河西绿洲不同灌溉条件下土壤水分对小麦叶片含水量的影响

摘要[目的]研究河西綠洲不同灌溉条件下，春小麦不同生育时期土壤水分对植株叶片水分状况及叶面积指数的影响。[方法]设5个处理，结论]该研究可为春小麦节水栽培提供可靠依据。

关键词 灌溉；土壤水分；春小麦；叶片含水量

中图分类号S512文献标识码A文章编号0517-6611（2014）21-06957-03

Effects of Soil Water Content on the Wheat Leaf Water Content at Different Growth Stages under Different Irrigation Conditions of Hexi Oasis

WANG Huaishu（Jingshui Design Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power， Minle， Gansu 734500）

Abstract[Objective] The aim was to study the effects of soil water content at different growth period of spring wheat on plant leaf water status and leaf area index under different irrigation conditions of Hexi oasis. [Method] Five treatments were designed， which were irrigation amount before sowing 1500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2（F1）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 10 00 m3/hm2（F2）， irrigation amount before sowing 1500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 1 000 m3/hm2+irrigation amount at filling 1000 m3/hm2（F3）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 500 m3/hm2+irrigation amount at filling 500 m3/hm2（F4）， irrigation amount before sowing 1 500 m3/hm2+ irrigation amount at jointing 1 000 m3/hm2+ irrigation amount at heading 1000 m3/hm2+irrigation amount at filling 500 m3/hm2（F5）， the total irrigation amount of five treatments were 2 500， 3 500， 4 500， 3 500， 4 000 m3/hm2 resp.. [Result] The soil water content of all the layers was positively correlated with leaf relative water content from heading period to flowering period， which reached a very significant level between 20-40 and 60-80 cm depth； soil water content was positively correlated with leaf relative water content from flowering period to prefilling period， which reached a significant level between 60-80 cm depth； soil water content was positively correlated with leaf relative water content from early filling period to midfilling period， while they did not reach significant levels. Rainfall at midfilling period increased soil water content， therefore， water content and leaf relative water content showed a significant positive correlation （r = 0.87- 0.91） in 0-40 cm soil layer； while at the latter filling period， they showed a negative correlation （r = -0.55 ～ -0.97）. [Conclusion] The study provides a reliable basis for water saving cultivation of spring wheat.

Key wordsIrrigation； Soil water content； Spring wheat； Leaf water content

水资源匮乏已成为农业生产的颈瓶，我国水资源绝大部分用于农业灌溉，但灌溉水总的利用率只有30%～40%[1-3]。河西绿洲灌区春小麦生长发育关键时期正值高温干旱季节，在有限水资源下，如何确定最佳灌溉時期和最佳灌水量以提高水分利用效率，是节水栽培中的一个重要课题。由于土壤性质、耕作方式的不同，作物对深层水的利用程度有很大差异，而目前仅采用土壤含水率作为灌溉的参考量化指标已难以满足实践的需要，而且在作物水分临界期由于地面植物覆盖度较大，难以精确获取地表光谱数据。相比之下，由于叶片水分含量更能直接反映作物生长发育的实际状况，并且易于观测，因而越来越受到重视[4-5]。目前，众多学者已对关于土壤含水量的研究有大量报道，但有关叶片含水量的研究尚且不足。为此，笔者立足于河西灌区春小麦不同生育期灌溉量不同的条件下，探讨分析了不同灌溉模式对春小麦不同生育时期土壤含水量与植株叶片含水量的动态变化及其相互关系，旨在为作物节水栽培提供可靠依据。

1材料与方法

1.1试验区概况试验于2011年3～9月在张掖市民乐县农场进行。该灌区位于甘肃省河西走廊东端，

1.3主要测定项目及方法

1.3.1土壤含水量。用传统烘干法测定土壤含水量，全生育期每隔10 d测定0～100 cm土层土壤水分含量，每20 cm为1层，播前、收获后和灌水前后分别测定一次。

1.3.2叶面积指数（LAI）。春小麦起身后，每小区选择长势均匀一致的1.0 m2，每次用AM - 300手持式叶面积仪按“田”型测定6次，获得叶片面积、长度、宽度、周长、叶片长度比和形状因子以及累积叶片面积等数据，并取其平均值。

1.3.3叶片相对含水量。在水分处理中，每处理各生育期选生长均匀一致叶片10片，从叶基部剪下，称量鲜重（初始鲜重）后迅速将剪口处插入清水中浸泡5 h，取出，擦拭掉叶片表面多余水分并秤取饱和鲜重，在105 ℃下杀青30 min后，75 ℃下烘至恒重，称重并计算叶片相对含水量。叶片相对含水量=（初始鲜重-干重）/（饱始鲜重-干重）×100%。

