全 文 ：书不同耕作措施下旱作春小麦叶水势
动态及其对环境因子的响应
李杰１，蔡立群１，张鸣２，张仁陟１
（１．甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州７３００７０；２．兰州城市学院化学与环境科学学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：通过设置在陇中黄土高原丘陵沟壑区的长期定位试验，研究了不同耕作措施下旱作春小麦叶水势的变化特
征及其与环境因子的关系。结果表明，春小麦各生育期叶水势日变化均呈现自清晨逐渐降低，中午１２：００－１４：００
降至最低，然后逐渐回升的趋势，且免耕秸秆覆盖处理各生育期春小麦叶水势的日均值均高于其他处理；春小麦各
处理的叶片相对含水量均呈抽穗期＞拔节期＞开花期＞灌浆期的趋势，其中免耕结合秸秆覆盖处理下叶片相对含
水量显著高于传统耕作处理，而叶片水分饱和亏的变化则与之相反；不同保护性耕作措施下春小麦叶水势与土壤
含水量、气温、太阳辐射、大气相对湿度、大气水势均有显著的相关关系，其中大气水势是影响研究区春小麦叶水势
日变化中最大的气象因子，其次是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射。
关键词：耕作措施；叶水势；环境因子；春小麦
中图分类号：Ｓ５１２．１＋２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１２）０６００７５０７
　　叶水势是反映植物体内水分亏缺最灵敏的生理指标，它的高低与产量关系密切，并因环境因素的变化而变
化，是植物水分状况的最佳度量，在一定程度上能够反映植物各种生理活动受环境水分条件的制约程度，遂较广
泛地用于植物水分亏缺程度的诊断［１７］。水分匮乏且利用率不高一直是制约黄土高原干旱、半干旱雨养农业区农
业生产高效发展的重要因素［１，２］。该区常年以传统耕作模式对土壤进行翻耕、耙耱，加上作物秸秆的大量移出，
地表缺乏有效物理阻隔，导致土壤水分无效蒸散量增加，并由此加剧了作物旱情。因此，如何将有限的降水拦截
蓄集，减少地表径流和蒸发散失，增加土壤水库的蓄水保墒能力已成为该区域旱地农业研究的重要课题［３］。而在
国内外广泛开展的保护性耕作模式的确在改善土壤结构、减小土壤水分蒸发、增加土壤的有效持水量、提高农田
水分的有效利用、提高作物产量等方面表现出了良好的效果［８１１］。目前，有关植物叶水势的研究主要集中在不同
灌水措施和施肥处理对植物叶水势的影响方面［４７］，但对以增加地表覆盖及少免耕为主要特点的保护性耕作措施
下作物叶水势的研究还鲜见报道。本研究以甘肃农业大学设置在定西市安定区李家堡镇的保护性耕作定位试验
为依托，对３种保护性耕作措施下春小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）叶水势的变化特征及其对环境因素的响应进行了
研究，同时对春小麦叶片相对含水量和水分饱和亏的变化规律进行了探讨，旨在探索适合该地区的最佳耕作模
式，为旱地农业的可持续发展提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　试验区概况
试验区属黄土高原半干旱丘陵沟壑区，平均海拔２０００ｍ，日照时数２４７６．６ｈ，年均气温６．４℃，≥０℃年积
温２９３３．５℃，≥１０℃年积温２２３９．１℃；无霜期１４０ｄ。多年平均降水３９０．９ｍｍ，年蒸发量１５３１ｍｍ，干燥度
２．５３，８０％保证率的降水量为３６５ｍｍ，变异系数为２４．３％，为黄土高原西部典型的半干旱雨养农业区。土壤为
典型的黄绵土，土质绵软，土层深厚，质地均匀，贮水性能良好；０～２００ｃｍ土壤容重平均为１．１９ｇ／ｃｍ３，土壤有机
质１２．０１ｇ／ｋｇ，全氮０．７６ｇ／ｋｇ，全磷１．７７ｇ／ｋｇ。２００７年春小麦生育期降水２３０．５ｍｍ。
第２１卷　第６期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
７５－８１
２０１２年１２月
收稿日期：２０１１０８０１；改回日期：２０１１１００９
基金项目：国家自然科学基金项目（３１１６０２６９，３１１７１５１３，４０７７１１３２，３１０６０１７８）和甘肃省高等学校研究生导师科研项目（１００２０９）资助。
