , 4-е изд. Кембридж, Массачусетс: Academic Press, 440.

.

Академия Google

Монтейт, Дж.Л., Онг, С.К., и Корлетт, Дж.Е. (1991). Микроклиматические взаимодействия в агролесомелиоративных системах. Для. Экол. Управлять. 45, 31–44. дои: 10.1016/0378-1127(91)

-9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Морисон, JIL (1987). «Концентрация межклеточного СО2 и устьичная реакция на СО2», в ред. Устьичная функция , ред. Э. Зейгер, Г. Д. Фаркуар и И. Р. Коуэн (Пало-Альто, Калифорния: издательство Стэнфордского университета).

Мутури, К.В., Онг, К.К., Craigon, J., Mati, B.M., Ngumi, V.W., и Black, C.R. (2009). Газообмен и эффективность использования воды деревьями и сельскохозяйственными культурами в системах агролесоводства в полузасушливой Кении. Сельскохозяйственный. Экосистем. Окружающая среда. 129, 497–507.

Академия Google

Нагоре, М.Л., Делла Маджора, А., Андраде, Ф.Х., и Экарте, Л. (2017). Эффективность использования воды для получения урожая зерна у старого и двух более поздних гибридов кукурузы. Полевые культуры Res. 214, 185–193. doi: 10.1016/j.fcr.2017.09.013

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Наир, П.К., Вишванат С. и Лубина П.А. (2017). Системы агролесоводства Золушки. Агролес. Сист. 91, 901–917. doi: 10.1007/s10457-016-9966-3

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ноубл И. , Болин Б., Равиндранат Н., Верардо Д. и Доккен Д. (2000). Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Академия Google

Онг С.К., Корлетт Дж.Е., Сингх Р.П. и Блэк С.Р. (1991).Взаимодействие над и под землей в системах агролесоводства. Для. Экол. Управлять. 45, 45–57. дои: 10.1016/0378-1127(91)

• -А

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Ottman, M.J., Kimball, B.A., Pinter, P.J., Wall, G.W., Vanderlip, R.L., Leavitt, S.W., et al. (2001). Повышенный уровень CO2 увеличивает биомассу сорго в условиях засухи. Новый Фитол. 150, 261–273. doi: 10.1046/j.1469-8137.2001.00110.x

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Пан, Д.(1996). Реакция сои на повышенную температуру и удвоенное содержание CO2 . Доктор философии, диссертация, Университет Флориды, Гейнсвилл, Флорида, США.

  Пэн С. и Криг Д. Р. (1992). Признаки газообмена и их связь с эффективностью использования воды зернового сорго. Растениеводство. 32, 386–391. doi: 10.2135/cropsci1992.0011183X003200020022x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Полли, HW (2002). Влияние атмосферных и климатических изменений на урожайность и использование воды. Растениеводство. 42, 131–140. doi: 10.2135/cropsci2002.1310

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Прасад, П.В.В., Бут, К.Дж., Аллен, Л.Х., и Томас, Дж.М.Г. (2002). Влияние повышенной температуры и углекислого газа на завязывание семян и урожайность фасоли ( Phaseolus vulgaris L.). Глобальное изменение биол. 8, 710–721. doi: 10.1046/j.1365-2486.2002.00508.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Прасад, П.В.В., Бут, К.Дж., и Аллен, Л.Х. (2006). Неблагоприятное воздействие высоких температур на жизнеспособность пыльцы, завязывание семян, урожайность семян и индекс урожая зернового сорго [ Sorghum bicolor (L. ) Moench] более выражено при повышенном уровне углекислого газа из-за более высоких температур тканей. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 139, 237–251. doi: 10.1016/j.agrformet.2006.07.003

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Куизенберри, Дж. Э., и МакМайкл, Б. Л. (1991). Генетическая изменчивость зародышевой плазмы хлопка для эффективности использования воды. Окружающая среда. Эксп. Бот. 31, 453–460. дои: 10.1016/0098-8472(91)

  -О

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Рамирес Буилес, В. Х., Порч, Т. Г., и Хармсен, Э. В. (2011). Генотипические различия эффективности водопользования фасоли обыкновенной в условиях засушливого стресса. Агрон. Дж. 103, 1206–1215. doi: 10.2134/agronj2010.0370

