基于茎直径变化监测番茄水分状况的机理与方法.pdf

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1、第26卷2010芷第12期12月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．12Dec．2010107基于茎直径变化监测番茄水分状况的机理与方法王晓森1，一，孟兆江1，2※，(1．中国农业科学院农田灌溉研究所，新乡453003；2．段爱旺1，一，刘祖贵1’2农业部作物需水与调控重点开放实验室，新乡453003)摘要：该研究以春季温室番茄为试验材料，以筒栽和小区相结合的方法探索了番茄茎商径变化的机理与规律、外界环境因素对茎直径变化的影响以及如何消除气象因子对实测日最大收缩量(MDS)数值干扰等问题，目的在于为基于茎直径变化监测作物水

2、分状况、实现自动灌溉的技术提供理论和实践依据。试验结果表明，番茄茎苴径变化落后于叶水势变化，二者存在很好的相关性。番茄茎直径收缩过程是由韧皮部及木质部收缩同步构成，而恢复过程则是不同步的，木质部恢复较快。番茄盛果期蒸腾强度大于花果期蒸腾强度，蒸腾强度越大一天中最小茎直径出现的时间越晚，而其茎直径开始恢复的临界气孔导度值越小。番茄MDS的变化趋势和日均辐射的变化趋势一致，但变化幅度由土壤水分决定。当土壤相对含水率由田间持水率降至50％时，MDS随土壤水分的下降而变大，天气晴好时MDS能够很好的反映出土壤水分的差异：而当土壤相对含水率小于50％后，MDS随土壤水分

3、的下降而变小。通过统计分析，由实测MDS与参照MDS相比的相对日最大收缩量(RMDS)指标基本上可以消除气象因子对监测结果的影响，稳定的反映土壤水分状况。关键词：温室，水分，灌溉，番茄，茎直径变化，MDSdoi：10．3969，j．issn．1002—6819．2010．12．018中图分类号：$274．4文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010)-12-0107—07王晓森，孟兆江，段爱旺，等．基于茎直径变化监测番茄水分状况的机理与方法[J]．农业工程学报，2010，26(12)：107—113．WangXiaosen，MengZhaojiang

4、，DumaA．iwang，eta1．Mechanismandmethodologyformonitoringtomatowatercontentbasedonstemdiametervariation[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(12)：107—113．(inChinesewithEnglishabstrac00引言现代精准灌溉体系一般由精确量水、送水、作物旱情预报、需水估算等几部分组成，其中做好旱情预报将为其他几个环节的科学决策起到指引作用。目前评价作物受旱等级的方法大致分为两类：一类是通过测定土壤含水率、作物冠层温度等

5、环境指标的间接测定法，而另一类是通过测定叶水势、组织相对含水量等作物生理指标的直接测定法，但它们或是因劳动强度过大、或是专业性太强难以连续、及时的获得作物水分信息【lJ。而莘直径变化法是依靠植株茎秆白天蒸腾失水收缩，夜晚根系吸水膨胀的茎直径变化特点来诊断作物水分状况的，与其他方法相比具有方法简单、对植株没有破坏性、可以连续监测记录所测结果等优点，对于综合研究气象因子及土壤含水率对作物水分状况的影响是很有帮助的【l】。从目前对于茎直径变化研究的进展来看，国外研究较多而国内较少，对树的相关研究较多而对作物的研究较少[2-101。其中Molz和Kleppe一3】通过

6、对棉花茎直径变化收稿R期：2010-07．22修订日期：2010．10-22基金项且：国家“863”计划(2006AAl00209-06)：作物水分状况茎变差技术及设备研制；国家自然科学基金(50779071)：温室蔬菜需水特性与优质高效灌溉指标作者简介：王晓森(1975一)，男，河南濮阳人．助理研究员，从事作物节水灌溉理论与离效用水技术研究。新乡中国农业科学院农田灌溉研究所，453003。Email：n黟wxss@126．corn※通信作者：孟兆江(1958一)，男，河南桐柏人，博士，研究员，主要从事作物水分生理与高效用水研究。新乡中国农业科学院农田灌溉研究

7、所，453003。Email：zjmen95逗№o札啪过程中木质部与韧皮部相互关系的研究发现，成熟棉花木质部的收缩约占总体茎收缩的8％左右，几乎可以忽略。H．B．So等【4】通过对大豆、棉花等作物茎直径变化与叶水势的相互关系的研究发现，茎直径变化能够很好的反映出叶水势的变化，但存在一定的滞后性，通过茎直径变化可以很好的估算出叶水势的变化。Namken掣驯则通过对棉花茎直径变化与辐射的关系探索了外界气象因子对茎直径变化的影响。以上这些研究偏重于机理探索，另外也有一些应用方面的研究。如Sato和Hasegawai6J曾利用茎直径变化对甜瓜进行灌溉，经过对比发现和人

8、工灌溉的甜瓜品质无异，显示出良好的应用