土壤含水量對(duì)夏玉米蒸發(fā)蒸騰量和光合性能的影響

趙澤歡，范興科

(1．西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 2．中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；3．西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所，陜西 楊凌 712100)

土壤水分是作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)環(huán)境因子，水分虧缺或過(guò)量均會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)造成限制[1]。土壤水分對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝的影響是多方面的，包括玉米蒸騰速率、光合速率和氣孔導(dǎo)度等光合性能[2]。以葉面蒸騰為主的耗水量消耗了根系吸收的絕大部分土壤水分，土壤水分增加會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)蒸發(fā)蒸騰作用。在保證玉米健康生長(zhǎng)發(fā)育前提下，根據(jù)玉米生理特性調(diào)控水分代謝過(guò)程，并依據(jù)玉米對(duì)水分的需要進(jìn)行定量灌溉，是提高農(nóng)業(yè)用水效率的一個(gè)重要方面[3]。因此，研究土壤水分對(duì)玉米蒸發(fā)蒸騰量及光合性能的影響具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于玉米土壤水分與蒸發(fā)蒸騰量及主要光合性能關(guān)系的研究已有大量報(bào)道[4-13]。Farquhar等[4]認(rèn)為檢驗(yàn)氣孔限制是否為光合速率下降的原因，既要看氣孔導(dǎo)度的大小，還要考慮胞間CO2濃度的變化。Selmani等[6]認(rèn)為干旱影響玉米光合性能，降低作物光合速率。王暢等[7]認(rèn)為玉米苗期適度的水分虧缺可以減小葉面積，降低植株的蒸騰量；光合速率下降幅度與水分脅迫強(qiáng)度成正相關(guān)[8]。李素美等[11]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)干旱對(duì)夏玉米生育后半期的影響強(qiáng)度大于前半期；干旱脅迫在不同生育時(shí)期均使光合速率降低，其中孕穗期敏感度最大，苗期敏感度最小[12]。劉彬彬[13]認(rèn)為水分脅迫在較短的時(shí)間里能夠?qū)е虏糠謿饪椎年P(guān)閉，致使光合、蒸騰速率在脅迫初期就有了較大幅度的降低。為明確不同水分供給對(duì)夏玉米耗水規(guī)律和光合性能的影響，確定適宜的土壤含水量，為夏玉米節(jié)水豐產(chǎn)提供參考依據(jù)，本文通過(guò)盆栽玉米控水試驗(yàn)，開展了蒸發(fā)蒸騰量對(duì)水分環(huán)境的響應(yīng)規(guī)律和不同水分環(huán)境下夏玉米抽雄期葉片蒸騰速率、光合速率和氣孔導(dǎo)度的變化特征研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2020年6—10月在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院移動(dòng)式遮雨棚(34°17′N，108°04′E，海拔521 m，棚高3 m)內(nèi)實(shí)施，該地區(qū)位于關(guān)中平原，屬于大陸性暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫13℃～15℃，多年平均降水量630 mm左右，降水量年際分布不均，主要集中在7—10月。土壤為中壤土，pH值8.20，1 m土層的平均田間持水率為35%(體積含水量，下同)，平均干容重為1.40 g·cm-3。

1.2 試驗(yàn)處理

盆栽試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)水分處理，分別為土壤田間持水率的50%±5%(T1)、60%±5%(T2)、70%±5%(T3)、80%±5%(T4)和90%±5%(T5)，通過(guò)控制土壤水分上限實(shí)現(xiàn)；同一水分處理灌水時(shí)間和灌水量一致。試驗(yàn)于6月23日播種，苗期5個(gè)處理均按正常水分管理，三葉期定苗，每桶隨機(jī)選擇6株生長(zhǎng)基本一致的種苗。當(dāng)夏玉米生長(zhǎng)進(jìn)入拔節(jié)后的七葉期開始控水處理，不下雨時(shí)移開遮雨棚，露天生長(zhǎng)，下雨時(shí)關(guān)閉遮雨棚，避免降雨影響。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 土壤含水量測(cè)定 土壤體積含水量采用時(shí)域反射儀TRIME-TDR(TRIME-IPH，IMKO，德國(guó))測(cè)定，垂直方向每隔10 cm為1個(gè)取樣點(diǎn)，測(cè)定間隔為2～4 d，灌溉前后加測(cè)。

