景天属植物需水特性及节水灌溉研究

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzp90518
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要 [目的]研究景天属植物的耗水规律及需水特征,为景天属植物在北方干旱地区进行抗旱节水生态建设提供理论依据。[方法]以草地早熟禾为对照,研究了德景天、八宝景天、三七景天、卧茎景天4种景天属植物的耗水规律和需水特性。[结果]浇水后进行控水,4种景天属植物及草地早熟禾的土壤水分在控水约10 d内大量蒸发,土壤相对含水量下降了60%左右,土壤已达重度干旱;4种景天属植物及草地早熟禾的日蒸散量随土壤水分的减少而减少,在控水约10 d内大量蒸散,之后日蒸散量极小。4种景天植物的年蒸散量为177.09~247.22 kg/m2,草地早熟禾年蒸散量为811.05 kg/m2,当地年降雨量为474.50 kg/m2,理论上4种景天植物均无需灌溉,草地早熟禾需年补充水分336.55 kg/m2、年浇水10次;园林绿化实践中4种景天属植物的浇水应为2次/年,草地早熟禾的浇水应为12次/年。[结论]景天属植物抗旱性极强,能够耐受极端干旱环境而保持正常生长和景观,从而实现节水灌溉。
  关键词 景天;蒸散量;需水特性;节水灌溉
  中图分类号 S688.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)17-05352-03
  Abstract [Objective] To study water consumption law and water requirement characteristics of Sedum plants, and provide theoretical basis for drought resistance and water saving in northern drought area. [Method] Water consumption pattern and water requirement characteristics of Sedum plants(Sedum hybridum, Sedum spectabile, Sedum aizoon, Sedum sarmentosum)were studied with Kentucky bluegrass as comparison. [Result] The results showed that: In the course of without watering after watering fully, soil water evaporated largely in about ten days, soil relative water content declined about 60% and soil was in severe drought for four Sedum plants and Kentucky bluegrass. Their daily evapotranspiration decreased with decrease of soil water, water in soil and plants evapotranspired largely in about ten days but evapotranspired fewer and fewer after ten days. Annual evapotranspiration of four Sedum plants was 177.09-247.22 kg/m2 and annual evapotranspiration of Kentucky bluegrass was 811.05 kg/m2, local rainfall capacity was 474.50 kg/m2. Accordingly, four Sedum plants had no demand for watering in a year and water demand of Kentucky bluegrass was 336.55 kg/m2 by watering ten times theoretically. While in greening practice, watering for Sedum plants should be two times yearly and twelve times yearly for Kentucky bluegrass. [Conclusion] Sedum plants realized watersaving irrigation because their super strong resistance to drought and they had characteristics to survive normally in severe drought conditions for longer time.
