第 36 卷 第 7 期 農(nóng) 業(yè) 工 程 學 報 Vol 36 No 7 2020年 4月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr 2020 217 灌溉量對溫室全有機營養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 李建明 任瑞丹 范兵華 馬樂樂 王歸鵬 1 西北農(nóng)林科技大學園藝學院 楊凌 712100 2 農(nóng)業(yè)部西北設(shè)施園藝工程重點實驗室 楊凌 712100 摘 要 為探究灌溉量在根際 莖流 空氣環(huán)境中 的調(diào)節(jié)響應機制 以薄皮甜瓜為試材 采用盆栽 根據(jù)甜瓜日蒸騰耗水 量的 80 T 1 100 T 2 120 T 3 設(shè)定 3 個灌水梯度處理 每 7 天進行一次矯正 通過監(jiān)測溫室空氣環(huán)境和甜瓜 根際環(huán)境以及甜瓜莖流量變化 篩選分析了典型天氣溫室空氣環(huán)境 植株莖流 根際環(huán)境之間的關(guān)系 結(jié)果表明 灌溉 量越大 莖流量越大 根際溫度日變化典型陰天為 T 2 T 1 T 3 典型晴天為 T 3 T 2 T 1 根際絕對含水率 Rhizospheric Water Content SWV 日變化典型陰天 0 00 14 00 段 T 3 T 2 T 1 14 00 24 00 段 T 3 T 1 T 2 典型晴天 T 3 T 2 T 1 根際電導率 Electric Conductivity EC 典型陰天 T 1 T 2 T 3 典型晴天為 00 00 14 00段根際 EC值 T 1 T 2 T 3 13 00 23 00段根際 EC值 T 2 T 1 T 3 典型陰天莖流量與空氣飽和蒸氣壓差 vapor pressure deficit VPD 的相關(guān)系數(shù)最大 與 SWV 的相關(guān)系數(shù)最小 VPD 對 莖流的決策系數(shù)最大 根際 EC 值對莖流的決策系數(shù)最小 典型晴天莖流量與 VPD 的相關(guān)系數(shù)最大 與根際 EC 相關(guān)系 數(shù)最小 根際 EC 值對莖流量的決策系數(shù)最大 SWV 對莖流量的決策系數(shù)最小 陰天按日蒸騰量 100 灌溉 晴天按日 蒸騰量的 120 灌溉有利于維持甜瓜水分在土壤 植物 大氣連續(xù)體 soil plant atmosphere continuum SPAC 中的運輸平 衡 根際 EC 主要對莖流的 源 起抑制作用 而 VPD 主要對莖流的 庫 起促進作用 陰天時 VPD 是莖流量的限制 因子 晴天時 根際含水率是莖流量的限制因子 關(guān)鍵詞 灌溉 蒸騰蒸發(fā)量 含水率 莖流 根際電導率 環(huán)境因子 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 中圖分類號 S652 S161 4 S275 6 文獻標志碼 A 文章編號 1002 6819 2020 07 0217 08 李建明 任瑞丹 范兵華 等 灌溉量對溫室全有機營養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學報 2020 36 7 217 224 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 http www tcsae org Li Jianming Ren Ruidan Fan Binghua et al Effects of irrigation amount on the rhizospheric environment and stem flow of melon cultivated with full organic nutrition in greenhouse J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE 2020 36 7 217 224 in Chinese with English abstract doi 10 11975 j issn 1002 6819 2020 07 025 http www tcsae org 0 引 言 土壤 植物 大氣連續(xù)體 Soil plant atmosphere Continuum SPAC 是植物水分運輸?shù)闹饕緩?