運(yùn)用土壤水分表征小麥?zhǔn)軡n影響程度的指標(biāo)構(gòu)建

楊小琴,萬 肖,胡佩敏,熊勤學(xué),陳啟行

(1. 長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院,湖北 荊州 434025;2. 荊州市氣象局,湖北 荊州 434020;3. 長陽土家族自治縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心,湖北 宜昌 443500)

【研究意義】漬害是影響長江中下游地區(qū)小麥生長的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一[1]。漬害形成的主要原因是土壤孔隙水分增加,氧氣減少,土壤通透性變差,作物根系呼吸作用受到抑制,根系活力下降,水肥吸收能力減弱,最終導(dǎo)致生物量降低[2]。長江中下游地區(qū)3—4月降水量一般在300～400 mm,占年降雨量的30%～40%。此時正值小麥營養(yǎng)生長和生殖生長時期,年漬害發(fā)生頻率較高[3]。因此,基于土壤含氧量構(gòu)建漬害機(jī)理模型對防范小麥漬害,減緩小麥?zhǔn)軡n程度,穩(wěn)定漬害多發(fā)區(qū)小麥產(chǎn)量有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,國內(nèi)外分析小麥?zhǔn)軡n程度及影響的特征量有兩類,一類是基于土壤地下水位埋深指標(biāo)構(gòu)建,如累計(jì)超標(biāo)準(zhǔn)地下水深(SEW30)[4]、累計(jì)超標(biāo)準(zhǔn)地面水深(SFW)[5]、累計(jì)綜合澇漬水深(SFEW30)[6]、澇漬連續(xù)抑制天數(shù)(CSDI)[7-9]和等效淹漬歷時(SFD)[10]等,這類特征量因多側(cè)重于統(tǒng)計(jì)分析在澇漬脅迫條件下作物根系缺氧、呼吸受阻導(dǎo)致根系水分虧缺的原因,不能及時反映因過度灌溉引起的小麥?zhǔn)軡n程度及影響,且遙感數(shù)據(jù)難以反演地下水位埋深程度,因此在大范圍小麥漬害評估中較少使用;另一類是基于氣象要素構(gòu)建,如澇漬害日指數(shù)[11]、濕漬害日指數(shù)[12-13]等,這類特征量只考慮了氣象條件的影響,較少考慮對漬害形成過程中必不可少的其他孕災(zāi)環(huán)境因子(如土壤、地形、水文要素),不能完全表征實(shí)際小麥?zhǔn)軡n程度[14]。此外,漬害對作物影響的作物生長模擬模型中,多采用土壤含水量或地下水位埋深等指標(biāo)作為漬害影響因子,模擬計(jì)算作物受漬程度[15],如DRAINMOD(A hydrological model for poorly drained soils)模型[16]、APSIM(Agricultural production systems simulator)模型[17]和SWAGMAN Destiny(Salt water and groundwater MANagement destiny)模型[18]等,APSIM和SWAGMAN Destiny模型是利用土壤含水量計(jì)算低氧脅迫對作物根系生長的影響,定量分析漬害對作物產(chǎn)量的影響[19]。Lizaso等[20]曾嘗試將低氧(或無氧)脅迫因子引入CERES(Crop environment resource synthesis)-Wheat模型,產(chǎn)量模擬效果良好。朱建強(qiáng)等[21-22]研究發(fā)現(xiàn)間歇性多次澇漬的綜合脅迫顯著影響作物產(chǎn)量,特別是高強(qiáng)度澇漬脅迫與多日連晴轉(zhuǎn)雨或多日連雨轉(zhuǎn)晴引起的劇烈天氣變化的疊加使作物減產(chǎn)更為嚴(yán)重,但多次漬害脅迫下作物的反應(yīng)機(jī)理非簡單的災(zāi)害疊加,需要進(jìn)一步研究。【本研究切入點(diǎn)】漬害主要體現(xiàn)在土壤氧濃度的變化,土壤氧濃度值過低主要與土壤含水量過高或者地下水位埋深過淺有直接關(guān)系[23-24]。氧濃度值過低影響作物根系發(fā)生無氧脅迫或低氧脅迫,進(jìn)而影響作物正常生長發(fā)育或產(chǎn)量形成,用低氧脅迫指數(shù)表征作物受漬程度的特征值,在一定程度上不僅能反映漬害發(fā)生程度,也能反映作物生長過程中多次受漬害影響程度及其對作物產(chǎn)量的影響[25]。因此構(gòu)建基于土壤體積含水量的表征作物受漬程度的特征值,能準(zhǔn)確定量體現(xiàn)整個生長季作物的受漬程度,為作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)、減災(zāi)防災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。【擬解決的關(guān)鍵問題】以耐漬品種“揚(yáng)麥11”和不耐漬品種“鄭麥7698”為供試品種[26],通過小麥(單次或2次)受漬的盆栽試驗(yàn),利用APSIM模型中土壤水分低氧脅迫對根系總影響的計(jì)算公式,提出小麥?zhǔn)軡n日指數(shù),結(jié)合土壤體積含水量構(gòu)建小麥?zhǔn)軡n指數(shù)特征量;分析小麥?zhǔn)軡n指數(shù)特征量與小麥葉片葉綠素相對含量SPAD值(Soil and plant analysis development)、產(chǎn)量的關(guān)系,驗(yàn)證受漬指數(shù)特征量對單次、2次受漬的模擬效果,為小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)和減災(zāi)抗災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

