王茜 王寶萍 翟建平
(1.鳳翔縣水利管理工作站 陜西 鳳翔 721400;2.鳳翔縣水土保持工作站 陜西 鳳翔 721400)
我國作為農業(yè)生產大國,作物灌溉用水占到水資源使用量的六成以上。在植物生長過程中,水分是最為關鍵的生態(tài)因子之一。不同的植物對水分要求不同,植物在灌溉過程中有很大的適應性,既可以充分灌溉,亦可以少量水灌溉。然而,水分也會對植物造成脅迫,從而在灌溉過程中,因水分虧缺影響植物的生長發(fā)育以及產量。本文針對此種情況,設計了不同水分虧缺灌溉處理,研究其對溫室茄子生長發(fā)育以及產量的影響,為溫室種植減少灌溉用水提供現(xiàn)實依據(jù),實現(xiàn)溫室種植的節(jié)水灌溉。
實驗設置在鳳翔縣水土保持工作站。鳳翔縣位于關中西部,寶雞市東北,距離市區(qū)44km。氣候屬于半濕潤、半干旱暖溫帶季風氣候,年平均氣溫11.5℃,極端最高氣溫40.2℃,極端最低氣溫-19.2℃,年平均降水量610mm,無霜期207天。實驗茄子品種為茄優(yōu)二號。實驗使用花盆直徑30cm,高30cm。盆內土壤采取工作站大田耕地土,質地為中壤土,土壤肥力均勻,土壤的田間持水率25%,同時保證每個花盆內土壤重量一致。
茄子于2013年3月20日種植,2013年7月31日結束。大致將茄子生長期分為苗期(種植開始~4月下旬)、花期(5月上旬~5月中旬)、果實期(5月下旬~6月中旬)、成熟期(6月中下旬~7月下旬)。針對茄苗出苗開花和果實成熟兩個階段,將虧水程度設置為輕度(S3、S6)、中度(S2、S5)、重度缺水(S1、S4)和不缺水(CK)(表 1)四種,設計 7種處理,每種處理10個樣品。土壤中水分通過稱重、量杯灌溉進行控制。進行正常日常管理,定期噴灑農藥和肥料。
表1 茄子水分實驗不同處理中不同時期土壤含水率(%)
植物茄苗高度和茄苗莖粗。監(jiān)測從4月22日開始,每隔7天即每周一進行測量。茄苗高度按土壤表層植株根部到植物頂部計算,使用卷尺測量。茄苗莖粗根據(jù)苗根部距離地面10cm處的粗度測量,測量工具為游標卡尺,莖粗為南北、東西方向分別測量的平均值。
植株葉片葉綠素。葉綠素測量采取紫外分光光度法。根據(jù)葉綠體色素提取液對可見光譜的吸收,利用分光光度計在某一特定波長下測定其吸光度,通過公式計算出提取液中各色素的含量。
根系活力。取3株具有代表性的茄子,剪取0.5cm長的根尖部(新生長),準確稱取根樣0.5g,采用TTC法測定。
產量。成熟后,取茄子稱重。
圖1 不同水分處理植株生長高度
圖2 不同水分處理植株莖粗
圖3 不同水分處理葉綠素含量
圖4 茄子單株產量
在植物開花期間,已經去掉頂端優(yōu)勢。植株在果實成熟期生長不明顯,因此只針對茄苗開花期進行監(jiān)測。
由圖可知(圖1和圖2),不同水分虧缺條件下,植株的高度和莖粗均隨著時間而增加,但不同處理下其生長程度不同。
不同處理下,植株生長高度,初期差異不顯著,進入5月開花期,S3處理表現(xiàn)出較快的增長趨勢,接近對照CK水平,而S1和S2增長速度較慢,說明開花期輕度的水分虧缺有利于植株的增長,而中度和重度的水分虧缺會抑制植株的增長。
不同處理下,植株莖粗,同樣初期差異不顯著。隨著水分虧缺程度的增加,莖粗減小。S5和S6處理增長較快,S1、S2增長幅度相較于其他處理偏小,其他3個處理介于二者之間。