良好的 根際環(huán)境是作物吸收養(yǎng)分 保證作物良好生長的關(guān)鍵因 子 合理的根際含水率有利于根系環(huán)境穩(wěn)定 提高根系增 長速率 進而提高養(yǎng)分及水分吸收量 保證植物正常生長 在栽培過程中 根際環(huán)境會隨著植物水肥吸收及運輸能 力 空氣環(huán)境引起的水肥運輸驅(qū)動力強弱的變化而變化 由于關(guān)系較為復雜 人們會弱化并忽視變化而根據(jù)經(jīng)驗進 行管理 導致不合理的水肥灌溉 不僅降低水肥利用效率 還會降低作物產(chǎn)量和品質(zhì) 所以探究灌溉量對根際環(huán)境 莖流 空氣環(huán)境變化的影響及其之間的互作關(guān)系 對作物 根系良好生長 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)尤為重要 1 2 目前很多學者對根際環(huán)境的研究很多 從多年生林木 到一年生蔬菜范圍內(nèi)都有報道 3 6 杜濤 7 研究表明植物根 際含水率和電導率因植物種類 植物大小 季節(jié)變化 土 收稿日期 2019 12 15 修訂日期 2020 02 23 基金項目 陜西省重點研發(fā)計劃 2018TSCXL NY 05 01 青海省科技計劃 項目 2018 NK 123 陜西省農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與推廣聯(lián)盟項目 LMAD201802 作者簡介 李建明 教授 博士 博士生導師 主要從事蔬菜生理生態(tài)研究 Email lijianming66 層深度而不同 汪華等 8 9 研究表明不同水分模式會影響水 稻根系微生物生態(tài)效應 Martine 等 10 對近年來提高果實品 質(zhì)的 EC 和施肥管理制度的綜述中表明 根系合理的鹽濃度 和水肥管理是提高果實品質(zhì)和產(chǎn)量的主要因素 而不合理 的鹽濃度會導致作物病害發(fā)生率增大 根區(qū)溫度對設(shè)施作 物生理生態(tài)等的影響也一直是研究重點 11 15 并提出冬季根 系增溫有利于提高作物水肥利用效率 很多學者對空氣環(huán) 境與莖流的響應關(guān)系也有大量研究 16 20 但主要是對大氣環(huán) 境與莖流相關(guān)性做了大量模型和關(guān)系闡述 而對于根系環(huán) 境變化對莖流速率的影響 以及灌溉量和根系環(huán)境及莖流 速率的互作響應關(guān)系研究確鮮有報道 薄皮甜瓜 Cucumis melo 夏季栽培面積廣 21 23 其 耗水需求量較大 對水分比較敏感 本研究以甜瓜為研 究對象 對甜瓜莖流和根際含水率 溫度 電導率 以 及溫室內(nèi)環(huán)境連續(xù)監(jiān)測 觀察 3 種灌溉梯度下 典型晴 天和陰天莖流及根際環(huán)境因子的日變化對灌溉量的響 應 探究根際環(huán)境 莖流 溫室內(nèi)環(huán)境的相關(guān)性 為制 定合理的水肥管理制度 提高植株生長能力提供依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗材料與地點 試驗在西北農(nóng)林科技大學園藝場內(nèi)進行 試驗所用 農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程 農(nóng)業(yè)工程學報 http www tcsae org 2020 年 218 的自制大跨度非對稱釀熱溫室 24 跨度為 17 m 脊高 5 4 m 東西走向 南屋面投影 10 m 北屋面投影 7 m 沿溫室內(nèi)北部棚沿下挖 1 1 m 上部用塑料膜封閉的釀熱 槽 溫室內(nèi)部的溫度 濕度及光照條件較為一致 供試材料為薄皮甜瓜 采用基質(zhì)盆栽 盆口覆膜 減 少蒸發(fā) 盆直徑為 30 cm 高度為 23 cm 基質(zhì)容量為 5 L 供試基質(zhì)為前期試驗甄選的優(yōu)勢配方 菇渣 牛糞 蛭 石 珍珠巖 3 3 2 2 體積比 基本理化性質(zhì)為 容重 0 34 g cm 3 總孔隙度 54 8 pH值為 6 77 電導率 Electricity Conductivity EC 2 43 dS cm 速效氮 1 792 85 mg kg 速 效磷 297 63 mg kg 速效鉀 3 047 18 mg kg 供試營養(yǎng)液為全有機營養(yǎng)液 豬糞 牛糞 羊糞 4 1 1 體積比浸提液混配 水 浸提液 4 1 體積比 全氮 9 375 667 mg kg 全磷 5 175 333 mg kg 全鉀 1 4011 4 mg kg 1 2 試驗設(shè)計與田間管理 2018 年 4 月 20 日 在甜瓜幼苗四葉一心時 選取長 勢一致的植株進行定植 每盆一株 株距 70 cm 行距 40 cm 緩苗后充分灌溉 開花期 10 d 施一次肥 坐果及 果實膨大期 7 d 施一次肥 其他管理措施一致 采用單蔓 整枝 每株留 2 個瓜 人工授粉 5 月 13 日 甜瓜處于 開花結(jié)果期開始進行水分處理 