不同環(huán)境因子對溫室黃瓜葉片蒸騰速率影響

馬萬征，邢素芝，馬萬敏，李忠芳，鄒海明，謝 越，章芳定

（1.安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；2.安徽科技學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；3.青島市開發(fā)區(qū)農(nóng)機監(jiān)理管理站，山東 青島 266555；4.安徽科技學(xué)院 機電與車輛工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

不同環(huán)境因子對溫室黃瓜葉片蒸騰速率影響

馬萬征1，邢素芝2，馬萬敏3，李忠芳4，鄒海明1，謝 越1，章芳定1

（1.安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；2.安徽科技學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；3.青島市開發(fā)區(qū)農(nóng)機監(jiān)理管理站，山東 青島 266555；4.安徽科技學(xué)院 機電與車輛工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

研究晴天和陰天條件下溫室黃瓜葉片蒸騰速率的變化規(guī)律.以栽有黃瓜的Venlo型兩連棟玻璃溫室為對象，利用溫室控制系統(tǒng)自動記錄、保存夏季溫室內(nèi)外溫度、濕度、光照的數(shù)據(jù).通過測定的環(huán)境和黃瓜葉片的蒸騰速率數(shù)據(jù)（晴天時：光照、溫度和相對濕度與蒸騰速率相關(guān)系數(shù)分別為：0.882、0.833、0.759；陰天時：光照、溫度和相對濕度與蒸騰速率相關(guān)系數(shù)分別為：0.629、0.476、0.553，發(fā)現(xiàn)，晴天時環(huán)境因子對蒸騰速率影響的大小順序為光照、溫度、相對濕度；陰天時環(huán)境因子對蒸騰速率影響的大小順序為光照、相對濕度、溫度；晴天時環(huán)境因子對溫室黃瓜葉片蒸騰速率的影響比陰天時顯著.研究結(jié)果可以為溫室黃瓜的需水規(guī)律提供理論基礎(chǔ)和決策支持.

溫室；黃瓜；環(huán)境；葉片；蒸騰速率

黃瓜是中國溫室栽培的主要作物之一[1].溫室黃瓜是一種高產(chǎn)作物，高產(chǎn)必然耗水較多.為了保證高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，灌溉是一項非常重要的保障措施.由于目前中國水資源短缺現(xiàn)象極為嚴(yán)重，因此，尋找合理的作物灌溉措施將有效地提高作物產(chǎn)量，降低水資源消耗.前人提出了很多研究環(huán)境因子對蒸騰速率的影響的理論，如，胡弘劫等[2]在實驗測定黃瓜蒸騰速率及溫室內(nèi)環(huán)境因子的基礎(chǔ)上，分析了連棟溫室內(nèi)黃瓜蒸騰規(guī)律及其與環(huán)境因子之間的關(guān)系，驗證了蒸騰速率與莖流相關(guān)性顯著.牛勇等[3]利用大型稱重式蒸滲儀研究了在日光溫室條件下黃瓜蒸騰的規(guī)律，經(jīng)回歸分析，建立了多個日光溫室迷你黃瓜蒸騰經(jīng)驗?zāi)Ｐ停捎靡怨浪阏趄v量.雷水玲等[4]研究了基于氣候阻力的溫室黃瓜蒸騰速率模擬，此模型能夠直接利用氣象數(shù)據(jù)計算溫室作物氣孔阻力并進而計算蒸騰速率,使溫室作物蒸騰速率的計算更簡單方便,該文結(jié)果對同類溫室和作物有參考價值.戴劍鋒[5]究了長江中下游地區(qū)Venl o型溫室空氣溫濕度以及黃瓜蒸騰速率模擬，建立了蒸騰速率的模擬模型，該研究為進一步探討溫室環(huán)境的優(yōu)化調(diào)控提供了理論依據(jù)和決策支持.羅衛(wèi)紅等[6]通過冬季溫室小氣候和蒸騰速率與氣孔阻力的實驗觀測,分析了冬季南方溫室黃瓜（Cucum i s sat i vus）蒸騰速率的變化特征及其與溫室小氣候要素之間的定量關(guān)系,采用Penm an_M ont ei t h方法模擬計算了冬季溫室內(nèi)黃瓜作物蒸騰速率.Luo等[7]的研究表明,我國南方現(xiàn)代溫室黃瓜夏季蒸騰與溫室內(nèi)作物冠層上方的凈輻射及空氣飽和水汽壓差呈線性正相關(guān).M orri es等[8]通過試驗研究表明,作物的蒸騰主要受溫室內(nèi)的太陽凈輻射和空氣飽和水軀壓差（VPD）的影響,而受CO2濃度、加熱管的溫度和營養(yǎng)液傳導(dǎo)率的影響較小[9-11].本文研究環(huán)境因子對溫室黃瓜葉片蒸騰速率的影響，可以為溫室黃瓜的需水規(guī)律提供理論基礎(chǔ)和決策支持.