  Key words Sedum plants; Evapotranspiration; Water requirement characteristics; Watersaving irrigation
  目前在城市园林绿化中,地被绿化以草坪应用最多,草坪的栽植与养护需水量大,管理费工;地被植物资源丰富,很多种类具有观赏价值高、适应性强、抗旱节水、耐粗放管理等优良特性。因此针对我国北方地区普遍存在园林绿地养护需要消耗大量水分、而水资源严重匾乏的现状,应大力发展地被植物进行绿化,从而实现节水省工的生态绿化方式。
  景天属植物具有耐寒、耐旱、耐高温、耐贫瘠、株丛矮小、生长整齐、花期及绿期长、低养护易管理、群体效果好等诸多优点,是园林中进行地被绿化的理想材料,在绿化中已逐渐成为公路邊、坡地、屋顶、瘠薄土壤等不良条件下绿化植物材料的首选,在增加城市植物物种丰富度和提升观赏效果的同时,也大大减少了养护用水,降低了养护成本,具有极好的景观效果和生态经济效益[1-2]。许多研究表明,景天属植物普遍具有极强的抗旱性[3],但对景天属植物的需水特性缺乏了解,在园林应用时水分管理存在一定的盲目性,造成水资源浪费。因此,笔者对景天属植物的耗水规律及需水特性进行研究,以期为景天属植物在北方干旱地区进行抗旱节水生态建设提供理论依据。   1 材料与方法
  1.1 试验材料
  供试材料为德景天(Sedum hybridum)、八宝景天(Sedum spectabile)、三七景天(Sedum aizoon L)、卧茎景天(Sedum sarmentosum Bunge)、草地早熟禾(Poa pratensis)。试验于内蒙古大地生态农林科技研究发展中心进行。
  1.2 试验方法
  试验材料为4种景天属植物德景天、八宝景天、三七景天和卧茎景天,以草地早熟禾为对照。将各试验材料栽植于花盆中,花盆直径为40 cm、高20 cm,株行距10 cm×10 cm,3次重复,待各种材料生长至基本覆盖盆土后于露地进行试验。试验地设计模拟材料田间生长情况,将试验地整平,根据盆的大小和形状在试验地上挖坑,将盆放入坑中,使盆表面与地面齐平,试验地四周做土埂,埂高15 cm,上铺塑料,防止四周土壤进入盆中,试验地上方搭塑料棚防止雨水淋入。试验前1 d将所有材料浇透水,测定田间持水量,此后进行控水,如有材料出现明显凋萎症状,影响观赏时即复水,其余材料继续进行控水,直到最后一种材料出现明显凋萎症状,灌水周期结束。从控水的第1 d开始,每5~10 d称量盆重并测定土壤含水量。试验共进行2个灌水周期。试验结束后计算各景天植物日蒸散量、土壤相对含水量、灌水周期蒸散量、年蒸散量、年需浇水量和灌溉次数。
  土壤含水量采用便携式土壤水分仪测量;日蒸散量为前后2 d盆重量之差;浇水周期蒸散量为周期内的日蒸散量总和;年蒸散量=年生长天数×日蒸散量;年需水量=年蒸散量一年降雨量;灌溉次数=年需水量/每次浇水量。
  2 结果与分析
  2.1 景天属植物的耗水规律
  2.1.1 浇水周期内土壤相对含水量的变化。在6月9日~8月2日和8月3日~9月12日的2个浇水周期内,各种景天属植物及草地早熟禾的土壤相对含水量均呈现快速下降—缓慢下降—稳定的趋势。在6月9日~8月2日的浇水周期内,控水5 d后景天属植物的相对含水量下降了17.32%~40.10%,控水13 d后相对含水量下降了46.33%~59.06%,之后下降缓慢,相对含水量维持在30%左右;草地早熟禾控水5 d后相对含水量下降了36.56%,控水13 d后相对含水量下降了63.24%,之后进行复水。在8月3日~9月12日的浇水周期内,各景天属植物及草地早熟禾控水4 d后相对含水量下降了30.00%以上,控水9 d后相对含水量下降了60.00%以上,之后草地早熟禾复水,各景天属植物土壤相对含水量下降缓慢,最终维持在25%左右。以上结果说明,在2个浇水周期内,土壤中大量水分均在控水后约10 d内蒸发,相对含水量下降了60%左右,土壤已达到重度干旱(图1)。
  2.1.2 浇水周期内日蒸散量的变化。在6月9日~8月2日的浇水周期内,景天属植物及草地早熟禾控水后前5 d的日蒸散量为0.372~0.514 kg,之后急剧下降,控水后第6~14 d的日蒸散量即为0.044~0.118 kg;草地早熟禾复水,景天属植物继续控水,日蒸散缓慢下降或基本维持稳定,至控水结束时,各景天植物的日蒸散为0.010~0.020 kg。在8月3日~9月12日的浇水周期内,景天属植物及草地早熟禾控水后前10 d的日蒸散量高,之后草地早熟禾复水,景天属植物继续控水,日蒸散量急剧下降,控水15 d后日蒸散量基本
