全 文 ：第 28 卷 第 16 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.16
2012 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2012 93
负水头供水裸燕麦需水特性及其对不同土壤湿度的生理响应
林叶春
1
，钱 欣
1
，曾昭海
1
，任长忠
2
，许翠华
2
，郭来春
2
，
王春龙
2
，杨 永
1
，胡跃高
1※
（1. 中国农业大学农学与生物技术学院，北京 100193； 2. 吉林省白城市农业科学院，白城 137000）
摘 要：为进一步明确裸燕麦耗水量及其在不同土壤水分状况下的生理反应，论文在盆栽试验条件下，以负水头持续供
水系统为供水装置，比较了裸燕麦、玉米、高粱、大麦和小麦旱地禾本科作物的水分耗散；设置 40、60 和 80 cm 3 个负
水头控压高度，测定了“高-中-低”3 种土壤湿度下裸燕麦孕穗期叶片光响应曲线及叶片保护酶活力。结果显示：裸燕
麦蒸腾系数为 455.37，显著（P＜0.05）高于其他作物，较高叶片蒸腾速率和较低净光合速率是主要生理原因；降低土壤
含水量将降低裸燕麦叶片相对叶绿素含量，但适度降低土壤含水量并未显著（P＞0.05）降低叶片光合能力，而适度提高
气孔受限程度，有利于提高叶片水分利用效率；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等
叶片保护酶活性对不同土壤水分状况响应不一致，中等土壤湿度时 SOD 活性较高，高土壤湿度时 POD 活性较高，低土
壤湿度时 CAT 活性响应程度较高。
关键词：土壤湿度，生理，酶活性，负水头，蒸腾系数，光响应曲线，裸燕麦
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.16.015
中图分类号：S519；S607+1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-16-0093-07
林叶春，钱 欣，曾昭海，等. 负水头供水裸燕麦需水特性及其对不同土壤湿度的生理响应[J]. 农业工程学报，2012，
28(16)：93－99.
Lin Yechun, Qian Xin, Zeng Zhaohai, et al. Water consumption property of naked oat irrigated by negative pressure water
supplying equipment and its physiological responses to soil humidity[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural
Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(16): 93－99. (in Chinese with English abstract)
0 引 言

中国春燕麦 90%种植于年降水量 200～400 mm 的干
旱半干旱地区
[1]
，但燕麦需水量较多
[2]
，其水分需求与干
旱环境不相适宜。燕麦从播种后即需大量的水分，以保证
正常的生理代谢活动。燕麦种子萌发的最低需水量，即吸
水率为 57.7%，而谷子为 25%、水稻为 26%、玉米为 39.8%、
荞麦为 46.9%、大麦为 48.2%，燕麦明显高于其他作物。
北方旱区各主要作物水分利用效率为（kg/m3）：裸燕麦
0.95、春小麦 0.99、冬小麦 1.55、玉米 2.42、甘薯 2.34、
谷子 1.13、糜子 1.14、荞麦 1.55、马铃薯 1.58，裸燕麦水
分利用效率比其他作物更低一些
[3]
。蒸腾系数是衡量作物
耗水高低的一个生理参数，与作物水分利用效率呈反相关
关系，表示作物制造 1 g 干物质的耗水量。蒸腾系数越小，
作物水分利用效率越高。作物蒸腾量的高低与外界环境条
件密切相关，同一作物在不同环境条件下所表现出的蒸腾
水平是不一致的
[4]
，作物对水分的需求具有地域性，因此，
有必要研究作物在特定区域的需水特性。
收稿日期：2011-12-03 修订日期：2012-07-17
基金项目：中国农业大学“研究生科研创新专项”（KYCX2010031）；国家
燕麦荞麦产业技术体系项目（CARS-08-B-1）；国家公益性行业（农业）科
