桃树茎直径变化与土壤水势和气象因子关系研究

节水中心2009届硕士研究生湛景武，在导师汪有科研究员的指导下，经过三年努力完成了桃树茎直径变化与土壤水势和气象因子关系研究。

专    业：水土保持与荒漠化防治   研究方向：水土资源高效利用

摘   要

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。

关键词： 土壤水势    茎直径变化   日最大收缩量（MDS）   日增长量（DI）   茎直径日最大值（MXSD）   气象因子