作者简介：李杰（１９６３），男，甘肃会宁人，博士。Ｅｍａｉｌ：ｌｊｒｓｔ＠ｇｖｏ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｒｚ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．２　试验设计
试验于２００７年在甘肃农业大学定西旱农综合试验站的长期定位试验田中进行。该长期定位试验于２００１年
８月开始布置，采用春小麦和豌豆（犘犻狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿）双序列轮作方式（Ｗ／Ｐ和Ｐ／Ｗ），前茬作物为胡麻（犔犻狀狌犿狌狊
犻狋犪狋犻狊狊犻犿狌犿），共设４个处理，３次重复，采用随机区组排列，共２４个小区，小区面积为４ｍ×２０ｍ。试验各处理
均用中国农业大学研制的免耕播种机播种。试验初的传统耕作＋秸秆还田（ＴＳ）和免耕＋秸秆覆盖（ＮＴＳ）处理
所用的覆盖材料为当年产的小麦秸秆，经翻晒后切成５ｃｍ左右均匀撒布于小区内，用量为６７５０ｋｇ／ｈｍ２，具体
操作方法见表１，供试作物为春小麦（定西３５号，播种量１８７．５ｋｇ／ｈｍ２）和豌豆（绿农１号，播种量１８０ｋｇ／ｈｍ２）。
春小麦各处理均施纯Ｎ１０５ｋｇ／ｈｍ２，纯Ｐ２Ｏ５１０５ｋｇ／ｈｍ２（尿素＋二铵）；豌豆各处理均施纯Ｎ２０ｋｇ／ｈｍ２，纯
Ｐ２Ｏ５１０５ｋｇ／ｈｍ２（过磷酸钙＋二铵），所有肥料均作为基肥在播种的同时施入。本试验的春小麦于２００７年３月
２５日播种，８月１０日收获。
表１　试验处理描述
犜犪犫犾犲１　犜狉犲犪狋犿犲狀狋狊犱犲狊犮狉犻狆狋犻狅狀
代码Ｃｏｄｅ 处理 Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 操作方法 Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｔ 传统耕作Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ
ｔｉｌａｇｅｗｉｔｈｎｏｓｔｒａｗ
作物收获后至冻结前三耕两耱，翻耕深度依次为２０，１０和５ｃｍ。Ｔｈｅｆｉｅｌｄｉｓｐｌｏｕｇｈｅｄ３ｔｉｍｅｓａｎｄｈａｒｒｏｗｅｄ
ｔｗｉｃｅａｆｔｅｒｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｐｌｏｕｇｈｄｅｐｔｈｓａｒｅ２０，１０ａｎｄ５ｃｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
ＮＴ 免 耕 不 覆 盖 Ｎｏｔｉｌ
ｗｉｔｈｎｏｓｔｒａｗｃｏｖｅｒ
全年不耕作，播种时用免耕播种机一次性完成播种和施肥，收获后用２，４Ｄ丁酯除草。Ｎｏｔｉｌｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅ
ｌｉｆｅｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｎｏｓｔｒａｗｃｏｖｅｒ，ａｆｔｅｒｈａｒｖｅｓｔｗｉｔｈ２，４Ｄｂｕｔｙｌｗｅｅｄｉｎｇ．
ＴＳ 传统耕作＋秸秆还田
Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｉｌａｇｅｗｉｔｈ
ｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ
耕作同Ｔ，第１次耕作时将当年收获的所有秸秆脱粒后切成５ｃｍ左右翻埋入土。Ｔｈｅｆｉｅｌｄｉｓｐｌｏｕｇｈｅｄａｎｄｈａｒ
ｒｏｗｅｄｅｘａｃｔｌｙａｓｆｏｒＴｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｉｔｈｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｐｌｏｕｇｈ．Ａｌｔｈｅｓｔｒａｗｆｒｏｍｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｃｒｏｐ
ｗｉｌｂｅｓｅｎｔｂａｃｋｔｏｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｐｌｏｔｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙａｆｔｅｒｔｈｒｅｓｈｉｎｇｃｕｔｉｎｔｏ５ｃｍａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｉｎｔｏｇｒｏｕｎｄ．
