土壤水分是影响作物生长的重要因素,土壤含水量不仅影响植物对水分的吸收,同时也会影响作物对养分的利用。通过土壤水分特征曲线可以定性分析土壤含水量与土壤水势之间的关系,为农业节水灌溉提供需水信息。油菜是我国南方重要的经济作物,对土壤水分有较高的要求。本文选取油菜和诸葛菜为材料,研究了两种植物在壤土和壤质黏土干旱条件下的生长情况。本研究主要包括两个实验部分,试验一:研究两种土壤的水分特征曲线以及不同土壤水分随时间的变化规律。本试验选取了两种土壤分别为壤土和壤质黏土,每种土壤设置4个水分梯度,土壤含水量分别为田间持水量的70%-75%(T1:轻度干旱)、60%-65%(T2:中度干旱)、50%-55%(T3:重度干旱),对照组含水量为田间持水量的85%-90%。同样,壤质黏土也设置四个水分水平,土壤含水量与壤土相同。连续干旱下监测土壤含水量的变化。试验二:研究植物在两种土壤不同水分环境下的生长情况,水分梯度和土壤与试验一相同。该试验的目的在于研究土壤种类和水分对植物生长的影响,研究植物在不同土壤环境下的需水信息。试验结果如下:1、依据吉布斯自由能公式,推导出了土壤水分特征曲线模型(7)(8)(7)(8)S 01(10)Py(28)y(10)kln 1(10)P;运用该方程对土壤含水量与水势之间的关系进行拟合,拟合结果表明:该方程能很好的表达两者之间的关系。说明吉布斯自由能方程在表达土壤水分特征曲线方面具有很好的实用性。通过该方程,可以列出相应土壤的含水量与水势关系表,即可通过已知水势查询土壤的含水量。2、运用4参数的Logistic方程对土壤水势与时间的关系进行拟合。拟合结果表明:Logistic方程能很好的拟合土壤水势随时间变化关系相关系数R均在0.996以上;由土壤水势推算的土壤含水量随时间的变化关系也可用Logistic方程很好地拟合。3、试验二以油菜和诸葛菜为材料,监测了两种植物在壤土和壤质黏土4个水分梯度下,连续干旱时的生理指标变化,主要包括光合参数、叶片水分利用率、叶水势、荧光参数等。壤土培养条件下,轻度干旱组的油菜净光合速率较对照组下降12.84%,而壤质黏土培养条件下下降了12.45%;但是,中度干旱组,壤土和壤质黏土培养下,油菜净光合速率较对照组分别下降了34.63%和26.02%。两种土壤在同等水分梯度下,油菜的净光合速率并无显著差异。连续干旱下,各水分梯度的油菜叶片净光合速率呈下降趋势,壤土培养条件下其下降速率较壤质黏土慢。诸葛菜叶片净光合速率与油菜变化趋势一致。不同的是,壤土轻度干旱组油菜净光合速率与对照组下降仅为6.81%,下降幅度明显低于油菜。从净光合速率判断,说明T1水平土壤水分对诸葛菜生长影响较小。随着土壤水分的持续降低,油菜初始荧光(F0)变化呈上升趋势。壤土条件下,油菜初始荧光快速上升的时间与其蒸腾速率快速下降的时间一致,说明相应土壤含水量低于15.9%~17.8%(壤质黏土土壤含水量低于24.1%~27.1%)时,对其初始荧光影响较大。最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)和表观电子传递速率(ETR)则表现出了相反的趋势,随着土壤水分的减少,Fv/Fm、q P和ETR值逐渐降低。4、逐渐干旱条件下,油菜和诸葛菜蒸腾速率均呈下降趋势。壤土培养条件下,从对照组和轻度干旱组蒸腾速率(油菜)开始快速下降时间分析可知,土壤含水量为15.9%~17.8%,而壤质黏土下蒸腾速率从第3天开始快速下降,相应土壤含水量为24.1%~27.1%。诸葛菜蒸腾速率快速下降时壤土土壤含水量为15.8%~18.2%,壤质黏土下为24.8%~27.3%。5、从叶片水分利用率进行分析,持续干旱时,叶片水分利用率出现先升高,后降低的趋势。壤土含水量低于13%时,油菜水分利用率快速下降,壤质黏土为22%;而壤土含水量低于10%(壤质黏土含水量低于19%)时,诸葛菜叶片水分利用率开始快速下降。诸葛菜叶片水分利用率快速下降时土壤含水量要低于油菜。当壤土土壤含水量为18%(相应土壤水势-0.72Mpa)和壤质黏土27%(相应土壤水势-0.75Mpa)时,油菜叶水势开始出现快速下降现象;而诸葛菜叶水势在壤土土壤含水量达到16%(相应土壤水势-0.91Mpa)和壤质黏土土壤含水量26%(相应土壤水势-0.85Mpa)时开始快速下降。