研专项（nyhyzx07-009-2）
作者简介：林叶春（1985－），男，四川邻水人，博士生。北京 中国农业
大学农学与生物技术学院，100193。Email：linyechun@cau.edu.cn
※通信作者：胡跃高（1959－），男，山西清徐人，博士，教授。北京 中
国农业大学农学与生物技术学院，100193。Email：huyuegao@cau.edu.cn
王建林等通过比较不同植物叶片水分利用效率对光
和 CO2 的响应与模拟，结果显示，C3 植物和 C4 植物在水
分利用效率上存在极显著差异
[5]
，C4 作物水分利用效率更
高
[6]
。一般认为，C4 植物比 C3 植物具有更高的净光合速
率（Pn），且 C3 植物气孔受限制程度低，其叶片蒸腾速
率（E）高于 C4 植物，较低的 Pn 和较高的 E 可能是 C3
植物水分利用效率较低的两个重要原因。干旱胁迫可以
调控作物气孔开度
[7]
，降低叶片蒸腾速率
[8]
，在 Pn 降低
不太多的情况下，可以显著提高作物叶片水平水分利用
效率。干旱胁迫迫使植物叶片气孔关闭，还可能引起植
物保护酶活性的变化，如超氧化物歧化酶（SOD）、过
氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT），而植物保护
酶活性与 PSII 光能转化存在一定联系[9]。因此，本研究
通过比较不同作物蒸腾系数，明确裸燕麦水分利用情况
及其生理特点，探讨不同土壤水分状况下叶片光合能力
和保护酶活性，为裸燕麦生物节水研究提供技术和理论
参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验设计
取田间 0～20 cm 耕层土壤，风干后过筛备用。土
壤质地为淡黑钙土，主要养分含量：有机质 15.03 g/kg、
全 氮 0.15 g/kg 、 有 效 磷 14.17 mg/kg 、 速 效 钾
48.57 mg/kg，pH 值为 6.64，土壤最大田间持水量
23.65%（质量百分比），体积质量 1.53 g/cm3。供试
农业工程学报 2012 年94
作物种类为：裸燕麦（白燕 2 号）、玉米（白单 9 号）、
高粱（白杂 8 号）、小麦（白春 6 号）、和大麦（吉
啤 3 号），由白城市农业科学院提供。试验 I 栽培盆
上下内径分别为 31.5 和 18 cm，高度 23 cm；试验 II
栽培盆规格为 28 cm×16 cm×21 cm。负水头自动供水
系统是基于土壤负压吸力原理设计，图 1 为装置结构示
意图。该供水系统由栽培盆、渗水盘、储水管和负压控
制系统组成，负压控制系统包括控压管和集气管。水在
“供水系统-土壤”间的流动原理可参考李绍等[10-11]的介
绍。通过调节控压管 H1 高度值即可改变土壤供水吸
力，进而调节栽培盆土壤含水量。
注：H1、H2和 H3分别为控压高度、储水管水面下降高度和集气管水面下降
高度，单位为 cm。
图 1 盆栽系统与负水头供水装置
Fig.1 Sketch of pot system and hydraulic pressure-controlled auto
irrigator
1.1.1 试验设计(I)
试验于2011年6月－10月在吉林省白城市农科院轨道
式移动旱棚中进行。试验选取当地主要旱地禾本科作物裸
燕麦、玉米、高粱、小麦和大麦为研究对象，以无播种作
物为空白对照，计算单位时间土面蒸发量（Ev），每个处理
设 4 次重复。播种前，每盆装入过筛风干土 13 kg，并按照
当地作物种植习惯进行播种、施肥和间苗（表 1）。播种后，
调整土壤含水量至田间最大持水量的 80%，以保证顺利出
苗。三叶期间苗后开启负水头供水装置，每 2～3 d 记录储
水管和集气管水面下降高度并补充水量。
1.1.2 试验设计(II)
试验于 2010 年 8 月-10 月在吉林省白城市农科院
玻璃温室中进行。每盆装土 9.0 kg，裸燕麦播种量为
0.8 g（25 粒）/盆。肥料施量分别为 N 1.8 g、P2O5 0.9 g
和 K2O 0.45 g，配施有机肥 7.2 g。裸燕麦生长至三叶
期间苗至 15 棵，并开始控水处理。设置 40、60 和 80 cm
3 个控压管高度，利用控压管高度调节不同土壤水分
状况，为裸燕麦生长提供不同梯度的土壤湿度（soil
humidity，SH），即高土壤湿度（high humidity，HH）、
中等土壤湿度（moderate humidity，MH）和低土壤湿