1 材料與方法

1.1 試驗條件

試驗在江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程研究院Venl o型五連棟玻璃溫室中進行.溫室建設(shè)于2006年，2007年建成并投入使用，南北走向，共640m2，用玻璃分為3個區(qū)，每跨長為6.4m，溫室天溝高3.8m，頂高4.4m；覆蓋材料為4m m的孚法玻璃，透光率大于89%.溫室實驗時在C區(qū)進行，C區(qū)長度：5間×4m/間 =20.0m，寬度：2跨×6.4m=12.8m，面積為256m2，室內(nèi)全部種植黃瓜（‘津優(yōu) 1 號’），成行種植，種植期為1季，共108天.2010年6月13日播種，6月26日移栽，種植密度苗期為3.09株/m2.按照中國現(xiàn)代溫室商業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)和栽培管理.

1.2 環(huán)境數(shù)據(jù)的測量

溫室環(huán)境因子的測量是在江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程研究院Venl o型玻璃溫室中進行，溫室處于自然通風(fēng)狀態(tài)時，天窗與側(cè)窗處于開的狀態(tài)，濕簾與風(fēng)機處于關(guān)閉狀態(tài)；溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)溫度、濕度、光照、CO2濃度等通過小型氣象站進行記錄[12].

1.3 作物數(shù)據(jù)的測量

黃瓜葉片的蒸騰速率采用美國LI-6400便攜式光合作用測定儀測定蒸騰速率.

2 結(jié)果與分析

2.1 光照對蒸騰速率影響的研究

圖1是晴天時黃瓜蒸騰速率與光照的變化關(guān)系圖.從圖中可以看出，在晴天時黃瓜的蒸騰速率變化規(guī)律與光照變化規(guī)律一致.當(dāng)光照增加時，蒸騰速率也增加，當(dāng)光照減弱時，蒸騰速率也減弱，二者同時在中午達到最大值.從圖中可以看出光照與蒸騰速率相關(guān)性較高，R2=0.882.

圖1 晴天時黃瓜蒸騰速率與光照的變化關(guān)系

圖2 陰天時黃瓜蒸騰速率與光照的變化關(guān)系

圖5 晴天時黃瓜蒸騰速率與相對濕度的變化關(guān)系

圖2是陰天時黃瓜蒸騰速率與光照的變化關(guān)系圖.從圖中可以看出，陰天時溫室內(nèi)光照較弱，規(guī)律性弱.蒸騰速率比晴天時要小，變化也沒有明顯的規(guī)律.光照強度與蒸騰速率的相關(guān)性為R2=0.629.

2.2 溫度對蒸騰速率影響的研究

圖3是晴天時黃瓜蒸騰速率與溫度的變化關(guān)系圖.從圖中可以看出，在晴天時蒸騰速率隨溫度的升高而逐漸增大，在中午13:30左右達到最大值.溫度與蒸騰速率的相關(guān)系數(shù)R2=0.833.

圖3 晴天時黃瓜蒸騰速率與溫度的變化關(guān)系

圖4是陰天時黃瓜蒸騰速率與溫度的變化關(guān)系圖.從圖中可以看出陰天時溫度的變化規(guī)律性不強，但蒸騰速率的變化有逐漸緩慢的增加趨勢.溫度與蒸騰速率的相關(guān)性陰天時比晴天時要小，相關(guān)系數(shù)R2=0.476.

圖4 陰天時黃瓜蒸騰速率與溫度的變化關(guān)系

2.3 相對濕度對蒸騰速率影響的研究

圖5是晴天時黃瓜蒸騰速率與相對濕度的變化關(guān)系圖.從圖中可以看出，溫室內(nèi)的相對濕度從早晨開始逐漸降低，至中午前后達到最低點，然后又逐漸升高.而蒸騰速率的變化規(guī)律與相對濕度的變化規(guī)律相反.蒸騰速率從早晨逐漸升高至中午前后達到最大值，然后又逐漸降低.二者呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R2=0.759，二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相對濕度升高會導(dǎo)致蒸騰速率降低.相反，降低相對濕度會增加蒸騰速率的強度.

