昼夜不对称增温对麦田土壤水分的影响

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1、灌溉排水学报２０１４年８月第３３卷第４／５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－０２８３－０４＊昼夜不对称增温对麦田土壤水分的影响江晓东，苏海报，王晓梅，万长健，韩小梅，郝鸣驹（南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心／江苏省农业气象重点试验室，南京２１００４４）摘要：设置开放式田间增温系统，研究了昼夜不对称增温、昼夜对称增温，昼夜不增温条件下对冬小麦麦田水分的动态变化。结果表明，增温显著提高了小麦叶片的蒸腾速率，显著降低了土壤含水率，且主要影响０～３０ｃｍ土层土壤水分。与对称增温处

2、理相比，不对称增温处理下小麦叶片蒸腾速率增大，土壤含水率和土壤贮水量降低，不利于小麦根系对土壤水分的吸收。关键词：冬小麦；不对称增温；蒸腾速率；土壤含水率；土壤贮水量中图分类号：Ｓ５１２．１＋１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４／０５．０６１江晓东，苏海报，王晓梅，等．昼夜不对称增温对麦田土壤水分的影响［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：２８３－２８６．ＩＰＣＣ（２００７）报告指出，１９０６—２００５年全球地表气温升高了０．７４℃±０．１８℃，后５０年增温速度达［１］（０．１３℃±０．０３℃）／１０ａ，几乎是近１

3、００年的２倍。全球温度增幅具有不对称性，如１９５１—１９９０年间北半球［２－４］陆地平均最低气温的升幅是最高气温的３倍，平均夜间增温０．８４℃，而白天平均增温仅为０．２８℃。气候变［５－７］暖导致农田蒸散量变大，土壤水分降低，土壤盐渍化程度加大，影响作物生长发育和产量形成。关于温度与土壤水分的关系已有大量研究报道，但不对称增温对土壤水分的影响研究鲜见。为此，以冬小麦为研究对象，采用田间开放式人工控制增温方法，模拟昼夜不对称增温情景，分析麦田水分动态变化，以期为气候变化情景下制定合理的麦田灌溉制度提供理论支持。１材料与方法１．１试验设计试验于２０１１年１１月—２０１２年

4、５月在南京信息工程大学农业气象试验站（３２°０３′Ｎ，１１８°５１′Ｅ，海拔约２２ｍ）进行。试验地属亚热带季风气候，多年平均降水量约为１１００ｍｍ，多年平均温度为１５．６℃，地下水埋深１．５ｍ以下。供试冬小麦品种为扬麦１５，于２０１１年１１月１５日播种。磷肥（Ｐ／ｈｍ２）、钾肥（Ｋ／ｈｍ２）２Ｏ５１０５ｋｇ２Ｏ１３５ｋｇ作为基肥１次性施入，纯氮肥分底肥和拔节肥，均为８４ｋｇ／ｈｍ２，其他栽培措施同当地高产田。试验设３个开放式田间增温（昼／夜）处理：Δ０℃／Δ０℃（昼夜不增温处理，ＣＫ）、Δ１℃／Δ３℃（白天增温１℃、夜间增温３℃，即昼夜不对称增温２℃，Ｔ１处理）、Δ２

5、℃／Δ２℃（白天增温２℃、夜间增温２℃，即昼夜对称增温２℃，Ｔ２处理），重复３次，每小区面积３ｍ×３ｍ。每小区选取冬小麦长势均匀的地块，采用人工模拟的方法进行开放式的田间增温处理。每个增温处理小区悬挂６个５００Ｗ的陶瓷加热灯，将加装白色不锈钢反射罩的陶瓷加热灯固定在可调式灯架上，采用人工控制办法适时调整灯的高度，使之与冬小麦冠层保持４０～５０ｃｍ，以避免冬小麦受热害灼伤，小区内有效加热面积为１．５ｍ×１．５ｍ。加热小区间距为５ｍ，以避免不同加热区之间的干扰。为保证ＣＫ与增温处理的环境差异仅为加热的差异，也悬挂同样的陶瓷加热灯，但不供电。冬小麦拔节后期（４月１日）开始进

6、行增温处理，直至冬小麦收获（５月２０日）。每天增温分２个时＊收稿日期：２０１４－０３－０８基金项目：国家自然科学基金项目（４１１０５０７８）；江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２０１１８２７）；江苏高校优势学科建设工程项目（ＰＡＰＤ）；南京信息工程大学大学生实践创新训练计划项目（２０１４１０３００１１２）作者简介：江晓东（１９７６－），男，山东威海人。副教授，博士，主要研究方向为农业气象。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｘｄ＠ｎｕｉｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ２８３段０８：００—１８：００（昼）和１８：００—次日０８：００（夜）进行，阴雨天停止增温。试验采用自行研制的单片机对各加热小区进行温

7、度控制，在每小区有效加热范围内均匀放置４个ＲＨＴ２ｎ１型温度传感器，以其平均值作为小区内温度。将增温小区温度与ＣＫ小区温度相比较后，按照试验设计要求控制陶瓷加热灯的开关，以达增温小区的实时动态的增温效果。各处理增温效果见图１，Ｔ１处理实际增温效果为Δ０．８５℃／Δ２．８６℃，Ｔ２处理为Δ１．９１℃／Δ２．０１℃，基本符合试验设计要求。１．２测定项目与方法在小麦孕穗期（４月１７日）、开花期（４月图１不同处理的昼夜增温效果（２０１２年）２５日）、籽粒形成期（５月５日）、灌浆期（５月１１日），采用土钻取土烘干法，以１０ｃｍ一个层次，测定０～１００ｃｍ深度土