試驗根據(jù)稱量所得的單株日蒸騰蒸發(fā)量進行灌溉處理 單株日蒸騰蒸發(fā)量即為 WET Weighted Evapotranspiration 由自動連續(xù)作物耗水記錄儀 25 獲得 試驗設(shè)置 3 個灌溉 量處理 分別為 80 WET T 1 100 WET T 2 120 WET T 3 夏季溫度較高 蒸騰量較大 需水量較大 由于盆中 基質(zhì)持水量有限 當單株所需灌水量大于 2 000 mL 時 分 2 次進行灌溉 分別為早上 8 00 8 30 和下午 16 00 18 00 雨天時 蒸騰作用較弱 將其當日的蒸騰耗 水量計入第二天進行累積 以此類推 但當陰雨天持續(xù) 時間大于 3 d 時 為滿足甜瓜的正常生理代謝 需補充灌 溉量 1 3 測定項目及方法 1 3 1 甜瓜單株日蒸散量測量 蒸騰耗水量利用自動連續(xù)耗水記錄儀進行數(shù)據(jù)記 錄 每個記錄儀上放置 3 盆植株 在處理前一天進行充 分灌溉 待盆內(nèi)多余水分外流結(jié)束后 將栽培盆放置到 稱質(zhì)量記錄儀上 儀器記錄質(zhì)量為 W 1 24 h 后稱質(zhì)量為 W 2 則日蒸騰耗水量為 WET W W 1 W 2 灌溉后再次 進行稱質(zhì)量 W 3 過 24 h 后再次稱質(zhì)量為 W 4 以此類推 進行水分管理 儀器的傳感器精度為 0 02 N 1 3 2 環(huán)境與植株監(jiān)測 采用 EMS ET 植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測溫室空 氣和根際溫度 冠層輻射 空氣濕度 土壤含水率及 EC 值 儀器放置在試驗區(qū)域的中心位置 光合有效輻射和 溫度傳感器設(shè)置在距地面高 2 m 處 土壤監(jiān)測傳感器在 基質(zhì) 10 cm 深度 監(jiān)測時間間隔為 6 min 一次 采用包裹式莖流傳感器檢測莖流量 莖粗量程為 8 20 mm 試驗在植株第二節(jié)間中部莖粗大于 8 mm 時開始 進行莖流監(jiān)測 監(jiān)測位點在第二節(jié)中部 監(jiān)測時間間隔 為 6 min 根據(jù)甜瓜的長勢 莖流及環(huán)境監(jiān)測時間為 2018 年 5 月 29 日至 7 月 15 日 1 3 3 甜瓜生長觀察 2018 年 5 月 14 日至 6 月 30 日對甜瓜植株的株高 莖粗 葉面積進行觀測 株高用軟皮尺進行測量 莖粗 為第二節(jié)間直徑變化量 用游標卡尺進行測量 葉面積 采用離體拍照法 并用 Image J 軟件進行計算 1 3 4 數(shù)據(jù)處理 應用 Excel 2010 和 SPSS 24 0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析 采用單因素 ANOVA 檢驗和 Duncan 法進行方差分析 0 05 對甜瓜莖流速率和基質(zhì)及環(huán)境因子進行皮爾遜相關(guān) 性分析和通徑分析 利用 Excel 2007 和 origin2017 軟件作圖 2 結(jié)果與分析 2 1 不同灌溉量對根際環(huán)境變化的影響 由圖 1a 和 1b 可知 根際溫度日變化整體為陰天時 T 2 T 1 T 3 晴天時 T 3 T 2 T 1 陰天根際溫度 00 00 6 00 時迅速下降 6 00 17 30 時上升 下降 上升 下降 18 30 23 00 時迅速下降 陰天 T 1 T 2 T 3 最大根際溫度 分別為 26 8 27 4 26 2 晴天根際溫度 00 00 6 00 時 無顯著變化 6 00 14 00 時上升 14 00 18 00 時下降 18 00 23 00 時迅速下降 晴天 T 1 T 2 T 3 最大根際溫度 分別為 36 8 37 8 38 5 由圖 1c 和 1d 可知 陰天根際含水率 0 00 14 00 T 3 T 2 T 1 14 00 24 00 時 T 3 T 1 T 2 晴天根際含水率為 T 3 T 2 T 1 陰天根際含水率在 00 00 7 00 時 T 1 T 2 T 3 無明顯變化 7 30 18 00 時均下降 且 T 2 降低最快 至 14 00 時 T 2 的根際含水率小于 T 1 晴天 T 1 T 2 T 3 根際含水率在 00 00 9 00 時無顯著變化 9 00 19 00 時處于下降趨勢 19 00 23 00 時無明顯變化 由圖 1e 和 1f 可知 陰天根際 EC 值為 T 1 T 2 T 3 晴 天根際 EC 值為 14 00 之后 T 2 T 1 T 3 陰天根際 EC 值在 00 00 10 00 時 T 1 T 2 T 3 無明顯變化 10 00 17 00 時 T 1 T 2 T 3 均升高 17 00 23 00 時 T 1 T 2 T 3 無明顯變化 陰天 T 