圖6是陰天時黃瓜蒸騰速率與相對濕度的變化關(guān)系圖.在陰天時蒸騰速率的增加速度比晴天時要慢，蒸騰速率達到一定強度后會出現(xiàn)多個極值，這可能由于陰天光照不穩(wěn)定的原因所致.陰天時相對濕度與蒸騰速率的相關(guān)性也不如晴天時的相關(guān)性高，二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.553.

圖6 陰天時黃瓜蒸騰速率與相對濕度的變化關(guān)系

3 結(jié)論與討論

綜上所述，環(huán)境因子對溫室黃瓜葉片蒸騰速率的影響在晴天與陰天時具有明顯的差異，在晴天和陰天時溫室內(nèi)光照是影響蒸騰速率的主要環(huán)境因子，在晴天和陰天時光照對黃瓜葉片蒸騰速率的影響程度是不同的，晴天時光照對黃瓜葉片的蒸騰速率的影響明顯高于陰天時.陰天時，相對濕度對溫室黃瓜葉片蒸騰速率的影響要高于溫度對黃瓜葉片蒸騰速率的影響，這主要是因為在陰天時溫室內(nèi)的相對濕度較高，溫度變化相對較小.大氣相對濕度增大時，葉片內(nèi)外蒸汽壓差就變小，蒸騰速率變慢.本文針對不同環(huán)境因子對黃瓜葉片蒸騰速率影響的研究，為溫室黃瓜需水規(guī)律提供理論基礎(chǔ)，研究結(jié)論更加具有實用性.

該研究相對前人的研究而言，考慮了作物與環(huán)境因子之間的相互影響，為溫室黃瓜需水規(guī)律提供了更加精確的理論基礎(chǔ).但是，由于實驗時只研究了晴天與陰天時主要環(huán)境因子對黃瓜葉片蒸騰速率的影響，應(yīng)當(dāng)加強對不同季節(jié)下、作物的不同生長階段進行研究，另外還應(yīng)加強其他環(huán)境因子對黃瓜葉片蒸騰速率的影響研究.這樣可以更加精確的得出環(huán)境因子對作物的相互影響，為溫室黃瓜的需水規(guī)律提供更加準(zhǔn)確的理論基礎(chǔ)和決策支持.

〔1〕王慶成,劉開昌,張秀清，等.日光溫室黃瓜栽培管理專家系統(tǒng)的開發(fā)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2002（4）:14-16.

〔2〕胡弘劫,毛罕平.夏季溫室內(nèi)黃瓜蒸騰規(guī)律的研究[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2006,32（3）:36-37.

〔3〕牛勇,劉洪祿,吳文勇,等.基于大型稱重式蒸滲儀的日光溫室黃瓜蒸騰規(guī)律研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27（1）:52-56.

〔4〕淚水令,孫忠富.基于氣候阻力的溫室黃瓜蒸騰速率模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006,22（9）:176-179.

〔5〕戴劍鋒,羅衛(wèi)紅,徐國彬,等.長江中下游地區(qū)Venlo型溫室空氣溫濕度以及黃瓜蒸騰速率模擬研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2005,21（5）:107-112.

〔6〕羅衛(wèi)紅,汪小,戴劍鋒,等.南方現(xiàn)代化溫室黃瓜冬季蒸騰測量與模擬研究 [J].植物生態(tài)學(xué)報,2004,28（1）:59-65.

〔7〕Luo,W.H.,X.H.Wang,W.M.Ding,Y.Q.Chen & J.F.Dai.2002.Subtropical modern greenhouse cucumber canopy transpiration under summer climate condition[J].A-gricultural Sciences in China （中國農(nóng)業(yè)科學(xué)）,2002,1:1260～1265.

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S688

A

1673-260X（2012）10-0020-03

安徽省教育廳重大項目“利用有機類肥料培育高產(chǎn)土壤微生物區(qū)系關(guān)鍵技術(shù)”（KJ2012ZD04）；安徽科技學(xué)院校級科技創(chuàng)新團隊專項“農(nóng)業(yè)資源利用創(chuàng)新團隊”（AKKC2011-2）；安徽省高校省級自然科學(xué)研究項目（KJ2012B054）；安徽科技學(xué)院大學(xué)生科研基金課題資助