不同天气条件下玉米生长期茎流变化特性及研究综述Word文件下载.docx

1、茎流；天气条件；会宁；环境因子15 中图分类号：S31Study on the Characteristics of Sap Flow during Corn growing Season in Different Weather ConditionYan Yeqing, Hu Yajie, Zhang Xusheng, Zhu Xifen, Wei Guoxiao20 （Key Laboratory of Western Chinas Environmental Lanzhou University, LanZhou 730000）Abstract: The objective of thi

2、s paper is to offer some theoretics for water-saving irrigation and scientific management of the corn in Arid and Semi-Arid regions through studying on the characteristics of sap flow during corn growing season in different weather conditions.In this research, the sap flow rate of corn and the ambie

3、nt environmental factors were observed by the packaged sap25 flow probe and minitype auto-meteorological station.According to the experimental records,three most representative weather conditions were gathered to analyze the changing trends of the corn sap flow and the relationship between corn sap

4、flow and the environmental factors.As a whole, the resultsshowed that the diurnal variation of corn sap flow presents same changing trends（a curve with more than one peak） in different weather conditions.However,they have their own characteristics.The30 changing trends is the result of comprehensive

5、 effects of environmental factors.There is a significant linear relationship between corn sap flow and environmental factors.The main environmental factors which impacts sap flow are different in various weather conditions.It is also found that PAR Light wasthe dominant factor affecting the sap flow

6、 under all the three weather conditions. The water consumption of corn sap flow declined in the order of sunny dayscloudy daysrainy days.35 Keywords:corn; sap flow; weather conditions; Huining; environment factors0 引言玉米（拉丁文为 Zea mays）亦称包谷、苞米、珍珠米，禾本科，一年生草本。起源于北、中、南美洲。植株高大，茎强壮，挺直。叶窄而大，边缘波状，于茎的两侧互生。全世4

7、0 界玉米播种面积仅次于小麦和水稻而居第三位。在我国玉米的播种面积很大，分布也很广，是我国北方和西南山区及其它旱谷地区人民的主要粮食来源之一。随着全球气候变化，资源越发匮乏，水资源问题已成为当今各地所面临的最主要的环境基金项目：青藏高原和中东亚干旱区环境变化与地表过程研究（西部干旱环境变化）（40721061）作者简介：闫业庆，（1984- ），男，山东枣庄人，兰州大学资源环境学院水文及水资源系在读硕士，主要从事干旱区水资源与环境方面的学习和研究通信联系人：魏国孝，（1966-），男，甘肃省会宁县人，副教授，主要研究方向干旱区水资源与环境. E-mail:weiguoxiao- 1 -问题之一

8、。而在干旱半干旱的黄土高原地区，由于水资源稀缺，合理的利用水资源更是重中之重的事情。玉米是干旱半干旱地区主要的农作物之一，是该地区居民主要的粮食作物及经45 济收入的来源。因此，通过本实验在研究该地区玉米茎流特征的基础上归纳出玉米茎流的变化规律及耗水量，揭示出玉米在干旱半干旱区水分环境的适应过程和机制，进而为干旱半干旱区玉米制定适时的灌溉定额以及如何科学管理提供一定的理论依据。有关植物茎杆液流的测定方法和手段一直是生态水文研究较为活跃的领域1-4。而且测定方法很多，有染料法、放射性同位素法、示踪法、磁流体动力学法5、蒸渗仪法6、整50 树容器法7、快速称重法8以及热脉冲7、热平衡9、热扩散10

9、等技术。本实验所采用的是以热平衡为原理的包裹式茎流计，其在研究较小茎干液流时具有明显的优越性，经Sakuratani Baker 和 Steinberg 等人的发展与完善11-13，实验证明准确性极高。国内运用此方法研究的植物茎流，大部分集中在低矮的灌木及高大的乔木上9 14 15。而对于主要农作物之一的玉米茎流的相关研究则相对较少。本文主要是对位于甘肃省会宁县太平镇地区的玉55 米液流进行研究，利用 dynamax 茎流计对该地玉米生长期的茎流进行连续测量，同时利用小型气象站对该区的气象数据实行同步观测，最终对收集的数据整理分析，从而揭示该地区玉米茎流的特殊规律。1 研究区概况研究区位于甘肃