3 T 2 T 1 最大根際電導率分別為 2 33 2 75 3 22 dS m 晴天根際 EC 值在 00 00 8 00 時 T 1 T 2 T 3 無明顯變化 T 1 和 T 2 根際 EC 值相同 8 00 18 00 時 T 1 T 2 T 3 根際 EC 值均增大 T 2 增長最快 13 00 時 T 2 高于 T 1 18 00 23 00 時 T 1 T 2 T 3 根際 EC 值均降低 晴天 T 1 T 2 T 3 最大根際電導率分別為 2 85 3 20 2 24 dS m 2 2 不同灌溉量對莖流量變化的影響 由圖 2 可知 隨著灌溉量的增大 莖流量越大 陰 天 T 1 和 T 2 的莖流量在 0 0 0 04 kg h 范圍內(nèi) T 3 處理 在 0 0 0 14 kg h 范圍內(nèi) 陰天 T 1 T 2 T 3 莖流量在 8 00 18 00 之間活躍 且在 12 00 時到達高峰 典型陰 天甜瓜 T 1 T 2 T 3 的最大莖流量分別為 0 03 0 42 0 13 kg h 晴天處理 T 1 與 T 2 的莖流量在 0 0 0 1 kg h 的范圍內(nèi) T 3 處理在 0 0 45 kg h 的范圍內(nèi) 晴天 T 1 T 2 T 3 莖流量在 9 00 19 00 之間活躍 且在 14 00 時達 到最大 典型晴天甜瓜 T 1 T 2 T 3 的最大莖流量分別 為 0 08 0 09 0 41 kg h 第 7 期 李建明等 灌溉量對溫室全有機營養(yǎng)液栽培甜瓜根際環(huán)境和莖流的影響 219 a 典型陰天根際溫度日變化 a Diurnal variation of rhizospheric temperature on typical cloudy day b 典型晴天根際溫度日變化量 b Diurnal variation of rhizospheric temperature on typical sunny day c 典型陰天根際絕對含水率日變化 c Diurnal variation of rhizospheric water content on typical cloudy day d 典型晴天根際絕對含水率日變化 d Diurnal variation of rhizospheric water content on typical suuny day e 典型陰天根際 EC 值的日變化 e Diurnal variation of EC in rhizospere on typical cloudy day f 典型晴天根際 EC 日變化量 f Diurnal variation of EC in rhizosphere on typical sunny day 注 典型陰天最高溫度為 22 典型晴天空氣最高溫度為 47 處理 T 1 灌溉量為 80 WET 日蒸騰耗水量 處理 T 2 灌溉量為 100 WET 處理 T 3 灌溉量為 120 WET Note Hightest temperature of typical cloudy day was 22 Hightest temperature of typical sunny day was 47 Treatment T 1 was irrigated 80 weighted evapotranspiration WET treatment T 2 was irrigated by 100 WET treatment T 3 was irrigated 120 WET 圖 1 不同灌溉量對根際環(huán)境的影響 Fig 1 Effects of different irrigation amount on rhizosphere enviroment a 典型陰天 a Typical cloudy b 典型晴天 b Typical sunny day 圖 2 不同灌溉量對莖流量日變化的影響 Fig 2 Diurnal variation of stem sap flow response to different irrigation amount 2 3 不同灌溉量對甜瓜日蒸騰量及生長的影響 由表 1 可知 灌溉量越大 甜瓜日蒸騰量越大 陰 天 T 1 與 T 2 T 2 與 T 3 之間的增長量均為 0 10 kg d 晴天 T 2 較 T 1 的耗水量增長了 0 26 kg d T 3 較 T 2 的耗水量增長 了 0 59 kg d 隨著灌溉量的增大 甜瓜的株高 莖粗 葉面積增大 且在 P 0 05 差異顯著 2 4 莖流量和根際及氣象環(huán)境因子相關(guān)性分析 2 4 1 莖流量與根際及氣象環(huán)境因子的逐步回歸分析 選取空氣溫度 Ta 空氣相對濕度 RH 冠凈輻射 Rn 飽和蒸氣壓差 vapour pressure deficit VPD 和根際溫度 Ts 根際含水率 