黄土高原旱作区马铃薯叶片与土壤水势对垄沟微集雨的响应特征.pdfVIP

S7 黄土高原旱作区马铃薯叶片和土壤水势对垄沟微集雨的响 应特征∗ 杨泽粟 1,2**,张强 1,3, 赵鸿 1 (1 中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾 重点开放实验室，兰州 730020; 2 兰州大学大气科学学院，兰州 730000 ； 3 甘肃省气象局，兰州 730020) 摘要：微集雨技术具有良好的集雨保墒效果，目前的研究主要集中在产流效率、最佳沟垄比及覆盖措施相 结合的技术指标，以及对作物增产效应、水、温、肥影响等，而微集雨技术如何影响土壤及作物叶片水势 研究鲜有报道。试验于 2011 年在黄土高原半干旱地区进行，以平地不覆膜为对照，将土壤分为 0-20cm 和 20-40cm 两层，研究了不同沟垄和覆膜方式对马铃薯(Solanum tuberosum L.)土壤水势和叶片水势的影响。结 果表明，不同沟垄和覆膜方式在不同土层和不同生育期对土壤和叶片水势的影响差异显著。（1）土壤水势 日变化趋势：0-20cm 土层，土垄处理在开花期为先下降后上升型，土垄和膜垄处理在块茎膨大期为现下降 后上升型，膜垄和全膜双垄沟播处理在成熟期为先下降后上升型，其余的为逐渐下降型；20-40cm 土层， 各处理土壤水势呈逐渐下降趋势。（2 ）叶片水势日变化趋势：开花期和块茎膨大期表现为双低谷型双低谷 出现的时间分别在 13:00 和 17:00，成熟期为“V ”型，即单低谷型，低谷出现时间在 17:00。各个处理表现 出相同的变化趋势，但水势高低存在差异。土垄处理在水分关键期（开花期和块茎膨大期）叶片水势显著 高于其他处理，而全膜双垄沟播处理在成熟期最高。（3 ）随着生育期的进程，土壤水势和叶片水势均表现 为先减小后增大的趋势。影响叶片水势最大的土层为 20-40cm ，土垄处理在该土层具有最好的水分状态， 蒸腾作用较强加速了 SPAC 水分运移速率，是导致膜垄和全膜双垄沟播处理水势低于土垄的主要原因。在 前期降雨较少的年型，土垄处理由于其较小的蒸腾作用可以保证马铃薯承受较小的水分胁迫，在前期降雨 量较多的年型，膜垄和全膜双垄沟播处理则可以凭借其较大的蒸腾作用发挥较大的增产效果。 关键字：土壤水势；叶片水势；马铃薯；沟垄方式 引言 在黄土高原半干旱地区，旱作农业占有重要地位。旱地农业产量的不稳定性是该地区农 业生产的重要特点，而导致农业生产不稳定的主要原因是该地区降雨稀少，且年际及年内降 ∗基金项目：国家重点基础研究发展计划 2013CB430200 （2013CB430206 ）资助；国家公益性行业（气象）科研专项“农田水分 利用效率对气候变化的响应与适应技术”（GYHY201106029 ）资助. **作者简介：杨泽粟，男，主要从事水分胁迫对植物生理生态影响方面研究。Email ：cqhcyzx@126.com. 《中国沙漠》录用 1 雨不均匀，致使作物受旱减产。在半干旱雨养农业区，没有灌溉条件，作物生长只能依赖天 然降雨，如何提高降雨利用效率是保证该地区农业稳产高产的中心环节。雨水的就地富集利 用技术，即田间微集水技术是提高降水利用效率的有效措施，近年来发展十分迅速。该技术 通过改变田间地表微地形，人为实现降雨的空间再分配，使有限的降雨量集中到作物根系所 在区域内，并减小田间土壤的棵间蒸发，实现雨水的富集利用。在降雨时，垄面产生径流， 雨水汇集于沟中并产生下渗水流，同时会产生向垄下的测渗；当长期无雨时，由于垄面蒸发 受到抑制，垄下含水量较高，垄下土壤水分便会向土壤干旱的沟内运输，缓解作物的干旱胁 迫。20 世纪 80 年代，为加快旱地农业发展，我国旱作农业研究人员在总结国内外集雨技术 研究成果基础上，在西北黄土高原旱作农业区做了大量实验，实验发现，通过改变田间微地 形，修筑沟垄，陇上覆膜可以使以前的无效或微效降雨有效化，使小雨量叠加增值，显著改 善了土壤水分状况，保证了作物稳产高产[1-8] 。大田实验表明，将微集雨技术和覆盖相结合 可有效利用垄膜集雨及覆盖沟蓄水保墒，有效降低棵间物理蒸发，提高作物蒸腾作用，从而 提高降水利用效率，尤其是小雨利用率[9-13]