1.3.2 灌水量測(cè)定 根據(jù)測(cè)定的土壤含水量進(jìn)行控制灌溉。每次灌水量按公式(1)進(jìn)行計(jì)算確定，即

I=γHA(θ0-θ實(shí))

(1)

式中,I為灌水量，g;γ為土壤干容重，g·cm-3；H為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，cm；A為試驗(yàn)桶的橫截面積，cm2；θ0為土壤含水量上限指標(biāo)；θ實(shí)為灌前土壤實(shí)測(cè)含水量。在小喇叭口期前以30 cm深土壤平均含水量確定θ0，在小喇叭口期后以40 cm深土壤平均含水量確定θ0[14]。

1.3.3 蒸發(fā)蒸騰量測(cè)定 蒸發(fā)蒸騰量采用農(nóng)田水量平衡方程式[15]間接獲得。由于試驗(yàn)是在遮雨棚下實(shí)施的盆栽試驗(yàn)，因此降雨量、地表徑流量和地下水補(bǔ)給量均為0，深層滲漏量可以忽略不計(jì)，則計(jì)算時(shí)段內(nèi)的蒸發(fā)蒸騰量公式可以簡(jiǎn)化為

ET=I-ΔS

(2)

式中，ET為蒸發(fā)蒸騰量，mm；I為灌水量，mm；ΔS為土壤儲(chǔ)水量增量，mm。

1.3.4 光合性能測(cè)定 抽雄期是夏玉米蒸騰蒸發(fā)耗水最旺盛的階段，在抽雄期選擇晴朗無(wú)風(fēng)、外界環(huán)境因子變化較穩(wěn)定的一天測(cè)定夏玉米光合性能，于10∶00—11∶00使用LI-6800光合儀(LI-COR Biotechnology，美國(guó))測(cè)定頂部第一片完全展開葉中上部位置的光合性能。每個(gè)處理任選3個(gè)植株，每個(gè)植株測(cè)定3次，取其平均值作為該株的蒸騰速率(Tr，mmol·m-2·s-1)、光合速率(Pn，μmol·m-2·s-1)和氣孔導(dǎo)度(Gs，mol·m-2·s-1)。

在沒(méi)有試驗(yàn)資料時(shí)，混凝土的含氣量參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）有關(guān)規(guī)定，根據(jù)抗凍等級(jí)和骨料最大粒徑選用，本工程混凝土的含氣量4%～6%控制。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；采用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較分析，其中置信度為95%(α=0.05)；用Origin2021軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏玉米主要生育期蒸發(fā)蒸騰量變化規(guī)律

2.1.1 不同水分處理下夏玉米日蒸發(fā)蒸騰量變化過(guò)程 蒸發(fā)蒸騰量(ET)是農(nóng)田水分平衡的重要組成部分，它會(huì)受到土壤供水狀況的影響，分析ET在生育期內(nèi)的變化能夠?yàn)樽魑锶招杷?guī)律提供理論依據(jù)。圖1為5個(gè)水分處理下夏玉米在主要生育期(七葉期至成熟期)內(nèi)的日ET變化過(guò)程和降雨情況。

由圖1可以看出：在試驗(yàn)條件下，夏玉米從7月中旬的七葉期至8月中旬的大喇叭口期，隨著時(shí)間的推移，盡管株高和葉面積都在快速增加，但日ET的增速則較為緩慢。綜合分析其原因應(yīng)該是受8月中旬前期持續(xù)降雨的影響，空氣相對(duì)濕度較大，溫度較低的結(jié)果。8月中旬以后直到夏玉米進(jìn)入抽雄期，降雨量減少，日照充足，溫度上升，相對(duì)濕度降低，ET迅速增加，并達(dá)到最大，之后又開始呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。

圖1 不同水分處理下夏玉米逐日蒸發(fā)蒸騰量變化過(guò)程圖Fig.1 Diagram of daily evapotranspiration of summer maize under different water treatments

不同水分處理下的日ET變化過(guò)程略有差異，T1和T2的峰值出現(xiàn)在8月29日，分別為14.68 mm·d-1和18.50 mm·d-1；T3、T4和T5的峰值出現(xiàn)在8月31日，分別為23.35、24.32 mm·d-1和24.82 mm·d-1。由夏玉米生育期內(nèi)的日蒸發(fā)蒸騰強(qiáng)度大小和變化過(guò)程可以看出，夏玉米的日ET不僅受環(huán)境條件(降雨引起的溫度和濕度)的影響，而且受土壤含水量大小的影響。在數(shù)值上，5個(gè)處理的日ET總體上表現(xiàn)為T5>T4>T3>T2>T1。前期由于夏玉米植株矮小，處理間的日ET差異并不顯著；隨著植株發(fā)育從7月18日開始日ET出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。5種土壤水分處理下，主要生育期內(nèi)日平均ET依次為4.35、5.70、7.15、7.68 mm·d-1和8.68 mm·d-1(P<0.05)。

