交替灌溉對(duì)綠洲灌區(qū)間作小麥光合日變化的影響

楊彩紅，柴 強(qiáng)

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

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交替灌溉對(duì)綠洲灌區(qū)間作小麥光合日變化的影響

楊彩紅1，柴 強(qiáng)2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

為探討分根區(qū)交替灌溉對(duì)玉米-小麥間作條件下小麥光合特性的影響，以常規(guī)灌溉(CW)為對(duì)照，測(cè)定和比較了低、中、高三種不同交替灌溉水平(AW1、AW2和AW3)下間作小麥葉片凈光合速率、蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度的日變化，并采用方差分析、相關(guān)分析、通徑分析等方法分析了部分生態(tài)因子與凈光合速率的關(guān)系。結(jié)果表明，4個(gè)處理的小麥凈光合速率日變化呈雙峰曲線，峰值出現(xiàn)在12:00和16:00，且前者高于后者，中午有光合下調(diào)現(xiàn)象；CW、AW3處理的蒸騰速率日變化與其光合日變化趨勢(shì)基本一致，峰值也出現(xiàn)于12:00和16:00，AW1、AW2處理的蒸騰速率日變化均呈單峰曲線，相對(duì)滯后于其光合變化。光合有效輻射是影響不同處理間作小麥光合速率的主要環(huán)境因子，交替灌溉間作小麥凈光合速率還受氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的影響。此外，環(huán)境因子中，空氣溫度和大氣相對(duì)濕度之間的互作對(duì)光合速率也有一定的影響。交替灌溉使間作小麥的光合速率并未發(fā)生明顯下降，主要是通過調(diào)節(jié)小麥葉片的氣孔導(dǎo)度來減少奢侈蒸騰，促進(jìn)作物有效利用水分。

交替灌溉；間作；小麥；光合特性；通徑分析

間作套種是我國(guó)精細(xì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳統(tǒng)栽培方法，是通過技術(shù)和勞力密集投入，在有限土地上獲得更多農(nóng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)光、熱、水、肥等資源有效利用的種植模式[1]。我國(guó)每年至少有2.8×108hm2耕地是以間套作模式耕種的[2]。西北內(nèi)陸灌區(qū)光資源豐富，熱量條件適于發(fā)展間作套種。小麥間作玉米是我國(guó)西北地區(qū)，尤其是甘肅一熟灌區(qū)一種較為普遍的高產(chǎn)種植模式，同時(shí)也是糧食和飼料生產(chǎn)的主體模式。

隨著水資源短缺的日益加重，資源性缺水已嚴(yán)重影響到間作種植模式的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的灌溉方式開始受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如何提高農(nóng)業(yè)灌溉水的利用效率逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，這對(duì)綠洲農(nóng)業(yè)節(jié)水問題更為重要[3-4]。有研究表明，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水的最大潛力在田間，通過各種田間節(jié)水措施提高作物水分利用效率是節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)[5]。要大幅度地提高灌溉水的利用效率，只有通過對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)節(jié)和生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行合理的水分生理調(diào)控，進(jìn)而提高作物本身的水分利用效率[6]。

根系分區(qū)交替灌溉由于能夠產(chǎn)生根源信號(hào)調(diào)節(jié)植物的生理活動(dòng)，可減少作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)冗余，大量節(jié)水而不減產(chǎn)或減產(chǎn)幅度較小，從而提高作物水分利用效率[7-14]。由兩種或兩種以上作物組成的間作群體中，不同作物的需水特性不同，但傳統(tǒng)間作灌溉制度只按某一作物的需水特性制定，容易造成作物水分的供需錯(cuò)位，使水分無效損耗增大。交替灌溉間作能同時(shí)考慮不同作物的需水特性和種間互補(bǔ)高效用水機(jī)制[15]，通過對(duì)不同作物分帶供水，提高供水與間作群體作物需水的吻合度，形成類似于交替灌溉技術(shù)的模式，但有關(guān)這種灌溉方式對(duì)間作小麥光合生理生態(tài)因子日變化的影響尚未見研究報(bào)道。因此，本試驗(yàn)通過研究交替灌溉對(duì)間作小麥光合生理特性的影響，探討凈光合速率與環(huán)境因子的關(guān)系，以期從小麥光合生理生態(tài)特性方面揭示交替灌溉間作的節(jié)水抗旱機(jī)理，從而為間作種植的節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試區(qū)概況

