碩士學(xué)位論文-作物缺水診斷指標(biāo)及灌溉控制指標(biāo)的研究110p

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水資源短缺已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要制約因素，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行，進(jìn)行作物缺水診斷指標(biāo)及灌溉控制指標(biāo)的試驗(yàn)研究以確保灌溉的適時(shí)適量是減少水資源浪費(fèi)、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、合理管理水資源的根本途徑之一。 在中國(guó)水利水電科學(xué)研究院大興灌溉試驗(yàn)站開展試驗(yàn)研究，采用國(guó)外先進(jìn)的儀器自動(dòng)監(jiān)測(cè)作物的生理生態(tài)指標(biāo)（莖直徑變化、莖液流、葉面溫度），結(jié)合冠層表面溫度、土壤水分、光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度的觀測(cè)，分析各類指標(biāo)反映作物缺水狀況的能力和敏感性；建立不同作物土壤水分指標(biāo)和生理生態(tài)指標(biāo)與水分虧缺程度的關(guān)系；根據(jù)水分信息的監(jiān)測(cè)、采集方式和缺水診斷指標(biāo)的敏感性、穩(wěn)定性，確定主要作物的灌溉控制指標(biāo)及其域值。主要研究結(jié)果如一下： （1）供水條件不同，對(duì)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(dá)到的株高和葉面積指數(shù)隨著灌水次數(shù)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(shù)增加3～5粒；春玉米干物質(zhì)量灌3水的比灌1水的多20～80g／m<'2>，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(zhì)量增加20～60g／m<'2>。三種作物最終籽粒產(chǎn)量最高的不是灌水量最大的，說明適當(dāng)?shù)南蘖抗嗨芴岣弋a(chǎn)量和水分生產(chǎn)率。 （2）冬小麥的需水關(guān)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(jié)莢期；因而保證這三種作物在這些階段的水分要求，對(duì)它們的增產(chǎn)、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(chǎn)量。 （3）本次試驗(yàn)得到冬小麥土壤水分下限指標(biāo)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(biāo)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(biāo)為：幼苗期60-65％，分枝和花芽分化期65-70％，結(jié)莢期70-80％。開花期宜干燥少雨。 （4）適當(dāng)?shù)南蘖抗嗨芴岣弋a(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，并不是灌水越多產(chǎn)量就越高。通過對(duì)土壤供水能力和作物生長(zhǎng)關(guān)系的研究，在灌足底墑水的前提下，只在小麥關(guān)鍵生育期（拔節(jié)、孕穗、揚(yáng)花期）灌水，既能獲得一定的子粒產(chǎn)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(biāo)指導(dǎo)灌水，既滿足了春玉米、夏大豆的生長(zhǎng)發(fā)育需求，又能發(fā)揮其生產(chǎn)潛力。 （5）小區(qū)試驗(yàn)結(jié)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(dá)到最大，不同時(shí)刻的Tr都有隨著土壤水分的降低而降低的趨勢(shì)，當(dāng)土壤水分低于作物生長(zhǎng)的適宜水分時(shí)，Tr的峰值有隨著土壤水分的降低而提前的趨勢(shì)。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(shí)間稍早于Tr峰值出現(xiàn)的時(shí)間；氣孔導(dǎo)度的日變化非常強(qiáng)烈，有時(shí)與蒸騰、光合的變化不同步，且規(guī)律性有時(shí)不太明顯，氣孔導(dǎo)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(shì)，不同時(shí)刻的氣孔導(dǎo)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(dǎo)度相互之間的增大或減小是同步的，它們之間有著密切的線性關(guān)系，氣孔導(dǎo)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(guān)。土壤水分是指標(biāo)與蒸騰速率、光合速率、氣孔導(dǎo)度呈顯著或極顯著正相關(guān)。 （7）光合速率Pn與蒸騰速率Tr的比值相當(dāng)于葉片水平的水分利用效率，Pn/Tr與土壤含水量的關(guān)系成二次拋物線形狀，當(dāng)冬小麥土壤含水量保持在20％左右的時(shí)候，光合利用效率最高。 （8）作物缺水指標(biāo)CWSI和冠層-空氣溫差（Tc-Ta）是利用冠層溫度評(píng)價(jià)作物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(dá)到最大值；中午12：00～14：00時(shí)段冠氣溫差反應(yīng)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(zhǎng)期間的水分脅迫指數(shù)平均值與最終籽粒產(chǎn)量的關(guān)系是一種非線性的關(guān)系，平均水分脅迫指數(shù)在0.18～0.23范圍為冬小麥的最優(yōu)供水標(biāo)準(zhǔn)；春玉米CWSI閾值為0.45～0.48；夏大豆CWSI閾值為0.55～0.65。 （9）小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果表明：植株莖膨脹或收縮與作物體內(nèi)的水分狀況有密切的關(guān)系。莖直徑變化量能靈敏、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的反映植株體內(nèi)的水分狀況，與其他水分診斷方法相比，莖直徑微變化法具有簡(jiǎn)便、穩(wěn)定、無損、連續(xù)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)記錄的特點(diǎn)。