灌溉量對(duì)溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響.pdf

第 36 卷 第 7 期 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) Vol 36 No 7 2020年 4月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr 2020 217 灌溉量對(duì)溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 李建明 任瑞丹 范兵華 馬樂(lè)樂(lè) 王歸鵬 1 西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院 楊凌 712100 2 農(nóng)業(yè)部西北設(shè)施園藝工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 楊凌 712100 摘 要 為探究灌溉量在根際 莖流 空氣環(huán)境中 的調(diào)節(jié)響應(yīng)機(jī)制 以薄皮甜瓜為試材 采用盆栽 根據(jù)甜瓜日蒸騰耗水 量的 80 T 1 100 T 2 120 T 3 設(shè)定 3 個(gè)灌水梯度處理 每 7 天進(jìn)行一次矯正 通過(guò)監(jiān)測(cè)溫室空氣環(huán)境和甜瓜 根際環(huán)境以及甜瓜莖流量變化 篩選分析了典型天氣溫室空氣環(huán)境 植株莖流 根際環(huán)境之間的關(guān)系 結(jié)果表明 灌溉 量越大 莖流量越大 根際溫度日變化典型陰天為 T 2 T 1 T 3 典型晴天為 T 3 T 2 T 1 根際絕對(duì)含水率 Rhizospheric Water Content SWV 日變化典型陰天 0 00 14 00 段 T 3 T 2 T 1 14 00 24 00 段 T 3 T 1 T 2 典型晴天 T 3 T 2 T 1 根際電導(dǎo)率 Electric Conductivity EC 典型陰天 T 1 T 2 T 3 典型晴天為 00 00 14 00段根際 EC值 T 1 T 2 T 3 13 00 23 00段根際 EC值 T 2 T 1 T 3 典型陰天莖流量與空氣飽和蒸氣壓差 vapor pressure deficit VPD 的相關(guān)系數(shù)最大 與 SWV 的相關(guān)系數(shù)最小 VPD 對(duì) 莖流的決策系數(shù)最大 根際 EC 值對(duì)莖流的決策系數(shù)最小 典型晴天莖流量與 VPD 的相關(guān)系數(shù)最大 與根際 EC 相關(guān)系 數(shù)最小 根際 EC 值對(duì)莖流量的決策系數(shù)最大 SWV 對(duì)莖流量的決策系數(shù)最小 陰天按日蒸騰量 100 灌溉 晴天按日 蒸騰量的 120 灌溉有利于維持甜瓜水分在土壤 植物 大氣連續(xù)體 soil plant atmosphere continuum SPAC 中的運(yùn)輸平 衡 根際 EC 主要對(duì)莖流的 源 起抑制作用 而 VPD 主要對(duì)莖流的 庫(kù) 起促進(jìn)作用 陰天時(shí) VPD 是莖流量的限制 因子 晴天時(shí) 根際含水率是莖流量的限制因子 關(guān)鍵詞 灌溉 蒸騰蒸發(fā)量 含水率 莖流 根際電導(dǎo)率 環(huán)境因子 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 中圖分類(lèi)號(hào) S652 S161 4 S275 6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1002 6819 2020 07 0217 08 李建明 任瑞丹 范兵華 等 灌溉量對(duì)溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2020 36 7 217 224 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 http www tcsae org Li Jianming Ren Ruidan Fan Binghua et al Effects of irrigation amount on the rhizospheric environment and stem flow of melon cultivated with full organic nutrition in greenhouse J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE 2020 36 7 217 224 in Chinese with English abstract doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 http www tcsae org 0 引 言 土壤 植物 大氣連續(xù)體 Soil plant atmosphere Continuum SPAC 是植物水分運(yùn)輸?shù)闹饕緩?