小麥漬害盆栽試驗(yàn)于2021年11月至2022年5月在長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院露天試驗(yàn)基地(112°08′ E,30°21′ N)進(jìn)行,試驗(yàn)盆栽箱長0.60 m,寬0.45 m,高0.35 m,供試品種為耐漬品種“揚(yáng)麥11”(Y)和不耐漬品種“鄭麥7698”(Z)。全部盆栽試驗(yàn)于2021年11月3日統(tǒng)一播種,播種前每箱土壤均施用均勻混合復(fù)合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]17.78 g/kg、鉀肥0.89 g/kg和尿素3.94 g/kg;測定播種前土壤基本理化性質(zhì)為pH 8.15、全氮1.47 g/kg、全磷0.67 g/kg、全鉀10.25 g/kg、有機(jī)質(zhì)16.78 g/kg、堿解氮58.44 mg/kg、有效磷30.62 mg/kg和速效鉀110.12 mg/kg。全部供試盆栽于2022年1月25日小麥分蘗期追施尿素4.17 g/kg。

試驗(yàn)共設(shè)置4個漬水處理:0(CK)、5、12、20 d,每個處理重復(fù)3次,兩品種分別于拔節(jié)至孕穗時期(3月8日至4月28日,記為B)、開花至成熟時期(4月1日至5月21日,記為C)進(jìn)行受漬處理,該時期為小麥需水臨界期[27]。試驗(yàn)設(shè)置2種受漬處理方式:單次持續(xù)受漬和2次持續(xù)受漬。對照(CK)不進(jìn)行受漬處理,田間管理和其它處理相同。四周用無受漬處理“揚(yáng)麥11”(Y-0)或“鄭麥7698”品種(Z-0)的盆栽箱圍成保護(hù)行,總計(jì)試驗(yàn)盆栽120箱。

于2022年3月8日開展為期5、12和20 d的單次受漬處理,2次受漬處理為單次持續(xù)受漬處理后間隔10 d,再進(jìn)行與單次處理相同時長的受漬處理。試驗(yàn)受漬方式為采用帶刻度容量的水桶進(jìn)行人工澆灌,土壤含水量保持在最大田間持水量90%以上,每天對盆栽箱進(jìn)行土壤含水量監(jiān)測和排灌處理,以受漬處理高度距離土面5 cm作為漬害脅迫標(biāo)準(zhǔn)[28],并記錄每箱土壤每天灌溉量(L)。

