馬青榮 左 璇 胡程達(dá) 成 林 李彤霄
1)(中國(guó)氣象局·河南省農(nóng)業(yè)氣象保障與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室, 鄭州 450003) 2)(河南省氣象科學(xué)研究所, 鄭州 450003) 3)(河南省氣候中心, 鄭州 450003)
花生是全球重要的油料作物,是我國(guó)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的糧油優(yōu)勢(shì)品,也是發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和增加農(nóng)民收入的重要支柱。然而,花生極易受澇漬災(zāi)害的影響,持續(xù)澇漬嚴(yán)重影響其正常生長(zhǎng)發(fā)育,最終導(dǎo)致不同程度減產(chǎn)[1]。隨著極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生,作物遭受內(nèi)澇的可能性大大增加[2-3]。20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)澇漬災(zāi)害呈上升趨勢(shì),黃淮種植區(qū)夏播作物澇漬災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)很大[4]。近年夏花生發(fā)展很快,黃淮夏花生種植區(qū)域存在生長(zhǎng)期降雨量分配不均衡、年際波動(dòng)大的問(wèn)題,且在花生產(chǎn)量形成期間,降水偏多形成澇漬災(zāi)害而減產(chǎn),澇漬災(zāi)害成為制約夏花生生產(chǎn)的重要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一[5]。
澇漬災(zāi)害使大田農(nóng)作物根部處于淹漬缺氧生境,從而抑制根系呼吸和養(yǎng)分吸收[6-7],造成植株功能葉片葉綠素含量下降,葉片提前衰老,光合能力下降,葉片干物質(zhì)積累量減少,最終嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量[8-10]。不同農(nóng)作物對(duì)澇漬的反應(yīng)不同,且敏感度因生長(zhǎng)發(fā)育階段而異,如小麥、大麥在籽粒形成過(guò)程中因穗粒數(shù)的減少而影響產(chǎn)量最為嚴(yán)重[11-12],油菜抽苔期的產(chǎn)量損失大于開(kāi)花期[13],玉米對(duì)澇漬的反應(yīng)最敏感的是苗期,其次是拔節(jié)期和抽穗期[14-16]。就花生而言,不同發(fā)育期遇澇導(dǎo)致減產(chǎn),除了品種差異外,其減產(chǎn)幅度與發(fā)育期、澇漬日數(shù)關(guān)系密切,花針期影響最大,其次為結(jié)莢期,苗期影響最小[17-19]?;ㄉ酌缙跐駶?0 d后花生根系生長(zhǎng)發(fā)育嚴(yán)重受阻,根系變小,側(cè)根數(shù)減少[20-21]?;ㄉl(fā)育后期濕澇10 d 處理,造成莢果減產(chǎn)30%以上[22-23]。當(dāng)前大部分研究中澇漬日數(shù)設(shè)置在10 d以上,10 d 以內(nèi)的澇漬影響研究相對(duì)較少[5]。傳統(tǒng)的夏花生耕作方式基本上為直播平作,自2017年秋季河南發(fā)生嚴(yán)重澇漬災(zāi)害后,豫南夏花生壟作種植面積逐步擴(kuò)大,占河南全省花生面積1/5左右。除此之外,涉及到耕作方式、致災(zāi)水量及澇漬持續(xù)日數(shù)的研究很少,結(jié)合陰雨天氣對(duì)大田花生實(shí)際發(fā)生的澇漬持續(xù)日數(shù)及對(duì)產(chǎn)量影響程度尚不明確。在黃淮夏花生種植區(qū),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中澇漬持續(xù)10 d以內(nèi)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,說(shuō)明現(xiàn)有農(nóng)業(yè)氣象澇漬監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中以土壤相對(duì)濕度大于90%,且持續(xù)10 d作為漬害標(biāo)準(zhǔn)可能需要根據(jù)黃淮種植區(qū)域秋糧生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[14,24]。