良好的 根際環(huán)境是作物吸收養(yǎng)分 保證作物良好生長(zhǎng)的關(guān)鍵因 子 合理的根際含水率有利于根系環(huán)境穩(wěn)定 提高根系增 長(zhǎng)速率 進(jìn)而提高養(yǎng)分及水分吸收量 保證植物正常生長(zhǎng) 在栽培過(guò)程中 根際環(huán)境會(huì)隨著植物水肥吸收及運(yùn)輸能 力 空氣環(huán)境引起的水肥運(yùn)輸驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)弱的變化而變化 由于關(guān)系較為復(fù)雜 人們會(huì)弱化并忽視變化而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn) 行管理 導(dǎo)致不合理的水肥灌溉 不僅降低水肥利用效率 還會(huì)降低作物產(chǎn)量和品質(zhì) 所以探究灌溉量對(duì)根際環(huán)境 莖流 空氣環(huán)境變化的影響及其之間的互作關(guān)系 對(duì)作物 根系良好生長(zhǎng) 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)尤為重要 1 2 目前很多學(xué)者對(duì)根際環(huán)境的研究很多 從多年生林木 到一年生蔬菜范圍內(nèi)都有報(bào)道 3 6 杜濤 7 研究表明植物根 際含水率和電導(dǎo)率因植物種類(lèi) 植物大小 季節(jié)變化 土 收稿日期 2019 12 15 修訂日期 2020 02 23 基金項(xiàng)目 陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 2018TSCXL NY 05 01 青海省科技計(jì)劃 項(xiàng)目 2018 NK 123 陜西省農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與推廣聯(lián)盟項(xiàng)目 LMAD201802 作者簡(jiǎn)介 李建明 教授 博士 博士生導(dǎo)師 主要從事蔬菜生理生態(tài)研究 Email lijianming66 層深度而不同 汪華等 8 9 研究表明不同水分模式會(huì)影響水 稻根系微生物生態(tài)效應(yīng) Martine 等 10 對(duì)近年來(lái)提高果實(shí)品 質(zhì)的 EC 和施肥管理制度的綜述中表明 根系合理的鹽濃度 和水肥管理是提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的主要因素 而不合理 的鹽濃度會(huì)導(dǎo)致作物病害發(fā)生率增大 根區(qū)溫度對(duì)設(shè)施作 物生理生態(tài)等的影響也一直是研究重點(diǎn) 11 15 并提出冬季根 系增溫有利于提高作物水肥利用效率 很多學(xué)者對(duì)空氣環(huán) 境與莖流的響應(yīng)關(guān)系也有大量研究 16 20 但主要是對(duì)大氣環(huán) 境與莖流相關(guān)性做了大量模型和關(guān)系闡述 而對(duì)于根系環(huán) 境變化對(duì)莖流速率的影響 以及灌溉量和根系環(huán)境及莖流 速率的互作響應(yīng)關(guān)系研究確鮮有報(bào)道 薄皮甜瓜 Cucumis melo 夏季栽培面積廣 21 23 其 耗水需求量較大 對(duì)水分比較敏感 本研究以甜瓜為研 究對(duì)象 對(duì)甜瓜莖流和根際含水率 溫度 電導(dǎo)率 以 及溫室內(nèi)環(huán)境連續(xù)監(jiān)測(cè) 觀察 3 種灌溉梯度下 典型晴 天和陰天莖流及根際環(huán)境因子的日變化對(duì)灌溉量的響 應(yīng) 探究根際環(huán)境 莖流 溫室內(nèi)環(huán)境的相關(guān)性 為制 定合理的水肥管理制度 提高植株生長(zhǎng)能力提供依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn) 試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行 試驗(yàn)所用 農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) http www tcsae org 2020 年 218 的自制大跨度非對(duì)稱(chēng)釀熱溫室 24 跨度為 17 m 脊高 5 4 m 東西走向 南屋面投影 10 m 北屋面投影 7 m 沿溫室內(nèi)北部棚沿下挖 1 1 m 上部用塑料膜封閉的釀熱 槽 溫室內(nèi)部的溫度 濕度及光照條件較為一致 供試材料為薄皮甜瓜 采用基質(zhì)盆栽 盆口覆膜 減 少蒸發(fā) 盆直徑為 30 cm 高度為 23 cm 基質(zhì)容量為 5 L 供試基質(zhì)為前期試驗(yàn)甄選的優(yōu)勢(shì)配方 菇渣 牛糞 蛭 石 珍珠巖 3 3 2 2 體積比 基本理化性質(zhì)為 容重 0 34 g cm 3 總孔隙度 54 8 pH值為 6 77 電導(dǎo)率 Electricity Conductivity EC 2 43 dS cm 速效氮 1 792 85 mg kg 速 效磷 297 63 mg kg 速效鉀 3 047 18 mg kg 供試營(yíng)養(yǎng)液為全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液 豬糞 牛糞 羊糞 4 1 1 體積比浸提液混配 水 浸提液 4 1 體積比 全氮 9 375 667 mg kg 全磷 5 175 333 mg kg 全鉀 1 4011 4 mg kg 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理 2018 年 4 月 20 日 在甜瓜幼苗四葉一心時(shí) 選取長(zhǎng) 勢(shì)一致的植株進(jìn)行定植 每盆一株 株距 70 cm 行距 40 cm 緩苗后充分灌溉 開(kāi)花期 10 d 施一次肥 坐果及 