CN105766121A - 一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农作物栽培技术领域，涉及一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，包括以下步骤：（1）将栽培盆倾斜，向栽培盆内装半侧土，压实，整平土壤侧面，且土壤侧面垂直于栽培盆底部；（2）将固体状凡士林涂抹于半侧土壤表面，装另一半侧土并压实，保证凡士林两侧土壤重量一致；（3）放平栽培盆，凡士林分区的土壤表面覆土，播花生种，再覆表面土。本发明的优点是：方法简单，所用到的材料凡士林价格低廉，不再需要单独制作特殊规格的隔板，只需要将凡士林涂抹于根系分区的界面；利用凡士林自身的特点，能够有效阻碍根区之间的水分移动，并且对根系生长没有影响，根系可以穿过凡士林层生长，解决了隔板对根系生长的阻碍。

Description

一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法
技术领域
本发明属于农作物栽培技术领域，具体涉及一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法。
背景技术
干旱和水资源缺乏严重制约了我国北方粮食生产和农业的可持续发展，传统粗放的灌水技术导致农业用水的利用率极低，仅为30～40％，造成水资源的严重浪费。加之，北方地区降雨量少，降水分布不均，每年因干旱损失粮食占年总产量的1/6。因此，采取节水农业措施的同时研究农作物的抗旱生理是当今农业的可持续发展的重要研究课题之一。
花生是重要的油料作物和经济作物，我国花生主要分布在干旱半干旱的丘陵地区，全国每年因干旱引起的花生减产率在20％以上，经济损失超过50亿元，干旱与水资源缺乏是影响我国北方花生种植地区花生生长、产量和品质的限制因素（Nageswara，1994）。在此背景下，挖掘和培育花生抗旱品种是一直以来解决干旱和缺水对花生栽培带来严重影响的主要途径和手段。然而，抗旱品种的培育年限长，而且不能立即应用于生产，因此，实际生产中，寻求更有效的农业措施以刺激或诱导花生产生抗旱反应达到不减少产量甚至增加产量的同时，又提高水分利用效率的目的，从而解决干旱和缺水给花生生产带来的不利影响。近几年，为适应农业可持续发展和节水灌溉理论的研究，以提高水分利用效率为核心，如非充分灌溉(Non-fullirrigation)、调亏灌溉(Regulateddeficitirrigation)、局部灌溉(Localizedirrigation)、滴灌(Trickleirrigation)等新的节水灌溉与技术得到了大量的研究和应用。花生栽培仍以大水漫灌的传统方式为主，没有解决干旱和缺水问题配套的节水灌溉措施，因此，如能结合花生的栽培和抗旱生理特性，从刺激作物根系吸水和作物生理角度出发，寻找配套的节水灌溉措施，在达到提高水分利用效率的同时，提高产量具有重要的意义。
根系是植物吸水的主要器官，干旱或水分缺乏时其最先感知，迅速产生化学信号向地上部传递来促使气孔关闭，以减少水分散失，并通过自身形态和生理生化特征的调整适应变化后的水分环境(DaviesandZhang，1991；JiaandZhang，2008)。近几年，基于节水灌溉技术原理和根系感知缺水信号理论提出的部分根系干燥技术(PRD，partialrootzonedrying)，即根区的一侧灌溉而另一侧保持干燥，之后灌溉的一侧根系保持干燥，而干旱一侧接受充分的灌溉(Grimesetal.1968)，国内也称该技术为根系分区交替灌溉。该技术以刺激作物根系吸水功能和改变根区剖面土壤湿润方式为核心，通过调节气孔开度，减少“奢侈”蒸腾，提高水分利用效率，达到不减产或提高品质为目的(Sadras2009；SepaskhahandAhmadi，2010)，开辟了节水灌溉的新思路。
然而，采用根系分区交替灌溉技术研究花生抗旱机制的过程中，通常采用盆栽试验，因此出现了灌溉和干燥根区间的土壤水分移动问题，如何解决灌溉一侧根区和干燥一侧根区土壤水分含水量的稳定，是保证试验成功的关键。在查阅资料和文献的基础上，解决此问题一般有2种方法，一是利用隔板将土壤分为2部分（如图1所示），另一种是将根系分在两个容器中生长（如图2所示）。这2种方法很好的模拟了须根系植物根系分区交替灌溉，然而，花生是主根系作物，采用隔板和分容器方法妨碍主根的生长，并且主根只在一个根区生长，影响灌溉和干燥对根系的处理，影响花生的正常生长和最终产量。表1中在正常灌溉条件下，隔板虽可刺激须根生长，根系干物质量没有差异，但是影响了地上部生长，干物质量减少8%,产量减低6.6%；交替灌溉条件下，隔板对根系的影响更为明显，根系干物质量减少20.5%，地上部干物质量减少11.3%，产量降低9.3%。并且由于隔板与盆密封性差，仍有5-10%的水分从灌溉侧根区渗透到干燥侧。分容器栽培也出现同样的植株生长受抑制的情况。
表1：根系分区交替灌溉（PRD）隔板对花生生长的影响
发明内容
根据以上现有技术不足，本发明提供一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，能够解决花生根系分区交替灌溉技术中根区水分移动和根系生长受抑制的问题。
本发明所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将栽培盆倾斜，向栽培盆内装半侧土，压实，整平土壤侧面，且土壤侧面垂直于栽培盆底部；
（2）将固体状凡士林涂抹于半侧土壤表面，装另一半侧土并压实，保证凡士林两侧土壤重量一致；
（3）放平栽培盆，凡士林分区的土壤表面覆土，播花生种，再覆表面土。