度（low humidity，LH）3 个处理，每个处理重复 4
次。使用 TDR 不定期测定土壤体积含水率，40、60
和 80 cm 控压管高度下平均土壤含水率分别为
(32.53±3.87)%、(20.90±6.70)%和(6.60±1.80)%。
表 1 作物品种类型、施肥量、播种密度、保苗数和控压管高度
Table 1 Crop varieties, fertilizer, seeding density, seedlings and heights of pressure-adjusting pipe
施肥量/(kg·hm-2)
作物 品种 光合类型
N P2O5 K2O
播量/(kg·hm-2) 每盆留苗数/
棵
控压高度/cm
裸燕麦 白燕 2 号 C3 80 45 45 180 24 50
小麦 白春 6 号 C3 180 140 90 350 35 50
大麦 吉啤 3 号 C3 80 45 45 120 18 50
玉米 白单 9 号 C4 200 150 120 30 2 50
高粱 白杂 8 号 C4 90 45 45 18 2 50
1.2 测定项目及方法
1.2.1 腾发量与蒸腾系数
单位时间栽培盆内腾发量按公式（1）计算
ET0=
1
4
πd2×(H2+H3) （1）
式中，ET0 表示单位时间栽培盆内腾发量，cm3；d 为储
水管和集气管内径，cm；H2 为单位时间储水管内水面下
降高度，cm；H3 为单位时间集气管内水面下降高度，cm。
蒸腾系数=Tr/m （2）
式中，Tr 表示作物单位时间内蒸腾量，g；Tr 为腾发量（ET0，
cm3）与蒸发量（Ev，cm3）之差，其中，Ev 即无播种作
物空白对照单位时间盆内腾发量；m 表示盆内作物地上
部干物质量，g。
1.2.2 光合参数与光响应曲线
试验 I 在作物生长中期（2011 年 7 月 3 日），采用开
放式气路，设定叶室温度为 25℃，在上午 9:00～11:30，应
用 LI6400-2B LED 光源探头（ Li-cor ， USA ）提供
1 800μmol/(m2·s)光合有效辐射，CO2 注入系统设定值为
400μmol/mol，测定 Pn、Gs、Ci、E 和 Ci/Ca 等参数，计算
叶片WUEi，重复3次。同期，采用手持叶绿素计（SPAD-520，
Japan）测定功能叶片叶绿素相对含量。试验 II 于裸燕麦孕
穗期，分别在光量子通量密度（PPFD）为 2 000、1 500、1 200、
800、600、400、200、150、100、50、20 和 0μmol/(m2·s)，
CO2 注入系统设定值为 400μmol/mol 时，测定叶片光合参
数，3 次重复。以净光合速率（Pn，μmolCO2/(m2·s)）和光
合有效辐射（PAR，μmol/(m2·s)）拟合光响应曲线，得出表
观量子效率（Q）、最大净光合速率（Pmax）、暗呼吸速
率（Rd）、光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）。
Pn-PAR 响应曲线及响应参数采用非直角双曲线模
型与 SPSS 最小二乘法迭代拟合[12-13]。
2( ) 4
2
Q PAR Pmax Q PAR Pmax Q PAR Pmax
Pn Rd
k
       
  （3）
第 16 期 林叶春等：负水头供水裸燕麦需水特性及其对不同土壤湿度的生理响应 95
式中，k 为光响应曲线曲率（0＜k＜1）。
1.2.3 叶片保护酶活力
超氧化物歧化酶（SOD）采用氮蓝四唑法[14]测定，
以抑制氮蓝四唑（NBT）光化还原 50%时酶液量为 1 个
酶活单位（U/g 鲜叶）；过氧化物酶（POD）采用愈创木
酚显色法法
[14]
测定，以每分钟内 470 nm 处吸光度变化
0.01 为 1 个酶活单位（U/g 鲜叶）；过氧化氢酶（CAT）
采用紫外分光光度法
[14]
测定，以 1 min 内减少 0.1 的酶量
为 1 个酶活单位（U/g 鲜叶）；可溶性蛋白含量采用考马
斯亮蓝法测定
[15]
。
1.3 统计分析
采用 Excel2010 进行数据整理，Origin Pro 8
（Origin Lab，USA）绘制图形，利用 SAS v8（SAS
Institute，USA）统计软件 Duncan 比较法进行差异显
著性分析（P=0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同作物间蒸腾系数的比较
