风速对大棚甜椒生长发育的影响
风是植物生态环境的一个重要因素,它直接或间接地影响作物的生长发育。适宜的风向风速能够调节植物叶面微环境,促进微环境与周围环境的物质转移和能量交换,降低光合气体交换阻力、提高蒸腾速率、增加叶片微环境 CO2浓度,同时减少叶片水分凝结、避免在高湿点产生病害,有利于作物的生长发育和提高抗逆性能,并提高最终产品质量。
而在温室这种相对封闭的小环境中,气流运动速度很低,几乎处于静止的状态,研究表明在温室内气流运动速率受通风面积和外界风速的影响,在漏通风情况下,使用风向风速仪测得温室内气流运动速率小于0.1 m/s。这种环境条件不利于作物的生长,因此研究温室内作物生长与气流运动条件之间的相互关系具有重要意义。
对日光温室气流运动规律的相关报道甚少,而对温室内通风原理、通风方式、通风量的研究较多。杨振超等设计“风筒”来调控温室内气流运动速率,进而研究了气流运动速率与作物生长发育、生理效应间的关系。而对于温室内不同风速对作物蒸腾及生长影响的研究还未见报道。本研究初步探讨了日光温室内不同风速与作物蒸腾及生长相互关系,同时给出了不同风速处理下,盆栽蒸腾量与其它环境因子的相关性,期望能找到一个最佳风速,来改善温室作物生长环境,既提高作物产量又减小植株蒸腾耗水,从而为改善作物品质以及设施农业水资源的节约利用等方面提供理论和实践依据。
不同风速处理下盆栽甜椒的生长及蒸腾耗水情况。根据不同风速条件下盆栽甜椒的表观参数对比得出,适宜的风速有利于盆栽甜椒的生长发育,特别是在温室内这种相对封闭的小环境中效果更加显著。
研究表明,温室内盆栽甜椒生长的最适宜的风速在0.8 m/s左右,无风或者风速太大都不利于甜椒的生长。温室的通风可直接调节室内小气候,适宜的温室内气流运动速度不但可以改善作物群体的温度、湿度等环境条件,还有利于作物的光合、呼吸和蒸腾作用,因此在温室的管理过程中通过通风创造适宜的气流运动速度非常重要。
从定植到收获,盆栽甜椒夜间蒸腾量是随风速的增加而增大,风速的大小是影响植株夜间蒸腾的主要因素。
白天蒸腾量因风速的不同而不同,在甜椒的全生育期,把其白天蒸腾耗水分为三个阶段。从定植到9月24日,盆栽甜椒的白天蒸腾量随风速增加而增大;9月25日到10月11日,盆栽甜椒的白天蒸腾量表现为:T2>T3>CK>T1;10月12日到收获,盆栽甜椒的白天蒸腾量表现为:T2>CK>T3>T1。
在保证土壤水分条件相同的情况下,不同风速处理下盆栽甜椒的蒸腾还要受到太阳有效辐射、气温、空气相对湿度等环境因子的影响。通过逐步回归表明,夜间蒸腾量除受风速影响外,T1、T2、T3 的夜间蒸腾量还受温室内夜间平均空气相对湿度的极显著影响,而 CK 的还受夜间平均温度的极显著影响。不同风速处理下白天蒸腾量与气象因子的关系比较复杂,详细给出了盆栽甜椒三个阶段的白天蒸腾量与温度、湿度、光照强度等气象因子的逐步分析结果。从中得出,在不同的生长阶段,不同风速条件下甜椒的白天蒸腾量与这三个环境参量的关系是不同的。特别是第二个阶段(9-14~10-11),除风速外,CK、T1、T2 的白天蒸腾量不受温度、湿度、光照环境因子的显著影响,而处理 T3 的白天蒸腾量受到白天平均湿度的极显著影响。只做了不同风速处理,回归分析结果的差异却如此之大,而原因不明。这一点成了我们下一步研究工作的重点。
不同风速处理对温室盆栽甜椒产量、总蒸腾耗水量以及作物水分生产率均有极显著影响。当风速为 0.8m/s时,其产量最高,但总蒸腾耗水量也最大,作物水分生产率位居第二,仅次于 CK;如果想办法使其蒸腾耗水循环利用起来,这样就会大大提高作物水分生产率。当风速为 1.2 m/s 时,此时产量最低,总耗水量却名列第二,作物水分生产率最低;可见风速偏高增加了植株的“无效”蒸腾,同时也降低了作物产量。CK 盆栽的产量远远大于处理 T1 的产量,而 T3 的产量最低。而杨振超等人研究给出风速处理对甜瓜小区产量有显著影响,风速为 1.0 m/s 的产量最大,其次是风速为 0.4 m/s 的小区、2.2 m/s 的小区和对照小区。本论文给出的不同风速处理对盆栽甜椒产量的影响与杨振超的研究结果存在出入。
微风可以将气孔外围相对湿度较高的空气吹走,使蒸汽扩散层变薄或消失,外部阻力减小,从而促进蒸腾;而风的强度太大则可能会引起气孔关闭,使蒸腾速率变慢。以此推断处理 T1 的蒸腾耗水量应该大于对照的蒸腾耗水量,但试验所得处理 T1 的总蒸腾耗水量最小。这些存在的问题都有待进一步研究解决。