1.2 測定項(xiàng)目

土壤水分:利用土壤水分測量儀(EM50)測量土壤體積含水量,1個水分測量儀連接1個水分傳感器(EC-5),測量儀探頭插入土壤埋深0.05 m,每日8:00—20:00進(jìn)行觀測,設(shè)置觀測時間間隔為1 h,取24 h平均值作為當(dāng)天土壤體積含水量。

小麥葉片SPAD值測定:分別在小麥拔節(jié)至孕穗期間分5次(3月2日、3月12日、4月3日、4月9日和4月19日)用SPAD-502儀測定小麥葉片SPAD值。每箱選取3片新的完全展開葉(旗葉、倒二葉和倒三葉)進(jìn)行測定,每片葉隨機(jī)選定3個測點(diǎn),將所有測定值取平均得到該處理的SPAD值。

產(chǎn)量測定:于成熟期(5月8日)將小麥全部收獲,記錄有效穗數(shù)和莖蘗數(shù)后,手工脫粒,脫粒后采用水選法將實(shí)粒、空秕粒及雜質(zhì)分開,并用烘箱烘干,稱量風(fēng)干實(shí)粒總重量。

氣象要素:利用實(shí)驗(yàn)站HOBO自動氣象站自動記錄每天降雨量。

小麥產(chǎn)量增減率計(jì)算公式如下:

(1)

式中,yr為小麥產(chǎn)量增減率(kg/hm2),ys為小麥?zhǔn)軡n樣本產(chǎn)量(kg/hm2),yn為小麥對照樣本產(chǎn)量(kg/hm2)。

1.3 APSIM小麥?zhǔn)軡n特征量

用APSIM模型計(jì)算土壤水分低氧脅迫對小麥根系總影響的計(jì)算過程[29](圖1),通過每日土壤表層體積含水量(SW)計(jì)算土壤孔隙水含量(WFPSSW),進(jìn)而計(jì)算低氧脅迫條件下小麥根系特征量(Aerf);結(jié)合前期持續(xù)受漬天數(shù)(Dtime),計(jì)算低氧對根系的總影響因子(Laf)。

圖1 APSIM模型土壤水分低氧脅迫對小麥根系總影響因子的計(jì)算流程圖Fig.1 Flow chart for calculating the total effect factor of soil moisture hypoxic stress on wheat root system based on APSIM

根據(jù)表層土壤體積含水量計(jì)算土壤孔隙水含量,計(jì)算公式如下:

(2)

式中,SW為土壤體積含水量(m3/m3);BD為干土容重(g/cm3),用環(huán)刀法實(shí)際觀測為1.4 g/cm3;SD為土壤密度(g/cm3),一般土壤的密度多在2.6～2.8 g/cm3范圍內(nèi),本文取2.7 g/cm3。

基于土壤孔隙水含量和土壤類型表達(dá)低氧對根系影響特征值(Aerf),計(jì)算公式如下:

(3)

式中,WFPScrit為臨界土壤孔隙水含量,參考Shaw和Meyer[25]分析漬害臨界土壤孔隙水含量標(biāo)準(zhǔn)取值(0.65)。Aerf特征量為0～1取值的無量綱參數(shù),當(dāng)其越接近1,表示土壤孔隙中水分越少,氧氣越多;反之,越接近0,表示土壤孔隙中氧氣越少。

當(dāng)土壤孔隙水含量日均值(WFPSsw)>0.65,定義當(dāng)日小麥?zhǔn)軡n害影響;當(dāng)土壤孔隙水含量日均值(WFPSsw)<0.65,則為小麥處于正常狀態(tài),持續(xù)受漬天數(shù)為0 d;由于小麥根系對漬害反應(yīng)存在滯后性,設(shè)定持續(xù)受漬天數(shù)≥3 d時,漬害對小麥根系產(chǎn)生影響,此時受漬天數(shù)為1 d;當(dāng)持續(xù)受漬每超過1 d,受漬天數(shù)累計(jì)1 d,持續(xù)受漬≥60 d時漬害對小麥產(chǎn)生的影響不變[25]。