比较分析负水头供水条件吉林西部地区主要旱地禾
本科作物蒸腾系数（图 2），结果显示裸燕麦蒸腾系数最
高，为 455.37，与小麦和大麦无显著（P＞0.05）差异，
分别显著（P＜0.05）高于高粱和玉米 124.18%和 139.79%。
结果表明，玉米和高粱等 C4 作物水分利用率较高，裸燕
麦、小麦和大麦等 C3 作物显著降低了水分利用率，裸燕
麦每积累 1 g 干物质的耗水量最高。
测定作物叶片气体交换参数，比较影响作物水分利
用情况的生理因素（表 2）。裸燕麦和大麦气孔导度（Gs）
显著（P＜0.05）大于其他作物，表明叶片气孔开放程度
高，显著提高的 Ci/Ca 值也证明了这点[16]。裸燕麦、小
麦和大麦等 C3 作物净光合速率（Pn）显著低于高粱、玉
米等 C4 作物，同时，较高的气孔开放度提高了叶片蒸腾
速率（E）。因此，与高粱和玉米等 C4 作物比较，裸燕
麦、大麦和小麦等 C3 作物具有较低的 Pn 和较高的 E，且
显著降低了水分利用效率。
注：不同小写字母表示各作物间蒸腾系数差异显著（P<0.05）
图 2 负水头供水下不同作物的蒸腾系数
Fig.2 Transpiration coefficients of oat, wheat, barley, maize and
sorghum supplied water by hydraulic pressure-controlled auto
irrigator
表 2 负水头供水条件下不同作物气体交换参数
Table 2 Gas-exchange parameters of crops supplied water by hydraulic pressure-controlled auto irrigator
作物
净光合速率
Pn
/(μmol·(m2·s)-1)
气孔导度
Gs
/(mol·(m2·s) -1)
胞间 CO2浓
Ci
/(μmol·mol-1)
蒸腾速率
E
/(mmol·(m2·s)-1)
胞间 CO2浓度/大气
CO2浓度
Ci/Ca
水分利用效率
WUEi
/(mmol·mol-1)
裸燕麦 24.48c 0.45a 274.10a 5.91a 0.72a 4.14d
小麦 16.90d 0.21b 232.55b 3.69b 0.62b 4.62c
大麦 23.16c 0.41a 275.48a 6.11a 0.72a 3.79d
玉米 30.89b 0.25b 139.79c 4.26b 0.39c 7.26b
高粱 34.17a 0.25b 115.97d 4.05b 0.32d 8.43a
注：同一列不同字母表示 5%水平差异显著；WUEi=Pn/E。
2.2 土壤湿度与裸燕麦叶片相对叶绿素含量
减小土壤湿度，降低燕麦叶片叶绿素相对含量
（SPAD 值）（表 3）。其中，中等土壤湿度（MH）和低
土壤湿度（LH）分别较高土壤湿度（HH）显著降低 8.7%
和 24.6%，LH 比 MH 显著降低 17.5%。
2.3 土壤湿度与裸燕麦光响应曲线及其拟合参数
在裸燕麦孕穗期，通过测定不同土壤湿度下叶片
Pn，并拟合 Pn-PAR 响应曲线（图 3），非直角双曲
线拟合程度较好（ r2＞ 0.98）。LH 处理拟合叶片
Pn-PAR 曲线显著降低，但低光照区（如 PAR＜
300 μmol/(m2·s)）与 HH 和 MH 处理净光合速率差异
较小。HH 和 MH 处理叶片光响应曲线趋势较一致，
净光合速率差异小。
比较不同土壤湿度对 Pn-PAR 曲线拟合参数的影
响（表 4），结果显示：LH 处理曲率（k）、最大净
光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）较 HH 和 MH
处理降低显著（P＜0.05），光补偿点显著提高；HH
和 MH 处理，k、Pmax、LCP 和 LSP 差异不显著（P
＞0.05）；MH 处理比 HH 和 LH 显著提高表观量子效
率（Q），增幅 39.13%；土壤湿度对叶片暗呼吸速率
（Rd）的影响不显著。
表 3 土壤湿度对叶片相对叶绿素含量的影响
Table 3 Effects of different soil humidity on relative chlorophyll
content in naked oat
土壤湿度 平均相对叶绿素含量 标准差 显著性差异
高土壤湿度 HH 55.57 1.36 a
中等土壤湿度 MH 50.76 1.83 b
低土壤湿度 LH 41.89 1.45 c
