梁夢玲 胡兵輝
摘要:【目的】探究不同灌溉方式對秋葵生長生理與水分利用的影響,為制定西南高原季節(jié)性旱區(qū)秋葵豐產(chǎn)節(jié)水栽培技術(shù)提供理論依據(jù)?!痉椒ā坎捎?種灌水處理,其中,3種定量灌溉方式,分別為T1(5 mm)、T2(15 mm)和T3(25 mm);2種交替灌溉方式,分別為T4(5 mm與15 mm交替)和T5(5 mm與25 mm交替)。分別在秋葵的苗期、花期和成熟期測定其株高、莖粗、葉面積及葉片數(shù);使用Li-6400光合測定儀于上午9:00—12:00測定其光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs);果實(shí)成熟期測定葉綠素含量;試驗(yàn)結(jié)束后測定其植株的干重、鮮重及根系活力?!窘Y(jié)果】與T2處理相比,T5處理秋葵葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)含量分別顯著增加39.3%、25.0%和35.9%(P<0.05,下同),其根系活力顯著增加26.5%,根冠比顯著提高13.8%,平均莖粗顯著增加18.8%,而在花期時株高減少7.4%,差異不顯著(P>0.05);T5處理在葉片光合速率下降不明顯的情況下,花期的葉片蒸騰速率較T3處理顯著減少33.5%。與T5處理相比,T3處理水分利用率顯著降低48.8%,平均莖粗增加7.8%;與T5處理相比,T4處理產(chǎn)量顯著減少46.8%,水分利用率顯著降低12.2%。從各處理下的秋葵農(nóng)藝指標(biāo)結(jié)果來看,T1處理的株高、莖粗、葉面積等各項(xiàng)指標(biāo)均為最小值,發(fā)育明顯遲緩。從葉面積來看,除T1處理外其余各處理葉面積間差異較小,但交替灌溉下的平均葉面積比定量灌溉(T2和T3處理)小,差異不明顯?!窘Y(jié)論】適宜水量交替灌溉有利于提高秋葵的農(nóng)藝性狀、生理指標(biāo)及水分利用率,尤其在水量為5和25 mm干濕交替灌溉下各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)最佳狀態(tài),可在西南高原地區(qū)節(jié)水栽培秋葵中推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 秋葵;交替灌溉;生長生理;水分利用率
中圖分類號: S649? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:2095-1191(2019)10-2249-08
Effects of different irrigation ways on growth physiology and water utilization of okra
LIANG Meng-ling, HU Bing-hui*
(School of Ecology and Environment, Southwest Forestry University, Kunming? 650224, China)
Abstract:【Objective】The effects of different irrigation methods on the growth physiology and water use of okra were explored to provide theoretical basis for the establishment of high-yield and water-saving cultivation techniques of okra in seasonal drought area in southwest plateau. 【Method】Five irrigation treatments were used, including three quantitative irrigation methods, T1(5 mm), T2(15 mm) and T3(25 mm), and two alternative irrigation methods, T4(5 mm and 15 mm alternatively) and T5(5 mm and 25 mm alternatively). The plant height, stem diameter, leaf area and leaf number of okra were measured at seedling stage, flower stage and mature stage respectively. photosynthetic rate(Pn), transpiration rate(Tr) and stomatal conductance(Gs) were measured at 9:00—12:00 am with Li-6400 photosynthetic tester,determination of chlorophyll content during fruit ripening was conducted,and dry weight,fresh weight and root activity of okra were measured after the test. 【Result】Compared with T2 treatment, the contents of chlorophyll a, chlorophyll b and chlorophyll (a+b) in T5 treatment increased significantly by 39.3%, 25.0% and 35.9%(P<0.05, the same below), the root activity increased significantly by 26.5%, the root crown ratio increased significantly by 13.8%, the average stem diameter increased significantly by 18.8%, while the plant height decreased by 7.4% at flowering stage, the difference was not significant(P>0.05). T5 leaf transpiration rate at flowering period was significantly reduced by 33.5% compared with T3 treatment when photosynthetic rate in T5 had no great decrease. Compared with T5 treatment,water use efficiency of T3 treatment was significantly increased by 48.8% and average stem diameter was increased by 7.8%. Compared with T5 treatment, yield of T4 treatment was significantly reduced by 46.8% and water use efficiency was significantly reduced by 12.2%. According to the results of agronomic indexes, the plant height, stem diameter, leaf area and other indexes of T1 treatment all reached the minimum value, and the development was obviously slow. In terms of leaf area, except T1, the difference of leaf area among other treatments was small, but the average leaf area under alternative irrigation was smaller than that under quantitative irrigation (T2 and T3), and the difference was not obvious.【Conclusion】Under the appropriate alternative irrigation, okra can improve its agronomic traits, physiological indexes and water use efficiency. The indexes under 5 and 25 mm alternative irrigation perform the best, therefore this method can be promoted in water-saving cultivation of okra in southwest plateau.
