莖直徑微變化監(jiān)測診斷棉花水分狀況研究.pdf

1、根據(jù)作物水分狀況實施精量控制灌溉是提高水的利用率和水分生產(chǎn)效率的重要途徑之一。本文運用植物生理生態(tài)學(xué)理論，研究棉花在不同生長階段莖稈直徑隨土壤水分動態(tài)變化的規(guī)律和特征，定量分析環(huán)境條件對監(jiān)測效果的影響，旨在研究建立了一套基于莖直徑變化無損實時監(jiān)測診斷棉花水分狀況的指標(biāo)體系，為作物水分信息的實時監(jiān)測預(yù)報和精量控制灌溉提供一個有效的手段。 通過研究與分析，得出如下基本結(jié)論： (1) 莖直徑變化測量參數(shù)能較好的反應(yīng)棉花水分狀況

2、，但莖直徑變化受外界環(huán)境因素和作物自身發(fā)育特性共同影響，在不同生長階段，宜采用不同參數(shù)作為水分診斷指標(biāo)。在莖生長階段，莖直徑最大值隨時間的變化(DI)能較好地反映棉花水分虧缺程度，而不同水分處理間的日最大收縮量(MDS)差異不顯著；在莖成熟階段，日最大收縮量對水分虧缺的反應(yīng)非常敏感，是適宜的水分診斷指標(biāo)。 (2) 莖直徑與葉水勢，葉片相對含水量，葉片氣孔導(dǎo)度等作物水分診斷指標(biāo)之間均具有高度相關(guān)性，說明莖直徑變化能很好地反映作物水

3、分狀況，是理想的作物水分監(jiān)測診斷指標(biāo)。 (3) 對棉花莖直徑日最大收縮量(MDS)、日增長量(DI)，復(fù)原時間(RT)，葉水勢(LWP)和細(xì)胞液濃度(CSC)等五個作物水分監(jiān)測指標(biāo)的變異性和敏感性分析表明，基于莖直徑變化監(jiān)測的指標(biāo)盡管變異性較大，但由于很強(qiáng)的信號強(qiáng)度，信噪比明顯高于葉水勢和細(xì)胞液濃度。說明莖直徑變化監(jiān)測指標(biāo)與葉水勢和細(xì)胞液濃度相比能更敏感地反映作為水分虧缺狀況。 (4) 對影響莖直徑變化的環(huán)境因素進(jìn)行分析

4、得出，土壤水分、輻射和空氣飽和差影響最大，相對濕度次之，氣溫和風(fēng)速的影響很小。在此基礎(chǔ)上建立了棉花莖直徑日最大收縮量與環(huán)境因子之間的回歸模型，可為利用莖直徑變化評價作物缺水狀況提供依據(jù)。 (5) 莖直徑變化關(guān)鍵指標(biāo)與土壤相對含水量的相關(guān)性分析結(jié)果表明：在莖生長階段，莖直徑日增長量DI與土壤相對含水量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(r<'2>)為0.8745；在莖成熟階段，莖直徑日最大收縮量MDS與土壤相對含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(r

5、<'2>)為0.8513。根據(jù)莖直徑變化與土壤相對含水率的關(guān)系式，得出了棉花不同生長階段水分狀況莖直徑變化診斷的量化指標(biāo)，可作為啟動灌溉自動控制系統(tǒng)參考指標(biāo)。棉花花鈴期莖直徑收縮后恢復(fù)時間(RT)和土壤相對含水率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r<'2>=0.613)，RT在土壤相對含水率減低到65％時表現(xiàn)出明顯的閾值反應(yīng)，因而在用莖直徑變化法指導(dǎo)棉花灌溉時，可將RT與DI和MDS結(jié)合使用。 (6) 提出了莖變化監(jiān)測診斷作物水分狀況的技