試驗(yàn)于2008 年在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)校地聯(lián)合試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)基地位于甘肅省武威市涼州區(qū)黃羊鎮(zhèn)(北緯37°52′20″，東經(jīng)102°50′50″，海拔1 581 m)，屬典型的內(nèi)陸荒漠季風(fēng)氣候區(qū)，供試土壤為灌漠土，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為15.7 g·kg-1，全氮、全磷含量分別為0.87 g·kg、1.02 g·kg-1，速效磷含量為13.38 mg·kg-1，速效鉀含量為248.63 mg·kg-1，pH值為8.2。年平均日照時(shí)數(shù)2 968.2 h，年平均氣溫7.8 ℃，多年平均降水量164.4 mm，多年平均無霜期156 d，蒸發(fā)能力1 919 mm，≥10 ℃的積溫2 985.4 ℃，年太陽(yáng)輻射總量504～630 kJ·cm-2，麥?zhǔn)蘸蟆?0 ℃有效積溫1 350 ℃，屬于典型兩季不足、一季有余農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)， 適于發(fā)展間作套種。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)交替灌溉(AW)和常規(guī)灌溉(CW)兩種灌水方式，交替灌溉的灌水量設(shè)低、中、高三個(gè)水平(分別用1、2、3代表)，共計(jì)4個(gè)處理，每處理重復(fù)3次，田間隨機(jī)排列。不同處理灌溉制度見表1。灌溉用出水量為10.5 m3·h-1的潛水泵進(jìn)行，每小區(qū)通過控制時(shí)間保證灌水量精確。試驗(yàn)中，小麥采用平作，玉米采用壟作栽培，壟體高25 cm(圖1)，壟面覆蓋地膜。交替灌溉分別根據(jù)兩種間作作物不同生育時(shí)期的需水特性分別進(jìn)行灌溉，即小麥需水期僅在小麥帶內(nèi)供水，玉米需水期只在玉米溝內(nèi)供水，因小麥、玉米在生育時(shí)期的需水期存在時(shí)間上的錯(cuò)位，分帶供水形成了不同帶間的交替濕潤(rùn)；傳統(tǒng)灌溉時(shí)在小麥、玉米帶內(nèi)同時(shí)供水，灌水時(shí)間根據(jù)地方習(xí)慣進(jìn)行。

供試春小麥品種為永良4號(hào)，播種密度450萬?！m-2，每帶種6行，行距12 cm。春玉米品種為富農(nóng)99-8，播種密度為52 500株·hm-2，每帶種2行，行距40 cm，株距24 cm。間作小麥和玉米帶各寬80 cm，田間結(jié)構(gòu)如圖1。每小區(qū)種3個(gè)間作帶，小區(qū)寬4.8 m，長(zhǎng)10 m。小麥于3月25日播種，7月23日收獲；玉米于4月13日播種， 9月28日收獲。小麥帶施純N 225 kg·hm-2、純P2O5150 kg·hm-2，全做基肥，各小區(qū)鋤草、施肥、病蟲害防治等田間管理措施均一致。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

光合參數(shù)測(cè)定于小麥灌漿期進(jìn)行，選擇此期測(cè)定的主要依據(jù)是小麥進(jìn)入灌漿期后，隨著高光強(qiáng)、高溫和低濕度天氣的出現(xiàn)，光合午休現(xiàn)象越來越明顯，尤其是這一時(shí)期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“干熱風(fēng)”天氣，對(duì)小麥光合作用和籽粒產(chǎn)量影響嚴(yán)重。每處理隨機(jī)選取生長(zhǎng)、受光一致，具有代表性的3個(gè)單莖，在晴朗無風(fēng)天氣用美國(guó)CID公司生產(chǎn)的 CI-310 便攜式光合系統(tǒng)分析儀測(cè)定小麥旗葉的光合參數(shù)，于觀測(cè)日的8:00-18:00進(jìn)行，每隔2 h 觀測(cè)一次。為避免儀器遮擋和光源差異較大引起的誤差，測(cè)定時(shí)盡量使葉室與自然光線垂直，每測(cè)完 1 個(gè)葉片對(duì)其掛牌編號(hào)，便于下次測(cè)定。

表1　間作小麥和玉米不同生育時(shí)期的灌水量

AW:交替灌溉;CW:常規(guī)灌溉；1、2、3分別表示低、中、高3個(gè)交替灌水水平。

AW：Alternate irrigation；CW:Conventional irrigation; 1，2 and 3 represent different alternate irrigation rates,repectively.