rhizospheric water content SWV 電導率 EC 與莖流進行逐步回歸分析 步進條件為要輸入因子的 F 的概率小于等于 0 05 要除去的 F 的概率大于等于 0 1 如表 2 所示 不同灌溉量處理逐步回歸模型不同 陰天 時 T 1 T 2 T 3 莖流量都和凈輻射及溫度顯著相關(guān)性 T 2 與根際 EC 值 SWV VPD 顯著相關(guān)性 但 T 1 T 3 則沒 有 T 1 T 2 T 3 回歸模型中的剩余決定因子分別為 0 06 0 16 0 12 晴天時 T 1 和氣象環(huán)境因子中的 Rn VPD RH 相關(guān)性顯著 T 2 相較于 T 1 增加了自變量 分別是 Ta Ts SWV T 3 相較于 T 2 增加了自變量 為根際 EC 值 T 1 T 2 T 3 回歸模型中剩余決定因子分別為 0 11 0 06 0 01 2 4 2 莖流量與根際及氣象環(huán)境因子的相關(guān)性及通徑分析 為進一步分析根際及氣象環(huán)境因子對莖流量的作 用 對空氣溫度 Ta 空氣濕度 RH 凈輻射 Ra 飽和蒸 農(nóng)業(yè)工程學報 http www tcsae org 2020 年 220 氣壓差 VPD 根際溫度 Ts 根際含水率 SWV 電導率 EC 和莖流量進行相關(guān)性分析 在影響莖流的各因子之間 對莖流量的作用不是獨立的 而是相互影響 共同作用 既包含變量間的直接作用 也包含變量間的間接效應 通徑分析在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)分解為直接 通徑系數(shù) 某一自變量對因變量的直接作用 和間接通 徑系數(shù) 該自變量通過其他自變量對因變量的間接作 用 17 26 27 表 1 不同灌溉量對甜瓜單株日蒸騰耗水量和生長量的影響 Table 1 Effect of different irrigation amount on daily transpiration water consumption and growth of melon per plant 單株蒸騰耗水量 Transpiration water consumption of per plant kg d 1 處理 Treatments 株高 Plant height cm 莖粗 Stem diameter mm 葉面積 Leaf area cm 2 典型陰天 Typical cloudy 典型晴天 Typical sunday T 1 220 3 8 95c 101 2 3 78c 270 3 24 82c 0 40 0 01b 0 87 0 33c T 2 239 0 16 65b 110 7 11 29b 285 6 16 60b 0 50 0 03b 1 13 0 15b T 3 265 0 8 89a 126 8 9 52a 306 0 17 63a 0 60 0 15a 1 72 0 15a 注 數(shù)據(jù)均為平均 標準誤差 不同小寫字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Note Data are expressed as the mean standard error Different lower case letters indicate significant differences between treatments P T 1 T 3 晴天時 根際溫度總體表現(xiàn)為 T 3 T 2 T 1 其原因可能是較適宜的 根際水分含量有利于全有機營養(yǎng)栽培中有機基質(zhì)及有機 營養(yǎng)液的發(fā)酵分解 導致根際溫度升高 李超 29 研究表 明 滴灌條件下 合理的根際含水率有利于提高草莓根 際溫度 Wang 等 30 也研究表明 根際溫度受土壤濕度以 及灌溉進程的影響 但對于含水率都沒有給出明確的范 圍 徐菲等 31 研究表明 亞低溫下灌溉補充蒸騰蒸發(fā)量 的 100 有利于番茄幼苗干物質(zhì)積累以及養(yǎng)分吸收 這和 本研究結(jié)果一致 說明灌溉補充蒸騰蒸發(fā)量的 100 有利 于提高根際溫度 薛鶴等 32 研究表明 適當?shù)母鶇^(qū)溫度 有利于提高黃瓜水肥利用效率 晴天時 T 1 處理根際溫度 一直低于其他 2 個處理 說明在半封閉栽培條件下 晴 天時灌水量越少 對根系溫度的影響越小 這是因為在 半封閉 含水率大時 根系水分需要蒸發(fā)吸熱 但熱量 耗散受阻 又會累積到根系 使根系溫度升高 本研究中陰天時根系的含水率表現(xiàn)為 T 3 T 2 T 1 在 14 00 之后 根際含水率 T 2 T 2 T 1 這主要是因為陰天時 根際含水率為前一 天結(jié)余的含水率 不同灌溉條件下甜瓜的葉面積為 T 3 T 2 T 