敬志豪,尤 寶,巴 桑,次旦倫珠,尼瑪頓珠,曲 珍

(西藏農(nóng)牧學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院,西藏 林芝 860000)

0 引言

根系溫度對(duì)植物水分、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)有著極大的影響,對(duì)植物生長(zhǎng)激素也有一定的作用[1-4]。為種植出高品質(zhì)、高產(chǎn)量作物,需對(duì)根區(qū)溫度進(jìn)行研究。而植物對(duì)根部溫度變化非常敏感,地溫變化1 ℃相當(dāng)于空氣溫度變化2 ℃,有可能顯著改變植物的生長(zhǎng)情況及養(yǎng)分吸收。礦質(zhì)元素的吸收及利用受到根系溫度的顯著影響[5],而根區(qū)溫度會(huì)直接影響根部的生理活動(dòng),包括影響根區(qū)呼吸、根系養(yǎng)分及水分吸收、根系物質(zhì)合成及活性等,間接影響作物的長(zhǎng)勢(shì)及果實(shí)品質(zhì)?，F(xiàn)代化溫室種植可準(zhǔn)確控制氣溫,令地溫控制成為可能,通過(guò)控制土溫來(lái)提高根系活力成為重要的設(shè)施農(nóng)業(yè)調(diào)控手段[6-7]。西藏地處高原,灌溉水資源大部分為雪山融水,常溫大約14 ℃左右,相對(duì)于一般常溫水低5 ℃～8 ℃[8]。而灌溉水溫過(guò)低會(huì)大大影響草莓根系的生長(zhǎng)習(xí)性及光合速率。本實(shí)驗(yàn)探究了灌溉水溫對(duì)根區(qū)溫度的影響,為實(shí)現(xiàn)草莓高產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及環(huán)境

試驗(yàn)于2022年4月3日至5月4日在西藏農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)場(chǎng)實(shí)習(xí)地連棟玻璃溫室草莓立體栽培場(chǎng)地進(jìn)行。該試驗(yàn)點(diǎn)位屬于溫帶季風(fēng)氣候,晝夜溫差較大且蒸發(fā)量大。試驗(yàn)期間溫室日平均溫度為15.02 ℃,供試材料為寧玉草莓的組培脫毒原種苗。

1.2 試驗(yàn)方法

將地溫計(jì)插入土壤表層以下10 cm處,在澆灌水量相同的條件下使用不同水溫(5 ℃,10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃)灌溉,從14∶35開(kāi)始在24 h內(nèi)分別間隔10 min、30 min、1 h連續(xù)測(cè)量基質(zhì)溫度,觀察根區(qū)溫度變化。

凈光合速率的測(cè)定：每個(gè)處理隨機(jī)選擇4株大小一致的植株,用便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)(LI-6400XT,Li-Cor,USA)測(cè)定功能葉的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr),重復(fù)3次。測(cè)定時(shí)間為每次采樣后上午9∶30—13∶30,每2 h測(cè)一次,葉室溫度為25 ℃,空氣相對(duì)濕度為60%～70%。測(cè)定時(shí),將光強(qiáng)設(shè)定為飽和光強(qiáng)1000 μmol/(m2·s)。

以各溫度的水溫持續(xù)一個(gè)月不間斷灌溉,測(cè)量各溫度灌溉下草莓葉片葉綠素含量及株高、葉長(zhǎng)葉寬及葉面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉水溫對(duì)草莓根區(qū)基質(zhì)溫度的影響

圖1中, 5 ℃～30 ℃的基質(zhì)初始溫度分別為16.1 ℃、16.5 ℃、16.5 ℃、14.5 ℃、15 ℃、14.9 ℃。當(dāng)水灌溉至基質(zhì)時(shí),基質(zhì)溫度立馬發(fā)生變化,其中5 ℃處理和10 ℃處理明顯下降,而后基質(zhì)溫度又慢慢升高,灌溉水溫的不同令基質(zhì)回溫所需時(shí)間也有所不同。用5 ℃水溫灌溉初始溫度16.1 ℃的基質(zhì)時(shí),大約需要5 h回到最接近原基質(zhì)溫度;用10 ℃水溫灌溉基質(zhì)時(shí),原本16.5 ℃的基質(zhì)馬上變成14.0 ℃,大約需要2 h基質(zhì)才能回到最接近原基質(zhì)溫度;15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃處理明顯上升,而后基質(zhì)溫度又慢慢降低,隨著時(shí)間的增加,基質(zhì)溫度慢慢恢復(fù);用15 ℃水溫灌溉基質(zhì)時(shí),原本16.5 ℃的基質(zhì)變成了17.0 ℃;當(dāng)用20 ℃水溫灌溉時(shí),原本14.5 ℃的基質(zhì)變成了16.9 ℃;當(dāng)用25 ℃水溫灌溉時(shí),原本15 ℃的基質(zhì)變成了20.1 ℃,大約需要4 h可追回溫度;當(dāng)用30 ℃的水溫灌溉時(shí),原本14.9 ℃的基質(zhì)變成了23.0 ℃。試驗(yàn)在下午14∶35開(kāi)始,溫室的溫度持續(xù)增高,故用15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃水溫灌溉處理的組呈很長(zhǎng)一段時(shí)間的持續(xù)上升。12 h后,5 ℃及其他水溫灌溉后的基質(zhì)溫度變化趨于一致,后續(xù)灌溉水溫不再對(duì)基質(zhì)產(chǎn)生影響。

