不同灌水溫度對油麥菜生長和光合作用的影響

張瑞彎，田軍倉,2,3，馬繼梅

(1.寧夏大學 土木與水利工程學院，銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術研究中心，銀川 750021； 3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川 750021)

根區(qū)溫度是重要的生態(tài)因子之一，對植物根系水分、營養(yǎng)的吸收有重要影響。根區(qū)溫度可直接影響植物的生長，也可通過對光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)和植物激素等的作用間接影響植物生長[1,2]。油麥菜生長適溫為20～25 ℃，根區(qū)溫度太低或太高都會抑制根系的生長和吸收，進而影響油麥菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。白燕英等[3]在溫室番茄幼苗上的試驗表明，用溫水灌溉幼苗可以提高其莖高、莖粗、葉面積、根系數(shù)、葉綠素含量、葉片含氮量、單位鮮重的干物質(zhì)量、根冠比和壯苗指數(shù)，35 ℃溫水灌溉處理效果最佳。目前研究灌水溫度對作物生長的影響的報道較少，也沒有有關研究其對油麥菜生長的影響的報道。本試驗通過加熱灌溉水提高油麥菜的根區(qū)溫度，來研究不同灌水溫度對油麥菜生長和光合作用的影響，進而探究適宜油麥菜生長的灌水溫度。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年3-5月在寧夏回族自治區(qū)北部賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)欣榮村的蔬菜基地的塑料大棚內(nèi)進行，以四季油麥菜品種為試驗對象。該地區(qū)屬于中溫帶干旱區(qū)氣候，晝夜溫差大，蒸發(fā)量大。年平均氣溫9.7 ℃，年降水量138.8 mm，年均日照為2 935.5 h，相對濕度為52.5%。試驗期間平均土壤溫度為19.75 ℃，棚內(nèi)白天平均氣溫為21 ℃，夜晚為10 ℃。

1.2 試驗方法

在塑料大棚中的基質(zhì)栽培立柱中，3月21日播種，4月10日間苗，5月19日采收。待油麥菜長出5～6片真葉時進行溫水灌溉。采用滴灌方式，灌水定額為120 m3/hm2，每4 d灌1次，分別灌溉20、25、30和35 ℃的溫水，以正常地下水(12 ℃)灌溉為對照。

1.3 測定項目與方法

收獲前3 d內(nèi)選取固定功能葉片，使用Li-6400光合儀測定油麥菜葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)，每隔1 h測定1次，每個處理測定3次。于5月17日，每個處理隨機取4株做重復，用卷尺和游標卡尺測定油麥菜的株高和莖粗，用電子天平稱量全株鮮重，用SPAD-502葉綠素儀測定葉片SPAD值。產(chǎn)量用電子秤稱量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌水溫度對油麥菜生長的影響

不同灌水溫度對基質(zhì)栽培油麥菜株高、莖粗、鮮重、葉片數(shù)和葉綠素含量的影響見表1。

表1 不同處理對基質(zhì)栽培油麥菜生長的影響Tab.1 Effects of different treatments on the growth of leaf lettuce with substrate culture

注：表中同列不同小寫字母表示差異達顯著水平(p<0.05)。

由表1可見，20、25、30和35 ℃處理均能提高油麥菜的莖粗、葉片數(shù)和葉綠素含量。對于株高，35 ℃處理高于CK，高出2.04%，與對照相比，20 ℃處理顯著降低，25、30和35 ℃處理間均無顯著差異；對于莖粗，20、25、30和35 ℃處理均高于CK，分別高出17.74%、11.00%、20.73%和11.86%，其中20和30 ℃處理與CK差異顯著，25和35 ℃處理與CK差異不顯著；對于鮮重，25、30和35 ℃處理均高于CK，分別高出40.5%、21.43%和4.79%，與CK相比，20、30和35 ℃處理差異不顯著，25 ℃處理差異顯著；對于葉片數(shù)，20、25、30和35 ℃處理均高于CK，且隨灌水溫度升高呈下降趨勢，分別高出13.33%、12.22%、6.67%和4.44%，其中20和25 ℃處理與CK差異顯著，30和35 ℃與CK差異不顯著；對于葉綠素含量，20、25、30和35 ℃處理均高于CK，且隨灌水溫度升高呈下降趨勢，分別高出23.61%、18.42%、13.45%和0.65%，與CK相比，20、25和30 ℃處理差異顯著，35 ℃處理差異不顯著。

2.2 不同灌水溫度對油麥菜光合作用的影響

不同灌水溫度對基質(zhì)栽培油麥菜光合作用的影響見表2。

表2 不同處理對基質(zhì)栽培油麥菜光合作用的影響Tab.2 Effects of different treatments on photosynthesis of leaf lettuce with substrate culture