10、省会宁县太平镇。会宁县处于甘肃省中部，白银市南端，该地区介于北60 纬 35243626、东经 1042910534之间，辖 24 个乡 4 个镇，总人口 58.31 万，境内有汉、回、东乡、藏、满等 5 个民族。总区域面积 5653.46km2，地域面积大。其中耕地面积304.46 万亩，属陇西黄土高原丘陵沟壑区，主要包括内山旱地、塬旱地以及川旱地，这些耕地大都少雨缺水，干旱严重。会宁县全区平均海拔高度为 2025m；属温带季风型气候，年（1990-2005）平均温度在 5.0-8.5之间，年无霜期为 136-186d；年平均降水量为 340mm，65 年蒸发量达 1800mm；全县地表水稀

11、少，地下水位深，水质矿化度高，因此研究该区植物茎流规律，对于合理的分配和利用该地的水资源具有重大的意义。试验地位于会宁县太平镇，地处北纬 3542，东经 10534，海拔高度为 1951m。试验区为普通农田，面积为 2m30m，农田平整，无坡度。玉米均匀种植其中，其中植株株距和行距的尺寸分别为 0.4m、0.5m。70 2 实验材料及设计2.1 实验材料实验材料为当地主要农作物玉米，玉米种子于 2010 年 4 月 15 号种植于实验田中，以薄膜覆盖。截止到测量日，玉米植株的生长时长为 94 天。测量开始当天去除覆盖于地表的薄膜及杂草。试验田为普通农耕地，常年以种植玉米为主，并施农业化肥。本实

12、验所用仪75 器主要包括 Dynamax 包裹式茎流计（flow-32），小型自计式气象站等。2.2 实验设计在试验田中挑选两株生长状况良好、无叶片及茎干损伤的玉米植株，两株玉米分别位于试验田的两侧边，为便于研究分别编号为 1 号和 2 号。安装前将玉米底部老叶剔除，把安装部位的茎干清理干净，准确测量其直径，并安装相应大小的传感器，传感器外部用防护罩包80 裹以防止太阳辐射的影响。Dynamax 茎流测量系统的详细安装步骤参考文献16.茎流计数据- 2 -采集间隔设定为 30min，从 7 月 18 号 9:00 开始，测量整个玉米的生长期（结束期为当年 10 月 15 号）。同时在试验田附近

13、安装一自计式小型气象站，同步测量试验区的太阳辐射、光合有效辐射、空气温度、空气湿度以及风速风向等气象因子，定期将测量数据用笔记本电脑统一收集并带回处理。收集的数据利用 flow-32 自带 excel 表格、originpro8.0 以及 SPASS13.085 等软件进行分析处理。玉米日茎流累计量由被测植株茎流的整点值与该时间段以微小梯形积分累加所得17。被测植株及传感器相应参数见表 2-1表 2-1. SGB 探头规格和工作参数及被测样株基本特征Tab.2 Specifications and working parameters of SGB and the basic properti

14、es of the measured samples探头型号工作电压/V研究对象测量部位平测量部位茎株高/m叶片数/片均直径/mm干面积/cm2SGB-2541 号玉米植株24.814.83201.9592 号玉米植株25.375.05062.110903 结果与分析3.1 不同天气条件下玉米植株茎流日变化研究综合分析测量时段内的天气情况，本文选取三种典型天气条件对玉米液流通量进行分析，三种天气分别为晴天、多云以及阴雨。三种天气条件的划分原则以当地气象部门的相关95 资料和人工观测相结合。太阳全天可见或者持续 4/5 日可见为晴天；太阳不可见或只有 1/5 日可见且无降雨为多云；太阳不可见且有降雨为阴雨。图 1、不同天气条件下玉米茎杆液流通量密度日变化图 2、不同天气条件下玉米茎杆日液流量100Fig1.Diurnal sap flow density f