Key words: okra; alternative irrigation; growth physiology; water use efficiency
0 引言
【研究意義】秋葵(Abelmoschus esculentus)又名羊角豆,是錦葵科錦葵屬一年生草本植物,原產(chǎn)于非洲和亞洲的熱帶地區(qū)(張洪永和王秀梅,2012)。秋葵以嫩果為主要食用部位,其花、葉、芽也可食用,富含維生素、黃酮和纖維素等營養(yǎng)物質(zhì),食用口感滑嫩,味道鮮美。秋葵根系較發(fā)達(dá),其抗性能力強(qiáng)(吳艷霞等,2005;高玲等,2014),在一些土地較貧瘠的環(huán)境下具有一定的栽培優(yōu)勢。由于秋葵營養(yǎng)保健價值極高,抗性強(qiáng),種植成本低,經(jīng)濟(jì)前景廣闊,因此近年來我國秋葵的種植范圍逐漸擴(kuò)大,特別是在西南高原季節(jié)性旱區(qū)其栽培面積逐年增長。干旱—復(fù)水在作物栽培的自然環(huán)境下通常是一個連續(xù)的過程,連續(xù)干旱或連續(xù)降雨的情況比較少見,許多學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn),連續(xù)干濕交替之后對于作物的生長及其生理有明顯的補(bǔ)償機(jī)制,因此探索干旱—復(fù)水灌溉模式對西南季節(jié)性旱區(qū)種植秋葵具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來,學(xué)者對于秋葵的研究主要集中在其營養(yǎng)保健價值、藥用價值及肥料管理、種植密度等方面(曹毅等,2008;黎軍平等,2008;李瑞美等,2017)。Lokesh和Begum(2008)采用殺菌劑處理秋葵種子,發(fā)現(xiàn)分別使用0.3%的克菌丹、代森鈉M-45和萎銹靈均能有效減少其種子真菌的發(fā)生;劉迪發(fā)等(2014)通過對秋葵施用有機(jī)肥與復(fù)合肥料,發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥增加了秋葵的生長量與產(chǎn)量;李慧敏等(2016)使用不同光質(zhì)對黃秋葵幼苗進(jìn)行處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅藍(lán)復(fù)合光可提高黃秋葵幼苗葉片的光合色素含量,促進(jìn)氣孔發(fā)育。對于秋葵栽培適宜灌溉量及灌水方式報(bào)道較少,相關(guān)學(xué)者僅對秋葵干旱脅迫下葉片保護(hù)酶活性、光合特性及植株生長進(jìn)行初步探析(王繼玥等,2017a,2017b)。劉志媛等(2003)研究發(fā)現(xiàn),在苗期生長土壤水含量為40%~60%時,秋葵的生長及光合指標(biāo)達(dá)最優(yōu)。水分是秋葵在干旱地區(qū)栽培管理、推廣的關(guān)鍵因素,近年來對于節(jié)水灌溉的研究主要集中于玉米、水稻等作物栽培中,針對時間及空間變化提出虧缺灌溉、間歇性灌溉及干濕交替灌溉等節(jié)水灌溉模式(褚光等,2016;徐云姬等,2016;魏永霞等,2017;梁鵬等,2018)。其中,干濕交替灌溉被多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是最有效率的灌溉模式之一。楊啟良等(2012)通過對小桐子進(jìn)行輪回干濕交替灌溉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)交替灌溉下小桐子外皮層厚度增加24%,葉片、莖稈及整株植株的干物質(zhì)質(zhì)量、貯水能力顯著增加,蒸散量及蒸騰量均顯著減少,水分利用率顯著提高;趙馀等(2016)也采用相同的研究方法對木薯進(jìn)行干濕交替灌溉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)量及水分利用率均顯著增加?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】綜上所述,前人研究大多集中在秋葵的肥料施用、預(yù)防疾病等措施及干旱對秋葵的生理產(chǎn)生影響;干濕交替灌溉研究目前多應(yīng)用于水稻、玉米等主要農(nóng)作物的栽培,而針對西南高原季節(jié)性旱區(qū)干濕交替灌溉對秋葵生長特性、生理指標(biāo)影響的研究較少?!緮M解決的關(guān)鍵問題】設(shè)定量灌溉和交替灌溉的處理方式,測定秋葵的生長指標(biāo)、光合特性、葉綠素含量、根系活力及水分利用率等指標(biāo)的變化,篩選出適宜的灌溉方式,以期為西南高原季節(jié)性旱區(qū)秋葵的高效節(jié)水栽培提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)地及試驗(yàn)材料
