本试验改变了传统盆栽水分试验的控水方式,采用一种新的自制装置,基于负压渗灌的原理,通过设置一系列的供水吸力水平精确控制了土壤的含水量,在此基础上以小麦、黄瓜和菠菜为实验材料,研究了不同土壤供水吸力条件下作物生理指标的变化,并分析了土壤含水量与植物体生长的关系。主要结果如下: 1、确定了土壤水分精确控制装置的性能指标和应用方式,为作物盆栽试验提供了一种新的土壤水分精量控制方法,具有推广价值。自制装置的土壤可调节供水吸力范围在0—800hpa之间,可满足常规盆栽水分试验要求。 2、利用自制装置对小麦的研究表明:从1hpa到190hpa的范围内,随着供水吸力的增大,幼苗净光合速率、气孔导度和蒸腾速率成倒“V”型,最大值出现在80—100hpa;地上茎、叶总干重和叶面积呈下降趋势,而根干重则是先上升后平缓下降的趋势;单叶的水分利用效率则随着供水吸力的增大而呈现总体的下降趋势;当供水吸力小于100hpa的时候,群体水分利用效率随着吸力的增大而增大,当供水吸力大于100hpa以后,群体水分利用效率则变化很小。小麦地上部总鲜重、总干重和根冠比都与耗水量呈极显著的抛物线形相关,相关方程依次为Y=3.6899Ln(x)+7.5158(R~2=0.6461),Y=0.508Ln(x)+1.3593(R~2=0.6066),Y=-0.3863Ln(x)+0.7864(R~2=0.6686)。 3、利用自制装置对黄瓜的研究表明:当供水吸力大于1hpa时,随着供水吸力的增大,植株体的生育进程逐步减缓、雌雄花数目逐渐减少、各部分生物量积累也逐渐变少。植株体和产量水分利用效率在供水吸力1hpa—20hpa的范围内随着供水吸力的增大而增大;植株体水分利用效率在供水吸力20hpa—80hpa范围内呈下降趋势,而产量水分利用效率在此供水范围内基本上不变;植株体和产量水分利用效率在供水吸力80hpa—130hpa的范围内都呈下降趋势。供水吸力小于20hpa,根冠比呈上升趋势,当供水吸力超过20hpa后根冠比基本保持不变。另外,通过对黄瓜生育进程、生物量积累的研究,建立了耗水量与各部分生物量积累的回归方程。黄瓜鲜重、干重、根干重、植株叶干重、茎干重、总干重和植株体总干重与耗水量都呈极显著的抛物线形相关,相关方程依次为Y=0.6564Ln(x)-5.8541,Y=20.499Ln(x)-181.03,Y=10.476Ln(x)-92.606,Y=17.188Ln(X)-151.11,Y=6.0303Ln(x)-52.668,Y=65.531Ln(x)-581.14,Y=55.054Ln(x)-488.84,其相关系数都在0.9以上。 4、利用自制装置对菠菜的研究表明:当供水吸力在1hpa—30hpa时,地上生物量积累随着供水吸力的增大而增加,当供水吸力在30hpa—150hpa的范围内,地上生物量积累随着供水吸力的增大而减少。通过对菠菜的研究,建立了耗水量与生物量积累的关系,地上总鲜重、地上总干重与耗水量呈极显著线性正相关,其相关方程依次为y=0.8712x-0.9085(R~2=0.9628);y=1.6484x-1.0459(R~2=0.9177)。另外表明,水分供应不足,叶片的羧化效率和表观量子产额下降。