1 T 2 的蒸騰潛力大于 T 1 在 14 00 之后 T 2 的 根際絕對含水率低于 T 1 是因為 T 1 長期虧缺灌溉使甜瓜 的蒸騰速率降低 33 前人研究表明不抗旱玉米長期土壤 干旱及復水過程中生理恢復困難 34 晴天時 T 3 的耗水 量較大 根據(jù)蒸騰量 120 進行補充灌溉 對于盆栽甜瓜 來說 花盆的持水量低于所需灌溉量 要對所需灌溉量 分兩次灌溉 所以根系含水率變化較小 對于 T 1 T 2 處 理來說 灌溉量相對較少 含水率變化較為明顯 本研究中不同灌溉量條件下 陰天根際 EC 值為 T 1 T 2 T 3 這主要是因為灌溉量不同 但施肥量卻相同 長期低灌溉量導致根際中鹽離子累積量增多 EC值增大 當灌溉量增大時 一方面可以促進根系吸收離子 另一 方面可以促進根際離子遷移 使根際鹽離子濃度降低 35 Slama 等 36 研究發(fā)現(xiàn)按照 237 作物需水量咸水灌溉 4 45dS m 含鹽量 與沒有溶質(zhì)壓力灌溉的根系吸水率無 顯著差異 說明增加灌溉量 有利于鹽離子遷移 減少 根際損傷 晴天為 00 00 13 00 時根際 EC 值 T 1 T 2 T 3 13 00 23 00 時根際 EC 值 T 2 T 1 T 3 這是因為晴天時莖 流量增大 根際含水率降低速度快 雖然 T 2 的灌溉量大 于 T 1 但 T 2 的莖流量大于 T 1 所以在經(jīng)過莖流高峰即 14 00 后 根際 EC 值增大 3 2 日光溫室全有機營養(yǎng)液栽培甜瓜根際 莖流 環(huán)境 相關(guān)性分析 最優(yōu)逐步回歸模型去除了因子共線性的問題 可以 更好的反映引起因變量的條件因子 陰天 T 1 T 2 T 3 處 理中引起莖流變化的因子都有凈輻射 濕度 這是因為 陰天光照較弱 而輻射量決定甜瓜氣孔開度大小 37 39 濕度影響空氣水勢與甜瓜表面水勢梯度 影響蒸騰 相 較于氣象環(huán)境因子 根際環(huán)境因子的作用很小 但 T 2 在 陰天時莖流的影響因子有根際 EC 值和含水率 這是因為 T 2 的補充灌溉量在弱光照條件下適合甜瓜生長 31 在 SPAC 連續(xù)體中 氣象因子與根際環(huán)境因子相互制約 水 分運輸處于平衡狀態(tài) T 2 處理提高了根際溫度 增加了 根系活力 滿足弱光下的水分運輸平衡 晴天時 隨著 灌溉量的增大 根際環(huán)境與氣象環(huán)境因子的相互制約作 用越明顯 這是因為晴天蒸騰量增加 甜瓜需水量增大 提高灌溉量有利于水分在 SPAC 連續(xù)體中的正常運輸 而補充蒸騰蒸發(fā)量的 120 灌溉維持了根系 EC 值和含水 率的穩(wěn)定 滿足甜瓜蒸騰需水量 前人研究表明 作物會根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整自身對水 分的需求 40 在 SPAC 連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)中 根際環(huán)境與氣 象環(huán)境的制約平衡有利于作物正常生長 本研究中陰天 時 VPD 與莖流量的相關(guān)系數(shù)最大 根際 SWV 與莖流量 的相關(guān)系數(shù)最小 RH 對莖流的決策系數(shù)最大 根際 EC 值對莖流的決策系數(shù)最小 晴天時 VPD 與莖流量的相關(guān) 系數(shù)最大 與根際 EC 的相關(guān)系數(shù)最小 根際 EC 值對莖 流量的決策系數(shù)最大 SWV 對莖流量的決策系數(shù)最小 這是因為根際 EC 主要對莖流的 源 起作用 而 VPD 主要對莖流的 庫 起作用 陰天時 根際剩余累積的 含水率較晴天多 但光輻射較弱 濕度大 空氣水勢與 甜瓜表面水勢差降低 所以 VPD 抑制了蒸騰 從而降低 莖流量 而在晴天時 溫度高 累積輻射量大 空氣濕 度降低 空氣水勢與甜瓜表面水勢差增大 蒸騰需求量 增加 但根際含水率有限的情況下 無法滿足水分 SPAC 連續(xù)體系統(tǒng)中平衡運輸 根際含水率限制了莖流量 而 作物自身的水分調(diào)節(jié)主要是靠滲透壓完成的 當根際離 子濃度大于根系離子濃度時 根系會減少水分吸收 以 維持根際環(huán)境穩(wěn)定 所以晴天時莖流量的最終決策權(quán)取 決于 EC 值 而含水率是限制因子 本研究對溫室全有機營養(yǎng)基質(zhì)栽培甜瓜根際和溫室 農(nóng)業(yè)工程學報 http www tcsae org 2020 年 222 環(huán)境與植物蒸騰的關(guān)系進行了相關(guān)性分析 根際 EC 值對 蒸騰作用有一定的影響 進而影響了甜瓜的汁液流速率 植物蒸騰承載著園藝作物物質(zhì)運輸和能量轉(zhuǎn)化的功能 可以進一步研究植物蒸騰對不同水肥配比的響應規(guī)律 