試驗(yàn)于2018年7月在西南林業(yè)大學(xué)溫室大棚中進(jìn)行。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?6.5 ℃,年平均降雨量1450 mm,無霜期278 d。秋葵種子來源于禾之源種子有限公司,采用常規(guī)育苗技術(shù),種子在經(jīng)溫水浸泡36 h催芽后,于2018年7月25日在田間條件下播種,并在8月15日挑選生長情況較一致的秋葵幼苗移栽至上底寬30.0 cm、下底寬22.5 cm、高25.0 cm的盆中,每盆栽一株秋葵,盆中土5 kg,移栽后適量澆水,且灌水量相同,以保證植株均衡生長。供試土壤主要為紅壤,土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)12.87 g/kg,pH 7.51,全氮0.87 g/kg,水解氮85.36 mg/kg,速效磷3.42 mg/kg,速效鉀205.48 mg/kg。
1. 2 試驗(yàn)方法
于2018年8月20日開始對秋葵進(jìn)行不同灌溉模式及水分處理,試驗(yàn)設(shè)定量灌溉與交替灌溉兩種灌溉模式,共5個水分處理方法,分別為3種定量灌溉T1(5 mm)、T2(15 mm)和T3(25 mm),2種交替灌溉T4(5 mm與15 mm交替)和T5(5 mm與25 mm交替),每處理6次重復(fù)。每盆一株秋葵,從8月20日開始灌水,灌水周期為7 d,共灌水18次,并施基底肥料,氮肥用尿素分析純(每株施用50 g),磷肥用磷酸二氫鉀分析純(每株施用50 g),灌溉時將肥料與水相溶一并澆入,使所施肥料均勻分布于盆內(nèi)土壤中,試驗(yàn)除水分管理不同,其他管理均相同??偣喔攘繛門1(120 mm)<T4(180 mm)<T2/T5(270 mm)<T3(450 mm),其中,T2與T5處理灌溉總量相同。
1. 3 測定項(xiàng)目及方法
(1)農(nóng)藝性狀。分別在秋葵植株苗期、花期和成熟期測定其株高、葉面積、莖粗及葉片數(shù)。株高:采用精度為1 mm測量尺進(jìn)行測量;莖粗:采用精度為0.01 mm的螺旋測微器測量直徑,每次在距離地面5 cm處進(jìn)行測定;葉面積:使用葉面積儀進(jìn)行測量;葉片數(shù):直觀計(jì)數(shù)法測定。
(2)葉片光合指標(biāo)。在秋葵苗期、花期和成熟期,每組處理中隨機(jī)選取6片葉子,使用Li-6400光合測定儀,于上午9:00—12:00測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs),每片葉片重復(fù)測定3次。葉綠素a(chla)和葉綠素b(chlb)的測定:待果實(shí)成熟,每處理中隨機(jī)選取6片葉子使用紫外分光光度法進(jìn)行測定。葉片瞬時水分利用率=凈光合速率/蒸騰速率。
(3)根系活力:待試驗(yàn)結(jié)束,各處理選取3株秋葵挖取根系,使用TTC法測定根系活力。
(4)干物質(zhì)量:2018年12月18日獲取秋葵植株根、莖和葉生物量,在烘箱中105 ℃殺青30 min后調(diào)至65 ℃烘干至恒重,用分析天平測定干物質(zhì)重。
(5)根冠比=根系干物質(zhì)量/地上部分干物質(zhì)量
(6)土壤水含量:用TDR土壤水分測定儀進(jìn)行測定。
(7)產(chǎn)量測定:在試驗(yàn)結(jié)束前用分析天平進(jìn)行稱量,取平均值。
(8)水分利用率計(jì)算:總水分利用效率=產(chǎn)量/總耗水量,其中,產(chǎn)量是秋葵成熟后收獲得到;作物總耗水量=P+K+M-F+ΔW,P表示降水量,K表示地下水補(bǔ)給量,M表示灌水量,F(xiàn)表示地表徑流,ΔW表示試驗(yàn)開始到結(jié)束時土壤平均水含量的變化量。由于試驗(yàn)是在溫室進(jìn)行的盆栽試驗(yàn),因此,P、K和F忽略不計(jì),ΔW通過計(jì)算得出。
1. 4 統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2019制圖、SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2. 1 不同灌溉方式對秋葵葉綠素含量及根系活力的影響