果實(shí)膨大期 7 d 施一次肥 其他管理措施一致 采用單蔓 整枝 每株留 2 個(gè)瓜 人工授粉 5 月 13 日 甜瓜處于 開(kāi)花結(jié)果期開(kāi)始進(jìn)行水分處理 試驗(yàn)根據(jù)稱(chēng)量所得的單株日蒸騰蒸發(fā)量進(jìn)行灌溉處理 單株日蒸騰蒸發(fā)量即為 WET Weighted Evapotranspiration 由自動(dòng)連續(xù)作物耗水記錄儀 25 獲得 試驗(yàn)設(shè)置 3 個(gè)灌溉 量處理 分別為 80 WET T 1 100 WET T 2 120 WET T 3 夏季溫度較高 蒸騰量較大 需水量較大 由于盆中 基質(zhì)持水量有限 當(dāng)單株所需灌水量大于 2 000 mL 時(shí) 分 2 次進(jìn)行灌溉 分別為早上 8 00 8 30 和下午 16 00 18 00 雨天時(shí) 蒸騰作用較弱 將其當(dāng)日的蒸騰耗 水量計(jì)入第二天進(jìn)行累積 以此類(lèi)推 但當(dāng)陰雨天持續(xù) 時(shí)間大于 3 d 時(shí) 為滿(mǎn)足甜瓜的正常生理代謝 需補(bǔ)充灌 溉量 1 3 測(cè)定項(xiàng)目及方法 1 3 1 甜瓜單株日蒸散量測(cè)量 蒸騰耗水量利用自動(dòng)連續(xù)耗水記錄儀進(jìn)行數(shù)據(jù)記 錄 每個(gè)記錄儀上放置 3 盆植株 在處理前一天進(jìn)行充 分灌溉 待盆內(nèi)多余水分外流結(jié)束后 將栽培盆放置到 稱(chēng)質(zhì)量記錄儀上 儀器記錄質(zhì)量為 W 1 24 h 后稱(chēng)質(zhì)量為 W 2 則日蒸騰耗水量為 WET W W 1 W 2 灌溉后再次 進(jìn)行稱(chēng)質(zhì)量 W 3 過(guò) 24 h 后再次稱(chēng)質(zhì)量為 W 4 以此類(lèi)推 進(jìn)行水分管理 儀器的傳感器精度為 0 02 N 1 3 2 環(huán)境與植株監(jiān)測(cè) 采用 EMS ET 植物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)溫室空 氣和根際溫度 冠層輻射 空氣濕度 土壤含水率及 EC 值 儀器放置在試驗(yàn)區(qū)域的中心位置 光合有效輻射和 溫度傳感器設(shè)置在距地面高 2 m 處 土壤監(jiān)測(cè)傳感器在 基質(zhì) 10 cm 深度 監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔為 6 min 一次 采用包裹式莖流傳感器檢測(cè)莖流量 莖粗量程為 8 20 mm 試驗(yàn)在植株第二節(jié)間中部莖粗大于 8 mm 時(shí)開(kāi)始 進(jìn)行莖流監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)位點(diǎn)在第二節(jié)中部 監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔 為 6 min 根據(jù)甜瓜的長(zhǎng)勢(shì) 莖流及環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)間為 2018 年 5 月 29 日至 7 月 15 日 1 3 3 甜瓜生長(zhǎng)觀察 2018 年 5 月 14 日至 6 月 30 日對(duì)甜瓜植株的株高 莖粗 葉面積進(jìn)行觀測(cè) 株高用軟皮尺進(jìn)行測(cè)量 莖粗 為第二節(jié)間直徑變化量 用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量 葉面積 采用離體拍照法 并用 Image J 軟件進(jìn)行計(jì)算 1 3 4 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用 Excel 2010 和 SPSS 24 0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 采用單因素 ANOVA 檢驗(yàn)和 Duncan 法進(jìn)行方差分析 0 05 對(duì)甜瓜莖流速率和基質(zhì)及環(huán)境因子進(jìn)行皮爾遜相關(guān) 性分析和通徑分析 利用 Excel 2007 和 origin2017 軟件作圖 2 結(jié)果與分析 2 1 不同灌溉量對(duì)根際環(huán)境變化的影響 由圖 1a 和 1b 可知 根際溫度日變化整體為陰天時(shí) T 2 T 1 T 3 晴天時(shí) T 3 T 2 T 1 陰天根際溫度 00 00 6 00 時(shí)迅速下降 6 00 17 30 時(shí)上升 下降 上升 下降 18 30 23 00 時(shí)迅速下降 陰天 T 1 T 2 T 3 最大根際溫度 分別為 26 8 27 4 26 2 晴天根際溫度 00 00 6 00 時(shí) 無(wú)顯著變化 6 00 14 00 時(shí)上升 14 00 18 00 時(shí)下降 18 00 23 00 時(shí)迅速下降 晴天 T 1 T 2 T 3 最大根際溫度 分別為 36 8 37 8 38 5 由圖 1c 和 1d 可知 陰天根際含水率 0 00 14 00 T 3 T 2 T 1 14 00 24 00 時(shí) T 3 T 1 T 2 晴天根際含水率為 T 3 T 2 T 1 陰天根際含水率在 00 00 7 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 