ＮＴＳ 免耕＋秸秆覆盖 Ｎｏ
ｔｉｌｗｉｔｈｓｔｒａｗｃｏｖｅｒ
耕作同ＮＴ，收获脱粒后将当年所有秸秆切成５ｃｍ 左右，均匀覆盖于原小区。Ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｗｉｔｈ
ｓｔｒａｗｏｆｐｒｅｖｉｏｕｓｃｒｏｐｆｒｏｍＡｕｇｕｓｔｔｉｌｎｅｘｔＭａｒｃｈ．Ａｌｔｈｅｓｔｒａｗｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｃｒｏｐｗｉｌｂｅｓｅｎｔｂａｃｋｔｏｔｈｅ
ｏｒｉｇｉｎａｌｐｌｏｔｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙａｆｔｅｒｔｈｒｅｓｈｉｎｇ，ｃｕｔｉｎｔｏ５ｃｍ．
１．３　测定项目及方法
１．３．１　叶水势　采用ＰＭＳ压力室水势仪（ＰｌａｎｔＭｏｉｓｔｕｒｅＳｔｒｅｓｓ，Ｃｏｒｖａｌｉｓ，Ｏｒｅｇｏｎ，ＵＳＡ）测定。在春小麦主要
生育期选择１个天气晴朗的日子，从６：００－１８：００每隔２ｈ测定１次。其中抽穗前测倒二叶，抽穗后（包括抽穗
期）测旗叶。每个小区测３～４个叶片，取３个叶片的平均值代表小区的平均叶水势。
１．３．２　叶片相对含水量（ｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ＲＷＣ）和水分饱和亏（ｗａｔｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＷＳＤ）　采用
烘干法［１２］测定。在叶水势测定当天上午１０时，每小区取６片功能叶片测定，取其平均值代表小区平均叶片相对
含水量和水分饱和亏。
１．３．３　土壤水分（Ｖ％）　采用烘干法测定当天０～３０ｃｍ土层土壤水分含量，结合土壤容重，计算相应的土壤容
积含水量：
犠（犞％）＝犠（％）×ρ
式中，犠（犞％）为容积含水量，犠（％）为质量含水量，ρ为土壤容重。
１．３．４　大气相对湿度（ＲＨ）和温度（Ｔａ）　采用干湿温度计测定。干湿温度计安置在小麦群体中上部（群体高度
２／３处）；大气温度在小麦群体以上５０ｃｍ处大气中测定，与叶水势同步进行测定，每隔２ｈ测１次。
１．３．５　大气水势（Ψａ）　利用所测定的大气相对湿度对大气水势进行换算［１］，即：
Ψ犪＝ （犚犜／犞犠）ｌｎ犚犎＝４．６２４８×１０５犜ｌｎ犚犎
式中，Ψ犪 为大气水势（Ｐａ），犚为气体常数，犜为空气绝对温度，犞犠 为水的偏摩尔体积，犚犎 为大气的相对湿度。
１．３．６　太阳辐射（Ｒ）　利用ＨａｓｔｉｎｇｓＤａｔａＬｏｇｇｅｒｓ（ＨＤＬ）公司生产的 ＭｉｌｉｖｏｌｔＩｎｐｕｔＤａｔａＬｏｇｇｅｒ测定太阳辐
６７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
射，与叶水势同步进行测定，每隔２ｈ测１次。
１．４　数据分析
用ＳＰＳＳ１３．０软件进行数据的显著性差异检验；用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ图表功能进行相关分析的回归计算。
２　结果与分析
２．１　不同耕作措施下春小麦叶水势的日变化
各生育期叶水势日变化均呈现自清晨逐渐降低，中午１２：００－１４：００降至最低，然后逐渐回升的趋势，而
１８：００所测叶水势与上午１０：００左右相当（图１）。进一步分析各生育期春小麦叶水势日变化规律，可以发现：随
生育期的推进，春小麦叶水势日变化均值逐渐降低，且自清晨６：００－下午１８：００的差值有逐渐增大的趋势。同
时，ＮＴＳ处理各生育期春小麦叶水势的日均值均高于其他处理。数据比较结果表明ＮＴＳ处理在拔节、抽穗、开
花和灌浆期的叶水势均值分别比Ｔ处理的高０．３２，０．２０，０．２０和０．２６ＭＰａ，而ＴＳ和ＮＴ处理的居于上述２个
处理之间。
图１　不同耕作措施下春小麦叶水势在不同生育期的日变化趋势
犉犻犵．１　犇犪犻犾狔犮犺犪狀犵犲狊狅犳犾犲犪犳狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊犪狀犱犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狆狉犪犮狋犻犮犲狊
２．２　不同耕作措施对春小麦叶片相对含水量（ＲＷＣ）和水分饱和亏（ＷＳＤ）的影响
叶片相对含水量是组织水重占饱和组织水重的百分率，它能够反映叶片组织细胞壁的紧张程度；叶片水分饱