2.1.2 不同水分處理下夏玉米各生育階段的蒸發(fā)蒸騰量 根據(jù)夏玉米生長(zhǎng)過(guò)程特性不同，將夏玉米生育期劃分為以下3個(gè)階段：拔節(jié)期(七葉期～抽雄期)(7月13日—8月25日)、抽雄揚(yáng)花期(含吐絲期)(8月25日—9月9日)和灌漿成熟期(9月10日—10月10日)。對(duì)5個(gè)水分處理下的夏玉米各生育階段內(nèi)的日ET分別進(jìn)行累加，同時(shí)計(jì)算各生育階段對(duì)應(yīng)的ET占比，得到5個(gè)水分處理下夏玉米不同生育階段的ET值及占總ET的百分比，見(jiàn)表1。

從表1可以看出，夏玉米七葉期至成熟期各生育階段ET在不同水分處理下的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。T1～T5條件下的總ET依次為391.7、513.0、643.8、691.2 mm和780.9 mm，總體表現(xiàn)為隨著土壤含水量的提高蒸發(fā)蒸騰量呈逐漸增大的趨勢(shì)。夏玉米生育期內(nèi)總的ET與土壤含水量可用線性函數(shù)表示：y=2940.2x-148.6(19%

在夏玉米的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中，同一土壤水分處理下，不同生育期的ET存在明顯差異(P<0.05)。盡管抽雄至揚(yáng)花期的時(shí)間只有15 d，占整個(gè)測(cè)定時(shí)段90 d的16.67%，但該時(shí)段的ET占比平均達(dá)到37.22%，高于其他兩個(gè)時(shí)段5.55%和6.11%，說(shuō)明這一時(shí)期是夏玉米耗水量最大的時(shí)期。

2.2 土壤水分對(duì)夏玉米抽雄期光合性能的影響

2.2.1 不同土壤水分處理下夏玉米抽雄期株高和葉面積 土壤水分是影響株高和葉面積的重要因子，而株高和葉面積的大小直接影響夏玉米的蒸騰作用和光合作用能力。抽雄期夏玉米的株高和葉面積都將接近最大值，因此對(duì)夏玉米不同水分處理下抽雄期株高和葉面積進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，抽雄期不同水分處理對(duì)夏玉米株高和葉面積的影響程度不同，并且差異顯著(P<0.05)。T1的株高和葉面積均遠(yuǎn)小于其他處理。與T1相比，T2～T5處理的株高分別增長(zhǎng)了11.66%、12.78%、15.02%和10.76%(圖2a)，葉面積分別增長(zhǎng)了8.91%、13.49%、12.73%和9.65%。其中T4的株高最大，為256.5 cm；T3葉面積最大，為628.6 cm2。由此表明：夏玉米的株高和葉面積并不是隨著土壤水分的增加而增大。

蒸騰和光合作用的主要部位是葉表面，因此夏玉米葉面積的不同會(huì)引起ET的差異。由圖2b可以看出：不同水分處理下，夏玉米抽雄期的葉面積大小次序?yàn)椋篢3>T4>T5>T2>T1，盡管表1中抽雄揚(yáng)花期各處理下的ET大小次序?yàn)門5>T4>T3>T2>T1，與土壤含水量的大小次序一致，但是各水分處理下，抽雄揚(yáng)花期的ET占對(duì)應(yīng)處理下總ET的比例大小次序則為T3>T4>T2>T1>T5，即增幅大小不同，由此可見(jiàn)，當(dāng)夏玉米的葉面積較大時(shí)，會(huì)由于蒸騰量的增加繼而引起對(duì)應(yīng)的ET增加。

2.2.2 土壤水分對(duì)夏玉米抽雄期蒸騰速率的影響 蒸騰作用對(duì)于植物維持體內(nèi)水分平衡具有重要意義，而土壤含水量是蒸騰速率(Tr)重要影響因子之一，同時(shí)Tr從側(cè)面也可以反映出土壤含水量的大小。通過(guò)對(duì)不同土壤含水量下葉片Tr的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖3a。