尋找植物不同環(huán)境下的水肥配比 優(yōu)化作物水肥一體化 灌溉制度 4 結(jié) 論 在全有機營養(yǎng)基質(zhì)栽培中 合理的灌溉量有利于維 持甜瓜水分運輸在土壤 植物 大氣連續(xù)體中的平衡 研 究認為陰天時按日蒸騰量 100 灌溉 晴天時按日蒸騰量 的 120 灌溉有利于維持甜瓜水分運輸在土壤 植物 大 氣連續(xù)體中的平衡 在全有機營養(yǎng)基質(zhì)栽培中 土壤 植 物 大氣連續(xù)體的水分運輸平衡是通過地下部根對根際 環(huán)境變化的響應以及植株地上部對氣象環(huán)境因子的響應 相互制約完成的 根際 EC 主要對莖流的 源 起作用 而飽和汽壓差主要對莖流的 庫 起作用 陰天時 空氣濕 度或者說甜瓜葉面水勢與空氣水勢差是莖流量的限制因 子 晴天時 根際含水率是莖流量的限制因子 參 考 文 獻 1 Chen Renqiang Kang Shaozhong Hao Xinmei et al Variations in tomato yield and quality in relation to soil properties and evapotranspiration under greenhouse condition J Scientia Horticulturae 2015 197 318 328 2 張歲岐 山侖 根系吸水機理研究進展 J 應用與環(huán)境生 物學報 2001 7 4 396 402 3 Nietfeld H Prenzel J Modeling the reactive ion dynamics in the rhizosphere of tree roots growing in acid soils I Rhizospheric distribution patterns and root uptake of M b cations as affected by root induced pH and Al dynamics J Ecological Modelling 2015 307 48 65 4 樊利華 周星梅 吳淑蘭 干旱脅迫對植物根際環(huán)境影響的 研究進展 J 應用與環(huán)境生物學報 2019 25 5 1244 1251 Fan Lihua Zhou Xingmei Wu Shulan Research advances on the effects of drought stress in plant rhizosphere environments J Chin J Appl Environ Biol 2019 25 5 1244 1251 in Chinese with English Abstract 5 王鵬 生物炭與有機肥不同配比對設(shè)施黃瓜生長及根際環(huán) 境影響研究 D 呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 2019 Wang Peng Effects of Different Proportions of Biochar and Organic Fertilizer on Growth and Rhizosphere Environment of Cucumber in Greenhouse D Hohhot Inner Mongolia agricultural university 2019 in Chinese with English Abstract 6 林賢青 朱德峰 林興軍 等 不同灌溉和施肥方式對雜 交稻生長和根際環(huán)境的影響 J 灌溉排水學報 2009 28 4 90 92 Lin Xianqing Zhu Defeng Lin Xingjun et al Influence of stalk residue retention and fertilization on the rhizospheric effect with drip irrigated cotton J Journal of Irrigation and Drainage 2009 28 4 90 92 in Chinese with English Abstract 7 杜濤 煤炭開采對植物根際微環(huán)境影響規(guī)律及生態(tài)修復效 應 D 北京 中國礦業(yè)大學 2013 Du Tao Influence Laws of Coal Mining on Plant Rhizosphere Microenvironment and Ecological Remediation effect D Beijing China University of Mining and Technology 2013 in Chinese with English Abstract 8 汪華 