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Рейхштейн, М., Тенхунен, Дж. Д., Рупсард, О., Урсиваль, Дж.-М., Рамбал С., Миглиетта Ф. и др. (2002). Влияние сильной засухи на потоки CO2 и H3O в экосистемах трех вечнозеленых участков Средиземноморья: пересмотр текущих гипотез? Глобальное изменение биол. 8, 999–1017. doi: 10.1046/j.1365-2486.2002.00530.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Редди, К.Р., Ходжес, Х.Ф. и Кимбалл, Б.А. (2000). «Реакция сельскохозяйственных экосистем на глобальное изменение климата: хлопок», в Изменение климата и глобальная продуктивность сельскохозяйственных культур , под редакцией К.Р. Редди и Х. Ф. Ходжес (Уоллингфорд: CAB International), 162–187.

  Ричи, Дж. Т. (1972). Модель для прогнозирования испарения от пропашных культур с неполным покрытием. Водный ресурс. Рез. 8, 1204–1213. DOI: 10.1029/WR008i005p01204

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Роксбург С., Берри С., Бакли Т., Барнс Б. и Родерик М. (2005). Что такое АЭС? Непоследовательный учет респираторных потоков при определении чистой первичной продукции. Функц. Экол. 19, 378–382.

  Академия Google

  Ruimy, A., Jarvis, P.G., Baldocchi, D.D., and Saugier, B. (1995). «Потоки CO ₂ над пологом растений и солнечная радиация: обзор», в Advances in Ecological Research , редакторы М. Бегон и А. Х. Фиттер (Кембридж, Массачусетс: Academic Press), 1–68.

  Академия Google

  Саранга Ю., Цзян С. Х., Райт Р. Дж., Якир Д. и Патерсон А. Х. (2004). Генетическое исследование физиологических реакций хлопчатника на засушливые условия и их взаимосвязь с продуктивностью. Окружающая среда растительных клеток. 27, 263–277. doi: 10.1111/j.1365-3040.2003.01134.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Сау, Ф., Бут, К. Дж., Бостик, В. М., Джонс, Дж. В., и Мингес, М. И. (2004). Тестирование и улучшение эвапотранспирации и водного баланса почвы моделей культур DSSAT. Агрон. Дж. 96, 1243–1257. doi: 10.2134/agronj2004.1243

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Зауэр, Т.Дж., и Эрнандес-Рамирес, Г. (2011).«Агролесоводство», в Управление почвами: создание стабильной базы для сельского хозяйства , редакторы Дж. Л. Хэтфилд и Т. Дж. Зауэр (Мэдисон, Висконсин: Американское общество почвоведов), 351–370.

  Академия Google

  Siahpoosh, M.R., и Dehghanian, E. (2012). Эффективность использования воды, эффективность транспирации и эффективность поглощения пшеницы во время засухи. Агрон. Дж. 104, 1238–1243. doi: 10.2134/agronj2011.0320

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Сиахпуш, М.Р., Деганян Э. и Камгар А. (2011). Оценка засухоустойчивости генотипов мягкой пшеницы с использованием эффективности использования воды, эффективности эвапотранспирации и индекса засухоустойчивости. Растениеводство. 51, 1198–1204. doi: 10.2135/cropsci2010.05.0243

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Слэттери, Р. А., Уокер, Б. Дж. Вебер, А. П. М., и Орт, Д. Р. (2018). Влияние флуктуации света на урожайность. Завод физиол. 176, 990–1003.

