小白菜與莧菜營養生長期的吸水量研究

李宏告，彭選明，張樂平，吳同斌，李青峰，張躍龍

（湖南省核農學與航天育種研究所，湖南 長沙 410125）

我國是世界上13 個貧水國之一[1]。2008年國家水利部公報公布，全國用水消耗總量3 110 億m3，其中農業耗水占74.7%。可見，農業是我國最大耗水戶[2]，提高農業生產用水的利用率，將大大緩解我國水資源緊張的現狀[3]。所以，我國正在大力推廣節水農業技術[4]。

隨著農業節水技術的推廣應用，多種節水澆灌方式正在應用于農業生產，如滴灌、噴藻、滲灌、微灌等[5]，其中節水原理就是根據作物吸水的分散性來控制澆灌用水量。精確了解作物每天每個時段和營養生長期不同時段的需水量，就能為精準澆灌和節水澆灌提供參考[6-7]。為了了解作物吸收水分的分散情況，使用簡易測量儀測量出小白菜和莧菜在營養生長期的吸水量和不同時段的最大吸水量，并對其結果進行了分析。

1 材料與方法

1.1 材 料

小白菜品種為上海青，莧菜品種為紅莧菜；湖南省核農學與航天育種研究所發明的植物吸水數量簡易測量儀。

1.2 方 法

在遮雨的棚子栽培試驗植物，利用植物吸水數量簡易測量儀的栽培容器種植小白菜和莧菜，測量其營養生長期的吸水數量以及不同時段的吸水情況；小白菜2011年4月20日播種，4月27日移栽，移栽時澆灌用水700 mL/株，5月5日開始測量其每株每天的吸水量，5月30日小白菜收獲結束；莧菜5月31日播種，6月14日移栽，17日開始每天測量其吸水量。7月3日0:00～24:00 測量莧菜植株在一天內不同時間段的吸水數量。每種植物栽培3 株作試驗重復，每次試驗設置3 個不栽培植物的空白作對照（CK），同樣測量其水分消耗量，并測量其株間的蒸發量。

2 結果與分析

2.1 小白菜與莧菜營養生長期吸水量的變化

小白菜營養生長期的每天吸水數量平均值見圖1，莧菜營養生長期的每天吸水數量平均值見圖2。從圖1 中可以看出，5月21～24日的低溫，明顯影響了小白菜吸水量。

圖1 小白菜單株吸水量與氣溫變化

圖2 莧菜營養生長期每天吸水量

對比圖1 和圖2，可以發現小白菜和莧菜生育期后期的吸水量明顯增加。經計算，小白菜前12 d的吸水數量和為1 383 mL（去掉第一個數據），后12 d 的吸水數量和為8 204 mL，吸水量為前12 d的5.93 倍；莧菜前8 d 的吸水數量為2 663 mL，后8 d 的吸水數量為7 302 mL，吸水量為前8 d 的2.74 倍。這表明隨著植物生長，生物量增加，每天的吸水量也隨之增長。

2.2 莧菜植株每天不同時段吸水量的變化

莧菜植株7月3日（0∶00～24∶00）每小時吸水量變化見圖3。從圖3 中可以看出，莧菜每天吸水最高峰出現在12∶00～16∶00 之間，莧菜吸收水分的時間段主要是白天，按莧菜一天內不同時段吸水的數據計算，莧菜白天（7∶00～19∶00）吸水數量平均數總和為881 mL，是晚上（19∶00～次日7∶00）吸水數量平均數總和（199 mL）的4.43 倍。每天的吸水時間主要集中于白天中午左右。

圖3 莧菜植株一天內不同時段吸水數量

用SPSS 對試驗場所7月3日的氣溫與7月3日試驗莧菜植株吸水數量（圖3）進行Pearson 相關分析，相關系數為0.878，由此可見：氣溫與莧菜吸水數量在0.01 水平（雙側）上顯著相關，溫度對莧菜吸水量的影響顯著。