(4)

式中,Dtime,i為第i天的受漬天數(shù),i-1、i-2分別表示第i天的前1天和第i天的前2天。

漬害對小麥根系日影響函數(shù)是綜合考慮了土壤水分低氧脅迫、小麥?zhǔn)軡n天數(shù)及作物耐漬性等因素影響的特征量[23],計(jì)算公式如下:

Lafi=[(1-Aerfi)Dtime,i0.167]×Coefi

(5)

式中,Coefi為不同生育期小麥對漬害反應(yīng)的權(quán)重系數(shù),取值介于0～1。Laf為無量綱單位,介于0～1,越接近1,Laf表示漬害對小麥根系影響越大;Laf越接近0,表示小麥根系受到漬害的影響越小。

越冬期小麥?zhǔn)軡n害影響程度隨著小麥生育進(jìn)程不斷增大,Coefi值用Sigmoid函數(shù)表示呈“S”型曲線[25](圖2),計(jì)算公式如下:

圖2 小麥不同生育期對漬害的權(quán)重系數(shù)Fig.2 The weight coefficient of wheat waterlogging in the different growth period

(6)

式中,i為距小麥出苗(上年11月30日)后的天數(shù),小麥播種期至11月30日期間,由于小麥處于苗期,認(rèn)為漬害對小麥生長沒有影響,即Coefi值為0。

1.4 小麥?zhǔn)軡n指數(shù)計(jì)算

基于以上APSIM模型對漬害的描述,Laf表征模擬小麥日漬害影響程度,考慮數(shù)值量級較小,故擴(kuò)大1000倍,定義為小麥?zhǔn)軡n日指數(shù)DWI(Daily waterlogging index),計(jì)算公式如下:

DWIi=1000×Lafi

(7)

式中,DWIi為第i天小麥?zhǔn)軡n日指數(shù),DWIi越大表示當(dāng)日小麥?zhǔn)艿綕n害的危害程度越大。

將小麥整個生長季內(nèi)每日小麥?zhǔn)軡n日指數(shù)平均后得到整個生育期受漬指數(shù)WI(Waterloggging index),計(jì)算公式如下:

(8)

式中,WI為小麥整個生長季受漬害的影響程度;DWI為小麥從播種開始,到指定日期內(nèi)漬害對小麥生長發(fā)育的影響程度;n取值范圍為小麥整個生育期,小麥處于苗期時,n為0。

從小麥播種到指定日期,小麥?zhǔn)軡n日指數(shù)(DWI)累計(jì)之和為累計(jì)受漬指數(shù)(Accumulated waterlogging

index,AWI),計(jì)算公式如下:

(9)