無(wú)明顯變化 7 30 18 00 時(shí)均下降 且 T 2 降低最快 至 14 00 時(shí) T 2 的根際含水率小于 T 1 晴天 T 1 T 2 T 3 根際含水率在 00 00 9 00 時(shí)無(wú)顯著變化 9 00 19 00 時(shí)處于下降趨勢(shì) 19 00 23 00 時(shí)無(wú)明顯變化 由圖 1e 和 1f 可知 陰天根際 EC 值為 T 1 T 2 T 3 晴 天根際 EC 值為 14 00 之后 T 2 T 1 T 3 陰天根際 EC 值在 00 00 10 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 無(wú)明顯變化 10 00 17 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 均升高 17 00 23 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 無(wú)明顯變化 陰天 T 3 T 2 T 1 最大根際電導(dǎo)率分別為 2 33 2 75 3 22 dS m 晴天根際 EC 值在 00 00 8 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 無(wú)明顯變化 T 1 和 T 2 根際 EC 值相同 8 00 18 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 根際 EC 值均增大 T 2 增長(zhǎng)最快 13 00 時(shí) T 2 高于 T 1 18 00 23 00 時(shí) T 1 T 2 T 3 根際 EC 值均降低 晴天 T 1 T 2 T 3 最大根際電導(dǎo)率分別為 2 85 3 20 2 24 dS m 2 2 不同灌溉量對(duì)莖流量變化的影響 由圖 2 可知 隨著灌溉量的增大 莖流量越大 陰 天 T 1 和 T 2 的莖流量在 0 0 0 04 kg h 范圍內(nèi) T 3 處理 在 0 0 0 14 kg h 范圍內(nèi) 陰天 T 1 T 2 T 3 莖流量在 8 00 18 00 之間活躍 且在 12 00 時(shí)到達(dá)高峰 典型陰 天甜瓜 T 1 T 2 T 3 的最大莖流量分別為 0 03 0 42 0 13 kg h 晴天處理 T 1 與 T 2 的莖流量在 0 0 0 1 kg h 的范圍內(nèi) T 3 處理在 0 0 45 kg h 的范圍內(nèi) 晴天 T 1 T 2 T 3 莖流量在 9 00 19 00 之間活躍 且在 14 00 時(shí)達(dá) 到最大 典型晴天甜瓜 T 1 T 2 T 3 的最大莖流量分別 為 0 08 0 09 0 41 kg h 第 7 期 李建明等 灌溉量對(duì)溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 219 a 典型陰天根際溫度日變化 a Diurnal variation of rhizospheric temperature on typical cloudy day b 典型晴天根際溫度日變化量 b Diurnal variation of rhizospheric temperature on typical sunny day c 典型陰天根際絕對(duì)含水率日變化 c Diurnal variation of rhizospheric water content on typical cloudy day d 典型晴天根際絕對(duì)含水率日變化 d Diurnal variation of rhizospheric water content on typical suuny day e 典型陰天根際 EC 值的日變化 e Diurnal variation of EC in rhizospere on typical cloudy day f 典型晴天根際 EC 日變化量 f Diurnal variation of EC in rhizosphere on typical sunny day 注 典型陰天最高溫度為 22 典型晴天空氣最高溫度為 47 處理 T 1 灌溉量為 80 WET 日蒸騰耗水量 處理 T 2 灌溉量為 100 WET 處理 T 3 灌溉量為 120 WET Note Hightest temperature of typical cloudy day was 22 Hightest temperature of typical sunny day was 47 Treatment T 1 was irrigated 80 weighted evapotranspiration WET treatment T 2 was irrigated by 100 WET treatment T 3 was irrigated 120 WET 圖 1 不同灌溉量對(duì)根際環(huán)境的影響 Fig 1 Effects of different irrigation amount on rhizosphere enviroment a 典型陰天 a Typical cloudy b 典型晴天 b Typical sunny day 圖 2 不同灌溉量對(duì)莖流量日變化的影響 Fig 2 Diurnal variation of stem sap flow response to different irrigation amount 2 3 不同灌溉量對(duì)甜瓜日蒸騰量及生長(zhǎng)的影響 由表 1 可知 灌溉量越大 甜瓜日蒸騰量越大 陰 天 T 1 與 T 2 T 2 與 T 3 之間的增長(zhǎng)量均為 