因此,根據(jù)花生生產(chǎn)實(shí)際需求,開(kāi)展人工水分控制與大田相結(jié)合的試驗(yàn)研究,探索10 d以內(nèi)澇漬日數(shù)對(duì)夏花生正常生長(zhǎng)的影響,確定花生能忍受澇漬的最小日數(shù)對(duì)減輕因澇漬引起的產(chǎn)量損失有重要意義,并能為管理部門(mén)制定合理防災(zāi)減災(zāi)措施提供參考依據(jù)[14],為實(shí)現(xiàn)澇漬災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警[25],保障糧油安全和助力產(chǎn)業(yè)振興提供技術(shù)支撐。因此本研究以河南夏花生澇漬災(zāi)害為研究對(duì)象,考慮到花生花針期之前較少出現(xiàn)澇漬災(zāi)害,在產(chǎn)量形成期過(guò)程中設(shè)置水分梯度控制試驗(yàn),通過(guò)測(cè)定淹澇后花生葉片光合特性、生物量和產(chǎn)量等,探討在不同耕作方式下澇漬持續(xù)日數(shù)對(duì)花生產(chǎn)量形成的影響。
1.1.1 試驗(yàn)方法
選擇2019年6—9月和2020年6—9月兩個(gè)夏花生生長(zhǎng)季,在河南花生主產(chǎn)區(qū)駐馬店的花生示范田開(kāi)展試驗(yàn)。土壤質(zhì)地為粘土。供試材料為河南主栽珍珠豆型花生品種豫花22,具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐旱耐澇、多抗廣適等特點(diǎn),種植區(qū)域輻射到河北、安徽、江西等省份花生主產(chǎn)區(qū)。夏播生育期約為113 d,莢果充實(shí)階段約需50 d,飽果成熟期(50%植株出現(xiàn)飽果到大多數(shù)莢果飽滿成熟)約需25 d[5]。播種密度為每公頃18萬(wàn)穴,行距為40 cm,穴距為15 cm,播種深度為3~5 cm,每穴2粒種子,播期為6月1日。壟作田塊壟距約為85 cm,壟高為10~12 cm,壟面寬約為60 cm,雙行壟種。
①小區(qū)設(shè)定:處理小區(qū)面積6 m×4 m,小區(qū)之間用1.5 m深塑料膜隔開(kāi),每個(gè)處理水平設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū)。
②水分處理發(fā)育階段:豫花22籽仁產(chǎn)量形成約需50 d左右,將籽仁產(chǎn)量形成過(guò)程(莢果期)分前期、中期、后期3個(gè)時(shí)段,分別從成熟收獲日期(從播種第2日算起到113 d當(dāng)天為準(zhǔn))前55 d(7月30日)、30 d(8月24日)、15 d(9月13日)開(kāi)始水淹處理[5]。
③水分梯度:澇漬處理時(shí)長(zhǎng)為3 d,5 d,7 d,9 d,其中平作田塊灌水期間保持花生根部地面上積水深度不低于2 cm,壟作田塊逐日灌水量與平作田塊灌水量保持一致,對(duì)照小區(qū)和非水分處理期間如果遇到強(qiáng)降水或連陰雨天氣過(guò)程,用防雨布遮蓋試驗(yàn)小區(qū),使土壤水分含量基本保持在田間持水量的55%~80%。
1.1.2 試驗(yàn)處理
A,B,C分別表示產(chǎn)量形成過(guò)程前期、中期、后期3個(gè)時(shí)段,平作與壟作3個(gè)時(shí)段處理分別表示為PA,PB,PC,LA,LB,LC,對(duì)照處理CK與大田保持一致,各時(shí)段灌水日數(shù)處理分別表示為A3,A5,A7,A9,B3,…,C9。
通過(guò)河南省氣象局資料庫(kù)數(shù)據(jù)的提取整理,分析1971—2020年7月下旬—9月下旬118個(gè)站點(diǎn)連續(xù)降水對(duì)應(yīng)日數(shù)站次及每年每站發(fā)生的頻次(表1),近50年連續(xù)降水日數(shù)基本上在13 d以內(nèi),澇漬處理結(jié)束后會(huì)持續(xù)淹澇或濕漬數(shù)日,水分控制試驗(yàn)灌水梯度3 d,5 d,7 d,9 d,基本涵蓋了絕大多數(shù)大田實(shí)際澇漬災(zāi)害發(fā)生日數(shù)的可能性。此外,郁凌華等[26]在黃淮海地區(qū)夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)旱澇災(zāi)害研究成果顯示:黃淮海地區(qū)6月干旱較多,7月雨澇發(fā)生相對(duì)偏少,8月雨澇多發(fā),9月雨澇適中,河南雨澇發(fā)生時(shí)間正處于夏花生產(chǎn)量形成時(shí)期(莢果期)[5]。
