植物蒸發(fā)蒸騰量測(cè)定方法

李玲玲 范緯世 李敬瑜

【摘 要】水分是植物體的重要組成成分之一，含水量的多少與植物的種類(lèi)、器官和組織本身的特性及其所處的環(huán)境條件有關(guān)。所以從某種意義上講，水分含量是控制植物生命活動(dòng)強(qiáng)弱的決定因素，也是植物器官代謝水平的反映。而蒸騰作用是植物對(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿υ?，蒸騰過(guò)程中，水變?yōu)樗魵鈺r(shí)又需要吸收熱能，從而可調(diào)節(jié)葉片溫度，免受灼傷。在環(huán)境溫度較低時(shí)，水分有較高的比熱，可使植物體溫下降緩慢，有利于植物生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。因此，掌握植物蒸發(fā)蒸騰量的測(cè)定方法十分重要。

【關(guān)鍵詞】水分;蒸騰作用;蒸騰量

引言

水分是植物體的重要組成成分之一，其含量約占鮮重的70%～90%，含水量的多少與植物的種類(lèi)、器官和組織本身的特性及其所處的環(huán)境條件有關(guān)。所以從某種意義上講，水分含量是控制植物生命活動(dòng)強(qiáng)弱的決定因素，也是植物器官代謝水平的反映。

蒸騰作用是植物對(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿υ?，特別是高大的植物，僅靠根壓是無(wú)法維持水分代謝平衡的，主要是靠蒸騰拉力使水上升到高大植物頂端。蒸騰作用促進(jìn)植物體內(nèi)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，無(wú)機(jī)鹽只要溶于水中就能被植物吸收和在植物體內(nèi)移動(dòng)并分布到各部分中去，光合作用合成的有機(jī)物也只有借水流運(yùn)輸和分配;太陽(yáng)光照射到葉片上，大部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽趄v過(guò)程中，水變?yōu)樗魵鈺r(shí)又需要吸收熱能，從而可調(diào)節(jié)葉片溫度，免受灼傷。在環(huán)境溫度較低時(shí)，水分有較高的比熱，可使植物體溫下降緩慢，有利于植物生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。植物吸水和散失水分的過(guò)程是植物本身不同的器官和它所在環(huán)境相互作用、反饋影響的結(jié)果，受土壤-植物-大氣連續(xù)體各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合作用。

植物蒸發(fā)蒸騰量既是水量平衡中的重要分量，又是水文循環(huán)不可或缺的環(huán)節(jié)和水管理的有效依據(jù)，因此，選擇合適的方法測(cè)定植物蒸發(fā)蒸騰量具有非常重要的意義。目前，植物蒸發(fā)蒸騰量的測(cè)定方法按其種類(lèi)大體可以分為水文學(xué)方法、微氣象學(xué)方法、植物生理學(xué)方法和紅外遙感方法等4類(lèi)。本文中重點(diǎn)從水文方法中水量平衡法的蒸騰公式改進(jìn)和設(shè)備選擇兩個(gè)方面做介紹。

1 蒸騰公式的改進(jìn)

水量平衡法是測(cè)定植物蒸發(fā)蒸騰量最基本的方法，常用來(lái)對(duì)其他測(cè)定或估算方法進(jìn)行檢驗(yàn)或校核。它可以適用于非均勻下墊面條件和各種天氣條件，不受其它條件的制約，并且充分考慮了水量平衡各個(gè)要素間的相互關(guān)系，遵循物質(zhì)定律，可以宏觀(guān)地控制各要素的計(jì)算，計(jì)算誤差較小。

水量平衡法的基本原理是根據(jù)計(jì)算區(qū)域內(nèi)水量的收入和支出的差額來(lái)推算植物蒸發(fā)蒸騰量，屬于一種間接的測(cè)定方法。

這種方法用于測(cè)定一小塊地或一個(gè)小流域時(shí)精度較高，但當(dāng)流域較大時(shí)，計(jì)算的區(qū)域邊界很難確定，流域內(nèi)雨量站分布不均等容易導(dǎo)致計(jì)算精度降低。另外，這種方法得到的只是一個(gè)時(shí)段內(nèi)（通常一周以上）流域總的蒸發(fā)蒸騰量，因而不能反映蒸發(fā)蒸騰量的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

在植物一生消耗的水中，只有0.1%～0.2%用于有機(jī)物的合成，連同組成植物體的水也只占1%左右，其余99%的水都被蒸騰散失到大氣中。因此，在植物體內(nèi)水分脅迫發(fā)展的程度主要決定于蒸騰強(qiáng)度。植物日間的生長(zhǎng)量常因過(guò)度的午間蒸騰引起的水分虧缺而減少。

表征蒸騰作用的計(jì)量指標(biāo)常用的有蒸騰速率、蒸騰比率和蒸騰系數(shù)。本文在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，選用電子天平測(cè)量整株植物隨時(shí)間變化的重量差。

由于植物對(duì)CO2和大氣中水分的吸收量比蒸騰作用的耗水量要低2個(gè)數(shù)量級(jí)以上，則植物對(duì)環(huán)境中物質(zhì)的吸收所造成的重量增加同蒸騰失水造成的重量減輕相比可以忽略不記。

2 設(shè)備的選擇

對(duì)于盆栽植物的重量測(cè)定，本文選擇電子天平。主要有兩個(gè)性能指標(biāo)：總量程和最小分度值（測(cè)量精度）?；趯?duì)以上因素的考慮，系統(tǒng)采用德國(guó)Sartorius公司生產(chǎn)的ALC-6100.1型精密電子天。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

最大稱(chēng)量：6100g;

最小分度值：0.1g;

重復(fù)性誤差偏差：≤±0.2g;

線(xiàn)性度：≤±0.2g;

使用環(huán)境溫度：0℃～50℃;

穩(wěn)定時(shí)間：1s;

數(shù)據(jù)輸出：RS232C;

秤盤(pán)直徑：150 mm;

電源電壓：220VAC;

允許電壓波動(dòng)：-15%～+10%。

3 小結(jié)

植物蒸發(fā)蒸騰量通常包括植物蒸騰量和棵間土壤蒸發(fā)量，它直接關(guān)系到土壤-植物-大氣連續(xù)體系統(tǒng)，常受下墊面條件（如地形、土壤質(zhì)地、土壤水分狀況等）、植物生理特性（如植物種類(lèi)、生長(zhǎng)過(guò)程等）和氣象條件（如太陽(yáng)輻射、溫度、濕度、風(fēng)速等）等諸多因子的影響。植物蒸發(fā)蒸騰量既是水量平衡中的重要分量，又是水文循環(huán)不可或缺的環(huán)節(jié)和水管理的有效依據(jù)，因此，選擇合適的方法測(cè)定植物蒸發(fā)蒸騰量具有非常重要的意義。

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