由圖3a可以看出，在試驗(yàn)中蒸騰速率隨著土壤含水量的增大而增大，其中T1的Tr最小，為1.11 mmol·m-2·s-1；T5的最大，為6.07 mmol·m-2·s-1。與T1相比，T2～T5處理的Tr分別增長(zhǎng)了63.74%、75.65%、78.83%和81.77%(P<0.05)，其中T1與T2處理間的Tr增幅最大。對(duì)葉片Tr與土壤含水量的相互關(guān)系進(jìn)行擬合，擬合曲線見(jiàn)圖3b。夏玉米葉片Tr與土壤含水量進(jìn)行回歸分析得到擬合關(guān)系式為：y=-49.90e-10.69x+7.65(R2=0.9956)。由關(guān)系式可知Tr與土壤含水量呈指數(shù)函數(shù)正相關(guān)，即Tr隨著土壤含水量的增加而增大，但增加變化幅度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。

圖3 不同水分處理對(duì)夏玉米抽雄期蒸騰速率的影響Fig.3 Effects of different water treatments on transpiration rate of summer maize at tasseling stage

2.2.3 土壤水分對(duì)夏玉米抽雄期氣孔導(dǎo)度的影響 氣孔導(dǎo)度(Gs)表示的是氣孔張開的程度，土壤水分的變化將會(huì)使Gs做出積極的反應(yīng)。夏玉米抽雄期的Gs響應(yīng)變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4，其中圖4a、圖4b分別為水分處理下Gs的變化以及Gs與土壤含水量的擬合曲線。

由圖4a可以看出，夏玉米Gs在不同水分處理下存在顯著性差異(P<0.05)。T2～T5處理下的Gs較T1相比分別增長(zhǎng)了71.97%、82.63%、83.91%和84.87%。最小Gs出現(xiàn)在T1，為0.04 mol·m-2·s-1；最大Gs出現(xiàn)在T5，為0.24 mol·m-2·s-1。通過(guò)擬合回歸，得到夏玉米葉片Gs與土壤含水量的擬合關(guān)系為：y=-7.07e-17.96x+0.26(R2=0.9857)。Gs與土壤含水量呈正相關(guān)關(guān)系，即Gs隨著土壤含水量的增加而增大，同樣的增加幅度呈減小趨勢(shì)。在試驗(yàn)條件下，Gs最高為0.25 mol·m-2·s-1。整體上Gs的變化趨勢(shì)與Tr相似。

圖4 不同水分處理對(duì)夏玉米抽雄期氣孔導(dǎo)度的影響Fig.4 Effects of different water treatments on stomatal conductance of summer maize at tasseling stage

2.2.4 土壤水分對(duì)夏玉米抽雄期光合速率的影響 土壤含水量變化會(huì)直接影響作物葉片的光合作用，導(dǎo)致Pn的變化，進(jìn)而影響干物質(zhì)和產(chǎn)量。不同水分處理下，夏玉米抽雄期的Pn測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5，其中圖5a、圖5b分別為水分處理下Pn的變化以及Pn與土壤含水量的擬合關(guān)系。

結(jié)果分析表明，Pn在不同水分處理下存在顯著性差異(P<0.05)。隨著土壤含水量的增加Pn呈先增大后減小的變化趨勢(shì)(圖5a)。與T1相比，T2～T5水分處理使夏玉米抽雄期的Pn依次增長(zhǎng)了47.51%、60.65%、57.51%和55.87%(P<0.05)，其中T1的Pn最小，為11.07 μmol·m-2·s-1；T3的Pn最大，為28.14 μmol·m-2·s-1。通過(guò)圖5b得到夏玉米葉片Pn與土壤含水量的擬合關(guān)系式：y=-2082.5x2+1165.2x-135.12(R2=0.9697)。Pn與土壤含水量呈拋物線變化：當(dāng)土壤含水量低于28.0%(相當(dāng)于試驗(yàn)土壤田間持水率的80%)時(shí)，Pn與土壤含水量呈正相關(guān)關(guān)系，最高Pn可達(dá)27.87 μmol·m-2·s-1；當(dāng)土壤含水量高于28.0%時(shí)Pn與土壤含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即當(dāng)土壤含水量超過(guò)28.0%以后Pn呈下降趨勢(shì)。

圖5 不同水分處理對(duì)夏玉米抽雄期光合速率的影響Fig.5 Effects of different water treatments on photosynthetic rate of summer maize at tasseling stage