和亏则是用于表示植物水分平衡状态的重要参数，它反映的是叶片达到充分饱和所需要的水分绝对量［１３］。
春小麦各处理的叶片相对含水量均呈现抽穗期＞拔节期＞开花期＞灌浆期的趋势（表２），而水分饱和亏的
变化则与之相反。各处理春小麦叶片相对含水量在不同生育期表现各异：在拔节期，ＮＴＳ处理的春小麦叶片相
对含水量为８５．８５％，显著高于其他３个处理，ＮＴ处理次之，并且与ＴＳ处理间的差异不显著，但显著高于Ｔ处
理，ＴＳ与Ｔ处理间的差异也未达到显著水平；在抽穗期，ＮＴＳ、ＮＴ和ＴＳ处理间的叶片相对含水量差异不显著，
但是均显著高于Ｔ处理；在开花期，ＮＴＳ处理的叶片相对含水量显著高于其他处理，而ＮＴ、ＴＳ和Ｔ处理间的差
７７第２１卷第６期 草业学报２０１２年
异不显著；在灌浆期，ＮＴＳ和ＴＳ处理的叶片相对含水量显著高于ＮＴ和Ｔ处理，而ＮＴＳ和ＴＳ处理、ＮＴ和Ｔ
处理之间的差异均不显著。
综上所述，在整个生育期内春小麦叶片相对含水量ＮＴＳ处理最高，Ｔ处理最低，水分饱和亏则正好相反，进
一步说明ＮＴＳ处理下春小麦叶片具有较强的保水能力，能较好地维持正常的生理功能，在一定程度上能缓解作
物的受旱程度。
表２　春小麦不同生育期叶片相对含水量和水分饱和亏
犜犪犫犾犲２　犔犲犪犳狉犲犾犪狋犻狏犲狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋犪狀犱狑犪狋犲狉狊犪狋狌狉犪狋犻狅狀犱犲犳犻犮犻犲狀狋狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊 ％
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
拔节期Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
ＲＷＣ ＷＳＤ
抽穗期 Ｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ
ＲＷＣ ＷＳＤ
开花期Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
ＲＷＣ ＷＳＤ
灌浆期Ｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
ＲＷＣ ＷＳＤ
Ｔ ７９．５９±１．０２ｃ ２０．４１ａ ８４．４６±１．５６ｂ １５．５４ａ ７６．０３±１．１２ｂ ２３．９７ａ ６８．８８±１．００ｂ ３１．１２ａ
ＮＴ ８２．２４±１．２８ｂ １７．７６ｂ ８６．１４±１．０９ａ １３．８６ａ ７８．０２±１．２３ａｂ ２１．９８ａｂ ７０．１２±１．１７ｂ ２９．８８ａ
ＴＳ ８１．７１±１．１０ｂｃ １８．２９ａｂ ８６．８１±１．３３ａ １３．１９ａ ７６．５７±１．２８ｂ ２３．４３ａ ７３．０７±０．８４ａ ２６．９３ｂ
ＮＴＳ ８５．８５±１．１８ａ １４．１５ｃ ８８．３４±０．３４ａ １１．６６ｂ ７９．６４±１．３５ａ ２０．３６ｂ ７４．８９±１．９１ａ ２５．１１ｂ
　注：同列不同小写字母表示处理间差异达０．０５显著水平，下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５ｂｅｔｗｅｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．３　不同耕作措施下春小麦叶水势对环境因子的响应
２．３．１　对土壤含水量的响应　保护性耕作的３个处理在各主要生育期０～３０ｃｍ土壤水分含量均高于Ｔ处理，
且ＮＴＳ处理与Ｔ处理间差异达到了５％的显著水平（图２）。
图２　春小麦不同生育时期０～３０犮犿土壤含水量变化
犉犻犵．２　犇狔狀犪犿犻犮狊狅犳０－３０犮犿狊狅犻犾狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊
在植物的ＳＰＡＣ系统中，水分由土壤经植物散发到大气中，叶水势与土壤水势形成的水势差是其水分运动
的源动力，土壤含水量的变化直接对叶水势产生影响［１４］。作物叶水势在白天变化过程中受大气因子的影响较
大，而清晨的叶水势主要受土壤水分的影响。因此，对不同耕作措施下春小麦４个主要生育时期叶水势（ΨＬ，
ＭＰａ）清晨６：００变化的平均值与０～３０ｃｍ平均土壤含水量（ＳＷＣ，Ｖ％）进行二次多项式回归分析，结果表明，整