0 10 kg d 晴天 T 2 較 T 1 的耗水量增長(zhǎng)了 0 26 kg d T 3 較 T 2 的耗水量增長(zhǎng) 了 0 59 kg d 隨著灌溉量的增大 甜瓜的株高 莖粗 葉面積增大 且在 P 0 05 差異顯著 2 4 莖流量和根際及氣象環(huán)境因子相關(guān)性分析 2 4 1 莖流量與根際及氣象環(huán)境因子的逐步回歸分析 選取空氣溫度 Ta 空氣相對(duì)濕度 RH 冠凈輻射 Rn 飽和蒸氣壓差 vapour pressure deficit VPD 和根際溫度 Ts 根際含水率 rhizospheric water content SWV 電導(dǎo)率 EC 與莖流進(jìn)行逐步回歸分析 步進(jìn)條件為要輸入因子的 F 的概率小于等于 0 05 要除去的 F 的概率大于等于 0 1 如表 2 所示 不同灌溉量處理逐步回歸模型不同 陰天 時(shí) T 1 T 2 T 3 莖流量都和凈輻射及溫度顯著相關(guān)性 T 2 與根際 EC 值 SWV VPD 顯著相關(guān)性 但 T 1 T 3 則沒(méi) 有 T 1 T 2 T 3 回歸模型中的剩余決定因子分別為 0 06 0 16 0 12 晴天時(shí) T 1 和氣象環(huán)境因子中的 Rn VPD RH 相關(guān)性顯著 T 2 相較于 T 1 增加了自變量 分別是 Ta Ts SWV T 3 相較于 T 2 增加了自變量 為根際 EC 值 T 1 T 2 T 3 回歸模型中剩余決定因子分別為 0 11 0 06 0 01 2 4 2 莖流量與根際及氣象環(huán)境因子的相關(guān)性及通徑分析 為進(jìn)一步分析根際及氣象環(huán)境因子對(duì)莖流量的作 用 對(duì)空氣溫度 Ta 空氣濕度 RH 凈輻射 Ra 飽和蒸 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) http www tcsae org 2020 年 220 氣壓差 VPD 根際溫度 Ts 根際含水率 SWV 電導(dǎo)率 EC 和莖流量進(jìn)行相關(guān)性分析 在影響莖流的各因子之間 對(duì)莖流量的作用不是獨(dú)立的 而是相互影響 共同作用 既包含變量間的直接作用 也包含變量間的間接效應(yīng) 通徑分析在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)分解為直接 通徑系數(shù) 某一自變量對(duì)因變量的直接作用 和間接通 徑系數(shù) 該自變量通過(guò)其他自變量對(duì)因變量的間接作 用 17 26 27 表 1 不同灌溉量對(duì)甜瓜單株日蒸騰耗水量和生長(zhǎng)量的影響 Table 1 Effect of different irrigation amount on daily transpiration water consumption and growth of melon per plant 單株蒸騰耗水量 Transpiration water consumption of per plant kg d 1 處理 Treatments 株高 Plant height cm 莖粗 Stem diameter mm 葉面積 Leaf area cm 2 典型陰天 Typical cloudy 典型晴天 Typical sunday T 1 220 3 8 95c 101 2 3 78c 270 3 24 82c 0 40 0 01b 0 87 0 33c T 2 239 0 16 65b 110 7 11 29b 285 6 16 60b 0 50 0 03b 1 13 0 15b T 3 265 0 8 89a 126 8 9 52a 306 0 17 63a 0 60 0 15a 1 72 0 15a 注 數(shù)據(jù)均為平均 標(biāo)準(zhǔn)誤差 不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Note Data are expressed as the mean standard error Different lower case letters indicate significant differences between treatments P T 1 T 3 晴天時(shí) 根際溫度總體表現(xiàn)為 T 3 T 2 T 1 其原因可能是較適宜的 根際水分含量有利于全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)栽培中有機(jī)基質(zhì)及有機(jī) 營(yíng)養(yǎng)液的發(fā)酵分解 導(dǎo)致根際溫度升高 李超 29 研究表 明 滴灌條件下 合理的根際含水率有利于提高草莓根 際溫度 Wang 等 30 也研究表明 根際溫度受土壤濕度以 及灌溉進(jìn)程的影響 但對(duì)于含水率都沒(méi)有給出明確的范 圍 徐菲等 31 研究表明 亞低溫下灌溉補(bǔ)充蒸騰蒸發(fā)量 的 100 有利于番茄幼苗干物質(zhì)積累以及養(yǎng)分吸收 這和 本研究結(jié)果一致 說(shuō)明灌溉補(bǔ)充蒸騰蒸發(fā)量的 100 有利 于提高根際溫度 薛鶴等 32 研究表明 適當(dāng)?shù)母鶇^(qū)溫度 有利于提高黃瓜水肥利用效率 晴天時(shí) T 1 處理根際溫度 一直低于其他 2 個(gè)處理 說(shuō)明在半封閉栽培條件下 晴 天時(shí)灌水量越少 對(duì)根系溫度的影響越小 這是因?yàn)樵?