圖1　小麥/玉米間作示意圖

除測(cè)定凈光合速率(Pn，μmolCO2·m-2·s-1)、蒸騰速率(Tr，mmolCO2·m-2·s-1)、氣孔導(dǎo)度(Gs，molH2O·m-2·s-1)、胞間CO2濃度(Ci，μmol·mol-1)、葉片溫度(Tl，℃)等光合參數(shù)外，對(duì)光合有效輻射(PAR，μmol·m-2·s-1)、空氣溫度(Ta，℃)、空氣相對(duì)濕度(RH，%)、空氣CO2濃度(Ca，μmol·mol-1)等環(huán)境因素也進(jìn)行了測(cè)定。根據(jù)光合和環(huán)境參數(shù)可計(jì)算水分利用效率(WUE，μmol·mmol-1)=Pn/Tr和氣孔限制值Ls=1-Ci/Ca。

1.4數(shù)據(jù)處理

首先，利用相關(guān)分析計(jì)算環(huán)境因子之間的相關(guān)系數(shù)，并進(jìn)行顯著檢驗(yàn)；其次，對(duì)不同處理光合特征進(jìn)行one-way ANOVA比較；最后，對(duì)各環(huán)境因子和Pn的平均值用SPSS 15.0進(jìn)行通徑分析，計(jì)算不同處理各環(huán)境因子對(duì)Pn的直接和間接影響。

2　結(jié)果與分析

2.1不同灌溉條件下農(nóng)田氣象因子的日變化特征

在交替灌溉和常規(guī)灌溉條件下間作小麥田間的光合有效輻射(PAR)、空氣溫度(Ta)和空氣相對(duì)濕度(RH)均是瞬時(shí)變化較大的生態(tài)因子(表2)。不同處理之間只有PAR差異顯著(P<0.05)。PAR日變化呈單峰曲線，以12:00和14:00的較高，16:00至18:00急劇下降，總體上以AW1的PAR較低；與CW相比，AW1、AW2和AW3的PAR分別平均降低了3.15%、2.68%和1.28%。Ta從8:00至16:00逐漸升高，18:00有所下降；交替灌溉條件下冠層Ta在8:00以后較常規(guī)灌溉有所升高，最大升幅為1.82 ℃，10:00至18:00 CW平均較AW1、AW2和AW3分別降低了0.98、1.06和0.59 ℃。RH隨著Ta的升高而逐漸下降，16:00降到最低，以后隨著氣溫的下降又逐漸升高，常規(guī)灌溉下RH高于交替灌溉，CW分別平均較AW1、AW2、AW3增加了2.63%、1.77%和0.26%。空氣CO2濃度(Ca)從8:00至12:00急劇下降，16:00至18:00變化不明顯，CW分別平均較AW1、AW2和AW3增加了0.75%、2.59%和1.19%。

2.2不同灌水條件下小麥光合特性的日變化特征

從表3可看出，不同處理作物葉片的凈光合速率(Pn)日變化均呈雙峰曲線，峰值均先后出現(xiàn)于14:00和16:00，且前者高于后者，中午有光合下調(diào)現(xiàn)象，14:00出現(xiàn)極小值且交替灌溉間作小麥分別低于常規(guī)灌溉。通過比較分析，小麥葉片Pn峰值在交替灌溉條件下也均低于常規(guī)灌溉，上午的峰值差異不明顯(P>0.05)，而下午的差異顯著(P<0.05)，其中AW1、AW2、AW3的Pn上午降幅分別為4.66%～6.93%、2.92%～5.94%、1.46%～3.96%，下午降幅分別為4.47%～18.18%、2.99%～16.36%、1.49%～14.55%。AW1、AW2、AW3下小麥葉片的日平均Pn分別為7.77、7.90、8.05 μmolCO2·m-2·s-1，分別較CW降低了6.89%、5.29%、3.50%，但兩種灌溉模式間葉片日平均Pn差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05)，說明交替灌溉對(duì)間作小麥的總光合速率影響微弱。

CW和AW3間作小麥葉片的Tr日變化與其光合日變化趨勢(shì)基本一致，均呈雙峰曲線，峰值分別出現(xiàn)于12:00和16:00(表3)。AW1、AW2間作小麥Tr日變化均呈單峰曲線，其峰值均出現(xiàn)在午后的14:00，相對(duì)滯后于光合變化?？梢?，在較低的田間土壤水分條件下，交替灌溉下間作小麥的最大光合與最大蒸騰出現(xiàn)不同步，最大光合出現(xiàn)在蒸騰最大值出現(xiàn)之前。

表2　不同處理下麥田光合有效輻射、空氣溫度、空氣相對(duì)濕度和空氣CO2濃度的日變化

PAR、Ta、RH和Ca的單位分別為μmol·m-2·s-1、℃、%和μmol·mol-1。

The units of PAR,Ta, RH andCaare μmol·m-2·s-1,℃,% and μmol·mol-1, respectively.