2.3 小白菜、莧菜生長期的耗水量

利用小白菜和莧菜的吸水數量和產量的比值就能確定植物栽培時的需水總量，試驗中小白菜和莧菜吸水量與產量的數據見表1，每克鮮菜產量所消耗的水量，小白菜為19.7 mL，莧菜為17.7 mL。按植物每克鮮重所消耗的水分量，就能根據產量估算出單位面積栽種植物的需水量，這比以前的估計法更準確。

表1 小白菜、莧菜生長期的耗水量

2.4 小白菜吸水量與積溫的關系

以小白菜栽培后的積溫為X 軸，以吸水量總數為Y 軸作圖4，并在圖中作多項式趨勢線，列出其公式。

從圖4 中可以看出，小白菜吸水量與積溫構成的散點的曲線。按這曲線作一多項趨勢線，則出現二次方程曲線：y=0.0126 x2－2.4231 x+133.77。用SPSS 對積溫與吸水數量總數進行Pearson 相關性分析，相關系數為0.938，這說明積溫與吸水量總數在0.01 水平（雙側）上顯著相關。

圖4 不同積溫下吸水量散點曲線圖

3 討 論

試驗對象是小白菜和莧菜，因此試驗結果只能代表葉菜類蔬菜的吸水情況，其他類型作物的吸水情況需要繼續測量和研究。作物吸水量在分布上的規律性，與澆水和施肥等農業生產管理方面應該有相關性，利用作物吸水量測量可以進行精準農業技術研究。由于作物吸水量與植物生命活動強度相關，從植物蒸騰系數上可以發現，利用作物吸水量作為參考因子來觀察作物生長發育情況，具有顯著的放大作用，因而有利于更細更快更精準了解作物的生理變化和要求。利用作物吸水量測量方法還能為研究節水技術提供一種更新更直觀的途徑和方法。

試驗表明，莧菜營養生長期的后半段吸水量是前半段的2.74 倍，從圖2 中能看出，6月17日所測值受前期澆灌的影響，株間蒸發數量增大而形成了誤差。

試驗數據僅為夏季測量所得，由于目前水分測量工具是通過體積測量法測量的，其最小精確度為50 mL，因此以上測量數據的精確度和測量時間段還需要繼續完善。為了提高測量的精確度，將試驗中測量的度量方法由體積改為重量，并把吸水量測量的精確度提升到0.2 g 的水平，則精確度將可提高250 倍。植物在生長過程中不同時段的吸水量測量方法的應用研究還待繼續探索。

從植物吸水數量與氣溫的關系上看，氣溫升高速度與植物吸水速度并非直線關系，而是接近二次方程曲線。根據這種規律，全球氣溫上升將帶來巨大的地下水抽取量，人類可能面臨極端天氣：暴雨、缺水干旱和沙漠化。

此試驗的植物栽培于儲水容器中，完全排除了滲漏損失，測量出的植物每生長1g 所消耗水份的數量不能作大田澆灌參考值，只能作防滲節水的參考。

參考資料：

[1]龍曉輝，周衛軍，郝吟菊，等.我國水資源現狀及高效節水型農業的發展對策[J].現代農業科技，2010，11：303-304.

[2]李國忠，李中東，任玉峽.節水灌溉與農業可持續發展[J].黑龍江水專學報，2004，9：61-62.

[3]李中玉，李孟奇，郭凈芳，等.從灌溉水的利用率和水分生產率分析農業節水措施[J].水利天地，2001，12：43-44.

[4]何子陽.大力發展節水農業推進現代農業建設[J].中國農墾，2011，11：12-15.

[5]李世英.節水灌溉設備在我國的應用與發展[J].農村機械化，1998，7：8-9.

[6]沈蓓蓓，龍振華，程 千，等.適合我國發展的節水灌溉技術工程研究模式研究[J].農村經濟與科技，2011，22（05/269）.

[7]楊 杰，魏邦龍.精確灌溉中作物需水量的研究進展[J].甘肅農業科技，2008，11：34-37.