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1、1998年12月TransactionsoftheCSAEDec.1998调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用3效率的影响①康绍忠 史文娟 胡笑涛梁银丽(西北农业大学农业水土工程研究所)(中国科学院、水利部水土保持研究所)摘 要 依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为50%～60%田
2、间持水量、拔节期土壤含水率为60%～70%田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。关键词 调亏灌溉 光合速率 根冠比 水分利用效率调亏灌溉(RegulatedDeficitIrrigation,RDI)作为一种新的节水技术,自从70年代中期提出以后就主要应用于果树的栽培管理中,且成效显著,但在粮食作物上应用甚少。而近来的研究表明,植物在经受适度干旱后普遍存在着补偿效应,在其它条件不改变的情况下,作[1～5]物在节约大量用水的同时,可以提高产量或保持不减产。基于这一点,我们于1997年对玉米的调亏灌溉技术进行了试验研究,探索其节水增产的机理和效果
3、,并确定适宜的亏水度和亏水阶段。1 试验材料与方法1.1 试验概况试验地设于陕西省长武县王东沟中科院生态试验站。其小区面积为3m×2m,小区之间设有混凝土隔水墙,以防止不同处理的小区之间的水分侧向输导,试验场地设有防雨棚,可以人为控制其灌水定额。供试作物为春玉米(丹玉13),土质为黑垆土,田间持水量(Hf)为0.27,播种前经过灌水、施肥、拌土、回填等处理,使各小区水分和养分状况相近。4月20日播种,行距为50cm,每小区共播4行,5月2日苗出齐(以出现两叶为基准),5月9日间苗,5月16日定苗并开2始处理,按每亩(1ö15hm)400
4、0株,每区留有36株,9月2日收获。1.2 调亏处理主要在苗期和拔节期进行。苗期计划湿润层(45cm)内的平均土壤含水率范围为:丰水收稿日期:19972122073国家“九五”重点科技攻关项目(96200620222203)和国家自然科学基金资助项目(59679025) ①康绍忠,教授,陕西杨凌 西北农业大学农业水土工程研究所,712100©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第14卷第4期农业工程学报Vol.14No.4第4期 康绍忠
5、等:调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响 83处理(60%～80%)的田间持水量(Hf),中轻度亏水处理(50%～60%)Hf,重度亏水处理(40%～50%)Hf;拔节期计划湿润层(60cm)的土壤含水率范围为:丰水处理(70%～90%)Hf,中轻度亏水处理(60%～70%)Hf,重度亏水处理(50%～60%)Hf,组合为9种处理,每种处理设2个重复。调亏结束后,其余阶段均恢复正常的丰水处理。1.3 观测指标1)当处理开始后,每隔一周用中子仪测1m深土壤含水量,每隔5d用时域反射仪(TDR)测计划湿润层土壤含水量,以确
6、定灌水量和灌水时间。2)当玉米长至5叶期,每隔3d并选其晴天用CID2301PS便携式光合作用测定系统于每天10∶30和15∶30测其叶片光合速率、蒸腾速率、气孔阻力等指标,并每隔一周测定一次日变化。3)收获时,每小区取6株玉米地上部分和根系,在根系洗净后和其茎秆一起在70℃烘至重量不变时,测其各自的干重,玉米籽粒在晒至重量无变化时测其产量。4)用水量平衡方程计算各时段的作物耗水量。2 试验结果及分析2.1 调亏灌溉对玉米光合速率的影响2.1.1 拔节期重度亏水,苗期分别为丰水、中轻度亏水、重度亏水时的光合速率变化情况图1(由各日10∶
7、30时的测定值绘制)表明:在拔节期,苗期重度亏水处理其光合速率大于苗期中轻度处理和丰水处理的,且随着苗期水分供应量的增加,光合速率减小。图1 拔节期重度亏水处理的光合速率(Pn)变化 图2 拔节期中轻度亏水处理光合速率(Pn)变化Fig.1RateofphotosynthesisduringthesevereFig.2Rateofphotosynthesisduringthemoderatewaterstressinjointingstagewaterstressinjointingstage此种情况说明:苗期供水量的适当减少有助于作
8、物后期有机物质的合成。此外,还可以看出,拔节期亏水处理结束(7月18日,即播后88d)后,不同处理的光合速率差异减小,即苗期中度亏水的处理和苗期丰水的处理其光合速率在复水后均有所恢复,但仍低于苗期重度亏水处