本发明中采用凡士林来替代隔板进行根系分区，凡士林极具防水性，可以阻碍根区之间的水分移动，无毒无害，并且对根系生长没有影响，根系可以穿过凡士林层生长，解决了隔板对根系生长的阻碍。
其中，优选方案如下：
所述的步骤（1）中栽培盆的倾斜角度为40~50度，更优选为45度。
所述的步骤（2）中凡士林的涂抹厚度为0.5~1cm，涂抹位置的最高点至栽培盆上开口距离为5~8cm。
所述的步骤（3）中凡士林分区的土壤表面覆土厚度为3~5cm，更优选为4cm。
所述的步骤（3）中播花生种时应播于凡士林上方两侧旁，避免播于凡士林正上方影响种子萌发。
本发明所具有的优点是：（1）方法简单，所用到的材料凡士林价格低廉，不再需要单独制作特殊规格的隔板，只需要将凡士林涂抹于根系分区的界面；（2）利用凡士林自身的特点，能够有效阻碍根区之间的水分移动，并且对根系生长没有影响，根系可以穿过凡士林层生长，解决了隔板对根系生长的阻碍。
附图说明
图1为传统PRD-隔板法示意图；
图2为传统PRD-分容器栽培法示意图；
图3为本发明方法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将栽培盆倾斜，倾斜角度为45度，向栽培盆内装半侧土，压实，整平土壤侧面，且土壤侧面垂直于栽培盆底部；
（2）将固体状凡士林涂抹于半侧土壤表面，凡士林的涂抹厚度为0.5cm，涂抹位置的最高点至栽培盆上开口距离为5cm，装另一半侧土并压实，保证凡士林两侧土壤重量一致；
（3）放平栽培盆，凡士林分区的土壤表面覆土，播花生种，应播于凡士林上方两侧旁，避免播于凡士林正上方影响种子萌发，再覆表面土，覆土厚度总计为4cm。
本实施例中采用凡士林来替代隔板进行根系分区，凡士林极具防水性，可以阻碍根区之间的水分移动，无毒无害，并且对根系生长没有影响，根系可以穿过凡士林层生长，解决了隔板对根系生长的阻碍。
实施例2：
一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将栽培盆倾斜，倾斜角度为45度，向栽培盆内装半侧土，压实，整平土壤侧面，且土壤侧面垂直于栽培盆底部；
（2）将固体状凡士林涂抹于半侧土壤表面，凡士林的涂抹厚度为1cm，涂抹位置的最高点至栽培盆上开口距离为8cm，装另一半侧土并压实，保证凡士林两侧土壤重量一致；
（3）放平栽培盆，凡士林分区的土壤表面覆土，覆土厚度为1cm，播花生种，应播于凡士林上方两侧旁，避免播于凡士林正上方影响种子萌发，再覆表面土。
实施例3：
表2：采用凡士林、隔板根系分区交替灌溉(PRD)对盆栽花生苗期生长的影响
根系分区交替灌溉技术对植物的生长具有促进作用，但是如果采用的试验方案不当可能对试验结果起到相反的作用。表2中列举了凡士林代替隔板对花生幼苗植株的影响，采用隔板的根系分区交替灌溉对花生苗期地上部和根系的影响超过20%，根区间渗水率8.76%，说明隔板影响了根系分区交替灌溉的效果；而采用凡士林代替隔板的根系分区交替灌溉促进其生长发育，说明采用凡士林对根系分区交替灌溉的影响可以忽略。
表3：凡士林层厚度对花生苗期根系的影响
凡士林虽然无毒无害，但是涂抹厚度过薄可能造成两侧根区水分渗透。凡士林涂抹过厚会造成根系长时间扎于凡士林层也一定程度的影响根系发育，因此适当涂抹厚度的凡士林层是本方法的关键。表3为凡士林厚度对苗期花生根系发育的影响，PRD方法采用0.5~1cm厚的凡士林层对花生根系起到促进生长的作用，达到了PRD方法的预期结果，1cm以上厚度对根系起到一定程度的抑制作用，影响试验结果。
表4凡士林涂抹位置的最高点至栽培盆上开口距离和覆土厚度对花生出苗的影响
凡士林涂抹位置最高点至栽培盆上方开口距离影响着覆土厚度，而覆土厚度是花生出苗的一个关键点。表4中，开口距离3cm，覆土厚度1cm时，虽然不影响花生出苗，但是由于覆土太薄却限制了下胚轴的伸长；开口距离为5~8cm，覆土厚度3-5cm为最佳，过深的距离和厚度则影响出苗率。

Claims (7)

1.一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将栽培盆倾斜，向栽培盆内装半侧土，压实，整平土壤侧面，且土壤侧面垂直于栽培盆底部；
（2）将固体状凡士林涂抹于半侧土壤表面，装另一半侧土并压实，保证凡士林两侧土壤重量一致；
（3）放平栽培盆，凡士林分区的土壤表面覆土，播花生种，再覆表面土。
2.根据权利要求1所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（1）中栽培盆的倾斜角度为40~50度。
3.根据权利要求2所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（1）中栽培盆的倾斜角度为45度。
4.根据权利要求1所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（2）中凡士林的涂抹厚度为0.5~1cm，涂抹位置的最高点至栽培盆上开口距离为5~8cm。
5.根据权利要求1所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（3）中凡士林分区的土壤表面覆土厚度为3~5cm。
6.根据权利要求5所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（3）中凡士林分区的土壤表面覆土厚度为4cm。
7.根据权利要求1所述的一种防止花生根系分区交替灌溉中水分移动的分根方法，其特征在于：所述的步骤（3）中播花生种时应播于凡士林上方两侧旁。
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