1.3.1 葉綠素含量測(cè)定
各處理選5株代表性植株,利用SPAD-502葉綠素儀測(cè)量花生主莖第3片展開(kāi)葉的葉綠素含量。澇漬處理結(jié)束后第2日第1次測(cè)量,以后每5 d測(cè)1次,測(cè)到成熟期結(jié)束。
表1 1971—2020年118個(gè)站點(diǎn)連續(xù)降水日數(shù)及對(duì)應(yīng)頻次和站次Table 1 Number of station-time and frequency of continuous precipitation days at 118 stations from 1971 to 2020
1.3.2 光合參數(shù)測(cè)定
利用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的LI-6400便攜式光合儀,選擇晴朗無(wú)云的天氣測(cè)定花生葉片光合速率。通過(guò)內(nèi)置LED紅藍(lán)光源在自然CO2濃度和溫度下測(cè)量光響應(yīng)曲線,氣體流速控制為0.5 L·min-1,光合有效輻射設(shè)置為1200 μmol·m-2·s-1。主要獲得包括凈光合速率、胞間CO2濃度和蒸騰速率等參數(shù)。
選無(wú)風(fēng)晴天于09:00—11:00(北京時(shí),下同)各處理選5株代表性植株,測(cè)定各處理花生功能葉片。澇漬處理結(jié)束后第2日第1次測(cè)量,以后每5 d測(cè)1次,測(cè)到成熟期結(jié)束。
1.3.3 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析
在收獲階段,每小區(qū)取樣5株代表性樣本,采用0.01 g感應(yīng)量的電子天平先稱取每株地上生物量(含莖、葉)、根干物質(zhì)質(zhì)量、莢果干重;觀測(cè)每株花生總莢果數(shù)量、飽果數(shù),計(jì)算飽果率;小區(qū)收獲后晾曬測(cè)產(chǎn),依據(jù)密度計(jì)算莢果產(chǎn)量,并隨機(jī)稱取500 g莢果分析百果重、百仁重。
1.3.4 受害程度計(jì)算
受害程度相對(duì)損失率計(jì)算公式:
R=(VCK-VWT)/VCK×100%。
(1)
式(1)中,R為澇漬相對(duì)損失率(葉綠素含量和光合參數(shù)為影響百分率,單位:%),VCK為對(duì)照小區(qū)測(cè)定值,VWT為澇漬處理測(cè)定值。
1.3.5 淹澇日數(shù)、濕漬日數(shù)、澇漬日數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)
淹澇日數(shù):植株根部地面上處于積水狀態(tài)的持續(xù)日數(shù)。濕漬日數(shù):植株根部地面上沒(méi)有積水現(xiàn)象,0~50 cm深度土壤相對(duì)濕度在90%以上的持續(xù)日數(shù)。澇漬日數(shù):淹澇日數(shù)與濕漬日數(shù)之和。
1.3.6 數(shù)據(jù)處理分析
因后期處理結(jié)束后葉綠素含量和光合參數(shù)只有2次觀測(cè)數(shù)據(jù),為了使3個(gè)時(shí)段統(tǒng)一便于資料分析,本研究采用2次同步觀測(cè)數(shù)據(jù)平均值處理分析。壟作后期灌水處理基本沒(méi)有澇漬災(zāi)害影響,分析中忽略LC部分。對(duì)2年試驗(yàn)數(shù)據(jù)求取平均值。統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel2010和SPSS16.0軟件處理數(shù)據(jù)制作圖表,進(jìn)行多組間的比較采用Fisher最小顯著性差異檢驗(yàn),具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