葉綠素是植物光合作用中最重要的色素,也是光合作用的主要原材料,葉片中葉綠素含量可反映植物光合作用的強(qiáng)弱(王冰等,2015)。由圖1可看出,相同灌溉方式下,隨著灌溉量的增加,葉綠素含量也隨之增加。灌溉量相同時,與T2處理相比,T5處理的chla、chlb和chl(a+b)含量分別增加39.3%、25.0%和35.9%,處理間差異顯著(P<0.05,下同)。與T3處理相比,T5處理在節(jié)水40.0%(T3處理的總灌溉量為450 mm,T5處理為270 mm)的前提下,秋葵的chla、chlb和chl(a+b)分別增加8.3%、6.5%和7.5%,但處理間無顯著差異(P>0.05,下同)。
不同灌溉方式下秋葵的根系活力如圖2所示,在定量灌溉下根系活力隨著灌溉量的增加先增大后減小;而交替灌溉下秋葵的根系活力均大于定量灌溉。灌溉量相同時,與T2處理相比,T5處理的根系活力增加26.5%;T4處理在節(jié)水33.3%的前提下其根系活力顯著增加13.3%;其他各處理的秋葵根系活力均顯著高于T1處理,說明較強(qiáng)的干旱脅迫會極大影響植物根系的吸收能力,在交替灌溉處理下雖然根系有部分時刻處于干旱狀態(tài),但其根系活力未受影響反而提高,從而極大地增加了秋葵從土壤中吸收的養(yǎng)分及水分,以維持自身生長的需求。
2. 2 不同灌溉方式對秋葵根冠比的影響
作物根冠比反映根部與冠部干物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系,也體現(xiàn)了植株地上莖葉與地下根部生長分配的差異(邱佳妹等,2015)。根冠比差異性與植株所處的不同環(huán)境有密切關(guān)聯(lián)。由圖3可知,在定量灌溉方式下,隨著灌溉量的增加,秋葵的根冠比也增大,而灌溉量增加到一定范圍,其根冠比卻減小;交替灌溉方式下秋葵的根冠比大于定量灌溉處理;T2~T5處理的根冠比均顯著大于T1處理,說明在極度干旱脅迫抑制了秋葵根系與地上部分的生長。灌溉量相同時,與T2處理相比,T5處理秋葵根冠比增加13.8%,可能是由于交替灌溉方式下秋葵處于連續(xù)的干旱—復(fù)水狀態(tài),其根系處于干旱狀態(tài)時會通過增加根系生長量,向土壤吸取更多的水分以供給植物生長。
2. 3 不同灌溉方式對秋葵農(nóng)藝性狀的影響
由表1可看出,秋葵苗期各處理的農(nóng)藝性狀差異不明顯,說明秋葵幼苗期需水量較少,各處理灌溉量均能滿足其幼苗生長,故其生長差異不明顯;但隨著秋葵生長期的延長,T1處理的株高、莖粗、葉片數(shù)和葉面積均為最小值,與其他處理間差異增大,發(fā)育明顯遲緩,說明在T1處理下極度干旱抑制了秋葵的生長。在秋葵花期和成熟期,灌溉方式相同時,株高隨著灌溉量的增加而增加,且交替灌溉處理的株高低于定量灌溉處理(T2和T3處理)。秋葵花期,T5處理比T2處理株高減少7.4%;T5處理比T3處理減少12.9%,說明與定量灌溉相比,交替灌溉在一定程度上抑制了秋葵植株新梢量的增長;但在花期和成熟期T5處理的莖粗明顯高于其他處理,其中,花期T5處理比T2處理秋葵莖粗增加18.8%,比T3處理增加7.8%。作物莖粗的增加對作物抗倒伏能力有著積極作用,可能由于T5處理秋葵的根系長期處于適當(dāng)?shù)母珊怠獜?fù)水的環(huán)境中,對根系有著反復(fù)刺激的作用,從而產(chǎn)生一定的補(bǔ)償功能。
秋葵在各時期葉片數(shù)的變化趨勢與株高相一致,交替灌溉方式下秋葵的葉片數(shù)少于定量灌溉處理;秋葵成熟期,T5處理比T2處理葉片數(shù)減少4.6%,比T3處理減少17.7%,處理間差異不顯著。從表1還可知,隨著秋葵生長周期的進(jìn)行其葉面積逐漸增大,生長初期長幅較明顯,從花期至成熟期變慢,增幅較小,除T1處理外,其余各處理葉面積間差異較小;交替灌溉下的平均葉面積小于定量灌溉(T2和T3處理),說明交替灌溉即使在一段時間內(nèi)處于干旱狀態(tài),但并未影響秋葵的重要光合器官。
2. 4 不同灌溉方式對秋葵葉片光合特性的影響
從表2可看出,隨著灌溉量的增加,秋葵葉片的Pn、Gs及Tr有所提高,但隨著生育周期的進(jìn)行,Pn呈先增大后減小的變化趨勢,T1處理的凈光合速率最低,說明灌溉量為5 mm的極度干旱脅迫降低了秋葵葉片的光合速率。從秋葵整個發(fā)育期來看,兩種灌溉模式下葉片的Pn、Gs及Tr均表現(xiàn)為定量灌溉(T2和T3處理)大于交替灌溉。其中,花期T5處理的Pn比T2處理減少6.5%,比T3處理減少11.3%,均無顯著差異,說明盡管交替灌溉有干旱脅迫時刻,但秋葵的光合速率未受影響。
在各處理下葉片Tr的變化幅度較大,尤其在秋葵花期,定量灌溉與交替灌溉處理間達(dá)顯著差異水平,T5處理較T3處理降低33.5%,較T2處理下降20.3%,導(dǎo)致Tr高的原因是灌溉量大,秋葵水分消耗多,而交替灌溉部分時刻植物處于干旱狀態(tài),因此降低了Tr。