农业工程学报 2012 年96
注：HH：高土壤湿度，MH：中等土壤湿度，LH：低土壤湿度，下同。
图 3 土壤湿度(SH)对裸燕麦孕穗期叶片光响应曲线的影响
Fig.3 Effects of the different soil humidity (SH) on light response
curves at booting stage in naked oat
土壤湿度影响裸燕麦叶片 Pn-PAR 响应曲线及其
拟合参数，对蒸腾速率（E）、胞间 CO2 浓度（Ci）、
气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUEi）同 PAR
的响应曲线也产生一定影响（图 4）。随着 PAR 的
逐渐增大，叶片 E、Ls 和 WUEi 呈逐渐增大趋势；Ci
表现为相反的变化，随 PAR 增大呈逐渐降低趋势。
LH 处理时（H1 为 80 cm），较强有效光合辐射通量
（PAR＞300 μmol/(m2·s)）下叶片 E、Ci 和 WUEi 明显
降低，且显著（P＜0.05）提高 Ls。增加土壤湿度提
高了燕麦叶片 Ci 并降低 Ls，增强叶片蒸腾速率，提
高水分利用效率。
2.4 土壤湿度与裸燕麦叶片保护酶活力
燕麦叶片保护酶（SOD、POD 和 CAT）活力对不
同土壤湿度的响应程度不同（图 5）。MH 处理，SOD
活性升高，分别比 HH 和 LH 处理显著提高；POD 活性
随土壤湿度降低而降低，HH 处理显著高于 MH 和 LH；
CAT 活性在 LH 处理下显著提高，HH 和 MH 处理下活
性较低，且两者间差异不显著。较低土壤湿度（如
0.066 cm3/cm3）显著降低了叶片可溶性蛋白含量，而 HH
和 MH 处理间差异不显著。
表 4 土壤湿度对光响应曲线拟合参数的影响
Table 4 Effects of the different soil humidity (SH) on parameters of light response curves (Pn-PAR)
土壤湿度 曲率 k 最大净光合速率Pmax/(μmol·(m2·s)-1) 量子效率 Q
暗呼吸速率
Rd/(μmol·(m2·s)-1) 决定系数 r
2 光补偿点
LCP/(μmol·(m2·s)-1)
光饱和点
LSP/(μmol·(m2·s)-1)
HH 0.769a 25.363a 0.069b -1.263a 0.9859a 10.857b 1241.129a
MH 0.696a 24.924a 0.096a -1.595a 0.9890a 13.082b 1220.825a
LH 0.438b 14.199b 0.069b -1.404a 0.9875a 24.196a 727.712b
注：k 和 LSP 由基于 Farquhar 模型设计的“光合助手”拟合；Q 和 LCP 由 PAR＜200 μmol·(m2·s) -1时的 Pn 线性拟合；同一列不同字母表示 5%水平
差异显著。
图 4 土壤湿度对蒸腾速率、胞间 CO2浓度、气孔限制值和水分利用效率光响应的影响
Fig.4 Effects of different soil humidity (SH) on light response of transpiration rate (E), intercellular CO2 (Ci), stomatal limitation value (Ls)
and water use efficiency (WUEi)
第 16 期 林叶春等：负水头供水裸燕麦需水特性及其对不同土壤湿度的生理响应 97
a. 超氧化物歧化酶（SOD） b. 过氧化物酶（POD）
c. 过氧化氢酶 （CAT） d. 可溶性蛋白
图 5 土壤湿度对裸燕麦叶片保护酶活力（SOD、POD、CAT）及可溶性蛋白含量的影响
Fig.5 Effects of different soil humidity (SH) on SOD, POD, CAT and soluble protein content
3 讨 论
3.1 裸燕麦蒸腾系数较高的原因
影响植物体耗水高低的因素较多，主要受自身生理
因素和外界环境因素的制约
[17]
。本研究测定了裸燕麦、
小麦、大麦、玉米和高粱等 5 种作物功能叶片气体交换
参数，从作物叶片水平（叶片即时水分利用率）比较作
物间耗水的差异。同一灌溉水平下，玉米、高粱等 C4 作
物具有更高的净光合速率（Pn），气孔受限程度高
