引自國家節(jié)水灌溉中心楊凌工程技術(shù)中心網(wǎng)站
作者：張燕??????
????? 我國是水資源十分匱乏的農(nóng)業(yè)大國，而水對(duì)作物的生長至關(guān)重要，在保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的前提下，大力發(fā)展節(jié)水灌溉是一項(xiàng)十分緊迫而重要的任務(wù)。
????? 作物根系從土壤中吸取水S，通過莖桿輸送到葉面供給蒸騰Z，在一般情況下S=Z，作物正常生長，如果出現(xiàn)S1.葉片外觀
???? 葉面積指數(shù)可以反映棉花生長發(fā)育狀態(tài)，水分虧缺下葉片狹小。學(xué)者研究認(rèn)為植株葉子的葉尖運(yùn)動(dòng)狀況能反映缺水狀況，只要保證測(cè)量時(shí)葉尖軌跡在控制區(qū)內(nèi)，用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)葉尖實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)測(cè)。缺水條件下作物出現(xiàn)葉片增厚、下垂、顏色變深、變暗，下部葉子葉尖枯死不易折斷，葉片卷曲等萎蔫現(xiàn)象。葉片卷曲由葉片細(xì)胞膨壓降低所引起，是內(nèi)部水勢(shì)狀況和滲透調(diào)節(jié)結(jié)果的外部形態(tài)表現(xiàn)，能直觀地反映作物對(duì)土壤水分脅迫的敏感程度。水稻葉片卷曲度與土壤、植株含水量、水勢(shì)和葉片表皮細(xì)胞的膨壓的關(guān)系已有相關(guān)研究，作為鑒定水稻抗旱能力的指標(biāo)在育種和栽培上已有應(yīng)用。梁銀麗等(1999年)研究表明，水分脅迫使小麥生長速度、葉片伸展速度降低，植株葉面積減小。張憲法等（2002年）試驗(yàn)得出，水分過高或過低均對(duì)黃瓜生長發(fā)育不利，葉片顏色、仰角與卷須可作為灌溉的形態(tài)指標(biāo)。
2.葉片(相對(duì))含水量?
???? 葉片相對(duì)含水量與土壤含水量呈線性相關(guān)[6]，與葉片溫度及生理功能等關(guān)系密切，并且易于觀測(cè)，作為田間監(jiān)測(cè)植株水分狀況的指標(biāo)，有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。王紀(jì)華等(2001年)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葉片含水量由75%下降到70%是葉片光合生理活性的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。水分脅迫下，葉片相對(duì)含水量下降，束縛水與自由水的比值急劇增大，這種水分在體內(nèi)的重新分配是對(duì)環(huán)境脅迫的積極調(diào)整和適應(yīng)。國外學(xué)者提出植被在0.97、1.45和1.9Lm附近的光譜反射率吸收峰可以反映植物的水分狀況。遙感技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)該方法在水分虧缺診斷上的應(yīng)用。
3.葉水勢(shì)
????? 葉水勢(shì)即葉片的保水能力，它隨土壤含水量的下降而下降。有人用葉水勢(shì)作為作物虧水指標(biāo)指導(dǎo)棉田灌溉，比用土水勢(shì)為灌溉指標(biāo)還省水。張英普等和rana分別定性和定量研究了作物凌晨葉水勢(shì)臨界值與土水勢(shì)、土壤含水量的關(guān)系。胡繼超等 (2004年) 用阻滯方程描述了凌晨葉水勢(shì)和土壤含水量的關(guān)系用模糊聚類方法確定了冬小麥不同生育階段的凌晨葉水勢(shì)臨界值。
????? 長期以來人們認(rèn)為葉水勢(shì)是作物水分狀況的最佳度量，但也有學(xué)者認(rèn)為葉水勢(shì)對(duì)作物缺水并不十分敏感，建議將受短暫天氣影響較小的莖水勢(shì)，作為確定植物水分虧缺的敏感指標(biāo)。楊朝選等人指出：莖水勢(shì)與葉水勢(shì)之差更能反映桃樹水分狀況變化，但測(cè)量中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩者之差為負(fù)值的反?，F(xiàn)象，這一方法還有待于進(jìn)一步的研究。
4.氣孔特性?
???? 氣孔是CO2和水分進(jìn)出植物體的通道。水分虧缺下氣孔的響應(yīng)，國內(nèi)外已有大量的報(bào)道。水分脅迫下氣孔器體積變小，氣孔密度增大，輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，利于水分及營養(yǎng)物質(zhì)的交換和水分的保持。楊建昌 (1995年)提出每2cm取一觀察點(diǎn)測(cè)量較為準(zhǔn)確。在前人研究基礎(chǔ)上，申雙和等 (2002年)進(jìn)一步探討了氣孔阻力與土水勢(shì)的關(guān)系。陳家宙等（2005年）研究了土壤水分對(duì)作物葉片氣孔導(dǎo)度Gs和蒸騰速率Tr的影響，建議將Gs和GsTr變化相結(jié)合作為水分脅迫程度的一個(gè)參考指標(biāo)。但氣孔阻力變化較大，其測(cè)定一直是個(gè)難點(diǎn)，不能單以葉片某一部位為代表。
5.光合特性?