Gs的變化趨勢與Tr相似,Gs增大的同時,葉片Tr也增大,兩者間的變化呈線性關(guān)系;定量灌溉的Gs大于交替灌溉(T1處理除外),是由于交替灌溉有一些時刻植物根部處于干旱脅迫,可能會產(chǎn)生某種植物激素如ABA等物質(zhì)導(dǎo)致Gs減小,進(jìn)而使葉片無效蒸騰作用減少。
交替灌溉處理下,各時期葉片的瞬時水分利用效率均大于定量灌溉處理(T2和T3處理),花期T5處理比T2處理提高17.2%,比T3處理提高33.5%,處理間差異顯著??梢?,T3處理的凈光合速率在3個生長周期均保持在較高水平,而較大的光合速率是由灌溉量大、水分消耗較多所造成,葉片瞬時水分利用率卻較低。
2. 5 不同灌溉方式對秋葵產(chǎn)量及水分利用率的影響
秋葵的產(chǎn)量與水分利用率是衡量灌溉方式的重要指標(biāo)。從表3可看出,灌溉量與灌溉方式對秋葵產(chǎn)量均會產(chǎn)生影響,在不同灌溉方式下其產(chǎn)量隨著灌溉量的增大而提高,其中,交替灌溉方式下有減少作物總耗水量,提高水分利用率的效果;T3處理雖然產(chǎn)量顯著高于T5處理,但由于秋葵耗水量的增大使得其水分利用率降低48.8%,T3處理較高的產(chǎn)量是過量水分消耗的結(jié)果,在灌溉量相同的處理下,T2處理與T5處理相比產(chǎn)量降低,但耗水量增加,水分利用率減少31.7%,可能是在交替灌溉方式下灌溉量的變化導(dǎo)致作物有部分時刻處于干旱狀態(tài),因此降低了秋葵蒸騰作用與土壤表層蒸發(fā)量,減少作物耗水量,而作物處于干旱—復(fù)水交替狀態(tài)會產(chǎn)生補(bǔ)償功能使其產(chǎn)量提高,從而提高水分利用效率。與T5處理相比,T4處理產(chǎn)量顯著減少46.8%,水分利用率顯著降低12.2%,可能是由于T4處理補(bǔ)償水分較T5處理少,未達(dá)到理想效果。
3 討論
當(dāng)前,對于作物干濕交替可降低作物灌溉量及耗水量,提高水分利用率的觀點(diǎn),眾多學(xué)者已從試驗(yàn)結(jié)果中得到一致結(jié)論,但對于作物生長、生理及增產(chǎn)情況仍存在爭議(汪耀富等,2006;孫華銀和胡笑濤,2015;董彥紅等,2016)。從本研究結(jié)果可看出,由于T1處理長期處于極度干旱的狀態(tài)下,苗期之后秋葵停止生長;隨著秋葵生長期的延長,交替灌溉方式下降低了株高和葉片數(shù),但對葉面積無明顯影響,而莖粗增大。有研究發(fā)現(xiàn)在作物干濕輪回交替處理中會產(chǎn)生對光合產(chǎn)物促下抑上的作用,可能是由于交替灌溉下優(yōu)化了水資源的配置,減少了作物生長的冗余(王磊等,2013)。秋葵在交替灌溉方式下葉片數(shù)及葉面積減少,可能是由于葉片的生長對水分敏感度較高,當(dāng)作物處于干旱狀態(tài)時會減慢葉片的生長,使其葉片數(shù)減小;但葉面積減少差異不顯著,因此在交替灌溉模式下通過對葉綠素含量增加使其不影響光合產(chǎn)物的積累;在較高的定量灌溉處理下,秋葵株高、葉面積生長較快,但莖粗較細(xì),不利于壯苗,但對于交替灌溉處理適當(dāng)?shù)脑跁r間及空間上產(chǎn)生水分脅迫對秋葵植株有增加莖粗的作用(汪明霞等,2008)。
根冠比反映了作物地上部分與地下部分營養(yǎng)分配的關(guān)系,可從側(cè)面說明作物對周圍環(huán)境被迫適應(yīng)的結(jié)果(趙娣等,2018)。本研究結(jié)果表明,交替灌溉處理下T5處理的根冠比與根系活力較定量灌溉高,究其原因:(1)可能是由于根系是作物首先感知土壤變化的主要器官,交替灌溉下作物在空間及時間上處于干旱狀態(tài)時,根系首先要滿足自身的生長,等有機(jī)產(chǎn)物積累到滿足自身生長的需要后,才會向地上部分運(yùn)輸;(2)作物在適當(dāng)干旱—復(fù)水的狀態(tài)下刺激了根部的補(bǔ)償效應(yīng),使其根系活力提高,有助于秋葵從土壤中吸收更多的水分與養(yǎng)分(楊素苗等,2010)。因此,適量的交替灌溉對作物提高根系活力與根冠比也是對干旱—復(fù)水的一種適應(yīng)性。
