喷灌田间小气候对作物蒸腾影响的田间试验研究 Field evaluating the effect of microclimate modification resulted from sprinkler irrigation on crop transpirations.pdfVIP

水 利 学 报 2007年4月 SHUIUXUEBA0 第38卷第4期 文章编号：0559．9350(2007)04．0427．07 喷灌田间小气候对作物蒸腾影响的田间试验研究 王迪1’2，李久生1，饶敏杰3 (1．中国水利水电科学研究院水利研究所，北京100044；2．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081 3．中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京100081) 摘要：为准确评价喷灌水利用率，以地面灌为对照，利用热平衡茎流计对喷灌冬小麦和夏玉米的蒸腾速率进行了连 续2年监测，结果表明，喷灌对田间小气候的改善使得作物的蒸腾受到明显抑制，就一次灌水而言，从喷灌启始至 蒸腾抑制作用消失，喷灌处理冬小麦蒸腾量仅占地面灌处理的7％～14％，由冠层截留水量蒸发导致的蒸腾抑制量 腾抑制量进行比较可知，喷灌夏玉米冠层截留作用可能产生一定量的水分损失，而冬小麦冠层截留水量则在小麦 耗水过程中是完全有效的。 关键词：喷灌；冬小麦；夏玉米；冠层截留；蒸腾抑制 中图分类号：s275．5 文献标识码：A 1研究背景 灌溉水利用率定义为存储于作物根区的水量与灌溉水量的比值¨o。喷灌时，部分灌溉水量被作物 冠层截留继而蒸发。由于该部分水量未能落入冠层下方的土壤中进而为作物吸收利用，因此在评价喷 灌水利用率时常被视为水量损失，即冠层截留损失幢。1。但冠层截留损失在作物耗水过程中并非完全无 效，以往研究表明截留水量在蒸发过程中，吸收了部分农田可利用能量，增大了作物冠层附近大气当中 的水汽含量，缩小了水汽压差进而减小了作物蒸腾驱动势，最终使蒸腾速率下降H’5o。在土壤水分相近 条件下，喷灌作物的蒸腾速率明显低于未喷作物M柚1。Kraus¨o指出：由截留水量蒸发所引起的抑制作物 蒸腾效应(虽然喷灌过程产生的蒸发漂移损失也在该效应中发挥作用，但现有研究手段尚不足以将两者 单独区别开来，因此国内外学者将二者归一并视抑制蒸腾效应为冠层截留水分蒸发所致)，改变了作物 的耗水状态，减小了作物根系对土壤水分的摄取，在评价喷灌水利用率时应将其计入。 由于大气降水(雨、露和雪)通过植物(如林木、草等)冠层时，同样存在冠层截留现象。为了准确计 算森林水文循环，早期学者主要专注于截留水量对林木蒸腾作用的影响，并就截留水量的抑制蒸腾效应 已达成共识【1旷13o，但对截留水量是否完全用于抑制植物蒸腾作用尚存较大分歧¨…。进入20世纪中后 期，随着喷灌技术的大面积应用，为准确评价喷灌水利用率，深入阐释喷灌节水机理，冠层截留水量对作 物蒸腾的抑制效应逐渐为人们所关注心“’…。受观测手段所限，前期研究主要采用称重法测定作物蒸腾 作用¨5’16。。称重法的一个缺点是不能对喷灌过程中的蒸腾速率连续进行测定。随着观测技术水平的提 高，Tolk’9。等基于田间喷灌试验，以不灌水为对照，利用热平衡茎流计就玉米冠层截留水量对蒸腾的抑 制效应进行了定量测定，但未对该效应的影响因素(如太阳辐射、风速、空气温湿度等)加以分析。杨晓 光等‘5o和宫飞等。17j等以畦灌为对照，利用C0，系统分析仪就喷灌冬小麦冠层截留水量对蒸腾的抑制作 用进行了田问试验研究。限于观测仪器的适用条件，蒸腾作用的观测时段仅为喷灌结束后，而对灌水过 收稿日期：2006．04．12 基金项目：国家自然科学基金项目；国家高技术发展计划(2006AAl00212)资助 作者简介：王迪(1977一)，男，辽宁人，博士后，主要从事节水灌溉理论与技术研究。E·mail：waIlgdicaas@hotmail．com 一427— 万方数据 程中的小麦蒸腾速率未能进行观测。由于与传统地面灌相比，喷灌存在冠层截留损失，因此针对喷灌是 否节水以及节水比例多少方面一直存在较大争议，为对上述问题作出定量回答，有必要对喷灌作物冠层 截留水量对蒸腾的影响进行深入研究。 本研究的目的是基于田间喷灌试验，利用茎流计对华北平原2种主要作物——冬小麦和夏玉米冠 层截留水量的抑制蒸腾效应及其影响因素进行定量分析，从而为评价喷灌水利用率提供更充分的参考 依据。 2材料与方法