自然澇漬天氣條件下,不同耕作方式的田塊澇漬持續(xù)日數(shù)存在差異,對(duì)應(yīng)生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響也不相同。本研究的壟作小區(qū)灌水量以平作小區(qū)地面上積水深度為2 cm的灌水標(biāo)準(zhǔn),觀測(cè)處理小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)(表2),壟作小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)比平作小區(qū)偏少1~5 d,其中淹澇日數(shù)偏少3~5 d,濕漬日數(shù)相對(duì)偏多。在平作3 d灌水處理下,淹澇4 d,濕漬1 d,壟作小區(qū)淹澇1 d,濕漬3 d;平作5 d的淹澇處理下,淹澇7 d,濕漬2 d,壟作小區(qū)淹澇3 d,濕漬4 d;平作7 d的灌水處理下,淹澇9 d,濕漬3 d,壟作小區(qū)淹澇5 d,濕漬4 d;平作9 d的灌水處理下,澇漬日數(shù)高達(dá)16 d,比壟作小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)偏多5 d。隨著平作淹澇日數(shù)的增加,澇漬持續(xù)日數(shù)增幅變大,與壟作小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)差異也越大,且表現(xiàn)為淹澇日數(shù)的差異增幅偏大,濕漬日數(shù)呈負(fù)增長(zhǎng)。
表2 平作淹澇灌水量下不同耕作方式澇漬持續(xù)日數(shù)Table 2 Waterlogging duration under two cultivation patterns with the flooding irrigation amount under flat pattern
2.2.1 葉綠素含量
葉綠素含量是植物葉片光合性能、營(yíng)養(yǎng)狀況和衰老程度的直觀表現(xiàn)[27-28]。由表3可以看到,不同耕作方式下,花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)期的葉綠素含量變化較大,澇漬情景下花生葉片逐漸出現(xiàn)黃化現(xiàn)象,且隨著澇漬日數(shù)的增加而黃化失綠加重??傮w趨勢(shì)是平作澇漬影響明顯高于壟作,花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)期的葉綠素含量變化幅度也有差異,澇漬發(fā)生時(shí)期越早影響越大,其中澇漬處理9 d的葉綠素含量降幅最大,平作A9和壟作A9分別降低30.7% 和17.3%,平作B9和壟作B9分別降低20.6% 和10.6%。澇漬處理3 d的葉綠素含量呈增加態(tài)勢(shì),為短期澇漬發(fā)生引起旺長(zhǎng)提供可能。
表3 不同澇漬處理與對(duì)照相比葉綠素含量的差異Table 3 Comparison in chlorophyll content between different waterlogging treatments and CK
2.2.2 光合參數(shù)
光合作用是植物制造有機(jī)物的主要途徑,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),即農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量均取決于光合作用的狀況[27-28]。表4光合參數(shù)顯示,平作和壟作栽培方式下各時(shí)期澇漬均顯著降低了花生植株主莖第3展開(kāi)葉片的光合參數(shù)??傮w趨勢(shì)表現(xiàn)為不同耕作方式下,花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)期的光合參數(shù)變化幅度也有差異,隨著澇漬日數(shù)的增加差異加大。
就凈光合速率而言,平作A3和壟作A3,B3呈現(xiàn)正效應(yīng),分別提升3.9%,4.7%和1.6%,為花生植株莖葉旺長(zhǎng)提供條件;平作C3處于基本持平狀態(tài);平作C9因處于花生莖葉衰老階段降低了影響。平作和壟作小區(qū)均隨著澇漬持續(xù)日數(shù)的增加而影響加重,在同一耕作方式下距離成熟期越近,澇漬影響下的參數(shù)就越小。胞間CO2濃度是澇漬處理水平下變化幅度最大的光合參數(shù),且B9為峰值64.2%,3 d,5 d的澇漬處理降幅相對(duì)偏小,類(lèi)似于其他光合參數(shù)的變化幅度,7 d的澇漬處理變化幅度類(lèi)似于其他光合參數(shù)9 d變化幅度。各處理的蒸騰速率影響程度大于凈光合速率,小于胞間CO2濃度,總體影響趨勢(shì)基本一致。
