桃树茎直径变化与土壤水势和气象因子关系研究

来源 :中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 中国科学院水利部水土保持研究所(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) | 被引量 : 0次 | 上传用户:gfgfiiii
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研究植物茎直径变化与土壤水势和气象因子之间的关系,不仅有利于作物水分状况诊断技术的研究,而且可以为建立自动控制灌溉系统提供数据支持。本文在对国内外相关研究现状及存在问题进行分析和总结的基础上,以桃树为研究对象,采用盆栽试验,分为充分供水(Well-irrigation, WI)和逐步干旱(Stress Treat, ST)两个处理,对同步、连续、自动监测的土壤水势、桃树茎直径变化和气象因子数据进行系统分析,得出以下结果:(1)桃树茎直径具有很好的周期性变化规律,日变化曲线近似呈“U”型,只是不同天气条件下谷值大小不同,桃树茎直径日最大值(MXSD)出现在上午8:00左右,日最小值(MISD)出现在下午4:00左右,分别滞后于太阳辐射开始增大和开始下降1.5-2.0h。在桃树未受水分胁迫影响时,桃树茎直径日最大值MXSD能够恢复并伴有生长趋势;在受到水分胁迫后,茎直径日最大值MXSD不能恢复至前一日最大值。充分灌溉(WI)和逐步干旱(ST)处理下的桃树茎直径当日平均测量值与时间关系模型分别为:Y = 37.748t + 606.11和Y = 1.1287t3 - 30.627t2 + 184.02t + 452.24。(2)气象因子对桃树茎直径变化具有很大影响,桃树茎直径变化与RH、Rn、T和u2的相关性极显著,与大气水势Ψa的相关性显著。桃树茎直径变化与太阳辐射Rn、空气温度T和2m高处风速u2的为负相关关系,与空气相对湿度RH和大气水势Ψa呈正相关关系。气象因子与桃树茎直径变化之间的多元回归方程为:SDC=8.724RH-0.071Rn-60.376u2-43.913T+0.397Ψa+2452.405(R2=0.662)两种处理条件下的桃树茎直径日最大收缩量MDS与Rn、Tmax、RH和ET0均有很好的相关性,其中,与RH的相关性最强,R2分别为0.5934和0.4701,与u2的相关性最低,R2均低于0.02。(3)试验期内,充分供水(Well-irrigation, WI)处理的土壤水势几乎始终保持水平直线状态,变化幅度很小;而逐步干旱处理(Stress Treat, ST)条件下的土壤水势与时间(t小时)呈二次曲线关系,数学模型函数为:Ψ= 16.08089t2– 0.498384t-127.41813(R2=0.98548)。土壤水势的降低对桃树茎直径变化产生很大影响,当土壤水势超过某一临界值时:桃树茎直径由增长趋势变为下降趋势,而且随土壤水势降低程度的加剧,茎直径降幅也有所增大;桃树茎直径日最大收缩量MDS也有明显增大趋势,MDS值变为水分供应充足时的2倍左右;桃树茎直径日生长量DI也由正值变为负值。这说明采用茎直径变化指标指导灌溉是完全可行的。对桃树茎直径当日平均测量值(Y)与逐步干旱处理的土壤水势(SWP)之间关系采用分段函数进行描述,在前四天内拟合方程为线性函数:Y= -3.8646Ψ+ 543.26;第5天以后,拟合方程为指数函数:Y = 785.36e0.0009Ψ。通过拟合函数初步确定盆栽幼年桃树临界土壤水势约为-60kPa。
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