???? 光合作用是綠色植物生命活動(dòng)的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)，水分脅迫下光合作用普遍受到抑制。許多研究指出，輕度脅迫下植物光合作用降低主要是氣孔導(dǎo)度下降所致，中度脅迫下主要是非氣孔因素限制。氣孔和非氣孔限制常用來判斷水分對(duì)植物的脅迫程度，前者通過葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，后者由葉片組織細(xì)胞的生化變化造成。結(jié)合光合變化特點(diǎn)國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量的工作，研究了非氣孔限制出現(xiàn)的臨界點(diǎn)變化動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了光合氣孔限制因子的定量分析，并建立了模擬農(nóng)田SPAC系統(tǒng)中土壤水分動(dòng)態(tài)、蒸發(fā)蒸騰、CO2通量和光合作用的模型。水分脅迫程度不同，光合速率下降機(jī)理可能不同，有關(guān)水分脅迫如何影響光合電子傳遞及光合磷酸化，還需進(jìn)一步的研究。
6.蒸騰速率
???? 作物遭受輕度的水分脅迫時(shí)，其蒸騰速率就明顯減少。用CID便攜式光合儀可以測(cè)定蒸騰速率，但是蒸騰速率大小受樹種、溫度、濕度和風(fēng)力等影響很大，其測(cè)量結(jié)果只能反應(yīng)葉片單位面積上水分的瞬間消耗量，不能真正反應(yīng)整塊農(nóng)田作物的總耗水量。因此，在野外以蒸騰速率變化量來診斷作物缺水的效果不是很明顯。 為了解決這一問題，侯加林等人采用熱平衡原理，以恒定功率P的熱源作用于果樹樹干中，通過測(cè)量熱源上下不同處的溫差來計(jì)算蒸騰速率F。
參考文獻(xiàn)
[1]梁銀麗, 康紹忠, 張成娥. 不同水分條件下小麥生長特性及氮磷營養(yǎng)的調(diào)節(jié)作用[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1999,17(4):58-65.
[2]張憲法,于賢昌,張振賢.土壤水分對(duì)溫室黃瓜結(jié)果期生長與生理特性的影響 [J].園藝學(xué)報(bào),2002,29(4):343-347.
[3]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院.中國農(nóng)業(yè)氣象學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999,74-75.
[4]王紀(jì)華，趙春江，黃文江等.土壤水分對(duì)小麥葉片含水量及生理功能的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2001，21(4):42-47.
[5]牟筱玲，鮑嘯.土壤水分脅迫對(duì)棉花葉片水分狀況及光合作用的影響[J].中國棉花，2003，30(9):9-10.
[6] Raymond F K, Roger N C. Spectroscopic determination of leaf biochemistry using band-depth analysis of absorption features and stepwise multiple linear regression[J]. Remote Sens,1999,67:267-287.
[7]張英普,何武全,韓鍵.玉米不同時(shí)期水分脅迫指標(biāo)[J].灌溉排水，2001，20(4):18-20.
[8]Rana G, Katerji N, Mastrorilli M. Evironmental and soil-plant parameters for modeling actual crop evapotranspiration under water stress conditions [J].Ecological Modelling,1997,101:363-371
[9] 胡繼超，曹衛(wèi)星，姜東等.小麥水分脅迫影響因子的定量研究I.干旱和漬水脅迫對(duì)光合、蒸騰及干物質(zhì)積累與分配的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2004，30(4):315-320.
[10] Naor A. Realationship between leaf and stem water potential and stomatal conductance in three field grow woody species[J].Hort Sci&Biotechnology,1998,73:431-436
[11]楊建昌，喬納圣?威而斯，朱慶森等.水分脅迫對(duì)水稻葉片氣孔頻率、氣孔導(dǎo)度及脫落酸含量的影響[J].作物學(xué)報(bào)，1995，21(5):533-539.
[12] 申雙和，徐為根，吳洪顏.作物冠層氣孔阻力與土壤水勢(shì)關(guān)系的研究[J].氣象科學(xué)，2002，22(2):218-222.
[13]陳家宙，呂國安，何圓球.土壤水分狀況對(duì)花生和早稻葉片氣體交換的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16(1):105-110.
[14]付芳婧，趙 致，張衛(wèi)星.水分脅迫下玉米抗旱性與光合生理指標(biāo)研究[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，2004，23(6):471-474.
[15]覃 鵬，楊志穩(wěn)，孔治有等.干旱對(duì)煙草旺長期光合作用的影響[J].亞熱帶植物科學(xué)，2004，33(3):5-7.
[16]羅 毅，于 強(qiáng)，歐陽竹等.SPAC系統(tǒng)中的水熱CO2通量與光合作用的綜合模型Ⅰ.模型建立[J].水利學(xué)報(bào)，2001(2):90-97.
?