可見,輕度水分虧缺不會顯著影響植株高度和莖粗的增長,而中度和重度水分虧缺影響了植株的生長發(fā)育。
在植物適應范圍內,光合速率和葉片內的葉綠素含量成正比,隨著葉綠素增多,光合速率增加。適度的水分虧缺能夠提高葉綠素質量分數(shù)水平,有利于光合作用,從而促進植物產量增加。
對照處理的葉綠素質量分數(shù)水平較低??赡苁怯捎谒殖渥?,導致單位葉面積內葉綠素含量相對較低。不同程度的水分虧缺會使葉片內葉綠素質量分數(shù)較高,而且水分虧缺程度越嚴重,葉綠素質量分數(shù)越高。隨著水分虧缺時間的增加,葉綠素質量分數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢,這可能是水分虧缺的加劇,引起植物體內細胞生理生化改變,使葉綠素合成受阻,降解加快。
因此,適度的水分虧缺能夠增加葉片的葉綠素質量分數(shù)。
表2 不同水分植物根系活力(單位g(/g·h))
根系活力對植株營養(yǎng)吸收有著重要的意義。在不同虧水處理下,其根系活力與對照組相比較,都有不同程度地下降?;沮厔轂椋弘S著水分虧缺程度的增加,根系活力減弱。
開花期水分虧缺處理(S1、S2、S3)的根系活力比對照組分別降低了43.28%、18.26%、10.75%。果實期水分虧缺處理(S4、S5、S6)的根系活力分別降低了52.52%、44.56%、40.87%。
其中重度水分虧缺(S1、S4)處理根系活力最低。開花期輕度水分虧缺對根系活力影響較小,果實期茄子根系活力對水分情況更為敏感。
在7種不同水分處理灌溉條件下,可見不同時期水分灌溉對溫室茄子的產量影響。開花期水分虧缺處理中,產量CK>S3>S2>S1。果實期水分虧缺處理中,產量CK>S6>S5>S4。開花期水分虧缺處理組單株茄子產量高于果實期水分虧缺處理組。
輕度水分虧缺對茄子產量影響較小。由此可見,茄子在果實期對水分要求較為嚴格,此時的水分條件對作物產量有著較大的影響。
(1)輕度水分虧缺對植株生長高度和莖粗的增長影響較小,而中度和重度水分虧缺嚴重影響了茄子植株的生長發(fā)育。
(2)水分虧缺增加了葉綠素的分數(shù)量,而且水分虧缺程度越嚴重,葉綠素質量分數(shù)越高。
(3)水分虧缺引起植物根系活力下降,且與水分虧缺程度呈負相關。不同生育期植株的水分敏感度有差異,果實期茄子根系活力對水分虧缺更為敏感。
(4)虧水灌溉會減少茄子產量。水分虧缺會導致茄子產量不同程度地下降,且與水分虧缺程度成正比。不同生長時期,水分虧缺對產量的影響程度不同。輕度水分虧缺對茄子產量影響較小;果實期茄苗對水分需求較大,此時虧水會使作物明顯減產。陜西水利
[1]周瑞蓮,王剛.水分脅迫下豌豆保護酶活力變化及脯氨酸積累在其抗旱中的作用[J].草業(yè)學報,1997,6(4):39-42.
[2]崔秀敏,王秀峰,許衡.甜椒對不同程度水分脅迫一復水的生理生化響應[J].中國農學通報,2005,21(5):225-229.
[3]馬瑞昆,賈秀領,蹇家利,等.前期控水條件下冬小麥的根系和群體光合作用特點[J].麥類作物學報,2001,21(2):88-91.
[4]牛云慧,曹紅霞,石小虎,王雪梅.水分虧缺對溫室番茄生長發(fā)育及生理特性的影響[J].灌溉排水學報,2013,32(4):67-69.
[5]張歲岐,周小平,慕自新,等.不同灌溉制度對玉米根系生長及水分利用效率的影響[J].農業(yè)工程學報,2009,25(10):1-6.