个生育期春小麦各处理的叶水势与土壤含水量之间显著正相关，其中ＮＴＳ、ＮＴ处理下叶水势与土壤含水量之间
达到了极显著水平（表３）。
２．３．２　对气象因子的响应　气象因子是影响植物叶水势日变化规律的重要因素。植物叶水势在一天的变化中
呈先减小后增大的趋势，这种变化规律与大气温度、太阳辐射、大气相对湿度和大气水势的日变化密切相关［６］。
运用多元线性逐步回归分析方法，重点分析不同生育期不同耕作措施下春小麦叶水势与大气温度、太阳辐射、大
８７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
气相对湿度和大气水势４个气象因子之间的回归关系
（表４）。
在春小麦拔节期，太阳辐射对Ｔ和ＮＴ处理的叶
水势的影响可以忽略；在抽穗期，太阳辐射对ＮＴ处理
的叶水势没有显著效应，大气相对湿度对ＴＳ处理的
叶水势没有显著效应；在开花期，大气相对湿度对 Ｔ
处理的叶水势没有显著效应，其余处理在各个时期的
叶水势均与４个气象因子显著相关，其中开花期各处
理和灌浆期ＮＴＳ、ＴＳ处理与气象因子均极显著相关。
采用通径分析能有效而直观地表示相关变量间的
直接效应和间接效应（表５）。从大气水势、大气相对
湿度、大气温度和太阳辐射对作物叶水势影响的直接
作用可以看出，大气水势和大气相对湿度是影响春小
麦叶水势日变化较大的气象因子，其中大气水势的直
表３　不同耕作措施下清晨６：００春小麦叶水势（犕犘犪）
对土壤含水量（犞％）的响应
犜犪犫犾犲３　犚犲狊狆狅狀狊犲狊犫犲狋狑犲犲狀犾犲犪犳狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳狊狆狉犻狀犵
狑犺犲犪狋犪狀犱狊狅犻犾狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狋犻犾犪犵犲狆狉犪犮狋犻犮犲狊犪狋６：００犃犕
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
回归方程
Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ
相关系数
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　
Ｔ Ψ犔＝０．００４０犛犠犆２－０．１１２６犛犠犆＋０．０２５１ ０．７２１７
ＮＴ Ψ犔＝０．００５９犛犠犆２－０．１７６０犛犠犆＋０．５４５７ ０．８０６８
ＴＳ Ψ犔＝０．００３２犛犠犆２－０．０９７０犛犠犆＋０．０８１５ ０．７８５５
ＮＴＳ Ψ犔＝０．００４９犛犠犆２－０．１１２６犛犠犆＋０．０２５１ ０．８０１２
　注：代表０．０５水平的显著性，代表０．０１水平的显著性，下同。
　Ｎｏｔｅ：ｓｔａｎｄｓｆｏｒｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆ０．０５，ｓｔａｎｄｓｆｏｒｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ
ｏｆ０．０１，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
接通径系数为－１．３０１９，大气相对湿度的直接通径系数为１．２６６０，这主要是因为大气水势是由大气相对湿度计
算所得，而且大气水势和大气相对湿度呈正相关。但是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射的直接通径系数均小
于各自通过大气水势的间接通径系数，表明这三者对春小麦叶水势日变化的直接影响小于它们通过大气水势的
间接影响。由此可见，大气水势在春小麦叶水势日变化中起主要作用，虽然大气温度与春小麦叶水势极显著相
关，但通径分析结果表明，大气温度的直接通径系数（－０．８４４３）较小，说明其对叶水势影响的直接作用较小，不
是叶水势日变化的主要原因。
表４　不同耕作措施下春小麦不同生育期叶水势（犕犘犪）与气象因子的回归关系
犜犪犫犾犲４　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犫犲狋狑犲犲狀犾犲犪犳狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犪狀犱犿犲狋狉狅犾狅犵犻犮犪犾
犳犪犮狋狅狉狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵狊狋犪犵犲狊犪狀犱狋犻犾犪犵犲狆狉犪犮狋犻犮犲狊