（Ci/Ca），降低了叶片蒸腾速率（E），显著提高叶片水
平水分利用效率（WUEi）；燕麦、小麦和大麦等 C3 作物
Pn 较低，Gs 和 Ci/Ca 值均较高，E 较玉米和高粱等 C4
作物显著增加，WUEi 显著降低。孙常青等在研究谷子、
玉米、大豆和高粱的水分利用效率差异时也得出一致结
论，C4 作物水分利用效率更高[6]。研究中还发现，玉米和
高粱等 C4作物 Pn 较高，但 Ci 显著低于裸燕麦等 C3作物。
王建林等解释认为，在 C3 作物光合作用所需 CO2 浓度的
1/5~1/3情况下，C4作物有继续进行同化物合成的能力[17]。
表明 C4 作物在降低气孔开放度而减小叶片蒸腾速率时，
一定程度上降低了 Ci，但 Pn 较 C3 作物仍保持较高水平。
裸燕麦气孔开放程度高，低 Ci 环境下 Pn 较低，是其水
分利用效率低、蒸腾系数较高的主要原因。
3.2 土壤湿度对裸燕麦叶片叶绿素含量及气体交换的
调控
植物在水分亏缺环境中，叶片叶绿素合成受阻、叶
绿素分解加快，直接导致叶绿素含量降低
[18]
。提高负水
头控压管高度，供水吸力增大，土壤干旱胁迫程度逐渐
加剧，裸燕麦叶片相对叶绿素含量表现为逐渐降低。
植物叶片叶绿素含量降低可减弱叶片光合能力
[19]
，在
干旱胁迫逆境中，作物叶片光合能力的降低主要受气孔和
非气孔因素限制，其中，气孔关闭可能是主要原因
[20]
。卜
令铎等在研究玉米苗期叶片光合特性对水分胁迫的响应
中指出，光合作用强度随干旱胁迫加强而降低，轻中度
水分胁迫下受气孔因素限制，严重干旱胁迫时光合系统
受破坏成为了制约光合速率的主导因素
[21]
。本研究表明，
平均土壤体积含水率由 32.53%（HH）下降至 20.90%
（MH），叶片 E、Ci 和 WUEi 降低不明显（图 4），Pmax、
LCP 和 LSP 与 HH 处理差异不显著（表 4），初始量子
效率（Q）反而显著提高，由高土壤含水率降低至中等含
水率并未诱导发生明显的气孔或非气孔因素；平均土壤
体积含水率下降至 6.60%时（LH），叶片 Ci 降低、Ls 提
高及 Pmax 下降，燕麦光合能力的降低受气孔因素制约，
是否产生非气孔因素需进一步研究。
3.3 叶片保护酶活力对土壤湿度的响应
植物受干旱胁迫细胞内留存大量活性氧，如 O2—、·OH
和 H2O2，引发膜脂过氧化自由基链式反应，破坏细胞
膜正常功能，并对细胞产生毒害
[22]
，进而降低叶片光
合能力
[20,23]
。张仁和等研究指出，适度干旱胁迫可诱
导提高玉米叶片 SOD、POD 和 CAT 活性，且 SOD 活
性提高幅度最大
[24]
。本研究中（图 5），SOD 活性在
中等土壤湿度时显著提高，POD 活性在高土壤湿度时
显著提高，CAT 活性在低土壤湿度时显著提高。结果
表明，SOD 活性在作物生长过湿（HH 处理）或过旱
（LH 处理）环境下不能被显著诱导；作物生长于过湿
土壤中，叶片 POD 活性显著增强；CAT 活性在重度
干旱胁迫下显著增强。
农业工程学报 2012 年98
4 结论
在同等土壤水分条件下，裸燕麦每制造 1 g 干物质耗
水量高，叶片水平水分利用效率低，蒸腾系数显著高于
玉米、高粱等 C4 作物，蒸腾速率过高和叶片净光合速率
较低是主要原因。降低土壤湿度将降低裸燕麦叶片相对
叶绿素含量，但适度降低土壤含水率未显著（P＞0.05）
降低叶片光合能力，而适度提高气孔限制值（Ls）有利于
提高叶片水分利用效率（WUEi）。SOD、POD、CAT 等
叶片保护酶活性对不同土壤水分状况响应不一致，中等
土壤湿度时 SOD 活性较高，高土壤湿度时 POD 活性较
高，低土壤湿度时 CAT 活性响应程度较高。研究结果对
指导裸燕麦水分生理研究具有理论意义。
[参 考 文 献]
[1] 李桂荣，赵宝平，胡跃高，等. 灌溉制度对不同基因型燕
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with English abstract)
Water consumption property of naked oat irrigated by negative pressure
water supplying equipment and its physiological responses to soil humidity
Lin Yechun1, Qian Xin1, Zeng Zhaohai1, Ren Changzhong2, Xu Cuihua2, Guo Laichun2,