圖1 不同灌溉水溫對(duì)草莓根區(qū)溫度的影響Fig.1 Influence of different irrigation water temperature on strawberry root zone temperature

2.2 持續(xù)灌溉一個(gè)月后草莓葉綠素含量及生長(zhǎng)情況

6種溫度中,5 ℃、20 ℃、25 ℃三組溫度較為典型,灌溉一個(gè)月后20 ℃水溫灌溉時(shí)葉綠素相對(duì)含量較高,當(dāng)灌溉水溫繼續(xù)提高到25 ℃時(shí),葉綠素相對(duì)含量略微下降,而用5 ℃水溫灌溉時(shí),葉綠素含量明顯低于其他水溫灌溉。

由表1可知,平均株高、平均葉面積及葉長(zhǎng)葉寬變化不是特別明顯,但5 ℃水溫灌溉時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)明顯偏低。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的連續(xù)灌溉后發(fā)現(xiàn),5 ℃水溫灌溉處理組草莓苗出現(xiàn)了萎蔫、枯黃癥狀,將草莓苗挖出發(fā)現(xiàn)有的根系開(kāi)始發(fā)黑。

表1 不同灌溉水溫對(duì)草莓葉綠素含量及生長(zhǎng)情況的影響Tab.1 Influence of different irrigation water temperature on chlorophyll content and growth of strawberry

表2 灌溉水溫對(duì)草莓葉片光合參數(shù)的影響Tab.2 Influence of irrigation water temperature on photosynthetic parameters of strawberry leaves

2.3 灌溉水溫對(duì)草莓葉片的影響

不同的灌溉水溫對(duì)草莓葉片的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率影響差異顯著,基本上都呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。其中光合速率在5 ℃時(shí)最低,30 ℃其次,20 ℃時(shí)最高;氣孔導(dǎo)度在5 ℃最低,10 ℃時(shí)最高,其他溫度時(shí)變化不大;胞間CO2濃度及蒸騰速率在灌溉水溫為5 ℃時(shí)呈最低值,此組數(shù)據(jù)在5 ℃水溫灌溉時(shí)所有數(shù)據(jù)均為最低值,根據(jù)植物生理判斷,低溫灌溉時(shí)草莓可能產(chǎn)生了某種低溫脅迫。由于外界及室內(nèi)光照強(qiáng)度及氣溫的變化,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可能有些許偏差,故處理的數(shù)據(jù)均為平均值。

3 結(jié)論與討論

用不同水溫灌溉時(shí),5 ℃的水對(duì)基質(zhì)溫度影響時(shí)間最長(zhǎng),影響最大,變化幅度較大。30 ℃和25 ℃影響時(shí)間最短,變化較平緩的是15 ℃和20 ℃的水溫。不同灌溉水溫下,草莓葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率都有先增加后下降的過(guò)程,其中15 ℃～20 ℃時(shí)葉片光合速率最合適,5 ℃時(shí)葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率都最低。可見(jiàn),低溫會(huì)嚴(yán)重影響葉片的葉綠素含量,5 ℃和30 ℃水溫灌溉對(duì)葉綠素含量、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、作物果實(shí)品質(zhì)有較大影響。

草莓喜溫涼的氣候環(huán)境,根區(qū)土壤溫度為15 ℃～22 ℃時(shí)生長(zhǎng)狀況較好。高原地區(qū)的常溫水大約為12 ℃～15 ℃,冬季更低,而冬季是設(shè)施栽培草莓苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期,灌溉水溫低會(huì)影響草莓原種苗的葉綠素含量、光合作用、葉片大小,進(jìn)而影響栽培種的擴(kuò)繁,將水溫提高至15 ℃～20 ℃有望解決西藏草莓原種苗擴(kuò)繁問(wèn)題。