注：表中同列不同小寫字母表示差異達顯著水平(p<0.05)。

由表2可以看出，20、25、30和35 ℃處理的葉片凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率均高于CK，其中20和30 ℃處理的葉片凈光合速率顯著高于CK，分別為CK的3.21倍和2.34倍，20 ℃處理的葉片蒸騰速率顯著高于CK，高出52.71%，對于氣孔導度，各處理間差異不顯著。

2.3 不同灌水溫度對油麥菜產(chǎn)量的影響

不同灌水溫度對基質(zhì)栽培油麥菜產(chǎn)量的影響見圖1。

圖1 不同灌水溫度基質(zhì)栽培油麥菜的產(chǎn)量Fig.1 The yields of leaf lettuce of different irrigation water temperatures with substrate culture

由圖1可以看出，25、30和35 ℃處理的產(chǎn)量均高于CK，25 ℃處理的產(chǎn)量最高，高出40.48%。

3 結 語

植物根系的生長及其養(yǎng)分吸收功能均受 土壤溫度的直接影響。有研究表明[4,5],在其他條件相同的情況下,土壤溫度升高能使根系生長加快。具有代表性的是根系生物量和根系長度在一定范圍內(nèi)隨土壤溫度的升高而增加,超過這一溫度范圍則會降低。一般植物的根系在土壤溫度2～4℃時開始有微弱的生長,在10℃以上根系生長較活躍,超過30～35℃時根系生長受到阻礙。

李潤儒等[6]研究在水培條件下5個根區(qū)溫度對生菜生長和礦質(zhì)元素含量的影響，結果表明，隨著根區(qū)溫度的升高，生菜單株產(chǎn)量呈先增加后減少的趨勢，在25 ℃時達到最大值，且干物質(zhì)含量最高；根區(qū)溫度對生菜葉片凈光合速率和礦質(zhì)元素含量的影響與對產(chǎn)量的影響相似，即在25 ℃時達到最大值。趙庚義等[7]的研究表明,根區(qū)未加熱的黃瓜和茄子幼苗的光合速率、全株干重較加熱的減小。

利用溫水灌溉在一定程度上能提高作物的根區(qū)溫度，促進了作物對水分和礦質(zhì)元素的吸收。立體栽培條件下，20～35 ℃的水溫灌溉一定程度上可以提高油麥菜的莖粗、葉片數(shù)和葉綠素含量。25 ℃是最適宜油麥菜生長的灌水溫度，與對照相比，莖粗、鮮重、葉片數(shù)、葉綠素含量和產(chǎn)量分別提高了11.00%、40.5%、12.22%、18.42%和40.48%。

利用溫水灌溉油麥菜也可以增強油麥菜的光合作用，其中影響較顯著的是20和30 ℃處理。根區(qū)低溫可能通過降低根系的吸水量和向地上部的供水量而降低了蒸騰速率，進而增加了葉片氣體交換的阻力[8]。超過30 ℃油麥菜的光合作用受到抑制，可能是由于較高灌水溫度抑制了根系的生長和吸收。綜合來看，適宜油麥菜生長的灌水溫度為25～30 ℃。

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[1] 易建華，賈志紅，孫在軍． 不同根系土壤溫度對烤煙生理生態(tài)的影響[J]．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2008，16(1):62-66．

[2] Bassirirad H． Kinetics of nutrient uptake by roots: Responses to global change[J]． New Phytologist，2000，147(1):155-169.

[3] 白燕英,王懷棟,李 明,等. 不同灌溉水溫對日光溫室番茄幼苗生長影響[J]. 節(jié)水灌溉,2012,(11):16-17,21.

[4] 沈積坤,潘 坤.地面增溫劑在落葉松育苗中的應用[J].林業(yè)科技,1987,(3):16-17.

[5] 王會肖.土壤溫度、水分脅迫和播種深度對玉米種子萌發(fā)出苗的影響[J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究,1995,3(4):70-74.

[6] 李潤儒,朱月林,矢守航，等. 根區(qū)溫度對水培生菜生長和礦質(zhì)元素含量的影響[J]. 上海農(nóng)業(yè)學報,2015,(3):48-52.

[7] 趙庚義,孟淑娥,車立華.蔬菜電熱溫床育苗[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學,1995,(1):42-45.

[8] 劉玉冬. 根區(qū)溫度對黃瓜幼苗生長和光合特性的影響[J]. 華北農(nóng)學報,2004,(1):86-88.