表4 不同澇漬處理與對(duì)照相比光合參數(shù)的差異Table 4 Comparison in photosynthetic parameters between different waterlogging treatments and CK
夏花生產(chǎn)量形成時(shí)期不同時(shí)段澇漬影響不同,且隨著持續(xù)日數(shù)變化而變化,總體影響趨勢(shì)為平作明顯大于壟作,3個(gè)時(shí)段前期最大,中期次之,后期最小,且各時(shí)段均隨澇漬持續(xù)日數(shù)的增加而影響加重(圖1)。地上生物產(chǎn)量(莖、葉干重)平作A3和B3呈正效應(yīng),不減反增,平作C3與對(duì)照處理基本持平,壟作A3,B3和A5,LB5呈正效應(yīng),增幅前期大于中期,壟作大于平作3.2%~4.5%。平作5 d和壟作7 d的澇漬處理開(kāi)始抑制生長(zhǎng),呈負(fù)效應(yīng),比對(duì)照處理平均下降5.8%,平作9 d澇漬處理各時(shí)期分別下降30.7%,20.6%,8%,壟作兩個(gè)時(shí)段分別下降17.3%和10.6%。同一處理?xiàng)l件下壟作的損失率是平作的50%左右,壟作A7的損失率相當(dāng)于平作A5的損失率,壟作A9的損失率相當(dāng)于平作A7的損失率。
地下生物產(chǎn)量(果針、莢果和根干重)的影響趨勢(shì)與地上生物產(chǎn)量基本一致,澇漬災(zāi)害發(fā)生越早影響越大,澇漬持續(xù)日數(shù)越長(zhǎng)影響幅度越大,平作小區(qū)的損失率明顯高于壟作小區(qū)。平作A9損失率最大,為26.8%;平作C3損失率最小,為0.6%。平作中期損失率相當(dāng)于前期損失率的2/3,后期損失率的2~3倍,壟作中期損失率相當(dāng)于平作后期的損失率,壟作前期損失率略小于平作中期損失率。根干重的損失率前期、中期、后期3個(gè)時(shí)段分別平均下降24.8%,13.3%和2.5%,其中根系平作A9損失率高達(dá)44.9%,澇漬影響相對(duì)損失率最大,壟作7 d和9 d的損失率中期是前期的1/2左右,后期因根系基本停止生長(zhǎng),澇漬影響相對(duì)損失率偏小。
圖1 不同耕作方式下各時(shí)段澇漬處理對(duì)生物量的影響Fig.1 Biomass of peanut under waterlogging treatments during each stage for different cultivation pattern
大田實(shí)際發(fā)生的澇漬災(zāi)害在壟作栽培方式下會(huì)降低減產(chǎn)率,且隨著陰雨日數(shù)的增加,壟作栽培減少損失效果越明顯。莢果產(chǎn)量是花生受澇漬災(zāi)害影響程度的最終綜合反映。由表5可以看到,在花生產(chǎn)量形成過(guò)程的3個(gè)時(shí)段的澇漬處理中,總體趨勢(shì)為前期影響最大,中期次之,后期相對(duì)影響最小,且隨著澇漬日數(shù)的增加其對(duì)生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量影響加重,且平作影響損失大于壟作影響損失。
表5 花生產(chǎn)量形成時(shí)期不同時(shí)段澇漬處理對(duì)產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 5 Effects of waterlogging treatments on yield and yield components in different stages
2.4.1 對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成影響
不同耕作條件下花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)段澇漬處理降低了百果重、百仁重和飽果率,說(shuō)明各時(shí)段遇澇均不利于花生籽仁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充實(shí),造成籽仁偏小,秕果、空果率高而不利于產(chǎn)量形成。