半封閉 含水率大時(shí) 根系水分需要蒸發(fā)吸熱 但熱量 耗散受阻 又會(huì)累積到根系 使根系溫度升高 本研究中陰天時(shí)根系的含水率表現(xiàn)為 T 3 T 2 T 1 在 14 00 之后 根際含水率 T 2 T 2 T 1 這主要是因?yàn)殛幪鞎r(shí) 根際含水率為前一 天結(jié)余的含水率 不同灌溉條件下甜瓜的葉面積為 T 3 T 2 T 1 T 2 的蒸騰潛力大于 T 1 在 14 00 之后 T 2 的 根際絕對(duì)含水率低于 T 1 是因?yàn)?T 1 長(zhǎng)期虧缺灌溉使甜瓜 的蒸騰速率降低 33 前人研究表明不抗旱玉米長(zhǎng)期土壤 干旱及復(fù)水過(guò)程中生理恢復(fù)困難 34 晴天時(shí) T 3 的耗水 量較大 根據(jù)蒸騰量 120 進(jìn)行補(bǔ)充灌溉 對(duì)于盆栽甜瓜 來(lái)說(shuō) 花盆的持水量低于所需灌溉量 要對(duì)所需灌溉量 分兩次灌溉 所以根系含水率變化較小 對(duì)于 T 1 T 2 處 理來(lái)說(shuō) 灌溉量相對(duì)較少 含水率變化較為明顯 本研究中不同灌溉量條件下 陰天根際 EC 值為 T 1 T 2 T 3 這主要是因?yàn)楣喔攘坎煌?但施肥量卻相同 長(zhǎng)期低灌溉量導(dǎo)致根際中鹽離子累積量增多 EC值增大 當(dāng)灌溉量增大時(shí) 一方面可以促進(jìn)根系吸收離子 另一 方面可以促進(jìn)根際離子遷移 使根際鹽離子濃度降低 35 Slama 等 36 研究發(fā)現(xiàn)按照 237 作物需水量咸水灌溉 4 45dS m 含鹽量 與沒(méi)有溶質(zhì)壓力灌溉的根系吸水率無(wú) 顯著差異 說(shuō)明增加灌溉量 有利于鹽離子遷移 減少 根際損傷 晴天為 00 00 13 00 時(shí)根際 EC 值 T 1 T 2 T 3 13 00 23 00 時(shí)根際 EC 值 T 2 T 1 T 3 這是因?yàn)榍缣鞎r(shí)莖 流量增大 根際含水率降低速度快 雖然 T 2 的灌溉量大 于 T 1 但 T 2 的莖流量大于 T 1 所以在經(jīng)過(guò)莖流高峰即 14 00 后 根際 EC 值增大 3 2 日光溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液栽培甜瓜根際 莖流 環(huán)境 相關(guān)性分析 最優(yōu)逐步回歸模型去除了因子共線性的問(wèn)題 可以 更好的反映引起因變量的條件因子 陰天 T 1 T 2 T 3 處 理中引起莖流變化的因子都有凈輻射 濕度 這是因?yàn)?陰天光照較弱 而輻射量決定甜瓜氣孔開(kāi)度大小 37 39 濕度影響空氣水勢(shì)與甜瓜表面水勢(shì)梯度 影響蒸騰 相 較于氣象環(huán)境因子 根際環(huán)境因子的作用很小 但 T 2 在 陰天時(shí)莖流的影響因子有根際 EC 值和含水率 這是因?yàn)?T 2 的補(bǔ)充灌溉量在弱光照條件下適合甜瓜生長(zhǎng) 31 在 SPAC 連續(xù)體中 氣象因子與根際環(huán)境因子相互制約 水 分運(yùn)輸處于平衡狀態(tài) T 2 處理提高了根際溫度 增加了 根系活力 滿(mǎn)足弱光下的水分運(yùn)輸平衡 晴天時(shí) 隨著 灌溉量的增大 根際環(huán)境與氣象環(huán)境因子的相互制約作 用越明顯 這是因?yàn)榍缣煺趄v量增加 甜瓜需水量增大 提高灌溉量有利于水分在 SPAC 連續(xù)體中的正常運(yùn)輸 而補(bǔ)充蒸騰蒸發(fā)量的 120 灌溉維持了根系 EC 值和含水 率的穩(wěn)定 滿(mǎn)足甜瓜蒸騰需水量 前人研究表明 作物會(huì)根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整自身對(duì)水 分的需求 40 在 SPAC 連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)中 根際環(huán)境與氣 象環(huán)境的制約平衡有利于作物正常生長(zhǎng) 本研究中陰天 時(shí) VPD 與莖流量的相關(guān)系數(shù)最大 根際 SWV 與莖流量 的相關(guān)系數(shù)最小 RH 對(duì)莖流的決策系數(shù)最大 根際 EC 值對(duì)莖流的決策系數(shù)最小 晴天時(shí) VPD 與莖流量的相關(guān) 系數(shù)最大 與根際 EC 的相關(guān)系數(shù)最小 根際 EC 值對(duì)莖 流量的決策系數(shù)最大 SWV 對(duì)莖流量的決策系數(shù)最小 這是因?yàn)楦H EC 主要對(duì)莖流的 源 起作用 而 VPD 主要對(duì)莖流的 庫(kù) 起作用 陰天時(shí) 根際剩余累積的 含水率較晴天多 但光輻射較弱 濕度大 空氣水勢(shì)與 甜瓜表面水勢(shì)差降低 所以 VPD 抑制了蒸騰 從而降低 莖流量 而在晴天時(shí) 溫度高 累積輻射量大 空氣濕 度降低 空氣水勢(shì)與甜瓜表面水勢(shì)差增大 蒸騰需求量 增加 但根際含水率有限的情況下 無(wú)法滿(mǎn)足水分 SPAC 連續(xù)體系統(tǒng)中平衡運(yùn)輸 根際含水率限制了莖流量 而 作物自身的水分調(diào)節(jié)主要是靠滲透壓完成的 當(dāng)根際離 子濃度大于根系離子濃度時(shí) 根系會(huì)減少水分吸收 以 維持根際環(huán)境穩(wěn)定 所以晴天時(shí)莖流量的最終決策權(quán)取 決于 EC 值 而含水率是限制因子 本研究對(duì)溫室全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)栽培甜瓜根際和溫室 