  维持稳定。以上结果说明,在6~8月的浇水周期中,雨水较少,空气湿度较小,土壤和各景天植物中的水分在控水5 d内
  即大量蒸散,之后日蒸散量极小;在8~9月的浇水周期中,雨水较多,空气湿度较高,土壤和各景天植物中的水分在控水10 d内大量蒸散,之后日蒸散量极小(图2)。
  2.2 景天属植物的需水特性 在2 个浇水周期中,充分浇水后控水10 d左右,各种材料的土壤相对含水量均下降了60%左右,土壤已达重度干旱,此时,草地早熟禾干旱胁迫症状明显,必须进行复水;而4种景天属植物在土壤达到重度干旱及之后的极重度干旱情况下,没有明显的干旱胁迫症状,依然可以维持正常生长和景观。6月9日~8月2日的浇水周期时长54 d,八宝景天、三七景天和德景天只浇水1次,卧茎景天浇水2次,而草地早熟禾共浇水5次;8月3日~9月12日的浇水周期时长39 d,4种景天属植物只浇了1次水,而草地早熟禾共浇水4次。以上结果说明:4种景天属植物因其具有极强的抗旱性,在土壤长时间处于极度干旱的情况下依然可以正常生长,从而实现节水灌溉(表1)。
  蒸散量反应了植物生长对水分的需求,结合实际降雨情况,可以得知植物的理论需浇水量,从而定量指导灌溉。4种景天植物的年蒸散量为177.09~247.22 kg/m2,而呼和浩特市地区的年降雨量为474.50 kg/m2,从理论上可以满足景天植物对水分的需求,均无需灌溉;草地早熟禾年蒸散量为811.05 kg/m2,理论上需年补充水分336.55 kg/m2、年浇水10次才满足其正常生长需求。在实际园林应用中,内蒙古地区的返青水和越冬水为景天植物和草坪的必需水,而内蒙古地区在植物返青期间和越冬前几乎没有雨水,所以实际操作时必须补浇返青水和越冬水。因此,4种景天属植物的实际浇水次数应为2次/年,草地早熟禾的浇水次数应为12次/年(表1)。
  3 讨论
  3.1 景天属植物的耗水规律
  植物需水量包括植物同化过程耗水和植物体内包含的水分、蒸腾耗水、植株表面蒸发耗水以及土壤蒸发耗水4个部分。前两部分是植物生理过程所必需的,称为生理需水,后两部分是植物生活环境条件形成中所必需的,称为生态环境需水,其中蒸腾耗水和土壤蒸发是最主要的耗水项目,占植物需水量的99%,其他2项仅占l%。因而把植物需水量近似理解为植物叶面蒸腾和土壤蒸發水量之和,称为蒸散[4-6]。草坪和地被植物蒸散量即为植物蒸腾和土壤蒸发水量的总和,在研究和实际应用中,主要用它来衡量草坪和地被植物的耗水量[7-12]。试验研究发现,多年生黑麦草、草地早熟禾、高羊茅3种冷季型草坪草的蒸散量与土壤水分有直接关系,蒸散量随土壤水分的增加而增大[13]。该试验中4种景天属植物表现出类似规律,日蒸散量在控水后短时间内很高,之后随着土壤水分的迅速降低而大幅下降,在后期土壤处于极重度干旱的情况下,日蒸散量维持极低的水平。   3.2 景天屬植物的抗旱性与节水灌溉
  抗旱性是植物耐受干旱引起水势下降的能力,旱生植物对于干旱胁迫有许多适应对策,如植物体遍布茸毛、叶片针状、气孔深陷、枝叶多汁、根系发达、干旱胁迫严重时休眠进入假死状态等。有研究将草坪蒸散量的大小作为节水的指标,甚至将它作为抗旱的参考指标,但蒸散量作为抗旱指标存在争议,有些植物尽管蒸散量较大,但仍然耐旱,有些植物蒸散量很小,但并不耐旱[14-15]。该研究中,控水后当土壤达到重度干旱时,4种景天属植物和草地早熟禾的蒸散量大小、蒸散量变化规律并无明显区别,但草地早熟禾表现出明显的干旱胁迫症状,需复水才能正常生长,而4种景天属植物在土壤达到极重度干旱时,并没有出现明显的干旱胁迫症状,依然能维持长时期的正常生长。由此说明4种景天属植物的年需水量和年浇水次数均远低于草地早熟禾,其原因不是由于蒸散量大小存在差异,而是因为大多数草坪草在生命周期要求一定的水分环境,不能忍受过分的干旱胁迫,而景天属植物具有极强的抗旱性,能够耐受极端干旱环境而保持正常生长状态和正常景观,从而实现了节水灌溉,达到了生态节水的作用。
  呼和浩特地区园林绿化中对景天属植物和冷季型草坪草水分养护要求及实际水分管理情况为:一级养护草坪草浇水15~19次/年,景天植物3~6次/年;二级养护草坪草浇水12~14次/年,景天植物2~4次/年;三级养护草坪草浇水6~8次/年,景天植物1次/年。该试验结果与园林绿化实践中对景天植物和草坪草的水分管理情况相符。该试验中,景天植物需水量为2次/年,草坪草为12次/年,其需水量是维持景天植物和草坪草正常生长和景观下的需水量,其水分养护水平介于三级养护和二级养护水平之间,如景天植物和草坪草欲达到更佳的景观效果或遇极端干旱年份,需酌情增加浇水次数。
  参考文献
  [1] 涂爱萍.屋顶绿化景天属植物的适应性研究[J].湖北农业科学,2011,50(4):717-719.