平作小區(qū)百仁重總體趨勢(shì)為中期影響最大,前期次之,后期影響最小,平作除了A3和B3的澇漬處理影響結(jié)果基本一致,B5,B7,B9比A5,A7,A9相對(duì)損失率高1.1%~3.0%, B9的損失率高達(dá)31.9%,PC的損失率相對(duì)偏小。平作C3,C5與壟作B3,B5基本持平,平作C7,C9與壟作B7,B9相比分別偏低1.4%,2.2%。壟作A3和B3呈正效應(yīng),分別提高1.3%和0.9%。除百仁重外,百果重、飽果率的澇漬影響損失率趨勢(shì)等同于生物產(chǎn)量,百仁重?fù)p失幅度大于百果重的0.4%~9.9%,且隨著澇漬日數(shù)的增加損失率差異增大。
2.4.2 對(duì)產(chǎn)量影響
由圖2可以看到,同一耕作方式下,除3 d澇漬情景下壟作中期影響大于壟作前期外,其余情景均為前期影響最大,中期次之,后期最小。PA情景下產(chǎn)量影響最為明顯,且隨著澇漬日數(shù)的增加差異顯著加大,分別減產(chǎn)4.7%,11.6%,20.0%,28.4%;LA情景下,分別減產(chǎn)0.3%,7.2%,12.1%,16.8%。
不同耕作方式相比,同一澇漬處理水平下,平作影響明顯大于壟作影響,前期平作與壟作相比,3 d,5 d,7 d,9 d 4個(gè)處理分別偏高4.4%,4.3%,7.8%,11.6%,中期平作與壟作相比,分別偏高1.2%,1.3%,3.0%,6.9%。3 d情景下,中期平作與前期壟作相比偏高1%~3%。由此可見(jiàn),相同處理對(duì)產(chǎn)量影響前期差異最大,平作比壟作高3.4%~11.6%,中期相對(duì)影響較小,平作與壟作相比高1.2%~6.9%,壟作栽培方式明顯減少損失率。
圖2 不同耕作方式下各時(shí)段澇漬處理對(duì)產(chǎn)量的影響Fig.2 Effects of different cultivation pattern on yield of peanut under waterlogging treatments during each stage
為明確比較平作和壟作兩種耕作方式對(duì)連陰雨天氣或強(qiáng)降水過(guò)程引起澇漬災(zāi)害影響的差異,本文綜合考慮澇漬日數(shù)實(shí)際發(fā)生的可能性,試驗(yàn)結(jié)合大田實(shí)際耕作方式,設(shè)計(jì)壟作灌水量以平作淹澇的致災(zāi)水量為標(biāo)準(zhǔn),主要結(jié)論如下:
1) 相同過(guò)程灌水量條件下,壟作花生小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)比平作小區(qū)偏少1~5 d,其中淹澇日數(shù)偏少3~5 d,濕漬日數(shù)相對(duì)偏多。隨著平作小區(qū)淹澇日數(shù)的增加,澇漬持續(xù)日數(shù)增幅變大,與壟作小區(qū)澇漬持續(xù)日數(shù)差異也越大,且表現(xiàn)為淹澇日數(shù)的差異增幅偏大,濕漬日數(shù)呈負(fù)增長(zhǎng)。
2) 不同耕作方式下,花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)段的葉綠素含量和光合參數(shù)變化較大,3 d灌水處理的澇漬持續(xù)4~5 d,葉綠素含量和凈光合速率等光合參數(shù)呈正效應(yīng),為短期澇漬發(fā)生引起旺長(zhǎng)提供可能??傮w趨勢(shì)表現(xiàn)為各處理水平光合參數(shù)變化幅度(1.3%~64.2%)差異較大,且隨著澇漬持續(xù)日數(shù)的增加而加重,壟作花生與平作相比,降低影響幅度最大值為32.7%(胞間CO2濃度B9)。
3) 各時(shí)段澇漬處理均隨著澇漬持續(xù)日數(shù)的增加而影響加重,除了百仁重澇漬影響表現(xiàn)為中期最大、前期次之、后期最小,其他均表現(xiàn)為前期最大、中期次之、后期最?。桓魈幚頋碀n持續(xù)4~16 d,生物量和產(chǎn)量影響幅度在0.9%~44.9%。壟作花生與平作花生相比,因減少淹澇持續(xù)日數(shù)而緩解澇漬災(zāi)害的影響,其中根系緩解幅度最大值為26.1%(A9),A期產(chǎn)量減少損失3.4%~11.6%,B期產(chǎn)量減少損失1.2%~6.9%。