式中,n取值范圍為小麥從播種開始到指定觀測期。

2 結(jié)果與分析

2.1 受漬時期、受漬時長對小麥產(chǎn)量增減率的影響

由圖3可知,“揚(yáng)麥11”和“鄭麥7698”2個小麥品種在拔節(jié)至孕穗期(記為B)或開花至成熟期(記為C)進(jìn)行單次或者2次持續(xù)受漬情況下小麥?zhǔn)軡n時長與小麥產(chǎn)量增減率呈極顯著線性負(fù)相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為-0.869(“揚(yáng)麥11”、單次持續(xù)受漬)、-0.793(“揚(yáng)麥11”、2次持續(xù)受漬)、-0.929(“鄭麥7698”、單次持續(xù)受漬)和-0.673(“鄭麥7698”、2次持續(xù)受漬),即小麥?zhǔn)軡n越長小麥產(chǎn)量增減率越低。不同時期受漬對小麥產(chǎn)量增減率的影響有明顯差異,“揚(yáng)麥11”“鄭麥7698”開花至成熟期小麥產(chǎn)量增減率明顯低于拔節(jié)至孕穗期小麥產(chǎn)量增減率,說明在開花至成熟期對小麥進(jìn)行受漬處理對產(chǎn)量的影響大于拔節(jié)至孕穗期。受漬時長相同,單次持續(xù)受漬和2次持續(xù)受漬條件下,小麥?zhǔn)軡n時長與小麥產(chǎn)量增減率的線性模擬曲線斜率差異明顯:單次持續(xù)受漬處理斜率大于2次受漬處理(“揚(yáng)麥11”,單次持續(xù)受漬斜率(-0.0217)大于2次持續(xù)受漬斜率(-0.0074);“鄭麥7698”、單次持續(xù)受漬斜率(-0.076)大于2次持續(xù)受漬斜率(-0.012);當(dāng)k<0時,k值越小,模擬曲線越陡峭,變化幅度越大,即小麥?zhǔn)軡n害對其產(chǎn)量增減率的影響越大);盡管小麥?zhǔn)軡n時長與小麥產(chǎn)量增減率呈極顯著線性負(fù)相關(guān),但線性模擬曲線參數(shù)明顯與持續(xù)受漬時期、受漬次數(shù)、受漬品種有關(guān)。

**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)。下同。**represents extremely significant correlation(P<0.01). The same as below.

2.2 小麥AWI指數(shù)與小麥葉片SPAD值的關(guān)系

由圖4可知, AWI與小麥葉片SPAD值關(guān)系呈極顯著線性負(fù)相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為-0.896(“揚(yáng)麥11”、單次持續(xù)受漬)、-0.903(“揚(yáng)麥11”、2次持續(xù)受漬)、-0.882(“鄭麥7698”、單次持續(xù)受漬)和-0.810(“鄭麥7698”、2次持續(xù)受漬),即AWI越高,SPAD值越低,表示小麥?zhǔn)軡n越重,小麥葉綠素含量及活性越低。

圖4 AWI與SPAD的關(guān)系Fig.4 The relationship between AWI and SPAD

2.3 受漬指數(shù)(WI)與小麥產(chǎn)量增減率的關(guān)系

所有處理下WI與小麥產(chǎn)量增減率關(guān)系如圖5所示,其曲線呈倒“V”型,小麥產(chǎn)量增減率在5.3、6.0時為最大,當(dāng)WI≤5.3(“揚(yáng)麥11”)、WI≤6.0(“鄭麥7698”)時為WI低值點(diǎn),WI與小麥產(chǎn)量增減率呈正相關(guān),即WI越大,其產(chǎn)量越高;當(dāng)WI>5.3(“揚(yáng)麥11”)、WI>6.0(“鄭麥7698”)時為WI高值點(diǎn),WI與小麥產(chǎn)量增減率呈負(fù)相關(guān),即WI越大,其產(chǎn)量增減率越低。

圖5 不同受漬處理下WI與小麥產(chǎn)量增減率的散點(diǎn)圖Fig.5 Scatter plot of WI and rate of increase or decrease in wheat yield under different waterlogging treatments

WI與小麥產(chǎn)量增減率擬合結(jié)果都達(dá)到置信區(qū)為0.01極顯著水平,其相關(guān)系數(shù)r分別為0.669(“揚(yáng)麥11”,WI≤5.3)與-0.719(“揚(yáng)麥11”,WI>5.3)、0.558(“鄭麥7698”,WI≤6.0)與-0.733(“鄭麥7698”,WI>6.0)。

當(dāng)WI>5.3(“揚(yáng)麥11”)、WI>6.0(“鄭麥7698”)時,WI與小麥產(chǎn)量增減率線性模擬結(jié)果見表1,同一小麥品種一次線性曲線中的截距與斜率相似,受漬時段和受漬次數(shù)對曲線的擬合影響無明顯差異,即無論小麥生育期受漬或幾次持續(xù)受漬,若WI相同,則對小麥產(chǎn)量增減率影響相似。