不同處理間作小麥氣孔導(dǎo)度(Gs)的日變化均呈單峰曲線，以12:00的較大；與CW相比，AW1的Gs降低了3.47%～12.27%。不同處理間胞間CO2濃度(Ci)只在12:00、14:00時(shí)有一定的差異。常規(guī)灌溉下間作小麥的Ci高于交替灌溉，CW分別平均較AW1、AW2、AW3提高了0.84%、2.32%、2.72%，但差異均不顯著(P>0.05)。葉片溫度(Tl)和氣孔限制值(Ls)在不同處理間的差異不大，8:00-12:00增加速度較快，峰值分別出現(xiàn)在14:00和12:00左右，之后逐漸下降，為防止水分過分流失，交替灌溉間作小麥葉片Ls都略高于常規(guī)灌溉，但二者間不存在顯著性差異。

表3　不同處理下小麥旗葉光合特性的日變化

Pn、Tr、Gs、Ci和Tl的單位分別為μmolCO2·m-2·s-1、mmolCO2·m-2·s-1、molH2O·m-2·s-1、μmol·mol-1和℃。

The units ofPn,Tr,Gs,CiandTlare μmolCO2·m-2·s-1, mmolCO2·m-2·s-1, molH2O·m-2·s-1,μmol·mol-1and ℃,respectively.

2.3不同灌溉條件下小麥光合速率與其他生理和環(huán)境因素的關(guān)系

Pearson相關(guān)性分析(表4)表明，不同處理下Pn與其生理和環(huán)境因子間的相關(guān)性不一致。其中，不同處理下Pn與PAR均呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)在0.856以上，以AW1下PAR與Pn的相關(guān)系數(shù)最大(0.912)。AW1和AW3下Pn與Gs呈顯著正相關(guān)，而AW2和CW下Pn與除PAR以外的各因子間均相關(guān)不顯著?？傮w上，Pn與Tr、Gs和Ca呈正相關(guān)，與Tr相關(guān)性大小表現(xiàn)為AW3>AW1>AW2>CW，與Gs相關(guān)性大小表現(xiàn)為AW1>AW3>CW>AW2，而與Ta、Ci和RH相關(guān)性小，部分呈負(fù)相關(guān)?？梢奝n與PAR關(guān)系最密切，其次是Gs和Tr。

表4　不同處理下小麥凈光合速率與其他生理和環(huán)境因子的相關(guān)性

*：P<0.05;**:P<0.01.

進(jìn)一步通徑分析(表5)發(fā)現(xiàn)，對(duì)不同處理的小麥Pn影響最大的是PAR。PAR對(duì)Pn的直接通徑系數(shù)均為較大的正值，說明PAR對(duì)Pn均有較大促進(jìn)作用，特別是在AW2下，PAR對(duì)Pn的直接通徑系數(shù)達(dá)到1.167，遠(yuǎn)大于其他環(huán)境因子。PAR對(duì)Pn的間接作用較小，可能原因?yàn)镻AR對(duì)RH的影響及通過RH對(duì)Ta和Ca的影響，起到了明顯的滯后效應(yīng)。PAR對(duì)Pn的間接作用主要通過Ta、RH實(shí)現(xiàn)。AW1、AW3和CW下PAR通過其他環(huán)境因子的間接通徑系數(shù)均較小。AW2下PAR通過RH和Ta的間接通徑較大(間接通徑系數(shù)分別為 0.710、- 0.321)，但符號(hào)相反，造成間接效應(yīng)抵消，使得PAR 的間接通徑系數(shù)總和較小。AW1、AW2下Ta對(duì)Pn直接通徑系數(shù)分別為-0.205、-0.114，而AW3和CW下Ta對(duì)Pn直接通徑系數(shù)分別為0.008、0.019。Ta對(duì)Pn的間接作用主要通過RH實(shí)現(xiàn)，雖然AW3和CW下Ta直接通徑系數(shù)為正，但由于其間接通徑系數(shù)為負(fù)(-0.126、-0.022)，大大抵消了Ta對(duì)Pn的直接促進(jìn)作用。

