河西綠洲不同灌溉條件下土壤水分對小麥葉片含水量的影響

摘要[目的]研究河西綠洲不同灌溉條件下，春小麥不同生育時期土壤水分對植株葉片水分狀況及葉面積指數的影響。[方法]設5個處理，結論]該研究可為春小麥節水栽培提供可靠依據。

關鍵詞 灌溉；土壤水分；春小麥；葉片含水量

中圖分類號S512文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）21-06957-03

Effects of Soil Water Content on the Wheat Leaf Water Content at Different Growth Stages under Different Irrigation Conditions of Hexi Oasis

WANG Huaishu（Jingshui Design Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power， Minle， Gansu 734500）

Abstract[Objective] The aim was to study the effects of soil water content at different growth period of spring wheat on plant leaf water status and leaf area index under different irrigation conditions of Hexi oasis. [Method] Five treatments were designed， which were irrigation amount before sowing 1500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2（F1）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 10 00 m3/hm2（F2）， irrigation amount before sowing 1500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 1 000 m3/hm2+irrigation amount at filling 1000 m3/hm2（F3）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 500 m3/hm2+irrigation amount at filling 500 m3/hm2（F4）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 1000 m3/hm2+irrigation amount at filling 500 m3/hm2（F5）， the total irrigation amount of five treatments were 2 500， 3 500， 4 500， 3 500， 4 000 m3/hm2 resp.. [Result] The soil water content of all the layers was positively correlated with leaf relative water content from heading period to flowering period， which reached a very significant level between 20-40 and 60-80 cm depth； soil water content was positively correlated with leaf relative water content from flowering period to prefilling period， which reached a significant level between 60-80 cm depth； soil water content was positively correlated with leaf relative water content from early filling period to midfilling period， while they did not reach significant levels. Rainfall at midfilling period increased soil water content， therefore， water content and leaf relative water content showed a significant positive correlation （r = 0.87- 0.91） in 0-40 cm soil layer； while at the latter filling period， they showed a negative correlation （r = -0.55 ～ -0.97）. [Conclusion] The study provides a reliable basis for water saving cultivation of spring wheat.

Key wordsIrrigation； Soil water content； Spring wheat； Leaf water content

水資源匱乏已成為農業生產的頸瓶，我國水資源絕大部分用于農業灌溉，但灌溉水總的利用率只有30%～40%[1-3]。河西綠洲灌區春小麥生長發育關鍵時期正值高溫干旱季節，在有限水資源下，如何確定最佳灌溉時期和最佳灌水量以提高水分利用效率，是節水栽培中的一個重要課題。由于土壤性質、耕作方式的不同，作物對深層水的利用程度有很大差異，而目前僅采用土壤含水率作為灌溉的參考量化指標已難以滿足實踐的需要，而且在作物水分臨界期由于地面植物覆蓋度較大，難以精確獲取地表光譜數據。相比之下，由于葉片水分含量更能直接反映作物生長發育的實際狀況，并且易于觀測，因而越來越受到重視[4-5]。目前，眾多學者已對關于土壤含水量的研究有大量報道，但有關葉片含水量的研究尚且不足。為此，筆者立足于河西灌區春小麥不同生育期灌溉量不同的條件下，探討分析了不同灌溉模式對春小麥不同生育時期土壤含水量與植株葉片含水量的動態變化及其相互關系，旨在為作物節水栽培提供可靠依據。

1材料與方法

1.1試驗區概況試驗于2011年3～9月在張掖市民樂縣農場進行。該灌區位于甘肅省河西走廊東端，

1.3主要測定項目及方法

1.3.1土壤含水量。用傳統烘干法測定土壤含水量，全生育期每隔10 d測定0～100 cm土層土壤水分含量，每20 cm為1層，播前、收獲后和灌水前后分別測定一次。

1.3.2葉面積指數（LAI）。春小麥起身后，每小區選擇長勢均勻一致的1.0 m2，每次用AM - 300手持式葉面積儀按“田”型測定6次，獲得葉片面積、長度、寬度、周長、葉片長度比和形狀因子以及累積葉片面積等數據，并取其平均值。

1.3.3葉片相對含水量。在水分處理中，每處理各生育期選生長均勻一致葉片10片，從葉基部剪下，稱量鮮重（初始鮮重）后迅速將剪口處插入清水中浸泡5 h，取出，擦拭掉葉片表面多余水分并秤取飽和鮮重，在105 ℃下殺青30 min后，75 ℃下烘至恒重，稱重并計算葉片相對含水量。葉片相對含水量=（初始鮮重-干重）/（飽始鮮重-干重）×100%。