表1 不同受漬處理下WI與小麥產(chǎn)量增減率模擬情況

WI與小麥產(chǎn)量增減率的擬合曲線能體現(xiàn)小麥品種的耐漬性,“揚(yáng)麥11”耐漬性強(qiáng),在WI與產(chǎn)量增減率的擬合曲線表現(xiàn)為第二階段產(chǎn)量增減率與WI斜率低(46.62),“鄭麥7698”不耐漬,表現(xiàn)為第二階段產(chǎn)量增減率與WI斜率高(60.78),即在同等強(qiáng)度的漬害條件下,“鄭麥7698”產(chǎn)量下降速度明顯大于“揚(yáng)麥11”。

3 討 論

長江中下游是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)之一,該區(qū)域長期受季風(fēng)氣候影響,水分脅迫對小麥生長發(fā)育影響較大。土壤水分過多導(dǎo)致小麥根系缺氧,造成小麥在關(guān)鍵生長期營養(yǎng)生長不良,產(chǎn)量降低[29]。本研究中小麥?zhǔn)軡n時長與小麥產(chǎn)量增減率呈顯著線性負(fù)相關(guān)(P<0.01),表明隨著小麥?zhǔn)軡n處理時間的增加,小麥產(chǎn)量增減率降低;小麥開花至成熟期受漬害對其產(chǎn)量的影響高于拔節(jié)至孕穗期,這與李慶祿等[30]在漬害對小麥生長的影響中的表述一致。研究發(fā)現(xiàn)小麥單次受漬處理間隔10 d再進(jìn)行第2次漬水處理,小麥?zhǔn)軡n時長相同條件下,單次持續(xù)受漬處理斜率大于2次持續(xù)受漬處理,原因可能與小麥自身對漬害有一定的抗性有關(guān),小麥?zhǔn)軡n程度到達(dá)小麥?zhǔn)軡n臨界點(diǎn)(5 d)后,小麥根系進(jìn)行自我調(diào)節(jié)出現(xiàn)自適期,在此期間,小麥抗?jié)n能力得到提升和后期小麥修復(fù)功能起了明顯作用。因此,盡管小麥?zhǔn)軡n時長與小麥產(chǎn)量增減率呈極顯著線性負(fù)相關(guān),但其線性模擬曲線參數(shù)明顯與持續(xù)受漬時期、受漬次數(shù)、受漬品種有關(guān),僅用受漬時長作為特征量表征小麥?zhǔn)軡n程度的普適性不強(qiáng)。

4個處理下AWI與小麥葉片SPAD值關(guān)系呈極顯著線性負(fù)相關(guān)(P<0.01),即AWI越高,SPAD值越低,表示小麥?zhǔn)軡n越重,小麥葉綠素含量及活性越低,說明AWI能準(zhǔn)確反映小麥?zhǔn)軡n程度;同一品種不同受漬方式的AWI與小麥葉片SPAD值線性曲線高度重合,說明持續(xù)受漬次數(shù)、受漬時長的差異對線性曲線無顯著影響,即AWI不受受漬時期、受漬持續(xù)次數(shù)以及受漬時長的限制,無論何時受漬,或持續(xù)受漬次數(shù)以及受漬時長是否一致,只要AWI相同,對SPAD值的影響相同;“揚(yáng)麥11”品種線性曲線斜率明顯大于“鄭麥7698”,說明品種差異對AWI與小麥葉片SPAD值線性曲線存在顯著影響,用AWI能反映品種耐漬性的差異。因此,相比用受漬時長作為特征量表征小麥?zhǔn)軡n程度,用AWI作為特征量更準(zhǔn)確。