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) http www tcsae org 2020 年 222 環(huán)境與植物蒸騰的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)性分析 根際 EC 值對(duì) 蒸騰作用有一定的影響 進(jìn)而影響了甜瓜的汁液流速率 植物蒸騰承載著園藝作物物質(zhì)運(yùn)輸和能量轉(zhuǎn)化的功能 可以進(jìn)一步研究植物蒸騰對(duì)不同水肥配比的響應(yīng)規(guī)律 尋找植物不同環(huán)境下的水肥配比 優(yōu)化作物水肥一體化 灌溉制度 4 結(jié) 論 在全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)栽培中 合理的灌溉量有利于維 持甜瓜水分運(yùn)輸在土壤 植物 大氣連續(xù)體中的平衡 研 究認(rèn)為陰天時(shí)按日蒸騰量 100 灌溉 晴天時(shí)按日蒸騰量 的 120 灌溉有利于維持甜瓜水分運(yùn)輸在土壤 植物 大 氣連續(xù)體中的平衡 在全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)栽培中 土壤 植 物 大氣連續(xù)體的水分運(yùn)輸平衡是通過(guò)地下部根對(duì)根際 環(huán)境變化的響應(yīng)以及植株地上部對(duì)氣象環(huán)境因子的響應(yīng) 相互制約完成的 根際 EC 主要對(duì)莖流的 源 起作用 而飽和汽壓差主要對(duì)莖流的 庫(kù) 起作用 陰天時(shí) 空氣濕 度或者說(shuō)甜瓜葉面水勢(shì)與空氣水勢(shì)差是莖流量的限制因 子 晴天時(shí) 根際含水率是莖流量的限制因子 參 考 文 獻(xiàn) 1 Chen Renqiang Kang Shaozhong Hao Xinmei et al Variations in tomato yield and quality in relation to soil properties and evapotranspiration under greenhouse condition J Scientia Horticulturae 2015 197 318 328 2 張歲岐 山侖 根系吸水機(jī)理研究進(jìn)展 J 應(yīng)用與環(huán)境生 物學(xué)報(bào) 2001 7 4 396 402 3 Nietfeld H Prenzel J Modeling the reactive ion dynamics in the rhizosphere of tree roots growing in acid soils I Rhizospheric distribution patterns and root uptake of M b cations as affected by root induced pH and Al dynamics J Ecological Modelling 2015 307 48 65 4 樊利華 周星梅 吳淑蘭 干旱脅迫對(duì)植物根際環(huán)境影響的 研究進(jìn)展 J 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) 2019 25 5 1244 1251 Fan Lihua Zhou Xingmei Wu Shulan Research advances on the effects of drought stress in plant rhizosphere environments J Chin J Appl Environ Biol 2019 25 5 1244 1251 in Chinese with English Abstract 5 王鵬 生物炭與有機(jī)肥不同配比對(duì)設(shè)施黃瓜生長(zhǎng)及根際環(huán) 境影響研究 D 呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019 Wang Peng Effects of Different Proportions of Biochar and Organic Fertilizer on Growth and Rhizosphere Environment of Cucumber in Greenhouse D Hohhot Inner Mongolia agricultural university 2019 in Chinese with English Abstract 6 林賢青 朱德峰 林興軍 等 不同灌溉和施肥方式對(duì)雜 交稻生長(zhǎng)和根際環(huán)境的影響 J 灌溉排水學(xué)報(bào) 2009 28 4 90 92 Lin Xianqing Zhu Defeng Lin Xingjun et al Influence of stalk residue retention and fertilization on the rhizospheric effect with drip irrigated cotton J Journal of Irrigation and Drainage 2009 28 4 90 92 in Chinese with English Abstract 7 杜濤 煤炭開(kāi)采對(duì)植物根際微環(huán)境影響規(guī)律及生態(tài)修復(fù)效 應(yīng) D 北京 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013 