澇漬災(zāi)害限制糧油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在全球變暖背景下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正面臨著更高風(fēng)險(xiǎn)的澇漬影響,嚴(yán)重威脅到糧食安全[29-34]。濕澇可導(dǎo)致葉綠素含量下降、光合速率顯著低于對(duì)照處理[35-39]。本研究發(fā)現(xiàn):在花生產(chǎn)量形成過(guò)程前期和中期,灌水處理3 d,5 d,相當(dāng)于大田澇漬持續(xù)4~7 d,呈正效應(yīng),促進(jìn)莖葉干物質(zhì)的積累,說(shuō)明短期的澇漬情況會(huì)引起花生葉片葉綠素含量的升高,從而提升光合作用形成植株莖葉旺生長(zhǎng)現(xiàn)象。與對(duì)照處理相比,淹水5 d以上不利于植株干物質(zhì)的積累, A期損失率最為顯著,C期因植株部分葉片衰老脫落處于緩慢生長(zhǎng)階段,損失率幅度相對(duì)偏小,該階段根系已基本停止生長(zhǎng),沒(méi)有明顯的增減變化,澇漬影響不顯著。同一致災(zāi)水量條件下,壟作比平作澇漬持續(xù)日數(shù)減少1~5 d,其中淹澇日數(shù)偏少3~5 d,導(dǎo)致壟作方式下的損失率明顯低于平作方式下的損失率。
研究表明:澇害或土壤過(guò)濕時(shí)花生一般減產(chǎn)3.0%~30.0%,嚴(yán)重者甚至減產(chǎn)50.0 %以上[40-44]。本研究表明:在花生產(chǎn)量形成過(guò)程的不同時(shí)段及不同耕作方式下,受澇害影響后減產(chǎn)程度不同,前期澇漬災(zāi)害較后期澇漬災(zāi)害的影響更大,且隨澇漬日數(shù)的持續(xù)增加危害加大,在5~16 d的澇漬持續(xù)影響下,減產(chǎn)率為2.1%~28.4%。從產(chǎn)量構(gòu)成看,不同耕作條件下花生產(chǎn)量形成過(guò)程各時(shí)期澇漬處理降低了百果重、百仁重和飽果率,說(shuō)明各時(shí)段遇澇均不利于花生籽仁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充實(shí),造成籽仁偏小,秕果、空果率高不利于產(chǎn)量形成。前期是花生莢果果殼形成及增源擴(kuò)庫(kù)旺盛生長(zhǎng)階段,該時(shí)段遇澇會(huì)影響莢果的大小,降低有效莢果數(shù),表現(xiàn)在百果重、飽果率的影響比重偏大,中期是籽仁快速生長(zhǎng)階段,該時(shí)段澇漬災(zāi)害的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重影響籽仁大小,造成百仁重下降幅度最大,后期因花生植株處于緩慢生長(zhǎng)階段,與對(duì)照相比影響幅度最小。壟作栽培方式可降低損失率,且隨著陰雨日數(shù)的增加,壟作栽培澇漬持續(xù)日數(shù)減少幅度加大,減損效果越明顯。
本文探討相同過(guò)程灌水量不同耕作方式下的澇漬持續(xù)日數(shù)變化情況,以及澇漬對(duì)花生產(chǎn)量形成過(guò)程中對(duì)各時(shí)期澇漬持續(xù)日數(shù)的光合特性、生物量、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的響應(yīng)規(guī)律,描述耕作方式對(duì)澇漬的響應(yīng)關(guān)系。這是針對(duì)大田花生生產(chǎn)實(shí)際發(fā)生澇漬持續(xù)日數(shù)的可能性,結(jié)合花生平作、壟作栽培方式開(kāi)展的試驗(yàn)研究,對(duì)提升花生生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)能力具有重要意義。然而,研究過(guò)程中選用的試驗(yàn)材料僅代表大部分品種類(lèi)型,結(jié)果可能不適用少數(shù)耐澇性極強(qiáng)的品種類(lèi)型。此外,本研究?jī)H分析土壤質(zhì)地為粘土類(lèi)型的易發(fā)澇漬田塊,在相同水量條件下,偏砂性土壤質(zhì)地類(lèi)的田塊沒(méi)有明顯的澇漬現(xiàn)象發(fā)生,僅表現(xiàn)出土壤墑情偏濕和短時(shí)積水,但過(guò)多水分的下滲或徑流可能造成土壤養(yǎng)分流失從而影響花生產(chǎn)量,這有待下一步研究。