  [2] 韩敬,赵莉.景天属植物研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(11):2129-2130,2141.
  [3] 申艳梅.景天科植物耐旱性及其机理的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2010.
  [4] 胡继超,张佳宝,冯杰.蒸散的测定和模拟计算研究进展[J].土壤,2004,36(5):492-497.
  [5] 刘绍民,孙中平,李小文,等.蒸散量测定与估算方法的对比研究[J].自然资源学报,2003,18(2):161-167.
  [6] 康博文,侯琳,王得祥,等.几种主要绿化树种苗木耗水特性的研究[J].西北林学院学报,2005,20(1):29-33.
  [7] 车文瑞.北京城区绿地主要乔灌草年耗水量的估算[D].北京:北京林业大学,2008.
  [8] 孙强,韩建国,姜丽,等.草坪蒸散量及水分管理的研究[J].草地学报,2004,12(1):51-56.
  [9] 潘全山,韩建国,王培.五个草地早熟禾品种蒸散量及节水性[J].草地学报,2001,9(3):207-211.
  [10] 徐敏云.灌溉对三种冷季型草坪草生长蒸散耗水的影响[J].草原与草坪,2004(2):43-46.
  安徽农业科学 2014年
  [11] 孙强,韩建国,毛培胜.草地早熟禾与高羊茅蒸散量的研究[J].草业科学,2003,20(1):16-17.
  [12] 孙璐.北京常用园林地被植物蒸散与节水灌溉研究[D].北京:北京林业大学,2007.
  [13] 何军.北京地区三种冷季型草坪草需水特性的研究[D].兰州:甘肃农业大学,2004.
  [14] HUANG B R,DUNCAN R R,CARROW R N.Drought-resistance mechanisms of seven warm-season turfgrass under surface soil drying:Ⅰ shoot response[J].Crop Science,1997,38:1858-1863.
  [15] CARROW R N.Drought resistance aspects of turfgrasses in the southeast:Evapotranspoation and crop coefficients[J].Crop Sci,1995,35:1685-1690.
其他文献
摘要[目的]研究啤酒废水培养螺旋藻的可行性。[方法]利用啤酒废水培养螺旋藻,研究不同废水浓度下螺旋藻的生长状况及其对废水中氮、磷、有机质的去除效率,以及在放大培养时螺旋藻的生物量、蛋白质和脂肪含量。[结果]螺旋藻可在啤酒废水中生存,且啤酒废水有缓冲培养液pH增加的作用,能使螺旋藻更长时间处于适宜生存的状态。50%啤酒废水、50%Zarrouk培养液最适宜螺旋藻生长,且产量达到最大。同时,螺旋藻可对
期刊
摘要 [目的]探讨中等肥力状况的高沙土地区不同种植密度对泰兴香荷芋生育及产量、效益的影响。[方法]在统一垅宽100 cm、垅高20 cm、 垅面宽60~65 cm的基础上,试验设6个种植密度处理:种植密度42 000株/hm2,株距47.62 cm;种植密度47 250株/hm2,株距42.33 cm;种植密度52 500株/hm2,株距38.10 cm(CK);种植密度57 750株/hm2,株
期刊