2.3 夏玉米光合性能與蒸發(fā)蒸騰量的關(guān)系

根據(jù)測(cè)定結(jié)果和分析可以知道，在整個(gè)生育期內(nèi)，夏玉米的ET與土壤含水量(田間持水率范圍內(nèi))基本上呈線性正相關(guān)關(guān)系，也就是說(shuō)，在田間持水率范圍內(nèi)，土壤的田間含水量越高，夏玉米生長(zhǎng)期內(nèi)的實(shí)際耗水量越大。但從夏玉米單日耗水強(qiáng)度最大的抽雄期光合性能測(cè)定結(jié)果來(lái)看，決定蒸騰耗水量大小的葉片Tr和Gs與土壤含水量的相關(guān)性也表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，即隨著土壤含水量的增大而增大，但增幅則逐漸減小。在土壤含水量相對(duì)較低時(shí)，Tr和Gs對(duì)土壤含水量變化的響應(yīng)較為敏感；當(dāng)土壤含水量較高，接近土壤的田間持水率時(shí)，Tr和Gs對(duì)土壤含水量的變化響應(yīng)較為遲鈍。反映在Pn方面，則表現(xiàn)為隨著土壤含水量的增大，Pn先增大后減小，在田間持水率80%左右時(shí)達(dá)到最大，這說(shuō)明土壤含水量過(guò)高會(huì)影響夏玉米的生理過(guò)程，并產(chǎn)生無(wú)效的蒸發(fā)蒸騰，降低水分利用效率。這一點(diǎn)也可以從夏玉米的株高和葉面積生長(zhǎng)結(jié)果得到驗(yàn)證，當(dāng)土壤含水量介于田間持水量的70%～80%時(shí)，夏玉米的總?cè)~面積相對(duì)較大，株高也相對(duì)較高，即生物量較大。從而也說(shuō)明過(guò)多的土壤含水量除部分用于蒸騰降溫和幫助水分和礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸及吸收外，更多的只會(huì)增加夏玉米的無(wú)效蒸發(fā)和蒸騰，甚至還會(huì)抑制夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育，影響總干物質(zhì)和產(chǎn)量的形成。

3 討 論

從本研究來(lái)看，土壤水分環(huán)境在一定程度上影響作物的ET，5個(gè)水分處理無(wú)論是主要生育期內(nèi)總ET還是日ET都存在顯著性差異，各個(gè)觀測(cè)值均隨著土壤含水量的增加而增大。日ET約從7月18日(夏玉米進(jìn)入拔節(jié)期)開始出現(xiàn)顯著性差異，這是由于前期夏玉米葉面積較小，田間覆蓋率低，ET主要以土壤蒸發(fā)為主；隨著株高和葉面積的增加，覆蓋度逐漸增大，夏玉米的植株蒸騰量越來(lái)越大，當(dāng)葉面積達(dá)到最大值，植株蒸騰成為耗水的主要組成成分[16]。T2～T5處理的ET分別是T1的1.31、1.64、1.76、1.99倍，T2～T5的土壤含水量分別是T1的1.20、1.40、1.60、1.80倍，表明土壤水分增加引起的ET增幅大于相應(yīng)的土壤水分增幅，控制夏玉米生長(zhǎng)適宜的土壤水分環(huán)境可以更好地控制ET，從而有效地控制蒸散消耗的水分。