表5　不同處理下小麥凈光合速率與環(huán)境因子的通徑分析

決策系數(shù)(R2)是通徑分析中的決策指標(biāo)，用以把各自變量對(duì)因變量的綜合作用進(jìn)行排序，最終確定主要決策變量和限制變量。決策系數(shù)最大的為主要決策變量，而決策系數(shù)小且為負(fù)值的為主要限制變量[16]。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，不同處理影響間作小麥Pn的環(huán)境因子決策系數(shù)：AW1下表現(xiàn)為PAR>Ca>Ta>RH；AW2下表現(xiàn)為PAR>RH>Ta>Ca；AW3下表現(xiàn)為PAR>Ca>RH>Ta；CW下表現(xiàn)為PAR>Ca>RH>Ta。由此可知，無論是交替灌溉還是常規(guī)灌溉處理，PAR均是主要決策變量。AW3處理Ta和 RH的決策系數(shù)為負(fù)值且絕對(duì)值較大，應(yīng)為主要限制變量。

2.4交替灌溉對(duì)間作小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響

從圖2可以看出，交替灌溉條件下，間作小麥籽粒產(chǎn)量以AW2最高，分別較AW1、AW3增加了5.49%和2.48%；與CW相比，交替灌溉間作小麥的籽粒產(chǎn)量有所降低，其中，AW1、AW2、AW3下間作小麥籽粒產(chǎn)量分別較CW降低了6.69%、1.27%和3.71%, 但差異均不顯著。交替灌溉可顯著提高間作小麥的水分利用效率(WUE)， AW1、AW2、AW3的WUE較CW分別增加了18.40%、9.08%和1.47 %，AW1、AW2與CW處理間差異均顯著；AW1的WUE顯著高于AW2、AW3，增幅分別為10.25%、17.19%。表明交替灌溉對(duì)間作小麥有一定的節(jié)水效應(yīng)。

圖柱上的字母不同表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Different letters on the columns mean significantly different among the treatments at 0.05 level.

圖2不同處理下小麥的產(chǎn)量和水分利用效率(WUE)

Fig.2Yield and water use efficiency(WUE) of wheat under different treatments

3　討 論

自然條件下栽培植物的光合作用日變化均有規(guī)律可循，一般認(rèn)為呈雙峰曲線伴有光合“午休”現(xiàn)象，這與大氣和土壤干旱造成的植物水分虧缺有關(guān)[17]。根據(jù)起因不同可以將Pn降低的原因分成兩類：一種是氣孔限制，另一種是非氣孔限制。Farquhar和Sharkey[18]提出了氣孔限制值分析方法，當(dāng)光合速率下降的同時(shí)Ci降低，氣孔限制值升高時(shí)，光合速率降低主要是因?yàn)闅饪钻P(guān)閉引起的；而如果光合速率下降的同時(shí)Ci上升，但氣孔限制值下降，表明光合速率降低主要是由于非氣孔因素引起的。本研究中，AW1、AW2、AW3下間作小麥均出現(xiàn)明顯的光合“午休”現(xiàn)象，而CW下未出現(xiàn)。交替灌溉處理出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象時(shí)，Ci降低而Ls在12:00時(shí)顯著升高，說明Gs下降引起的光合原料短缺是引起Pn降低的主要原因。干旱環(huán)境下氣孔關(guān)閉避免了植物過度失水[19]，有利于其在干旱環(huán)境下的生長(zhǎng)，交替灌溉一天之中Pn較常規(guī)灌溉低，且光合“午休”較常規(guī)灌溉稍明顯的原因可能是交替灌溉條件下，土壤水分虧缺，外界高溫促使植物Tr降低，Ls增加，使得Pn一直維持在相對(duì)較低的水平，但兩種灌溉模式下葉片Pn的差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)，說明交替灌溉并未使間作小麥的光合速率發(fā)生明顯變化。植物WUE是評(píng)價(jià)植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的綜合生理生態(tài)指標(biāo)，是確定植物體生長(zhǎng)發(fā)育所需水分供應(yīng)的重要指標(biāo)之一[17]，節(jié)水灌溉目的在于有效地利用水資源，作物的WUE可作為評(píng)價(jià)灌溉效果的指標(biāo)[19]。本試驗(yàn)中交替灌溉間作可以通過降低蒸騰、調(diào)節(jié)氣孔開度、降低CO2濃度和大氣濕度等措施，提高小麥葉片水分利用效率，這與以往在單作作物研究結(jié)果一致[20-23]。