Wang Chunlong2, Yang Yong1,Hu Yuegao1※
(1.College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. Baicheng Academy of Agricultural Sciences, Jilin Province, Baicheng 137000, China)
Abstract: The objective of this study was to define further characters of water consumption and physiological responses
at different soil humidity in naked oat. Pot experiment I was conducted to investigate transpiration coefficient among
naked oat, maize, sorghum, barley and spring wheat, and supplied water by a hydraulic pressure-controlled auto irrigator.
In pot experiment II, three heights of pressure-adjusting pipe (i.e. 40, 60 and 80 cm) were used to make three levels of
soil humidity (high humidity-moderate humidity-low humidity) to evaluate light responses and antioxidant enzyme
activities of leaves at booting stage in naked oat. The results showed that the transpiration coefficient of naked oat was
455.37, significantly (P<0.05) higher than other’s crops. Lower soil humidity decreased SPAD, however, leaf
photosynthetic ability was not significantly (P>0.05) restrained when appropriate to reduce soil humidity. Improving leaf
water use efficiency was improved when appropriately increasing the degree of stomatal limitation. Leaf antioxidant
enzyme activities showed different responses to three levels of soil humidity. SOD was significantly induced in moderate
humidity, but POD and CAT were improved in high and low humidity, respectively. The results suggested that naked oat
was a kind of crop required more water and low water use efficiency with higher stomatal conductance and lower net
photosynthetic rate and leaf photosynthesis and antioxidant enzyme activities were not significantly decreased when
reducing appropriately soil humidity.
Key words: soil moisture, physiology, enzyme activity, hydraulic pressure-controlled auto irrigator, transpiration
coefficient, light response curve, naked oat