摘要 [目的]对水稻叶色发育缺陷突变体的研究有助于阐释高等植物叶绿体发育和光合作用所必需的基因网络。[方法]从籼稻品种华粳籼74发展的一个株系中出现幼苗期叶片白化、四叶期枯死的表型分离,通过与粳稻中花11构建F2群体和分子标记,对突变体进行遗传分析和基因定位。[结果]该白化突变体由一对隐性核基因控制,暂命名为alb24,定位于第6染色体SSR标记RM276和Indel标记ID49551之间,遗传距
期刊
摘要 [目的]对抗浪鱼MC4R基因进行PCR扩增。[方法]采用PCR方法,依据鲫鱼的黑素促黑素受体4(MC4R)基因保守区的核苷酸序列,采用引物设计软件,对抗浪鱼的MC4R基因设计出一对引物进行PCR扩增和纯化测序,并利用phylip软件对抗浪鱼和其他已知MC4R基因序列的鱼类构建基因进化树。[结果]抗浪鱼MC4R基因的扩增长度为1 001 bp。9种鱼类的MC4R核苷酸序列聚为2大类。其中,比目
期刊
摘要 [目的]研究硫酰氟对贮烟害虫的熏杀效果。[方法] 设置4个试验仓间,每个仓间均设置上中下3个浓度检测点。熏蒸过程前期每2 h检查一次,共检查11次。[结果]硫酰氟熏蒸防治烟草害虫的研究表明,硫酰氟整仓熏蒸22 h后,仓间设置的3个浓度监测点的浓度基本一致;均能达到对烟草甲成虫100%的杀灭效果。[结论] 为进一步推广应用提供相关依据。  关键词 硫酰氟;熏蒸;烟草甲虫  中图分类号 S482
期刊
摘要 [目的]考察不同pH、重金属钴初始浓度、陈化时间和离子强度对土壤中钴化学形态分布和生物有效性的影响。[方法]采取经典Tessier连续提取技术。 [结果]随着处理土壤pH的升高,有机物结合态含量呈下降趋势,两者间有极显著的负相关(相关系数=0.800**,P<0.01), 残渣态随pH升高呈上升趋势,生物有效性在pH 5时达到最大值。在研究初始钴浓度范围内,随着外源钴浓度的浓度的增加,土壤中
期刊
摘要 [目的]筛选能有效防治葡萄白粉病的药剂。[方法]在防治葡萄白粉病田间小区试验中,设8个处理,于病害发生初期每隔10 d施药1次,共施3次,药前进行基数调查,每次药后10 d调查病情指数和防治效果。[结果] 42.5%吡唑嘧菌酯·氟唑菌酰胺SC使用剂量为2 500和3 000倍时,末次防效为78.6%和75.5%,与各对照药剂防效相当,对葡萄白粉病有较好的防治效果,且对葡萄安全。[结论] 生产
期刊
摘要 [目的] 对银中杨黑星病病原菌进行鉴定。[方法]对黑龙江省哈尔滨市银中杨上一叶部病害发病情况进行了田间调查和采集病害标本,并通过致病性测定、分子和形态学鉴定相结合。[结果]分离得到的菌株为山杨黑星孢菌,为银中杨黑星病病原菌Fusichadium tremulae(Fr.)。[结论]此前尚未见山杨黑星病菌引起银中杨黑星病的报道。  关键词 黑星病;银中杨;病原菌  中图分类号 S763.1 文
期刊
摘要 [目的]为了掌握贵阳市烟田主要土壤水分变化动态,为烟田灌溉提供理论依据。[方法] 分别对自然条件下不同季节、不同土层深度和坡度的自然降雨土壤水分动态进行研究。[结果]贵阳烟区在烤烟旺长期和成熟前期阶段性的土壤含水量是亏缺的,将限制烟叶产质量提高;成熟后期0~40 cm土层土壤含水量最高,伸根期变幅最小,旺长期各土层的土壤含水量最低;受烤烟根系吸水综合作用的影响,层深15 cm的土壤受地表蒸发
期刊
摘要综述了国内外烟夹夹烟烘烤的研究成果及我国应用烟夹的烘烤效果,分析了我国烟夹烘烤存在的一些问题并提出了解决问题的措施,以确保采用烟夹烘烤的烟叶质量,突显其省工、节能、增效的优势,促进现代烟草农业专业化烘烤目标早日实现。  关键词烟夹;烟叶烘烤;烘烤效果  中图分类号S517文献标识码A文章编号0517-6611(2014)01-00250-04  基金项目河北中烟工业有限责任公司“钻石”品牌重庆
期刊