在自然條件下，環(huán)境因子對(duì)光合作用的影響不是單一的，而由多因素相互聯(lián)系、相互制約的結(jié)果[24-25]。有研究認(rèn)為，植物自然條件下的光合潛力與環(huán)境光強(qiáng)呈正相關(guān)[26]。一天之中，PAR較低時(shí)，Pn隨著PAR的增加而逐漸增強(qiáng)，葉片可捕獲的光能也逐漸增多[27]，隨著光合有效輻射的進(jìn)一步增強(qiáng)，強(qiáng)光可能導(dǎo)致葉片吸收的光能出現(xiàn)過剩，同時(shí)伴隨著其他環(huán)境因子的較大變化，如空氣CO2濃度和空氣濕度的下降、氣孔阻力的增加等，在午間出現(xiàn)了較明顯的光合“午休”現(xiàn)象。本研究結(jié)果表明，PAR對(duì)Pn的直接通徑系數(shù)均為較大的正值，遠(yuǎn)大于其他環(huán)境因子，是影響Pn的主要環(huán)境因子，且AW1、AW2處理對(duì)Pn的直接通徑系數(shù)也較大，說明較低灌水水平下交替灌溉處理未對(duì)間作小麥造成脅迫。對(duì)交替灌溉條件下農(nóng)田氣象因子日變化的分析表明，與常規(guī)灌溉相比，交替灌溉增加了間作小麥冠層附近的溫度，降低冠層附近的濕度。一般來說，Pn與Ta、RH呈拋物線關(guān)系。本研究中，AW1、AW2處理日最高溫和日均溫相對(duì)AW3、CW處理較高，造成Ta對(duì)Pn的抑制效應(yīng)，直接通徑系數(shù)為負(fù)值；而AW3、CW處理Ta對(duì)Pn的直接通徑系數(shù)為正。因此，溫度很高時(shí)會(huì)對(duì)Pn產(chǎn)生一定的抑制作用；交替灌溉條件下RH與Pn呈正相關(guān)，直接通徑系數(shù)均為正，RH與Ta之間的交互作用在間作小麥Pn的調(diào)控中起著關(guān)鍵作用，但常規(guī)灌溉條件下由于RH與Pn和Ta之間呈負(fù)相關(guān)，RH對(duì)Pn的綜合作用較小。

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Effect of Irrigation Pattern on Photosynthetic Diurnal Changes of Intercropped Wheat in Irrigated Area in Oasis

YANG Caihong1，CHAI Qiang2

(1.Forestry College of Gansu Agricultural University, Lanzhou,Gansu 730070，China; 2.Gansu Provincial Key Laboratory of Arid Land Crop Science/Agronomy College of Gansu Agricultural University, Lanzhou,Gansu 730070，China)

In order to investigate the effects of alternative irrigation on photosynthetic characteristics of intercropped wheat, with conventional irrigation as the control, diurnal changes of photosynthetic rate (Pn) and its physio-ecological factors were measured.Direct effect and indirect effect of environmental factors onPnwere calculated with variance analysis, correlation analysis and path analysis, so as to provide scientific basis for implementation of alternative partial root-zone irrigation for wheat/maize intercropping. The results indicated thatPnunder four treatments appeared as double peak curves, and the majority of peaks appeared at 12:00 and 16:00,and the former was higher than the latter.The photosynthesis showed “down ward” at midday. Diurnal changes of transpiration rate(Tr) in CW and AW3 treatment showed a similar trend to that ofPn.However, AW1 and AW2 were expressed as a single peak curve,andTrof AW1 and AW2 treatment was relatively backward,as compared toPn. Photosynthetic available radiation (PAR)was the major environmental factor that affectedPnof intercropped wheat under different treatments; meanwhile, it was subjected to stomatal conductance(Gs) andTr.As for environmental factors, interaction between air temperature and air relative humidity has certain effect onPnwhich was the main limiting factor. Therefore,intercropped wheat with alternative irrigation keep the similarPnthrough adjusting leaf stomatal conductance and reducing luxury transpiration, thus improving leaf water use efficiency(WUE)compared to conventional irrigation.

Alternative irrigation; Intercropping; Wheat; Photosynthetic characteristic; Path analysis

2016-01-16

2016-03-02

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41561062，31360323，31301283)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD14B10)；甘肅省杰出青年基金項(xiàng)目(111RJDA006)

E-mail：yangch@gsau.edu.cn

柴 強(qiáng)(Email：chaiq@gsau.edu.cn)

S512.1；S311

A

1009-1041(2016)08-1028-09

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-08-01

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160801.1120.016.html