作物缺水診斷指標及灌溉控制指標的研究.pdf

1、水資源短缺已成為我國農業(yè)發(fā)展的主要制約因素，發(fā)展節(jié)水農業(yè)勢在必行，進行作物缺水診斷指標及灌溉控制指標的試驗研究以確保灌溉的適時適量是減少水資源浪費、發(fā)展可持續(xù)農業(yè)、合理管理水資源的根本途徑之一。 在中國水利水電科學研究院大興灌溉試驗站開展試驗研究，采用國外先進的儀器自動監(jiān)測作物的生理生態(tài)指標（莖直徑變化、莖液流、葉面溫度），結合冠層表面溫度、土壤水分、光合速率、蒸騰速率、氣孔導度的觀測，分析各類指標反映作物缺水狀況的能力和敏感性

2、；建立不同作物土壤水分指標和生理生態(tài)指標與水分虧缺程度的關系；根據水分信息的監(jiān)測、采集方式和缺水診斷指標的敏感性、穩(wěn)定性，確定主要作物的灌溉控制指標及其域值。主要研究結果如一下： （1）供水條件不同，對冬小麥、春玉米和夏大豆植株性狀發(fā)育有明顯影響，作物所能達到的株高和葉面積指數隨著灌水次數的增加而增加。冬小麥灌3水與灌1水相比，植株增高8～10cm，穗粒數增加3～5粒；春玉米干物質量灌3水的比灌1水的多20～80g／m<'2>，

3、植株增高10～20cm；夏人豆灌3水與不灌相比，植株增高2～10cm，干物質量增加20～60g／m<'2>。三種作物最終籽粒產量最高的不是灌水量最大的，說明適當的限量灌水能提高產量和水分生產率。 （2）冬小麥的需水關鍵期為拔節(jié)期和孕穗期；春玉米為拔節(jié)期和抽雄期；夏大豆為開花結莢期；因而保證這三種作物在這些階段的水分要求，對它們的增產、增收具有十分重要的意義。冬小麥的黃熟期和夏大豆的苗期適度缺水可能增加產量。 （3）本次試

4、驗得到冬小麥土壤水分下限指標為：苗期和成熟期土壤水分下限為田間持水量的55％～60％，其它生育階段為田持65％～70％。春玉米的土壤水分下限指標為：出苗到拔節(jié)為60％左右，拔節(jié)至抽雄為70％～80％，蠟熟到成熟期為60％左右。夏大豆土壤水分下限指標為：幼苗期60-65％，分枝和花芽分化期65-70％，結莢期70-80％。開花期宜干燥少雨。 （4）適當的限量灌水能提高產量和水分生產率，并不是灌水越多產量就越高。通過對土壤供水能力和

5、作物生長關系的研究，在灌足底墑水的前提下，只在小麥關鍵生育期（拔節(jié)、孕穗、揚花期）灌水，既能獲得一定的子粒產量，又可節(jié)約水資源。春玉米全生育期的最佳需水量為480mm，夏大豆為265mm，可用此指標指導灌水，既滿足了春玉米、夏大豆的生長發(fā)育需求，又能發(fā)揮其生產潛力。 （5）小區(qū)試驗結果表明，不同水分處理間的蒸騰速率在早上和傍晚差異不大，各處理間Tr的差異在14:00左右達到最大，不同時刻的Tr都有隨著土壤水分的降低而降低的趨勢，

6、當土壤水分低于作物生長的適宜水分時，Tr的峰值有隨著土壤水分的降低而提前的趨勢。相同水分處理光合速率與蒸騰速率有著相似的日變化特征，但Pn峰值出現(xiàn)的時間稍早于Tr峰值出現(xiàn)的時間；氣孔導度的日變化非常強烈，有時與蒸騰、光合的變化不同步，且規(guī)律性有時不太明顯，氣孔導度的峰值比光合、蒸騰的峰值來得早，隨著土壤水分的降低其峰值有提前到來的趨勢，不同時刻的氣孔導度隨著土壤水分的降低而降低。 （6）蒸騰速率、光合速率和氣孔導度相互之間的增大或

7、減小是同步的，它們之間有著密切的線性關系，氣孔導度直接影響蒸騰速率和光合速率，三者之間呈極顯著正相關。土壤水分是指標與蒸騰速率、光合速率、氣孔導度呈顯著或極顯著正相關。 （7）光合速率Pn與蒸騰速率Tr的比值相當于葉片水平的水分利用效率，Pn/Tr與土壤含水量的關系成二次拋物線形狀，當冬小麥土壤含水量保持在20％左右的時候，光合利用效率最高。 （8）作物缺水指標CWSI和冠層-空氣溫差（Tc-Ta）是利用冠層溫度評價作物

8、水分狀況的重要方法。冠層溫度和冠氣溫差都有明顯的日變化過程，其中冠層溫度在14：00前后達到最大值；中午12：00～14：00時段冠氣溫差反應冬小麥的供水狀況最具代表性；冬小麥適宜水分處理的冠氣溫差閾值為-1.5℃＜△T＜1.3℃；春玉米為-0.6℃＜△T＜0.3℃；夏大豆為-1.2℃＜△T＜0.8℃。冬小麥、春玉米和夏大豆旺盛生長期間的水分脅迫指數平均值與最終籽粒產量的關系是一種非線性的關系，平均水分脅迫指數在0.18～0.23范圍為