小白菜与苋菜营养生长期的吸水量研究

李宏告，彭选明，张乐平，吴同斌，李青峰，张跃龙

（湖南省核农学与航天育种研究所，湖南 长沙 410125）

我国是世界上13 个贫水国之一[1]。2008年国家水利部公报公布，全国用水消耗总量3 110 亿m3，其中农业耗水占74.7%。可见，农业是我国最大耗水户[2]，提高农业生产用水的利用率，将大大缓解我国水资源紧张的现状[3]。所以，我国正在大力推广节水农业技术[4]。

随着农业节水技术的推广应用，多种节水浇灌方式正在应用于农业生产，如滴灌、喷藻、渗灌、微灌等[5]，其中节水原理就是根据作物吸水的分散性来控制浇灌用水量。精确了解作物每天每个时段和营养生长期不同时段的需水量，就能为精准浇灌和节水浇灌提供参考[6-7]。为了了解作物吸收水分的分散情况，使用简易测量仪测量出小白菜和苋菜在营养生长期的吸水量和不同时段的最大吸水量，并对其结果进行了分析。

1 材料与方法

1.1 材 料

小白菜品种为上海青，苋菜品种为红苋菜；湖南省核农学与航天育种研究所发明的植物吸水数量简易测量仪。

1.2 方 法

在遮雨的棚子栽培试验植物，利用植物吸水数量简易测量仪的栽培容器种植小白菜和苋菜，测量其营养生长期的吸水数量以及不同时段的吸水情况；小白菜2011年4月20日播种，4月27日移栽，移栽时浇灌用水700 mL/株，5月5日开始测量其每株每天的吸水量，5月30日小白菜收获结束；苋菜5月31日播种，6月14日移栽，17日开始每天测量其吸水量。7月3日0:00～24:00 测量苋菜植株在一天内不同时间段的吸水数量。每种植物栽培3 株作试验重复，每次试验设置3 个不栽培植物的空白作对照（CK），同样测量其水分消耗量，并测量其株间的蒸发量。

2 结果与分析

2.1 小白菜与苋菜营养生长期吸水量的变化

小白菜营养生长期的每天吸水数量平均值见图1，苋菜营养生长期的每天吸水数量平均值见图2。从图1 中可以看出，5月21～24日的低温，明显影响了小白菜吸水量。

图1 小白菜单株吸水量与气温变化

图2 苋菜营养生长期每天吸水量

对比图1 和图2，可以发现小白菜和苋菜生育期后期的吸水量明显增加。经计算，小白菜前12 d的吸水数量和为1 383 mL（去掉第一个数据），后12 d 的吸水数量和为8 204 mL，吸水量为前12 d的5.93 倍；苋菜前8 d 的吸水数量为2 663 mL，后8 d 的吸水数量为7 302 mL，吸水量为前8 d 的2.74 倍。这表明随着植物生长，生物量增加，每天的吸水量也随之增长。

2.2 苋菜植株每天不同时段吸水量的变化

苋菜植株7月3日（0∶00～24∶00）每小时吸水量变化见图3。从图3 中可以看出，苋菜每天吸水最高峰出现在12∶00～16∶00 之间，苋菜吸收水分的时间段主要是白天，按苋菜一天内不同时段吸水的数据计算，苋菜白天（7∶00～19∶00）吸水数量平均数总和为881 mL，是晚上（19∶00～次日7∶00）吸水数量平均数总和（199 mL）的4.43 倍。每天的吸水时间主要集中于白天中午左右。

图3 苋菜植株一天内不同时段吸水数量

用SPSS 对试验场所7月3日的气温与7月3日试验苋菜植株吸水数量（图3）进行Pearson 相关分析，相关系数为0.878，由此可见：气温与苋菜吸水数量在0.01 水平（双侧）上显著相关，温度对苋菜吸水量的影响显著。

2.3 小白菜、苋菜生长期的耗水量

利用小白菜和苋菜的吸水数量和产量的比值就能确定植物栽培时的需水总量，试验中小白菜和苋菜吸水量与产量的数据见表1，每克鲜菜产量所消耗的水量，小白菜为19.7 mL，苋菜为17.7 mL。按植物每克鲜重所消耗的水分量，就能根据产量估算出单位面积栽种植物的需水量，这比以前的估计法更准确。

表1 小白菜、苋菜生长期的耗水量

2.4 小白菜吸水量与积温的关系

以小白菜栽培后的积温为X 轴，以吸水量总数为Y 轴作图4，并在图中作多项式趋势线，列出其公式。

从图4 中可以看出，小白菜吸水量与积温构成的散点的曲线。按这曲线作一多项趋势线，则出现二次方程曲线：y=0.0126 x2－2.4231 x+133.77。用SPSS 对积温与吸水数量总数进行Pearson 相关性分析，相关系数为0.938，这说明积温与吸水量总数在0.01 水平（双侧）上显著相关。

图4 不同积温下吸水量散点曲线图

3 讨 论

试验对象是小白菜和苋菜，因此试验结果只能代表叶菜类蔬菜的吸水情况，其他类型作物的吸水情况需要继续测量和研究。作物吸水量在分布上的规律性，与浇水和施肥等农业生产管理方面应该有相关性，利用作物吸水量测量可以进行精准农业技术研究。由于作物吸水量与植物生命活动强度相关，从植物蒸腾系数上可以发现，利用作物吸水量作为参考因子来观察作物生长发育情况，具有显著的放大作用，因而有利于更细更快更精准了解作物的生理变化和要求。利用作物吸水量测量方法还能为研究节水技术提供一种更新更直观的途径和方法。

试验表明，苋菜营养生长期的后半段吸水量是前半段的2.74 倍，从图2 中能看出，6月17日所测值受前期浇灌的影响，株间蒸发数量增大而形成了误差。

试验数据仅为夏季测量所得，由于目前水分测量工具是通过体积测量法测量的，其最小精确度为50 mL，因此以上测量数据的精确度和测量时间段还需要继续完善。为了提高测量的精确度，将试验中测量的度量方法由体积改为重量，并把吸水量测量的精确度提升到0.2 g 的水平，则精确度将可提高250 倍。植物在生长过程中不同时段的吸水量测量方法的应用研究还待继续探索。

从植物吸水数量与气温的关系上看，气温升高速度与植物吸水速度并非直线关系，而是接近二次方程曲线。根据这种规律，全球气温上升将带来巨大的地下水抽取量，人类可能面临极端天气：暴雨、缺水干旱和沙漠化。

此试验的植物栽培于储水容器中，完全排除了渗漏损失，测量出的植物每生长1g 所消耗水份的数量不能作大田浇灌参考值，只能作防渗节水的参考。

参考资料：

[1]龙晓辉，周卫军，郝吟菊，等.我国水资源现状及高效节水型农业的发展对策[J].现代农业科技，2010，11：303-304.

[2]李国忠，李中东，任玉峡.节水灌溉与农业可持续发展[J].黑龙江水专学报，2004，9：61-62.

[3]李中玉，李孟奇，郭净芳，等.从灌溉水的利用率和水分生产率分析农业节水措施[J].水利天地，2001，12：43-44.

[4]何子阳.大力发展节水农业推进现代农业建设[J].中国农垦，2011，11：12-15.

[5]李世英.节水灌溉设备在我国的应用与发展[J].农村机械化，1998，7：8-9.

[6]沈蓓蓓，龙振华，程 千，等.适合我国发展的节水灌溉技术工程研究模式研究[J].农村经济与科技，2011，22（05/269）.

[7]杨 杰，魏邦龙.精确灌溉中作物需水量的研究进展[J].甘肃农业科技，2008，11：34-37.