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叶面湿度传感器对水稻与露水关系的研究分析
露水是水田生态系统重要的气象参数,其生态效应是多方面的。一方面,适量露水可保持水稻叶面湿度,提高水稻的抗蒸腾能力,促进叶面肥或农药的进一步溶解,有利于叶片组织吸收利用;另一方面,露水为某些致病孢子的萌发提供了水源,酸露对水稻叶片有很强的腐蚀作用,露水重、持续时间长会对水稻的花粉传播不利,如遇到持续时间较长的平流降温寒害天气,露水因白天蒸发耗热延长了近地表低温的持续时间,加重部分水稻作物的寒害程度。露水是水田水循环的重要组成部分,东北地区水田露水可占水稻生长季降雨总量的6%~9%。由于露水较难收集,世界范围内对露水水质分析的研究较少,目前对露水水质的分析多集中在城市生态系统和沙漠生态系统,且多侧重于露水中可溶性离子(K+、Ca2+、NH4+、Mg2+、Na+、Cl、NO3、HCO3等)含量与雨水化学组分的分析比较。叶面湿度传感器可以对露水影响水稻叶面的结果进行测定分析。
对约旦Amman地、印度北部沙丘地区及克罗地亚港口地区露水样品分析发现,露水中主要可溶性离子的浓度均比雨水中高。露水作为农田系统重要的水分和养分输入项,对其可溶解易被作物吸收的营养物质(如氮磷)分析鲜有报道。水田施肥后,有一部分营养元素(如氮)以气态形式扩散回大气,部分物质在夜间会随水汽凝结在水稻叶片上。研究表明中国东北北部黑土地区的稻田中,当年施入的氮、磷素平均损失率分别约为43%和10%,水稻吸收利用的氮、磷占22.2%~46.1%,其余的氮素通过挥发(约为8.8%~17.2%)、径流和排水(约为15.3%)等形式损失;磷肥主要通过径流和排水的方式流失。但以气态形式(NH3或N2O)挥发的氮素并没有完全损失,夜间水汽凝结的过程会将部分氮素沉降在叶片上,并再次被水稻吸收利用。此外,露水可溶解叶片上的部分干沉降物质,据推测植物从干湿沉降中吸收的氮素可占植物吸收氮素总量的10%~30%。植物主要吸收无机氮,水稻以吸收铵氮为主,夜间水汽凝结过程有助于提高植物对营养元素吸收的利用率。因此露水中含有的氮、磷等物质,很可能是水稻吸收营养物质的潜在途径之一。
水田露水每年有效态氮、磷的输入量远高于叶面肥,可见夜间水汽凝结过程的确强化了水稻对营养元素吸收的利用率,露水中含有的氮、磷等物质是水稻通过叶片直接吸收营养物质的重要途径之一,露水是水田生态系统水分和养分不可忽视的输入组分。值得注意的是露水和叶面肥都以液态水滴的形式附着于水稻叶片,但露水和叶面肥均易于蒸发(挥发),因此本文所得到的露水及叶面肥养分输入通量并不是最终被水稻吸收的部分。
叶面湿度传感器对水稻叶面进行测定后发现，露水中营养元素被作物吸收的情况还有待于进一步研究,其他大量元素及微量元素(Zn、K、Mg、Ca、Mn、Cu、Cr)需要开展监测和分析,以更全面地说明稻田露水的生态效应。
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