本研究結(jié)果表明,交替灌溉處理模式會降低秋葵的Pn、Gs及Tr,但Pn下降幅度較小,而Tr及Gs下降幅度差異較明顯。當(dāng)土壤處于干旱狀態(tài)時,植物的根部首先感受到土壤水分不足的情況,然后產(chǎn)生根源信號(主要為植物激素ABA)(Dodd et al.,2008),傳至地上葉片部位對氣孔開度進(jìn)行最適度的調(diào)節(jié),除光合速率不會受影響外,能有效減小作物奢侈的Tr及蒸發(fā)耗水量,從而提高葉片瞬時水分利用率;當(dāng)處于復(fù)水狀態(tài)時,作物根系可滿足地上部分生長所需的水分,使地上部分對水分的吸收保持在穩(wěn)定狀態(tài)(韓小虎等,2016)。本研究結(jié)果表明,T4處理的作物Pn明顯小于T5處理,最終光合產(chǎn)物也明顯小于其余各處理(T1處理除外),可能是由于復(fù)水量較少,土壤長期處于落干程度,其光合速率明顯降低,灌溉量不能滿足作物較好生長所需的水量,因此干旱—復(fù)水并未產(chǎn)生超補(bǔ)償機(jī)制。故在交替灌溉處理下應(yīng)設(shè)置合理的灌溉量及灌溉周期,才會達(dá)到既節(jié)水又不影響作物產(chǎn)量的效果。
4 結(jié)論
適宜水量交替灌溉有利于提高秋葵的農(nóng)藝性狀、生理指標(biāo)及水分利用率,尤其在水量為5和25 mm干濕交替灌溉下各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)最佳狀態(tài),可在西南高原地區(qū)節(jié)水栽培秋葵中推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
曹毅,任吉君,李春梅,王艷. 2008. 不同種植密度對紅秋葵生長發(fā)育的影響[J]. 北方園藝,(3): 34-35. [Cao Y,Ren J J,Li C M,Wang Y. 2008. Effects of different planting density on growth and development of red okra[J]. Nor-thern Horticulture,(3): 34-35.]
褚光,展明飛,朱寬宇,王志琴,楊建昌. 2016. 干濕交替灌溉對水稻產(chǎn)量與水分利用效率的影響[J]. 作物學(xué)報(bào),42(7): 1026-1036. [Chu G,Zhan M F,Zhu K Y,Wang Z Q,Yang J C. 2016. Effects of alternate wetting and drying irrigation on yield and water use efficiency of rice[J]. Acta Agronomica Sinica,42(7): 1026-1036.]
董彥紅,趙志成,張旭,劉學(xué)娜,李清明. 2016. 分根交替滴灌對管栽黃瓜光合作用及水分利用效率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),22(1): 269-276. [Dong Y H,Zhao Z C,Zhang X,Liu X N,Li Q M. 2016. Improvement of alternate partial root-zone drip irrigation on photosynthesis and water use efficiency of cucumbers[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science,22(1): 269-276.]
高玲,劉迪發(fā),徐麗. 2014. 黃秋葵研究進(jìn)展與前景[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),34(11): 22-29. [Gao L,Liu D F,Xu L. 2014. Research progress and prospects of okra[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture,34(11): 22-29.]
韓小虎,王雷,王鈺馨,李玲,陳修德,肖偉,高東升. 2016. 分根交替灌溉對桃樹13C分配和光合能力的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào),30(6): 1218-1226. [Han X H,Wang L,Wang Y X,Li L,Chen X D,Xiao W,Gao D S. 2016. Effects of partial root-zone alternative irrigation on distribution of 13C-assimilate and photosynthesis capability of peach trees[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences,30(6): 1218-1226.]
