美章网 资料文库 灌溉定额对喷灌菜心生长的影响范文

灌溉定额对喷灌菜心生长的影响范文

时间:2022-11-24 05:26:06

灌溉定额对喷灌菜心生长的影响

《灌溉排水学报》2016年第11期

摘要:

为研究不同灌溉定额对菜心生长及光合特性的影响,以四九菜心为试验材料,设3个喷灌定额,分别为780m3/hm2(T1)、675m3/hm2(T2)、600m3/hm2(T3)。结果表明,处理T2植株株高分别比T1、T3处理显著增加13.5%和20.7%(P<0.05),但T1与T3处理差异不显著;T1、T2和T3处理植株茎粗差异显著,且T2处理比T1和T3处理分别增大10.1%、25.2%(P<0.05)。菜心叶片净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)日变化均呈双峰曲线,T1、T2、T3处理的日均Pn差异显著,且T2处理比T1和T3处理分别增加12.4%、36.0%(P<0.05);T2处理的日均Tr显著高于T1与T3处理,并且分别增加18.4%和32.3%(P<0.05)。不同处理气孔导度均呈前高后低的波浪曲线,T2处理的日均Gs比T1、T3处理分别显著增大17.3%、37.8%(P<0.05),但T1与T3处理无显著差异。T2处理胞间CO2摩尔分数日均值显著低于T1、T3处理,分别减少17.9%和29.2%(P<0.05),而T1与T3处理无显著差异。T2处理叶片水分利用效率最高,日均值达到2.22μmol/mmol,比T1处理增大2.3%,比T3处理增大8.8%(P<0.05)。大田喷灌条件下,灌溉定额对菜心的生长与光合生理日变化影响显著(P<0.05),675m3/hm2为研究区适宜灌溉定额。

关键词:

喷灌;灌溉定额;菜心;生长;光合特性

0引言

目前,渠灌区灌溉水利用率只有40%左右,井灌区也只有约60%,每立方米水生产粮食不足1kg[1]。西部干旱区,水资源匮乏状况严峻,制约着现代农业的发展。如何提高作物水分利用效率、发展节水农业成为目前的研究热点。唐光木等[2]研究表明,不同灌溉定额下套播玉米茎粗、株高、叶面积和SPAD随灌溉定额的增加而增大,产量及产量构成要素随灌溉定额的增加而增大,但超过一定的灌溉定额,则无显著提高。郑国保等[3]研究指出随着灌水量的增加,设施茄子叶片蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2摩尔分数先减少后增加。郑睿等[4]研究认为土壤水分亏缺会导致葡萄叶片气孔导度、蒸腾速率及光合速率下降,而施氮量的增加能消减其下降趋势。关于灌水对作物生长、产量、光合特性及水分利用效率的影响在水稻[5]、小麦[6]、玉米[7]、马铃薯[8]等作物上已有大量研究。菜心(BrassicacampestrisL.ssp.chinensisvar.utillisTsenetLee.)又称菜薹,为十字花科芸薹属1、2a年生草本植物,是我国的特产蔬菜[9],可周年生产,既适合内销,又可出口。品质脆嫩,营养丰富[10],被视为名贵蔬菜。喷灌有显著的省水、省工、少占耕地、不受地形限制、灌水均匀和增产等优势,还能改善田间小气候,属先进的田间灌水方式。目前,喷灌对蔬菜类作物的生长和生理特性的影响研究相对较少。为此,研究喷灌不同灌溉定额对菜心生长及光合特性的影响,为宁夏引黄灌区蔬菜作物节水灌溉发展提供一定理论依据。

1材料与方法

1.1试验区概况

试验在宁夏惠农区东永固村菜心种植基地(106º40′23.79″E,39º05′02.14″N,海拔1092.40m)进行。试验田地势平坦、肥力均匀,质地为沙壤土,土壤体积质量为1.41g/cm3,田间持水率为22.37%。耕层土壤有机质质量分数为8.58g/kg,速效氮、速效磷(P2O5)、速效钾(K2O)质量分数分别为43.2、7.1、294.75mg/kg,pH值为9.10,全盐量为0.84g/kg。

1.2试验设计

水源主要为引黄水和井水。灌溉方式为喷灌,喷头全圆喷洒,喷头射程9m,喷头正方形布置,间距7m×7m。机房卧式管道泵流量93.5m3/h,扬程44m,电机额定功率为18.5kW。在相同施肥、喷灌次数下,依当地多年菜心种植丰产经验设3个灌溉定额为780m3/hm2(T1处理)、675m3/hm2(T2处理)、600m3/hm2(T3处理),分别对应3个面积相同且互不影响的小区,小区面积均为0.15hm2,每处理2次重复。生育期喷灌22次。供试菜心品种为四九菜心,于2015年7月17日播种,人工播撒,播种量7.5kg/hm2,2015年8月18日采收。播种前,结合整地施以同量的农家肥(鸡屎肥12000kg/hm2)作为底肥,生长期间都施750kg/hm2的复合肥料(总养分≥35%,N、P、K质量比为17∶5∶10)。施肥和病虫害防治与当地相同。