1.4數據處理數據處理采用SPSS 19.0統計分析軟件進行處理。

2結果與分析

2.1不同灌水處理對土壤水分的影響土壤含水量是衡量小麥所受干旱程度的直接指標，受降雨量、灌溉補充量和田間蒸發量以及小麥生理耗水等多方面因素的影響。從圖1可以看出，春小麥拔節期后，由于等量不等次實施灌溉，處理間0～100 cm各層土壤含水量均存在顯著或極顯著差異，但灌漿期60～100 cm土層未達到顯著水平。各處理0～100 cm土層在生育期間表現出差異，如抽穗至灌漿期，處理F1土壤含水量最高，處理F4最低，其余處理無明顯差異；灌漿期后，處理F1總體低于其他處理，但處理F4各土層含水量與其他處理基本相近。而處理F3各生育時期土壤含水量相對較穩定。從生育時期前后階段性變化來看，處理F1整個生育期變幅最大，其次為處理F2，其余各處理變幅相近且相對較小。

從各生育時期來看，拔節水后，由于群體尚未達到最大，植株蒸騰量相對較小，土壤各層受灌水量影響較大，30～60 cm耕層在抽穗水灌溉前處理間差異最大。開花期是作物生長最旺盛的時期，此時作物對水肥要求都比較高，蒸騰量大，30～60 cm耕層又是作物根系的密集分布區，土壤含水量主要受作物生長狀況影響，開花期此層差異最大。灌漿期后由于氣溫較高，土壤蒸散量較大而表層土壤 0～10 cm耕層與外界接觸緊密，受環境影響較大，水分活動頻繁，因此，表層差異最大。圖1不同灌水處理下土壤含水量的差異2.2不同灌溉對葉面積指數影響LAI作為群體特征，其生長狀況必受水分條件的制約。從圖2可以看出，LAI對水分反應比較敏感，抽穗期和灌漿期處理間LAI均存在顯著差異，產量最高的處理F3在灌漿期具有較高的LAI。處理間以灌漿中期差異最大，其次為抽穗期，開花期最小。總體來看，抽穗期LAI達到最大后，LAI逐漸下降。隨著灌水量的差異，各處理LAI下降程度不同，處理F1變化最大，其最大差率和變異系數分別為230.37%、44.47%；其次為處理F2，最大差率和變異系數分別為160.09%、37.48%；處理F3處于相對穩定狀態，生育期前后最大差異率和變異系數均最小，分別為84.27%和24.85%。可見，干旱脅迫可以加快葉片的衰老，而適宜的灌水量和灌水時間可以延長葉片功能期。

圖2不同水分處理葉面積指數的差異2.3不同灌水處理對春小麥葉片水分狀況的影響葉片相對含水量更能直接地體現作物的水分狀況，常用來衡量作物對水分脅迫的反應。從圖3可以看出，處理間葉片相對含水量在抽穗期、灌漿前期和灌漿中期均存在顯著差異。受灌水量的影響，處理F1在抽穗期葉片相對含水量較高，之后略有下降。而產量最高的處理F3在灌漿前期和中期表現出了良好的水分狀況，

3結論與討論

目前，土壤含水量以其測定簡便、直觀性強等優勢常常作為作物灌溉決策的診斷指標，并已形成了常規烘干、精密儀器測量及手握目測等成熟的測定方法體系。但是土壤含水量變化范圍大，常常需要大范圍測定才能確定精確數值，且節水栽培技術已開始普及，耕作及灌溉制度已發生很大變化，僅采用土壤含水率作為灌溉的參考指標已難以滿足生產實踐的現狀需求。與土壤含水量相比較，葉片含水量更能直接反映作物生長發育的實際狀況，因而在灌區越來越受到重視。從該試驗來看，春小麥不同生育期葉片含水量與土壤含水量之間相關性不同，但與葉面積指數等關系密切，也可作為監測作物受干旱脅迫狀況和灌溉決策的重要參考指標。

葉片相對含水量作為機理研究中反映植株水分盈虧程度的最佳指標是毋庸質疑的。該試驗研究得出，葉片相對含水量指標與土壤含水量呈線性相關，這與其他學者研究結果[2]相一致，且非飽和狀態下的葉片含水量作為田間條件下直接大范圍監測小麥水分狀況的指標有其不可替代的優勢。

但該研究僅僅以隴春26號作為一種典型試驗材料，其他品種的小麥是否在生長特性等指標上表現類似的結果尚不清楚，并且當氣候條件、土壤條件、灌溉條件發生變化時，小麥土壤含水量與葉片相對含水量之間的關系又會呈現怎樣的規律，仍需在生產實踐中進一步驗證。

42卷21期王懷樹等河西綠洲不同灌溉條件下土壤水分對小麥葉片含水量的影響參考文獻

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