從試驗(yàn)可知土壤水分增加會(huì)促進(jìn)株高和葉片的生長(zhǎng)，但當(dāng)土壤含水量超過(guò)一定限度時(shí)，株高和葉面積的生長(zhǎng)增速會(huì)減小，說(shuō)明水分過(guò)多會(huì)抑制夏玉米的生長(zhǎng)，其原因主要是由于土壤是由氣-液-固三相組成，過(guò)多的水分迫使土壤空氣比例降低，使土壤含氧量不足，影響根系呼吸和吸水過(guò)程[17]。土壤水分對(duì)Tr、Pn和Gs作用顯著且變化存在差異。從擬合曲線可以看出Tr峰值對(duì)應(yīng)的土壤含水量顯著大于Pn峰值所對(duì)應(yīng)的土壤含水量，這可能是由于光合作用除了水分還受到CO2的影響。Tr雖不能準(zhǔn)確地反映植株整體(整株或群落)的水分消耗量，但仍是一個(gè)重要的植物散失水分指標(biāo)，可以反映植物潛在耗水能力的大小[18]，光合作用是植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能合成有機(jī)質(zhì)的生物過(guò)程，而土壤含水量的變化直接影響植物葉片的蒸騰作用和光合作用，進(jìn)而影響植物的耗水量和生物量[19]。與T1相比，同樣的土壤水分變化下夏玉米抽雄期Tr的變化幅度大于Pn，也就是說(shuō)當(dāng)水分降低時(shí)蒸騰失水相比光合作用的累積產(chǎn)出大量減少，因此以不犧牲作物光合積累而達(dá)到最大節(jié)水的目的是可行的[20]。土壤水分同樣直接影響Gs的變化，同時(shí)Tr和Pn的變化與Gs也息息相關(guān)。土壤水分較低時(shí)葉片為了適應(yīng)缺水，氣孔選擇關(guān)閉或暫時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致氣孔呼吸微弱[21]，同時(shí)也阻礙了光合底物CO2的吸收[22]，導(dǎo)致Tr和Pn下降。而土壤水分過(guò)多時(shí)盡管Gs增加，但其增長(zhǎng)幅度趨于平緩；而Pn相較Tr影響程度不同，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)水分隨之增加，導(dǎo)致進(jìn)入的CO2有所減少，進(jìn)而使葉片光合作用受抑制[23]。綜合來(lái)看株高和葉面積的增幅均隨著土壤含水量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，這也是Pn加大、干物質(zhì)積累增加的結(jié)果[24]，符合了水分處理下Pn的變化趨勢(shì)。土壤水分供應(yīng)不足時(shí)Tr降低，這是因?yàn)橄挠衩诪榱藴p少水分散失，Gs降低導(dǎo)致的。

Tr和Gs的大小反映了在測(cè)定條件下測(cè)定對(duì)象蒸騰強(qiáng)度的大小，Pn則反映了同樣水平下光合能力的大小。通過(guò)夏玉米光合性能與蒸發(fā)蒸騰量的相關(guān)性分析，可以知道Tr和Gs與ET均為正相關(guān)關(guān)系，Pn則與ET成拋物線關(guān)系，表明在較高的土壤含水量下光合作用積累生物量減小的同時(shí)還使無(wú)效蒸發(fā)增大。結(jié)合圖4(b)的擬合關(guān)系式可知土壤含水量在28.0%時(shí)Pn達(dá)到峰值，也就是田間持水率的80%，因此可以大致判斷適宜夏玉米抽雄期進(jìn)行蒸騰作用、光合作用的土壤含水量為田間持水率的80%左右。這也間接證明了夏玉米的高產(chǎn)點(diǎn)并不在土壤含水量的最高值。

4 結(jié) 論

基于盆栽試驗(yàn)，在不同土壤水分控制條件下，對(duì)夏玉米從拔節(jié)期至成熟期的ET以及抽雄期光合性能進(jìn)行測(cè)定，得出如下結(jié)論：

(1)夏玉米的ET強(qiáng)度(或日ET)在整個(gè)拔節(jié)期內(nèi)隨著時(shí)間的推移和植株生長(zhǎng)量的增大逐漸增大，并在抽雄揚(yáng)花期達(dá)到最大，此后開始減小。5個(gè)水分處理下，夏玉米的總ET與土壤含水量的關(guān)系成線性正相關(guān)關(guān)系，土壤含水量越高，ET越大。

(2)夏玉米抽雄期的Tr和Gs對(duì)土壤水分的響應(yīng)表現(xiàn)為指數(shù)函數(shù)關(guān)系，均隨著土壤含水量的增大而增大，但當(dāng)土壤含水量超過(guò)田間持水量的70%后增幅顯著減小。Pn對(duì)土壤水分的響應(yīng)表現(xiàn)為先增后減，呈拋物線形相關(guān)關(guān)系，以T3處理下的Pn最大。說(shuō)明過(guò)高的土壤含水量并不利于夏玉米的光合反應(yīng)，從而產(chǎn)生無(wú)效的蒸騰耗水。

(3)綜合夏玉米抽雄期的Pn對(duì)土壤水分響應(yīng)規(guī)律以及不同土壤含水量條件下夏玉米的株高和葉面積生長(zhǎng)情況，從提高夏玉米光合效率和水分生產(chǎn)效率、減少無(wú)效蒸發(fā)蒸騰耗水的角度考慮，夏玉米抽雄期適宜的土壤含水量以控制在田間持水率的80%左右為宜。