不同土壤水分条件下夏玉米蒸发蒸腾特征的研究.doc

不同土壤水分条件下夏玉米蒸发蒸腾特征研究 林同保 孟战赢 王志强 曲奕威 （河南农业大学作物生长发育调控重点实验室，河南 郑州 450002） 摘要：以郑单958为材料，在防雨测坑模拟试验条件下, 研究了不同土壤水分条件下夏玉米蒸发蒸腾特性。试验结果表明：夏玉米在不同土壤水分条件下，土壤蒸发与土壤水分含量有关，干旱条件下土壤蒸发日变化低于适宜土壤水分条件，充足水分条件下土壤蒸发量高于适宜水分处理。蒸腾速率日变化则是适宜水分75％最高，单叶瞬时蒸腾速率比干旱处理和充足水分处理分别高11.8％、4.3％。茎流量日变化峰值随水分含量的增高而增高，其峰值比蒸腾峰值要延迟约2小时。 关键词： 夏玉米； 土壤水分； 土壤蒸发； 叶面蒸腾； 茎流 蒸发蒸腾量，或称作物耗水量，是水以降水形式落到地面起至到达海洋或回到大气中为止的水文循环的因素之一。目前国内外尚无一个权威的定义，谢贤群（1997）把作物耗水量定义为一种作物在土壤水分适宜、生长正常、产量水平均高条件下的棵间土壤（或水面）蒸发量与植株蒸腾量及组成植物体、消耗于光合作用等生理过程所需水量之和[1]。了解植物的蒸发蒸腾规律，是作物田间管理的主要依据，也是保证农业生产稳产高产的基础。土壤蒸发是作物耗水的主要方面，蒸腾耗水量是作物的生理水分与环境水分的重要参数。包括叶片蒸腾和茎流。灌溉用水约50%消耗在田间，如何做好田间节水，抑制土壤蒸发和植物奢侈蒸腾，提高作物水分利用效率。既是节水农业的重要方面，也是节水农业发展的潜力所在。 土壤水分状况是农田蒸发蒸腾大小及变化的一个限制因素[2]。前人在蒸发蒸腾计算方法[3] [4]和土壤水分植物蒸发蒸腾影响[5]～[7]均有研究。在夏玉米的蒸发蒸腾研究[8]～[10]结果表明土壤水分通过影响植株生长而影响棵间蒸发，通过影响气孔导度影响植株蒸腾速率，通过影响土壤水分运移而影响茎流。但对全生育期不同土壤水分条件下蒸发蒸腾的特性还不很清楚。作物蒸腾是农田生态系统中土壤－植被－大气循环（SPAC）连续体水热传输过程中一个极为重要的环节 [11]，如何精确测定作物的蒸腾耗水，成为SPAC系统研究的难点和重点，国内外学者用茎流计在树木和蔬菜中进行了大量研究 [12]～[18]。但在作物特别是玉米中研究的还比较少。以热平衡为原理的包裹式茎流计能连续精确测定整株作物的茎流量，进而分析夏玉米茎流变化特征，为作物蒸腾耗水的研究提供了有效的方法。本文通过分析不同土壤水分条件下蒸发蒸腾变化特性来分析不同土壤条件下蒸发蒸腾特性,通过ICT茎流计测定玉米不同土壤水分条件下茎流日变化，探讨夏玉米在不同水分条件下的蒸腾蒸发特征，以期为黄淮海地区夏玉米节水提供依据。 试验材料与方法 1.1试验地概况 试验在河南农业大学科教园区农业部玉米区域创新中心全自动防雨旱作棚下进行。测坑上口面积6.7 m2，用13.5 cm厚的砖墙隔离以防止侧渗。坑深2 m，表层是0.5 m混匀的回田土。测坑上有活动遮雨棚，以隔绝降雨。土壤基本理化性质为：土壤容重1.38 g·cm-3,田间持水量为23.1%，土质沙壤，土壤PH值为7.33，土壤有机质含量0.76%，土壤全氮6.51×102 mg·Kg-1, 碱解氮32.7 mg·kg-1，速效磷47.5 mg·kg-1。供试夏玉米品种为郑单958， 6月16日播种，密度为7.2万株·hm-2。宽窄行种植，灌水量用水表控制，每坑播前灌水0.3 m3以保出全苗。底肥一次施足，每公顷施腐熟有机肥15000 Kg,尿素480 kg，过磷酸钙695 kg, 氯化钾47 kg。9月22日收获测产。 1.2 试验设计 进行全生育期土壤水分灌溉控水，设3个水分  基金项目：国家“粮食丰产科技工程”资助项目（2006BAD02A07-2） 作者简介：林同保，男，河南武陟人，教授，主要从事作物高效用水和生态安全技术研究。E-mail： Linlab@163.com 处理。分别为：充分灌水处理(上限为占田持的95%，下限为占田持的90%)；适宜水分处理（上限为占田持的75%，下限为占田持的70%）；干旱胁迫处理（上限为占田持的50%，下限为占田持的45%。水分控制容许误差为5％，三次重复，完全随机区组排列。干旱处理除播种前灌水外生育期内不灌水。 1.3 调查项目及方法 1.3.1 土壤水分 用土钻法分层测定，层距20 cm，每10天测定一次。用烘干法算出土壤重量含水量。同时TDR（时域反射仪）法配和土钻法测定。TDR用德国IMKO公司生产的TRIME-FM型时域反射仪分层测定1.8 m深土壤体积含水量。层距为20 cm。上午9时左右测定。每5天测定一次，根据测定结果用水表对测坑进行严格控水。每次灌水量按公式 W = CHA（ W上 - W0 ）计算：