中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (9): 1794-1806.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.09.013
郭燕(), 张树航, 张馨方, 李颖, 刘金雨, 范丽颖, 刘师源, 高倩, 王广鹏(
)
收稿日期:
2023-10-16
接受日期:
2024-03-01
出版日期:
2024-05-01
发布日期:
2024-05-09
通信作者:
联系方式:
郭燕,E-mail:529127092@qq.com。
基金资助:
GUO Yan(), ZHANG ShuHang, ZHANG XinFang, LI Ying, LIU JinYu, FAN LiYing, LIU ShiYuan, GAO Qian, WANG GuangPeng(
)
Received:
2023-10-16
Accepted:
2024-03-01
Published:
2024-05-01
Online:
2024-05-09
摘要:
【目的】明确板栗(Castanea mollissima Bl.)蒸腾耗水特征,为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考。【方法】采用热扩散探针法,对‘大板红’板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测,并同步观测7个相关环境因子:太阳辐射(solar radiation,SR)、水汽压亏缺(vapor pressure deficit,VPD)、空气温度(air temperature,AT)、空气相对湿度(air relative humidity,ARH)、风速(wind speed,WS)、土壤温度(soil temperature,ST)和土壤湿度(soil relative humidity,SRH),解析板栗树干液流规律和耗水特征及其与环境因子间的关联性。【结果】板栗树干明显液流启动于5月3日,结束于10月26日,前后历时176 d。板栗全生长季晴天树干液流速率日变化呈单峰“几”字形曲线,其在6、7、8月每日启动到达峰值时间早于5、9、10月,而下降时间晚于5、9、10月,致6、7、8月份液流速率峰值持续时间长于5、9、10月。板栗全生长季液流速率日均值、日均耗水量和月耗水量由高到低排序均为8月>7月>6月>9月>5月>10月,其中显著性检验表明7月和8月之间无显著差异,但显著高于其他月份。夜间液流量占比由高到低排序为10月>9月>5月>6月>7月>8月,其中显著性检验表明10月、9月和5月显著高于6月、7月和8月。板栗全生长季树干液流速率与太阳辐射、水汽压亏缺、空气温度和风速均呈极显著正相关,而与空气相对湿度均呈极显著负相关。分别建立了5—10月板栗树干液流速率与7个环境因子的6个回归模型。【结论】板栗树干有明显液流始于5月初、终于10月末;7—8月是板栗的关键需水期;建立的板栗植株液流速率与环境因子的回归模型,可用于通过环境因子估测不同月份及整个生长季的植株耗水量。
郭燕, 张树航, 张馨方, 李颖, 刘金雨, 范丽颖, 刘师源, 高倩, 王广鹏. 板栗全生长季树干液流及蒸腾耗水特征[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1794-1806.
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表4
‘大板红’板栗树液流速率月际动态变化规律"
时间(月-日) Month (M-D) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
5-16 | 6-7 | 7-8 | 8-10 | 9-10 | 10-20 | ||
环境因子日均值 Environmental factor daily mean | 太阳辐射 SR (W·m-2) | 299.71 | 246.17 | 279.67 | 268.21 | 181.88 | 137.29 |
水汽压亏缺 VPD (kPa) | 1.66 | 1.28 | 2.45 | 1.99 | 1.24 | 1.07 | |
空气温度 AT (℃) | 17.28 | 21.45 | 28.27 | 24.28 | 21.94 | 12.86 | |
空气相对湿度 ARH (%) | 47.63 | 76.85 | 77.89 | 78.44 | 79.47 | 68.10 | |
风速 WS (m·s-1) | 0.47 | 0.14 | 0.15 | 0.13 | 0.25 | 0.47 | |
土壤温度 ST (℃) | 14.79 | 19.01 | 24.20 | 23.74 | 21.72 | 12.76 | |
土壤湿度 SRH (%) | 22.40 | 28.03 | 25.69 | 22.19 | 23.13 | 26.93 | |
启动时间 Start-up time | 7:00 | 6:00 | 6:00 | 6:00 | 7:00 | 8:00 | |
到达峰值时间 Peak time | 11:00 | 11:00 | 10:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | |
峰值 Peak value (cm·h-1) | 11.69±0.66a | 17.36±1.15b | 20.77±1.28c | 20.85±1.32c | 16.07±0.94b | 12.01±0.85a | |
迅速下降时间 Fall time | 16:00 | 17:00 | 17:00 | 17:00 | 16:00 | 14:00 | |
峰值持续时间 Duration of peak value (h) | 5 | 6 | 7 | 7 | 5 | 2 | |
平均液流速率 Mean sap flow rate (cm·h-1) | 5.41±0.34b | 7.55±0.49c | 9.16±0.62d | 9.46±0.49d | 6.13±0.44b | 3.48±0.23a |
表6
植株昼夜液流量占比表"
日期 (月-日) Date (M-D) | 夜间主要气象因子均值与液流量 Nocturnal mean of main meteorological factors and sap flow | 白天主要气象因子均值与液流量 Diurnal mean of main meteorological factors and sap flow | 单日 液流量 Sap flow (g·d-1) | 夜间液流量占比 Nocturnal sap flow percentage (%) | 白天液流量占比 Diurnal sap flow percentage (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