生育期
Ｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
回归方程
Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ
相关系数
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
犉值
犉ｖａｌｕｅ
显著水平
Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｅｖｅｌ
拔节期Ｊｏｉｎｔｉｎｇ Ｔ Ψ犔＝－１．１８０７－０．１３３０犜犪＋０．０１９２犚犎－０．０１０６Ψ犪 ０．９７７３ ２１．３０１５ ０．０１５９
ＮＴ Ψ犔＝－１．４４６６－０．１２９４犜犪＋０．０２１４犚犎－０．０１３４Ψ犪 ０．９６４５ １３．３２４５ ０．０３０６
ＴＳ Ψ犔＝－３．１０７４－０．０７１８犜犪－０．０００５犚＋０．０３４３犚犎－０．０１４２Ψ犪 ０．９９３６ ３８．７７３７ ０．０２５３
ＮＴＳ Ψ犔＝－３．０３１６－０．０６４７犜犪－０．０００６犚＋０．０３３２犚犎－０．０１４６Ψ犪 ０．９９１２ ２７．９０６０ ０．０３４９
抽穗期 Ｈｅａｄｉｎｇ Ｔ Ψ犔＝－６．８２５１－０．０２１２犜犪－０．０００９犚＋０．０６８８犚犎－０．０２５１Ψ犪 ０．９８８５ ２１．２８３８ ０．０４５４
ＮＴ Ψ犔＝－８．５３８５－０．００１３犜犪＋０．０８４５犚犎－０．０３３５Ψ犪 ０．９７１３ １６．６６５４ ０．０２２５
ＴＳ Ψ犔＝０．６０６５－０．１０３６犜犪－０．０００７犚－０．００４２Ψ犪 ０．９７６０ ２０．０８３０ ０．０１７３
ＮＴＳ Ψ犔＝－１１．０２１９－０．０１４７犜犪－０．００１０犚＋０．１１２０犚犎－０．０４７７Ψ犪 ０．９８８９ ２１．９６２９ ０．０４４０
开花期Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ Ｔ Ψ犔＝２．２６６８－０．２３１６犜犪－０．０００１犚－０．０１６０Ψ犪 ０．９９７３ １８１．９０２７ ０．０００７
ＮＴ Ψ犔＝－１．６６６１－０．１４７５犜犪－０．０００３犚＋０．０３１８犚犎－０．０２１０Ψ犪 ０．９９９９ ３４０７．７６４１ ０．０００３
ＴＳ Ψ犔＝－２．３７５０－０．１４７３犜犪－０．０００４犚＋０．０３８６犚犎－０．０２４９Ψ犪 ０．９９８１ １３１．８８１３ ０．００７５
ＮＴＳ Ψ犔＝－５．５３２７－０．０９６０犜犪－０．０００５犚＋０．０６６０犚犎－０．０３１３Ψ犪 ０．９９８８ ２００．５０５４ ０．００５０
灌浆期Ｆｉｌｉｎｇ Ｔ Ψ犔＝４．７８５３－０．３６０７犜犪＋０．００１３犚－０．００８５犚犎－０．０１８１Ψ犪 ０．９９２７ ３３．７３１８ ０．０２９０
ＮＴ Ψ犔＝－２．６８８３－０．１４４５犜犪＋０．０００２犚＋０．０４１４犚犎－０．０２０１Ψ犪 ０．９９５９ ６０．７８１２ ０．０１６３
ＴＳ Ψ犔＝－１．２１５１－０．２０５８犜犪＋０．０００４犚＋０．０３６４犚犎－０．０２３８Ψ犪 ０．９９７８ １１５．９６０１ ０．００８６
ＮＴＳ Ψ犔＝１．６２３４－０．２８５２犜犪＋０．００１３犚＋０．０１７２犚犎－０．０２３８Ψ犪 ０．９９８２ １３５．８７０３ ０．００７３
９７第２１卷第６期 草业学报２０１２年
３　讨论
３．１　叶水势动态
本研究中，春小麦各生育期叶水势日变化均呈现
自清晨逐渐降低，中午１２：００－１４：００左右降至最低，
然后逐渐回升的趋势，且随生育期的推进，春小麦叶水
势日变化均值逐渐降低。其原因可能是清晨光照弱且
气温低，蒸腾耗水几乎为零，叶水势处在较高的水平，
但随着光照的增强，气温升高，蒸腾不断增大，作物为
满足不断增加的蒸腾耗水，叶水势呈下降趋势，以增强
作物从土壤中吸水的能力，而在正午过后，随气温及光
照强度的减弱，蒸腾速率逐渐减小，叶水势开始回升，
这与高鹭等［６］的研究结果相似。
表５　春小麦叶水势与气象因子的通径系数
犜犪犫犾犲５　犘犪狋犺犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犫犲狋狑犲犲狀犾犲犪犳狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾
狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犪狀犱犿犲狋狉狅犾狅犵犻犮犪犾犳犪犮狋狅狉狊
气象因子
Ｍｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌ
ｆａｃｔｏｒ
直接作用
Ｄｉｒｅｃｔ
ｅｆｆｅｃｔ
间接作用
Ｉｎｄｉｒｅｃｔｅｆｆｅｃｔ
犜犪→Ψ犔 犚→Ψ犔 犚犎→Ψ犔 Ψ犪→Ψ犔
犜犪 －０．８４４３ －０．１１９６ －１．１５０７ １．１８９０
犚 －０．１５６４ －０．６４５７ －０．８８９７ ０．８８５７
犚犎 １．２６６０ ０．７６７３ ０．１０９９ －１．２８０６
Ψ犪 －１．３０１９ ０．７７１０ ０．１０６４ １．２４５４
　　研究结果还表明，春小麦不同生育时期的叶水势、叶片相对含水量在免耕秸秆覆盖、传统耕作结合秸秆还田
及免耕不覆盖的处理下均较传统耕作处理的高，而叶片水分饱和亏则呈相反的趋势，同时，春小麦各处理的叶片
相对含水量均呈抽穗期＞拔节期＞开花期＞灌浆期的趋势。出现这种结果的原因可能是连续６年的保护性耕作
促进了土壤有机质的积累和土壤团粒结构的形成［８］，提高了土壤对水分的蓄积能力，从而使春小麦保持了较高的
叶水势和叶片相对含水量，在一定程度上缓解了作物受干旱胁迫程度。据康绍忠等［１］对冬小麦叶水势的研究表
明，作物的叶水势随生育期的进程而下降。而在本研究中，春小麦抽穗期叶水势出现了上升，这可能与观测前期
当地的连续降水有关，这也是与陈荣敏等［１２］的研究结果不尽相同的原因所在。
３．２　叶水势对环境因子的响应
土壤水分是影响植物叶片水势的重要因素之一［１２１９］。本研究对不同生育期０～３０ｃｍ土层土壤含水量与春
小麦叶水势的研究进一步证明：保护性耕作措施有助于提高耕层土壤水分含量，且免耕秸秆覆盖、免耕不覆盖处
理下叶水势与土壤含水量之间的二次多项式回归分析显著相关。
对４个气象因子对作物叶水势影响的通径分析结果表明，大气水势是影响春小麦叶水势日变化作用最大的
气象因子，其直接通径系数（－１．３０１９）最大，其次是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射。鉴于大气温度、太阳
辐射、大气相对湿度及大气水势与该地区春小麦叶水势之间的高度相关性，可用气象因子对供试作物的叶水势日
变化值进行预估。这与邓勋飞等［１７］研究的结论相似。
本研究只对不同耕作措施下春小麦叶片水势的日变化及其影响因素进行了初步探讨，对不同作物的不同部
位（根、茎、叶）结合土壤水势的研究还需要进一步研究，以便全面、系统地掌握水分在ＳＰＡＣ系统中的运输与存
储机理，更好地服务于旱地农业生产。
参考文献：
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６７．
犇狔狀犪犿犻犮狊狅犳犾犲犪犳狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犪狀犱狉犲狊狆狅狀狊犲狊狋狅犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾
犳犪犮狋狅狉狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狆狉犪犮狋犻犮犲狊狅狀犱狉狔犾犪狀犱
ＬＩＪｉｅ１，ＣＡＩＬｉｑｕｎ１，ＺＨＡＮＧＭｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧＲｅｎｚｈｉ１
（１．ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄＬａｎｄＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｏｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＬａｎｚｈｏｕＣｉｔｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＢａｓｅｄｏｎａｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｏｆｒａｉｎｗａｔｅｒｅｄｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｕｎ
ｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｐａｔｔｅｒｎｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ，ｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｗａｓｈｉｇｈｅｓｔ
ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｍｏｒｎｉｎｇａｎｄｌｏｗｅｓｔａｔ１２：００ｔｏ１４：００，ａｆｔｅｒｗｈｉｃｈｉｔｇｒａｄｕａｌｙｒｏｓｅａｇａｉｎ．Ｔｈｅｄａｉｌｙａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅ
ｏｆｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｎｄｅｒｎｏｔｉｌｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｉｎｇｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｕｎｄｅｒｏｔｈｅｒｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｌｅａｆｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｗａｓ：ｈｅａｄｉｎｇ＞ｊｏｉｎｔｉｎｇ＞ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＞
ｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ，ａｎｄｌｅａｆｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｎｏｔｉｌｗｉｔｈｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｉｎｇｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔ
ｕｎｄｅｒｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｉｌａｇｅ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｗａｔｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｆｉｃｉｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈｅｏｐｐｏｓｉｔｅｔｒｅｎｄｓｔｏｔｈａｔｏｆｒｅｌ
ａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ．Ｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌａｇｅｐａｔｔｅｒｎｓｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａ
ｔｉｏｎｓｗｉｔｈｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｒｅｌａｔｉｖｅａｉｒｈｕｍｉｄｉｔｙａｎｄａｉｒｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ．
Ａｉｒｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｈａｄｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｔｈｅｓｅａｒｅａｓ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙ
ｒｅｌａｔｉｖｅａｉｒｈｕｍｉｄｉｔｙ，ａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅ；ｌｅａｆｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒ；ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）
１８第２１卷第６期 草业学报２０１２年