  Академия Google

  Песня, Л., Чжу, Дж., Ян, К., Ли, М., и Ю, Г. (2015). Сравнение собственной эффективности использования воды между разновозрастными растениями Pinus sylvestris var. mongolica широкие ветрозащитные полосы в полузасушливых песчаных землях северного Китая. Агролес. Сист. 89, 477–489. doi: 10.1007/s10457-014-9784-4

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Стэнхилл Г. и Коэн С. (2001). Глобальное затемнение: обзор свидетельств широко распространенного и значительного снижения глобального излучения с обсуждением его вероятных причин и возможных последствий для сельского хозяйства. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 107, 255–278. doi: 10.1016/S0168-1923(00)00241-0

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Тейлор, С. Х., Халм, С. П., Рис, М., Рипли, Б. С., Ян Вудворд, Ф., и Осборн, К. П. (2010). Экофизиологические признаки трав С3 и С4: филогенетически контролируемый скрининговый эксперимент. Новый Фитол. 185, 780–791. doi: 10.1111/j.1469-8137.2009.03102.x

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Темпл, П.Дж. и Бенуа Л. Ф. (1988). Влияние озона и водного стресса на температуру растительного покрова, использование воды и эффективность использования воды люцерной. Агрон. Дж. 80, 439–447. doi: 10.2134/agronj1988.00021962008000030011x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Тренберт, К. Э. (2011). Изменения осадков при изменении климата. Клим. Рез. 47, 123–138.

  Академия Google

  Триггс Дж. М., Кимбалл Б. А., Пинтер П. Дж., Уолл Г. В., Конли М.М., Брукс Т.Дж. и соавт. (2004). Влияние обогащения СО2 в воздухе на энергетический баланс и эвапотранспирацию сорго. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 124, 63–79. doi: 10.1016/j.agrformet.2004.01.005

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Van Den Boogaard, R., Alewijnse, D., Veneklaas, E.J., and Lambers, H. (1997). Эффективность роста и использования воды 10 сортов Triticum aestivum при различной водообеспеченности по отношению к распределению биомассы. Окружающая среда растительных клеток. 20, 200–210. doi: 10.1046/j.1365-3040.1997.d01-60.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Ванцо, Э., Джуд, В., Ли, З., Альберт, А., Домагальска, М.А., Гирардо, А., и др. (2015). Взгляд в будущее: влияние краткосрочных экстремальных климатических явлений на тополь, излучающий и не выделяющий изопрен. Завод Фсиол. 169, 560–575.

  Академия Google

  Вильялобос, Ф.Дж., и Феререс, Э. (1990). Измерения испарения под покровами кукурузы, хлопка и подсолнечника. Агрон. Дж. 82, 1153–1159. doi: 10.2134/agronj1990.00021962008200060026x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Wall, G.W., Brooks, T.J., Adam, N.R., Cousins, A.B., Kimball, B.A., Pinter, P.J., et al. (2001). Повышенный уровень CO2 в атмосфере улучшил Sorghum водный статус растений, смягчив неблагоприятные последствия засухи. Новый Фитол. 152, 231–248. doi: 10.1046/j.0028-646X. 2001.00260.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Уолл, Г.W., Garcia, R.L., Kimball, B.A., Hunsaker, D.J., Pinter, P.J., Long, S.P., et al. (2006). Интерактивное воздействие повышенного содержания углекислого газа и засухи на пшеницу. Агрон. J. 98, 354–381. doi: 10.2134/agronj2004.0089

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Ванд, С.Дж., Э., Мидгли, Г.Ф., Джонс, М.Х., и Кертис, П.С. (1999). Реакция диких видов трав C4 и C3 ( Poaceae ) на повышенную концентрацию CO2 в атмосфере: метааналитический тест современных теорий и представлений. Глобальное изменение биол. 5, 723–741. doi: 10.1046/j.1365-2486.1999.00265.x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Ван, Г.Ю., Хань, Ю.Ю., Чжоу, X.Б., Чен, Ю.Х., и Оуян, З. (2014). Влияние схемы посева и орошения на эффективность водопользования озимой пшеницы. Растениеводство. 54, 1166–1174. doi: 10. 2135/cropsci2013.06.0363

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Уэй, Д. А., Катул, Г. Г., Манцони, С., и Вико, Г. (2014).Повышение эффективности водопользования на эволюционном пути от C3 до C4: перспектива оптимизации устьиц. Дж. Экспл. Бот. 65, 3683–3693. дои: 10.1093/jxb/eru205