WI與小麥產(chǎn)量增減率擬合結(jié)果與前人研究的漬害機(jī)理模型一致[25],漬害對作物的影響過程主要分為3個階段:第一階段(5 d以內(nèi))是根系有充分水分供應(yīng)的機(jī)能提升期,小麥產(chǎn)量會提高;第二階段(5 d以后)是低氧脅迫引起的作物生長抑制期,小麥會因漬害減產(chǎn);第三階段為通氣組織和不定根為標(biāo)志的自適期,小麥減產(chǎn)程度會減弱。即當(dāng)WI≤5.3(“揚(yáng)麥11”)或6.0(“鄭麥7698”)時,WI與小麥產(chǎn)量增減率呈正相關(guān),隨著WI變大,小麥產(chǎn)量增減率會增加,此時處于第一個階段,當(dāng)WI>5.3(“揚(yáng)麥11”)或6.0(“鄭麥7698”)時,受漬進(jìn)入第二階段,即WI越高,小麥產(chǎn)量增減率越低。

基于氣象要素構(gòu)建的表征小麥?zhǔn)軡n程度特征值只適用于因過度降水引起的澇漬型漬害,沒有考慮其它致災(zāi)因子,因此公式中的參數(shù)的普適性還需要進(jìn)一步研究;基于地下水位埋深構(gòu)建的、表征小麥?zhǔn)軡n程度特征值不適用于因過度澆灌引起的農(nóng)田漬害,而且地下水位埋深都是定點(diǎn)觀測,大范圍提取地下水位埋深數(shù)據(jù)困難。本研究中利用土壤體積含水量計(jì)算得到的WI,客觀體現(xiàn)土壤低氧或者無氧脅迫對小麥的影響,而且適用于所有類型的漬害,具有普適性。其次,目前遙感技術(shù),特別微波主被動遙感的土壤水分監(jiān)測技術(shù)已從地面理論試驗(yàn)階段經(jīng)算法研究、星載驗(yàn)證階段,走向全球的土壤水分的業(yè)務(wù)化監(jiān)測階段[31],為運(yùn)用WI特征量實(shí)時監(jiān)測漬害提供了理論基礎(chǔ)。WI盡管考慮了現(xiàn)有致災(zāi)因子的影響,但因?yàn)楸驹囼?yàn)為盆栽試驗(yàn),土壤體積含水量垂直變化不大,與大田水分特征有顯著差異,如果進(jìn)一步將結(jié)果引入大田是將來改進(jìn)的方向;盡管構(gòu)建的WI可以反應(yīng)SPAD值和小麥?zhǔn)軡n程度,但其還需要進(jìn)一步的田間多點(diǎn)驗(yàn)證和區(qū)域驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

(1)受漬時期、受漬時長和小麥耐漬性對小麥產(chǎn)量增減率的影響呈極顯著線性負(fù)相關(guān),但線性模擬曲線參數(shù)明顯與持續(xù)受漬次數(shù)、受漬日期、受漬品種有關(guān)。

(2)不同受漬處理下小麥葉片SPAD值與累計(jì)受漬指數(shù)(AWI)呈極顯著負(fù)線性相關(guān),即小麥?zhǔn)軡n害程度越重,小麥葉綠素含量及活性越低。

(3)WI能準(zhǔn)確表達(dá)漬害機(jī)理模型,即與小麥產(chǎn)量增減率的關(guān)系可分為二部分,當(dāng)WI≤5.3(“揚(yáng)麥11”)、WI≤6.0(“鄭麥7698”)時WI與產(chǎn)量增減率呈正相關(guān),WI越大,其產(chǎn)量增減率越高,反之,當(dāng)WI>5.3(“揚(yáng)麥11”)、WI>6.0(“鄭麥7698”)時WI與產(chǎn)量增減率呈負(fù)相關(guān),WI越大,其產(chǎn)量增減率越低。WI可定量表達(dá)小麥?zhǔn)軡n程度及對小麥產(chǎn)量增減率的影響。