1.3测定内容与分析方法

采用TDR测量各小区0~20、20~40、40~60、60~80cm土层土壤含水率,每日观测,灌水或降雨前后需加测1次。每小区分别在8月7日(播后22d)、8月12日(播后27d)、8月17日(播32后d)随机取60株菜心测定株高、茎粗。株高用直尺测量,茎粗用精度0.02mm游标卡尺测量。采用Li-6400型便携式光合测定仪于8月16(播后31d,晴朗无云)测定菜心叶片光合指标,包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2摩尔分数(Ci)等指标的日变化。所有测定项目都在08:00—18:00之间进行,每隔2h测定1次。每个小区选取生长状况大致相同的3个植株,每株上分别选取生长良好的2片叶测定,测定前对叶片做好标记。所有处理待测指标日变化在1h内完成。菜心叶片水分利用效率(wateruseefficiency,简称WUE)采用公式WUE=Pn/Tr计算。数据分析和图表绘制采用Excel2007,方差与显著性分析采用SPSS20.0。数据用平均值±标准差来表示。

2结果与分析

2.1不同灌溉定额对土壤水分的影响

从图1可知,不同灌溉定额的土壤含水率差异显著,整个生育期T1处理土壤平均含水率为31.3%(体积含水率,下同),达田间持水率99%;T2处理土壤平均含水率为25.9%,达到田间持水率82%;T3处理土壤平均含水率为21.3%,为田间持水率的68%。

2.2不同灌溉定额对菜心生长的影响

表1为灌溉定额对菜株高、茎粗的影响。由表1可以看出,播种后22d,T1和T2处理株高差异不显著,但均显著高于T3处理;播后27d,T1、T2、T3处理植株株高差异显著,且T2处理>T1处理>T3处理;播后32d,T2处理比T1处理植株显著高13.5%,比T3处理显著高20.7%,但T1与T3处理差异不显著。播后22d,T1与T3处理植株茎粗无显著差异,T2处理显著大于T1和T3处理,分别增加9.3%和16.1%;播后27d,T2与T1处理植株茎粗无显著差异,但都显著大于T3处理;播后32d,T1、T2和T3处理之间植株茎粗差异显著,且T2处理比T1和T3处理分别增加10.1%和25.2%。

2.3不同灌溉定额对菜心光合特性的影响

2.3.1净光合速率(Pn)日变化规律

不同处理下菜心叶片Pn日变化均呈双峰曲线(图2),峰型大致相同,峰值、波谷值出现的时刻一致,并且均出现较为明显的“午休”现象。上午随光强的增加Pn逐渐增大,下午随着光强的减弱而逐渐减小,16:00后迅速降低。上午峰值出现在12:00,下午峰值出现在16:00点左右,波谷值出现在14:00。T1、T2和T3处理的日均Pn差异显著,T2比T1处理增加12.4%,比T3处理增加36.0%(表2)。

2.3.2蒸腾速率(Tr)日变化规律

不同处理下菜心叶片Tr日变化大致相同,为双峰曲线(图3),全日Tr峰值上午在09:00—10:00之间,下午峰值在15:00—16:00之间,波谷值出现在12:00左右,即在该时刻均出现“午休”现象。T2处理上午最大Tr为10.75mmol/(m2•s),下午最大为10.51mmol/(m2•s)。T2处理的日均Tr显著高于T1与T3处理,分别增加18.4%和32.3%(表2)。

2.3.3气孔导度(Gs)日变化规律

气孔导度是反映气孔运动的一项重要生理指标。从图4可知,不同处理Gs均呈前高后低的波浪曲线。所有处理的Gs上午最大值均在09:00—10:00之间,下午最大值在14:00—15:00之间(但T3处理最大值在16:00,可能因细胞缺水延迟了到达最高点的时间)。T2处理上午峰值为0.972mol/(m2•s),下午峰值为0.8742mol/(m2•s)。从表2可以看出,T2处理的Gs日均值比T1处理显著增加17.3%,比T3处理显著增加37.8%,但T1与T3处理无显著差异。可见,在一定范围内,适度增加灌水定额有利于菜心叶片气孔开放,进而增加菜心叶片对田间CO2的利用,提高光合作用效率,促进作物蒸腾。