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Wright, G.C., Rao, R.C.N., and Farquhar, G.D. (1994). Эффективность водопользования и дискриминация изотопов углерода в арахисе в условиях водного дефицита. Растениеводство. 34, 92–97. doi: 10.2135/cropsci1994.0011183X003400010016x

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Сяо, Дж., Sun, G., Chen, J., Chen, H., Chen, S., Dong, G., et al. (2013). Потоки углерода, эвапотранспирация и эффективность использования воды наземными экосистемами Китая. Сельскохозяйственный. За. метеорол. 18, 76–90. doi: 10.1016/j.agrformet.2013.08.007

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Yang, X. , Cushman, J.C., Borland, A.M., Edwards, E.J., Wullschleger, S.D., Tuskan, G.A., et al. (2015). Дорожная карта для исследований метаболизма крассуловой кислоты (CAM) для повышения устойчивого производства продуктов питания и биоэнергии в более жарком и засушливом мире. Новый Фитол. 207, 491–504.

  Реферат PubMed | Академия Google

  Yoo, C.Y., Pence, H.E., Hasegawa, P.M., and Mickelbart, M.V. (2009). Регулирование транспирации для улучшения использования воды сельскохозяйственными культурами. Крит. Преподобный завод наук. 28, 410–431. дои: 10.1080/073526803175

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Чжан, К., Ван, З., Мяо, Ф., и Ван, Г. (2017). Урожайность кукурузы в засушливых районах и эффективность водопользования в ответ на методы мульчирования и обработки почвы. Агрон. Дж. 109, 1196–1209. doi: 10.2134/agronj2016.10.0593

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

  Чжао М. и Бег С. В. (2009). Вызванное засухой сокращение глобальной наземной чистой первичной продукции с 2000 по 2009 год. Science 329, 940–943. doi: 10.1126/science.1192666

  Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

  Оценка затрат и эффективности водонагревателей с накопителем, спросом и тепловым насосом

  Прежде чем вы сможете выбрать и сравнить стоимость различных моделей, вам необходимо определить водонагреватель правильного размера для вашего дома.Если вы еще этого не сделали, см. размер нового водонагревателя. Для оценки годовых эксплуатационных расходов накопительного, водонагревательного (безбакового или проточного) водонагревателя или водонагревателя с тепловым насосом необходимо знать о модели следующее:

  • Коэффициент энергии (EF) (см. выше)
  • Тип топлива и стоимость (ваша местная коммунальная служба может предоставить текущие тарифы)

  Затем используйте следующие вычисления:

  Для газовых и масляных водонагревателей

  Вам необходимо знать удельную стоимость топлива в БТЕ (британская тепловая единица) или терм. (1 терм = 100 000 БТЕ)

  365 дней в году X 0,4105 терм/день ÷ EF X Стоимость топлива (терм) = предполагаемая годовая стоимость эксплуатации

  Пример: водонагреватель, работающий на природном газе, с коэффициентом полезного действия 0,58 и стоимостью топлива 0,00000109 долл. США/терм

  365 X 0,4105/0,58 X 1,09 доллара США (стоимость природного газа, указанная на маркировке энергоэффективности) = 282 доллара США

  Для электрических водонагревателей, включая тепловые насосы

  Вам необходимо узнать или перевести стоимость единицы электроэнергии в киловатт-час (кВтч).

  365 дней в году x 12.03 кВтч/день ÷ EF x Стоимость топлива ($/кВтч) = годовая стоимость эксплуатации

  Пример: водонагреватель с тепловым насосом с коэффициентом полезного действия 0,0 (самый высокий КПД на рынке) и стоимостью электроэнергии 0,1301 долл. США/кВтч

  365 X 12,03 ÷ 4,0 X 0,1301 долл. США (это последняя стоимость электроэнергии, использованная на этикетке энергоэффективности) = 143 долл. США

  Ежедневное использование энергии в приведенных выше уравнениях основано на процедуре испытаний DOE для водонагревателей, которая предполагает температуру поступающей воды 58°F, температуру горячей воды 135°F и общее производство горячей воды 64.3 галлона в день, что является средним потреблением для семьи из трех человек.