空气温度 T (℃) | 空气相对湿度 RH (%) | 夜晚液流量 Sap flow (g·d-1) | 空气温度T (℃) | 空气相对湿度 RH (%) | 白天液流量 Sap flow (g·d-1) | ||||
5-16 | 10.55 | 66.05 | 1470.93±95.61c | 22.98 | 32.04 | 14899.51±864.17b | 16497.44±973.35b | 8.99±0.51c | 91.01±0.51b |
6-7 | 17.48 | 92.20 | 1379.19±97.92bc | 24.81 | 63.86 | 21640.91±1471.58c | 23020.10±1588.39c | 5.99±0.33b | 94.01±0.33c |
7-8 | 23.76 | 91.47 | 1235.41±84.01b | 32.08 | 66.40 | 26654.66±1466.01d | 24805.81±1265.10cd | 4.43±0.23a | 95.57±0.23d |
8-10 | 19.66 | 91.17 | 1069.03±66.27a | 28.20 | 67.68 | 27723.06±1413.88d | 25917.29±1373.62d | 3.71±0.24a | 96.29±0.24d |
9-10 | 18.59 | 91.84 | 1741.80±106.24d | 25.91 | 64.85 | 16930.396±981.96b | 18303.89±933.49b | 9.33±0.59c | 90.67±0.59b |
10-20 | 9.46 | 84.19 | 1494.82±97.16c | 17.62 | 45.58 | 9102.32±564.34a | 10597.14±625.23a | 14.11±0.83d | 85.89±0.83a |
表7
‘大板红’板栗生长季单株耗水量"
项目 Item | 月份 Month | 合计 Total | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
月耗水量 Monthly water consumption (kg) | 423.34±40.84b | 612.23±58.06c | 722.67±63.17d | 725.39±64.65d | 603.64±53.01c | 314.39±18.60a | 3401.66 |
日均耗水量 Daily average water consumption (kg) | 14.60±4.60a | 20.41±1.99b | 23.31±1.81c | 23.40±1.66c | 20.12±1.54b | 12.58±0.95a | - |
液流天数 Sap flow days (d) | 29 | 30 | 31 | 31 | 30 | 25 | 176 |
表8
板栗不同月份液流速率与各环境因子的Pearson相关系数和直接通径系数"
月份 Month | 太阳辐射 SR | 水汽压亏缺 VPD | 空气温度 AT | 空气相对湿度 ARH | 风速 WS | 土壤温度 ST | 土壤湿度 SRH |
---|---|---|---|---|---|---|---|
5 | 0.740** | 0.813** | 0.758** | -0.672** | 0.650** | -0.247** | -0.112* |
0.328 | - | 0.287 | -0.169 | 0.144 | -0.130 | 0.050 | |
6 | 0.812** | 0.888** | 0.858** | -0.860** | 0.737** | -0.227** | -0.023 |
0.245 | - | 0.403 | -0.239 | 0.088 | -0.210 | -0.143 | |
7 | 0.761** | 0.854** | 0.880** | -0.863** | 0.677** | -0.017 | 0.033 |
0.225 | - | 0.475 | -0.298 | 0.079 | 0.098 | -0.086 | |
8 | 0.828** | 0.835** | 0.845** | -0.815** | 0.664** | -0.372** | -0.107 |
0.271 | - | 0.375 | -0.321 | 0.055 | -0.008 | 0.087 | |
9 | 0.803** | 0.892** | 0.795** | -0.810** | 0.696** | -0.154* | -0.090 |
0.336 | - | 0.385 | -0.312 | 0.016 | -0.082 | -0.019 | |
10 | 0.736** | 0.890** | 0.685** | -0.773** | 0.663** | -0.217** | 0.064 |
0.262 | - | 0.376 | -0.223 | 0.159 | -0.105 | 0.078 | |
直接通径系数绝对值均值 Direct path coefficient absolute mean | 0.278 | - | 0.384 | 0.260 | 0.090 | 0.106 | 0.077 |
表9
不同月份板栗树干液流速率与各环境因子的多元回归模型"
月份 Month | R2 | 回归方程 Regression equation |
---|---|---|
5 | 0.790 | V=10.046+0.368AT+0.004SR-0.035ARH+1.351WS-0.701ST |
6 | 0.867 | V=52.791+0.464AT+0.003SR-0.062ARH+1.628WS-1.687ST-0.821SRH |
7 | 0.820 | V=-11.423+0.840AT+0.002SR-0.100ARH+1.681WS+0.929ST-0.584SRH |
8 | 0.831 | V=-5.314+0.706AT+0.004SR-0.105ARH |
9 | 0.832 | V=9.841+0.467AT+0.007SR-0.072ARH-0.481ST |
10 | 0.754 | V=8.644+0.221AT+0.003SR-0.036ARH+1.115WS-0.523ST |
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