李慧敏,陸曉民,高青海,趙詩浩. 2016. 不同光質(zhì)對黃秋葵幼苗生長、光合色素和氣孔特征的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào),25(6): 62-70. [Li H M,Lu X M,Gao Q H,Zhao S H. 2016. Effects of different light qualities on growth,photosynthetic pigments and stomatal characteristics of okra(Abelmoschus esculentus) seedlings[J]. Acta Pratacultura Sinica,25(6): 62-70.]
黎軍平,韋吉,羅燕春,劉國道. 2008. 黃秋葵施肥研究進(jìn)展[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào),28(4): 103-106. [Li J P,Wei J,Luo Y C,Liu G D. 2008. Advances in application of fertilizer to okra[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture,28(4): 103-106.]
李瑞美,何炎森,鄭開斌. 2017. 不同氮磷鉀水平對黃秋葵生長及果莢產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),33(4): 59-65. [Li R M,He Y S,Zheng K B. 2017. Effects of different nitrogen,phosphorus and potassium levels on okra growth and pod yield[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,33(4): 59-65.]
梁鵬,申麗霞,王銀花,陳建琦,劉澤宇. 2018. 基于微潤灌不同灌水方式對大棚辣椒生長的影響[J]. 節(jié)水灌溉,(12):5-11. [Liang P,Shen L X,Wang Y H,Chen J Q,Liu Z Y. 2018. Effects of different micro-irrigation me-thods on growth of pepper in greenhouse[J]. Water Saving Irrigation,(12): 5-11.]
劉迪發(fā),陳紅兵,劉維俠,張如蓮. 2014. 施肥對黃秋葵生長及產(chǎn)量的影響[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè),(3): 38-40. [Liu D F,Chen H B,Liu W X,Zhang R L. 2014. Effects of fertili-zation on growth and yield of okra[J]. China Tropical Agriculture,(3): 38-40.]
劉志媛,黨選民,曹振木. 2003. 土壤水分對黃秋葵苗期生長及光合作用的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào),24(1): 70-72. [Liu Z Y,Dang X M,Cao Z M. 2003. Effects of soil water content on growth and photosynthesis of okra seedlings[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,24(1): 70-72.]
邱佳妹,王康才,朱光明,段云晶,余史丹. 2015. 不同施肥配比對麥冬幼苗光合特性及干物質(zhì)分配的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào),24(2): 61-66. [Qiu J M,Wang K C,Zhu G M,Duan Y J,Yu S D. 2015. Effects of different fertilizing proportion on photosynthetic characteristics and dry matter allocation of Ophiopogon japonicus[J]. Journal of Plant Resources and Environment,24(2): 61-66.]
孫華銀,胡笑濤. 2015. 溫室甜椒對不同灌溉方式的生理響應(yīng)[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,33(3): 24-29. [Sun H Y,Hu X T. 2015. Physiological response of greenhouse? capsicum to different irrigation methods[J]. Agricultural Research in the Arid Areas,33(3): 24-29.]
王冰,華佳文,李婭翔,王越勁,趙剛?cè)A. 2015. 不同綠化樹種葉片葉綠素SPAD值對比研究[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),(11): 111-113. [Wang B,Hua J W,Li Y X,Wang Y J,Zhao G H. 2015. Comparative study on chlorophyll SPAD values of different greening species leaves[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences,(11): 111-113.]
王繼玥,陳俊峰,卯丹,劉燕,謝文鋼,杜斌,楊丹,宋常美. 2017a. 干旱脅迫對黃秋葵幼苗生長以及葉片光合特性的影響[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),37(5): 5-9. [Wang J Y,Chen J F,Mao D,Liu Y,Xie W G,Du B,Yang D,Song C M. 2017a. Effect of drought stress on seedling growth and leaf photosynthetic traits of okra[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture,37(5): 5-9.]
王繼玥,石登紅,杜斌. 2017b. 水分脅迫對黃秋葵生理以及光合特性的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào),38(9): 1614-1619. [Wang J Y,Shi D H,Du B. 2017b. Effect of water stress on the physiological and photosynthesis characteristic of okra(Abloschus esclentus L.)[J]. Chinese Journal of Tro-pical Crops,38(9): 1614-1619.]
王磊,曹福亮,吳家勝. 2013. 分根區(qū)交替滲灌對銀杏苗木生長及生理的影響[J]. 林業(yè)科學(xué),49(6): 52-59. [Wang L,Cao F L,Wu J S. 2013. Effects of alternative partial root-zone irrigation on growth and physiology of Ginkgo biloba seedlings[J]. Scientia Silvae Sinica,49(6):52-59.]