  Сравнение затрат и определение окупаемости

  После того, как вы узнаете стоимость покупки и годовые эксплуатационные расходы моделей водонагревателей, которые хотите сравнить, вы можете использовать приведенную ниже таблицу, чтобы определить экономию затрат и окупаемость более энергоэффективных моделей.

  Модели	Цена водонагревателя	ЭФ	Расчетные годовые эксплуатационные расходы
  Модель А
  Модель B (высокий КВ)
  Дополнительные расходы на более эффективную модель (Модель B)			Цена модели B — Цена модели A = $Дополнительная стоимость модели B
  Расчетная годовая экономия эксплуатационных расходов (Модель B)			Годовые эксплуатационные расходы модели B — Годовые эксплуатационные расходы модели A = $Экономия затрат модели B в год
  Срок окупаемости модели B			$Дополнительная стоимость модели B/$экономия затрат модели B в год = период окупаемости/годы

  Пример:

  Сравнение двух газовых водонагревателей с местной стоимостью топлива 1 доллар. 09 за терм.

  Модели	Цена водонагревателя	ЭФ	Расчетные годовые эксплуатационные расходы
  Модель А	450 долларов	.58	$282
  Модель В	$1050	.69	$237
  Дополнительные расходы на более эффективную модель (Модель B)			$1050-$450=$600
  Расчетная годовая экономия эксплуатационных расходов (Модель B)			282-237 долларов = 45 долларов в год
  Срок окупаемости модели B			45 долларов/11 долларов в год = 13.3 года

  Одна вещь, которую следует учитывать в приведенном выше примере, заключается в том, что высокоэффективный водонагреватель представляет собой устройство с прямой вентиляцией, отвод воздуха из которого может осуществляться с использованием ПВХ, а не металлических воздуховодов. Это значительно снижает затраты на установку и может привести к гораздо более короткой окупаемости.

  Бикон Моррис — Бикон Моррис | Высокоэффективный тепловентилятор 50-400 MBH

  ОБЗОР ПРОДУКТА И ХАРАКТЕРИСТИКИ

  В условиях современного рынка, где время — деньги, тепловентилятор Beacon Morris Optum обеспечивает наилучшую тепловую эффективность в отрасли и разработан с учетом требований пользователя, обслуживания и защиты окружающей среды.

  Благодаря тройному теплообменнику из нержавеющей стали и современной запатентованной системе управления горением Optum обеспечивает лучшую в отрасли тепловую эффективность до 99%*. Единственный полностью модулирующий высокоэффективный газовый нагреватель на рынке, Optum использует управление горелкой и конфигурацию, которая обеспечивает диапазон регулирования 3:1 для точного контроля температуры нагнетания, что увеличивает ожидаемый срок службы и позволяет сократить количество циклов.

  Доступный в 6 размерах (50 — 400 MBH), Optum привносит совершенно новый утонченный стиль на арену тепловентиляторов с красивой рубашкой из матовой нержавеющей стали коммерческого класса и контрастной черной отделкой.Его устойчивый к коррозии внешний вид и конструкция с двойными стенками обеспечивают долговечность и повышенную эффективность за счет снижения потерь тепла.

  Блоки

  могут работать в одиночном режиме, в многоблочной сети или быть подключенными к системе управления зданием с непрерывной связью управления. Благодаря технологии модуляции сброса воздуха в помещении и на улице Optum идеально подходит для регионов со значительными суточными перепадами температуры. Эта технология автоматически изменяет температуру нагнетания в зависимости от температуры наружного воздуха.В результате блоки Optum работают дольше и с большей эффективностью, что приводит к меньшему количеству циклов, снижению затрат на топливо и повышению комфорта в помещении.

  Optum подходит для складов и больших просторных помещений благодаря множеству рабочих напряжений, гибким вариантам вентиляции и одному из самых длинных ходов. Благодаря возможности использовать природный газ или сжиженный нефтяной газ, а также сокращению выбросов, низкому использованию топлива и сокращению выбросов углекислого газа, Optum имеет нашу зеленую печать одобрения!

  *Максимальный КПД до 99% при полном диапазоне регулирования, сертифицированный КПД 95+% при сильном возгорании.