【摘 要】
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近年来随着黑龙江省农业种植结构调整,豆科作物种植面积逐年增加。然而,作物生长季内降雨量的波动及热胁迫的加剧,影响了作物的水分需求,进一步降低了作物产量。作物蒸散是衡量作物水分需求的重要参数,P-M模型是衡量作物蒸散的常用方法,原理是利用作物固定的Kc值评估作物蒸散,但实际上Kc值是动态的由空气动力学阻力、表面阻力和水分蒸汽压缺失决定。近年来Shuttleworth提出了M-S模型,其原理利用田间实
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近年来随着黑龙江省农业种植结构调整,豆科作物种植面积逐年增加。然而,作物生长季内降雨量的波动及热胁迫的加剧,影响了作物的水分需求,进一步降低了作物产量。作物蒸散是衡量作物水分需求的重要参数,P-M模型是衡量作物蒸散的常用方法,原理是利用作物固定的Kc值评估作物蒸散,但实际上Kc值是动态的由空气动力学阻力、表面阻力和水分蒸汽压缺失决定。近年来Shuttleworth提出了M-S模型,其原理利用田间实际的空气动力学阻力、表面阻力和水分蒸汽压缺失计算作物蒸散。因此本研究利用Matt-Shuttleworth(M-S)模型探究不同环境下不同生育阶段大豆、绿豆、芸豆和红小豆的实际蒸散量,并于作物初花期外源喷施植物生长调节剂(S-3307和DTA-6)调控作物的水分生产力。该试验于2015-2017年在黑龙江省东北区黑河市九三管理局和大庆市林甸县吉祥村进行,结果表明:4个豆科作物全生育期内大豆累计蒸散量最高(227.01mm),红小豆的累计蒸散量最低(183.42mm)。营养生长阶段,绿豆的累计蒸散量最高,大豆的累计蒸散量最低(77.21mm);生殖生长阶段,大豆的累计蒸散量最高。在日实际蒸散量方面,苗期阶段红小豆的日实际蒸散量最低(1mm/d);中期阶段,芸豆日实际蒸散量的峰值持续期最长。后期阶段,红小豆的日实际蒸散量下降速度最快。基于自变量作物形态参数株高(X1)、叶面积指数(X2)和因变量作物日实际蒸散量建立4个作物的高斯分布模型,叶面积指数的期望值(mu2)最大,更好的反映日实际蒸散量的变化。除此之外,株高与日实际蒸散量的变化成反比例关系,叶面积指数与作物日实际蒸散量呈正比例关系。且模型的标准误差(RMSE)均小于0.8,并且达到极显著意义水平(P-mean<0.0001)。作物至成熟期,绿豆生物量的水分生产力最高(平均35.72kg/hm~2/mm),但是大豆产量的水分生产力最高(平均11.33kg/hm~2/mm)。红小豆干物质和产量的水分生产力均最低(分别为27.17kg/hm~2/mm,8.99kg/hm~2/mm)。外源喷施S-3307和DTA-6与CK处理相比提高了作物的生物量、产量的水分生产力。其中S-3307和DTA-6处理的4个作物生物量的水分生产力与CK处理相比提高16.55%~18.42%。除此之外,S-3307处理的4个作物产量的水分生产力最高(提高7.9%~9.01%)。基于4个作物在不同生育阶段对水分需求的特性以及在全生育期内日实际蒸散量的变化特征,可以为田间水分管理提供依据。除此之外S-3307处理的4个作物的产量水分生产力与CK处理相比均显著性提高,且提高率在7.9%~9.01%之间,实现了水分的高效利用。
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