Du Tao Influence Laws of Coal Mining on Plant Rhizosphere Microenvironment and Ecological Remediation effect D Beijing China University of Mining and Technology 2013 in Chinese with English Abstract 8 汪華 不同水分模式施氮對(duì)水稻根際微生物生態(tài)效應(yīng)的影 響研究 D 杭州 浙江大學(xué) 2006 Wang Hua Study on Ecological Effect of Rice Rhizosphere Microbes with N Application Level and Water Regimes D Hangzhou Zhejiang University 2006 in Chinese with English Abstract 9 馬維娜 不同水分模式分次施氮對(duì)水稻根際土壤微生物生 態(tài)效應(yīng)的影響 D 杭州 浙江大學(xué) 2007 Ma Weina Ecological Effect of Rice Rhizosphere Microbes Under Water Regime and Nitrogen Fertilizer with Split Application in Paddy field D Hangzhou ZheJiang university 2007 in Chinese with English Abstract 10 Martine Dorai Athanasios P Papadopoulos Andr Gosselin Influence of electric conductivity management on greenhouse tomato yield and fruit quality J Agronomie 2001 21 4 367 383 11 廉勇 根區(qū)溫度對(duì)日光溫室辣椒生長(zhǎng)發(fā)育及生理功能的影 響 D 呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015 Lian Yong Effects of Root Zone Temperature on Growth and Physiological Function of Pepper in Greenhouse D Hohhot Inner Mongolia agricultural university 2015 in Chinese with English Abstract 12 張俊剛 姜慧敏 李雅茹 等 肥 灌溉對(duì)切根改良草地 群落的影響 J 中國(guó)草地學(xué)報(bào) 2016 38 1 81 86 Zhang Jungang Jiang Huimin li Yaru et al Effects of fertilization and irrigation on root cutting to improve grassland community J Acta Grassland Sinica 2016 38 1 81 86 in Chinese with English Abstract 13 傅國(guó)海 楊其長(zhǎng) 劉文科 等 根區(qū)溫度對(duì)設(shè)施作物生理 生態(tài)影響的研究進(jìn)展 J 中國(guó)蔬菜 2016 10 20 27 14 林葉春 曾昭海 任長(zhǎng)忠 等 局部根區(qū)灌溉對(duì)裸燕麥光 合特征曲線及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?J 作物學(xué)報(bào) 2012 38 6 1062 1070 Lin Yechun Zeng Zhaohai Ren Changzhong et al Effects of local root irrigation on photosynthetic characteristic curve and chlorophyll fluorescence characteristics of naked oats J Acta Agron Sinica 2012 38 6 1062 1070 in Chinese with English Abstract 15 馮建新 熊德成 史順增 等 土壤增溫對(duì)杉木幼苗細(xì)根 生理生態(tài)性質(zhì)的影響 J 生態(tài)學(xué)報(bào) 2017 37 1 35 43 Feng Jianxin Xiong Decheng Shi Shunzeng et al Effects of soil warming on physiological and ecological properties of fine roots of Chinese fir seedlings J Acta Ecologica Sinica 2017 37 1 35 43 in Chinese with English Abstract 16 劉浩 孫景生 段愛(ài)旺 等 溫室滴灌條件下番茄植株莖流 變化規(guī)律試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2010 26 10 77 82 Liu Hao Sun Jingsheng Duan Aiwang et al Experiment on stem flow change of tomato plants under drip irrigation in greenhouse J Transa