汪明霞,陳曉飛,王鐵梁,鄭淑紅,鄒艷麗,殷飛,李彩霞. 2008. 控制性交替灌溉對大豆生長發(fā)育的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào),27(4): 22-24. [Wang M X,Chen X F,Wang T L,Zheng S H,Zou Y L,Yin F,Li C X. 2008. Effect of controlled alternate irrigation on growth of bean[J]. Journal of Irrigation and Drainage,27(4): 22-24.]
汪耀富,蔡寒玉,張曉海,高華軍,孫向輝. 2006. 分根交替灌溉對烤煙生理特性和煙葉產(chǎn)量的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,24(5): 93-98. [Wang Y F,Cai H Y,Zhang X H,Gao H J,Sun X H. 2006. Effects of root-divided alternative irrigation on physiological characteristics and yield of flue-cured tobacco[J]. Agricultural Research in the Arid Areas,24(5): 93-98.]
魏永霞,馬瑛瑛,馮鼎瑞,熊建,張雨鳳,張翼鵬. 2017. 調(diào)虧灌溉下滴灌玉米根冠生長與水分動態(tài)響應(yīng)特征[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),48(7): 180-188. [Wei Y X,Ma Y Y,F(xiàn)eng D R,Xiong J,Zhang Y F,Zhang Y P. 2017. Characteristics of water dynamic response and growth of root and crown of maize under drip irrigation of regulated deficit irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,48(7): 180-188.]
吳艷霞,徐永杰,周延春. 2005. 保健型蔬菜黃秋葵栽培技術(shù)[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),(2): 11. [Wu Y X,Xu Y J,Zhou Y C. 2005. Cultivation techniques of health-care vegetable okra[J]. Modernizing Agriculture,(2): 11.]
徐云姬,錢希旸,李銀銀,王志琴,楊建昌. 2016. 根系分區(qū)交替灌溉對玉米籽粒灌漿及相關(guān)生理特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào),42(2): 230-242. [Xu Y J,Qian X Y,Li Y Y,Wang Z Q,Yang J C. 2016 Effect of alternate irrigation in partitioned roots on the kernel-filling and its related physiological characteristics in maize[J]. Acta Agronomica Sinica,42(2): 230-242.]
楊啟良,孫英杰,齊亞峰,劉艷偉,王成武,劉小剛,戈振揚(yáng). 2012. 不同水量交替灌溉對小桐子生長調(diào)控與水分利用的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),28(18): 121-126. [Yang Q L,Sun Y J,Qi Y F,Liu Y W,Wang C W,Liu X G,Ge Z Y. 2012. Effects of alternated different irrigation amount modes on growth regulation and water use of Jatropha curcas L.[J]. Transactions of the Chinese Society of A-gricultural Engineering,28(18): 121-126.]
楊素苗,李保國,齊國輝,郭素萍,胡志偉. 2010. 根系分區(qū)交替灌溉對蘋果根系活力、樹干液流和果實(shí)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),26(8): 73-79. [Yang S M,Li B G,Qi G H,Guo S P,Hu Z W. 2010. Effects of alternate partial rootzone irrigation on roots activity,stem sap flow and fruit of apple[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,26(8): 73-79.]
張洪永,王秀梅. 2012. 長江及黃淮流域黃秋葵優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)[J]. 長江蔬菜,(14): 64-65. [Zhang H Y,Wang X M. 2012. High-quality and high-efficiency cultivation techniques of okra in the Yangtze River and Huanghuai Va-lley[J]. Journal of Changjiang Vegetables,(14): 64-65.]
趙娣,王振華,李文昊,張金珠,呂德生,張繼峯. 2018. 分根區(qū)交替灌溉對北疆加工番茄生理生長及產(chǎn)量的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),36(8): 662-666. [Zhao D,Wang Z H,Li W H,Zhang J Z,Lü D S,Zhang J F. 2018. Effects of alternate root-zone irrigation on physiological growth and yield of processing tomatoes in northern Xinjiang[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering,36(8): 662-666.]
趙馀,楊啟良,王亓劍,劉小剛,王衛(wèi)華. 2016. 不同水量交替灌溉對木薯產(chǎn)量和水分利用的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),34(8): 715-721. [Zhao Y,Yang Q L,Wang Q J,Liu X G,Wang W H. 2016. Effects of alternate different irrigation amount modes on yield and water use efficiency of cassava[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin,34(8): 715-721.]
Dodd I C,Egea G,Davies W J. 2008. Accounting for sap flow from different parts of the root system improves the prediction of xylem ABA concentration in plants grown with heterogeneous soil moisture[J]. Journal of experimental botany,59(15): 4083-4093.
Lokesh S,Begum M. 2008. Synergistic effect of fungicides on the incidence of seed mycoflora of okra[J]. Internatio-nal Journal of Botany,4(1): 24-32.
(責(zé)任編輯 鄧慧靈)