1.4数据处理数据处理采用SPSS 19.0统计分析软件进行处理。

2结果与分析

2.1不同灌水处理对土壤水分的影响土壤含水量是衡量小麦所受干旱程度的直接指标，受降雨量、灌溉补充量和田间蒸发量以及小麦生理耗水等多方面因素的影响。从图1可以看出，春小麦拔节期后，由于等量不等次实施灌溉，处理间0～100 cm各层土壤含水量均存在显著或极显著差异，但灌浆期60～100 cm土层未达到显著水平。各处理0～100 cm土层在生育期间表现出差异，如抽穗至灌浆期，处理F1土壤含水量最高，处理F4最低，其余处理无明显差异；灌浆期后，处理F1总体低于其他处理，但处理F4各土层含水量与其他处理基本相近。而处理F3各生育时期土壤含水量相对较稳定。从生育时期前后阶段性变化来看，处理F1整个生育期变幅最大，其次为处理F2，其余各处理变幅相近且相对较小。

从各生育时期来看，拔节水后，由于群体尚未达到最大，植株蒸腾量相对较小，土壤各层受灌水量影响较大，30～60 cm耕层在抽穗水灌溉前处理间差异最大。开花期是作物生长最旺盛的时期，此时作物对水肥要求都比较高，蒸腾量大，30～60 cm耕层又是作物根系的密集分布区，土壤含水量主要受作物生长状况影响，开花期此层差异最大。灌浆期后由于气温较高，土壤蒸散量较大而表层土壤 0～10 cm耕层与外界接触紧密，受环境影响较大，水分活动频繁，因此，表层差异最大。图1不同灌水处理下土壤含水量的差异2.2不同灌溉对叶面积指数影响LAI作为群体特征，其生长状况必受水分条件的制约。从图2可以看出，LAI对水分反应比较敏感，抽穗期和灌浆期处理间LAI均存在显著差异，产量最高的处理F3在灌浆期具有较高的LAI。处理间以灌浆中期差异最大，其次为抽穗期，开花期最小。总体来看，抽穗期LAI达到最大后，LAI逐渐下降。随着灌水量的差异，各处理LAI下降程度不同，处理F1变化最大，其最大差率和变异系数分别为230.37%、44.47%；其次为处理F2，最大差率和变异系数分别为160.09%、37.48%；处理F3处于相对稳定状态，生育期前后最大差异率和变异系数均最小，分别为84.27%和24.85%。可见，干旱胁迫可以加快叶片的衰老，而适宜的灌水量和灌水时间可以延长叶片功能期。

图2不同水分处理叶面积指数的差异2.3不同灌水处理对春小麦叶片水分状况的影响叶片相对含水量更能直接地体现作物的水分状况，常用来衡量作物对水分胁迫的反应。从图3可以看出，处理间叶片相对含水量在抽穗期、灌浆前期和灌浆中期均存在显著差异。受灌水量的影响，处理F1在抽穗期叶片相对含水量较高，之后略有下降。而产量最高的处理F3在灌浆前期和中期表现出了良好的水分状况，

3结论与讨论

目前，土壤含水量以其测定简便、直观性强等优势常常作为作物灌溉决策的诊断指标，并已形成了常规烘干、精密仪器测量及手握目测等成熟的测定方法体系。但是土壤含水量变化范围大，常常需要大范围测定才能确定精确数值，且节水栽培技术已开始普及，耕作及灌溉制度已发生很大变化，仅采用土壤含水率作为灌溉的参考指标已难以满足生产实践的现状需求。与土壤含水量相比较，叶片含水量更能直接反映作物生长发育的实际状况，因而在灌区越来越受到重视。从该试验来看，春小麦不同生育期叶片含水量与土壤含水量之间相关性不同，但与叶面积指数等关系密切，也可作为监测作物受干旱胁迫状况和灌溉决策的重要参考指标。

叶片相对含水量作为机理研究中反映植株水分盈亏程度的最佳指标是毋庸质疑的。该试验研究得出，叶片相对含水量指标与土壤含水量呈线性相关，这与其他学者研究结果[2]相一致，且非饱和状态下的叶片含水量作为田间条件下直接大范围监测小麦水分状况的指标有其不可替代的优势。

但该研究仅仅以陇春26号作为一种典型试验材料，其他品种的小麦是否在生长特性等指标上表现类似的结果尚不清楚，并且当气候条件、土壤条件、灌溉条件发生变化时，小麦土壤含水量与叶片相对含水量之间的关系又会呈现怎样的规律，仍需在生产实践中进一步验证。

42卷21期王怀树等河西绿洲不同灌溉条件下土壤水分对小麦叶片含水量的影响参考文献

[1] 李东升，汤晓华，刘九庆.精量灌溉中的植物水分精密诊断技术[J].中国计量学院学报，2003，14（1）：11-14.

[2] 鲍一丹，沈杰辉.基于叶片电特性和叶水势的植物缺水度研究[J].浙江大学学报，2005，31（3）：341-345.

[3] 金树德，张世芳，郑荣良.从玉米生理电特性诊断旱情[J].农业工程学报，1999，15（3）：91-95.

[4] 中国农业科学院.中国农业气象学[M].北京：中国农业出版社，1999：74-75.

[5] 王纪华，赵春江，黄文江，等.土壤水分对小麦叶片含水量及生理功能的影响[J].麦类作物学报，2001，21（4）：42-47.