2.3.4胞间CO2摩尔分数(Ci)日变化规律

图5为不同处理叶片胞间CO2摩尔分数日变化。从图5可以看出,不同处理间Ci变化规律相同,均呈前低后高的凹型曲线,并且与Pn变化趋势相反,早晨随光强的增大慢慢减小,中午到达最低点,下午随着光强的减弱又逐渐增大。可能是因为夜间叶片呼吸作用释放的CO2聚集在细胞间隙,使得胞间CO2摩尔分数较高。早晨随光合作用增强CO2同化速率加快,胞间CO2摩尔分数渐降低,12:00左右降到最低点,之后由于光合作用减弱而逐渐回升。从表2可以看出,T2处理的日均Ci显著低于T1和T3处理,分别减少17.9%和29.2%,T1与T3处理无显著差异,T2处理>T1处理,可能是因为灌水定额过大导致光合作用减弱,呼吸作用逐渐增强。

2.4不同灌溉定额对菜心叶片WUE的影响

植物的WUE反映了CO2同化作用和水分消耗的关系,为瞬时叶片Pn与Tr的比值。其大小不仅受植物根、茎、叶组织生物结构特征的影响,同时还受气象因子及土壤水分等环境因子的影响。表3为不同处理对菜心叶片水分利用效率的影响。从表3可以看出,菜心各处理WUE在12:00达到最大值,上午随光照强度的增大呈上升趋势,下午则随光照强度的减弱呈递减趋势。T2处理的WUE日均值比T1处理增大2.3%,比T3处理增大8.8%。

3结论

1)不同灌溉定额对菜心生育期内土壤含水率影响显著。适宜的灌溉定额可以减少灌溉用水量,同时能显著促进作物株高和茎粗的生长。株高和茎粗是菜心作为可食蔬菜商品的重要指标。

2)不同灌溉定额对菜心光合生理指标有重要影响。适当增加灌水量能够促进菜心生长,提高菜心叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低胞间CO2摩尔分数。过量灌水对菜心生长效应不明显,并且会导致净光合速率、蒸腾速率、气孔导度降低,胞间CO2摩尔分数升高。菜心叶片净光合速率日变化与蒸腾速率日变化均呈双峰曲线,胞间CO2摩尔分数变化趋势与净光合速率变化趋势相反。

3)T2处理水分利用效率(WUE)最高,日均值达到2.22μmol/mmol,比T1处理增大2.3%,比T3增大处理8.8%。灌溉定额675m3/hm2为试验区及相似地区菜心节水高效生产的适宜灌溉定额。

参考文献:

[1]孙景生,康绍忠.我国水资源利用现状与节水灌溉发展对策[J].农业工程学报,2000,16(2):1-5.

[2]唐光木,何红,杨金钰,等.灌溉定额对膜下滴灌玉米生理性状及产量的影响[J].水土保持研究,2014,21(3):293-297.

[3]郑国保,孔德杰,张源沛,等.不同灌溉定额对设施茄子光合特性和产量的影响[J].节水灌溉,2012(12):28-30.

[4]郑睿,康绍忠,胡晓涛,等.水氮处理对荒漠绿洲区酿酒葡萄光合特性与产量的影响[J].农业工程学报,2013,29(4):133-141.

[5]田志莲,田军仓.不同土壤水分下限对膜下滴灌水稻光合作用及生理指标影响[J].灌溉排水学报,2013,32(4):107-109.

[6]王振华,郑旭荣,姜国军.不同灌水量对滴灌春小麦生长与生理指标的影响[J].核农学报,2015,29(3):538-548.

[7]周磊,田军仓,沈晖,等.抽雄期水分胁迫对膜下滴灌玉米的影响研究[J].灌溉排水学报,2014,33(2):86-89.

[8]尹娟,刘凡,雒倞豪.不同灌水处理对马铃薯生长和产量的影响[J].灌溉排水学报,2015,34(3):90-93.

[9]范勇新,罗妙明,彭维,等.菜心优质高产栽培技术[J].广东农业科学,2009(5):177-178.

[10]任锡亮,王毓洪,孟秋峰,等.菜心栽培技术[J].宁波农业科技,2007(3):24-25.

作者:胡优 田军仓 单位:宁夏大学土木与水利工程学院 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心

被举报文档标题:灌溉定额对喷灌菜心生长的影响

被举报文档地址:

https://www.meizhang.comhttps://www.meizhang.com/nongyezazhi/ggpsxb/700059.html
我确定以上信息无误

举报类型:

非法(文档涉及政治、宗教、色情或其他违反国家法律法规的内容)

侵权

其他

验证码:

点击换图

举报理由:
   (必填)

精品推荐