不同水分模式施氮對水稻根際微生物生態(tài)效應的影 響研究 D 杭州 浙江大學 2006 Wang Hua Study on Ecological Effect of Rice Rhizosphere Microbes with N Application Level and Water Regimes D Hangzhou Zhejiang University 2006 in Chinese with English Abstract 9 馬維娜 不同水分模式分次施氮對水稻根際土壤微生物生 態(tài)效應的影響 D 杭州 浙江大學 2007 Ma Weina Ecological Effect of Rice Rhizosphere Microbes Under Water Regime and Nitrogen Fertilizer with Split Application in Paddy field D Hangzhou ZheJiang university 2007 in Chinese with English Abstract 10 Martine Dorai Athanasios P Papadopoulos Andr Gosselin Influence of electric conductivity management on greenhouse tomato yield and fruit quality J Agronomie 2001 21 4 367 383 11 廉勇 根區(qū)溫度對日光溫室辣椒生長發(fā)育及生理功能的影 響 D 呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 2015 Lian Yong Effects of Root Zone Temperature on Growth and Physiological Function of Pepper in Greenhouse D Hohhot Inner Mongolia agricultural university 2015 in Chinese with English Abstract 12 張俊剛 姜慧敏 李雅茹 等 肥 灌溉對切根改良草地 群落的影響 J 中國草地學報 2016 38 1 81 86 Zhang Jungang Jiang Huimin li Yaru et al Effects of fertilization and irrigation on root cutting to improve grassland community J Acta Grassland Sinica 2016 38 1 81 86 in Chinese with English Abstract 13 傅國海 楊其長 劉文科 等 根區(qū)溫度對設(shè)施作物生理 生態(tài)影響的研究進展 J 中國蔬菜 2016 10 20 27 14 林葉春 曾昭海 任長忠 等 局部根區(qū)灌溉對裸燕麥光 合特征曲線及葉綠素熒光特性的影響 J 作物學報 2012 38 6 1062 1070 Lin Yechun Zeng Zhaohai Ren Changzhong et al Effects of local root irrigation on photosynthetic characteristic curve and chlorophyll fluorescence characteristics of naked oats J Acta Agron Sinica 2012 38 6 1062 1070 in Chinese with English Abstract 15 馮建新 熊德成 史順增 等 土壤增溫對杉木幼苗細根 生理生態(tài)性質(zhì)的影響 J 生態(tài)學報 2017 37 1 35 43 Feng Jianxin Xiong Decheng Shi Shunzeng et al Effects of soil warming on physiological and ecological properties of fine roots of Chinese fir seedlings J Acta Ecologica Sinica 2017 37 1 35 43 in Chinese with English Abstract 16 劉浩 孫景生 段愛旺 等 溫室滴灌條件下番茄植株莖流 變化規(guī)律試驗 J 農(nóng)業(yè)工程學報 2010 26 10 77 82 Liu Hao Sun Jingsheng Duan Aiwang et al Experiment on stem flow change of tomato plants under drip irrigation in greenhouse J Transa