作物的果实,例如苹果,梨,西红柿,椒,茄子等的阳面往往出现伤害。这种生理伤害常被称为日烧,是由于果实位置性过热引起的。在叶幕好的情况下,多数果实被覆盖,日烧很少发生。如果植物的叶片少,甚至叶片寥寥无几,许多果实直接受到阳光照射,导致严重伤害。典型的症状是出现部分失色或黄化,水浸状斑,或果实组织部分死亡,直至整个果实死亡。
植物的热伤害也能在叶片上发生,特别是当植物从室内或温室搬向室外时。这种热伤害能引起缓苗。
如先前所述,高的土壤温度同样能引起植物的伤害或死亡。热土导致处于土线的细胞死亡,对于幼苗是一个特殊的问题。 耐热性
某些植物比另一些植物耐高温性强。高温下的高蒸腾速率使植物难免遭受热胁迫和干旱胁迫。然而,植物会逐步得到锻炼,从而更好地抵抗干旱胁迫。经过锻炼之后,植物之间的耐热性仍有差异。经过适度锻炼之后,暖机暖季节生长的狗牙根比冷季节生长的早酥禾的耐热性强。 避热性
随着树干上的皮部增厚,树体就不易受到西南向伤害(日烧)(原因和症状)。情况确实如此,无论该伤害是由冬季温度变化还是夏季高温引起。这种保护作用可能与厚的皮部有更大的绝热作用,使形成层受热较轻。有些种类反光能力强,因此,不像其他种类那么易于增温。沙漠植物反光的比例大(60%),因此,在某种程度上易于避免过热伤害。北美巨型仙人掌的刺不仅起保护作用,而且对绿茎起遮阴作用,因此,有助于在沙漠里炎热的夏天防止过热。植物因蒸腾作用而具有降低自身温度的能力。因此,显而易见,土壤和水分之间的关系在植物的避热过程中起重要作用。 Lesson 16 Part A
Irrigation (1)灌溉 地表灌溉
灌溉系统有多种,各自有其优点和缺点。最古老的一种,已经广泛应用了数千年,就是地表灌溉。地表灌溉有两种主要形式,即沟灌和漫灌。
沟灌及其改良系统需要在作物行间或畦间挖浅的灌水沟,通过开闸或利用虹吸管从供水沟向灌水沟注水(定义)。通常作物的畦面比地面高几英寸,有利于排水和根区通气。沟灌仅限于在机械整平的有一定的坡度的农田,决不可用于沙地或排水太快,存不住水的农田。因此,土壤类型对于沟灌来说是很重要的一个因素。沟灌的一个优点是很少湿叶,因
此,不易引起叶片病害问题。然而,这种灌溉方法需水量大,用工多,要始终注意控制水流。这种灌溉方法因暴露在空气中的面积太大,水分由于蒸发作用而损失过多。如果灌溉用水的可溶性盐含量太高,还会有另一个潜在的缺点,因为盐在土壤中会积累。如果沟灌持续使用一段时间,盐份会过高而严重降低作物产量,严重时,甚至会使土地不再适合作物生产。
漫灌与沟灌差异很小,其差异主要是漫灌覆盖地表土的大部或全部,而不是仅仅行间或畦间。尽管漫灌需要劳力较少,其优缺点与沟灌从根本上来说是相同的。然而,就用水量和劳力来说,漫灌通常被认为是效率最低的一种灌溉方式。树盘灌溉是在干旱地区常用的一种漫灌形式,将水刚好集中在树的周围。树盘灌溉也被园林承包者在移栽树或灌木时小范围使用,用以减轻缓苗和提高成活率。 喷灌
喷灌广泛应用于许多作物。通常人们称其为人工降雨灌溉,灌溉水在植物或作物冠层之上喷施,叶片和土壤同时被湿润。喷灌常用于户外作物,包括果树,蔬菜,草皮和苗圃植物。在温室内使用喷灌时,必须通气良好,以避免病害,并且要采取病害防控措施,合理使用适当的农药。
其它地方讨论所涉及到的两种改良的喷灌形式包括利用喷水来防止霜害和利用弥雾来刺激插条生根。水溶性肥料可以有效地与喷灌结合使用,这种做法被称为加肥灌溉。这种施肥比采用传统方法施肥在时间上能更好的满足植物的需要。第九章将更多地介绍通过灌溉进行施肥的有关知识。因为喷灌不需要整平土地,灌水过程中很少或不需要人工管理,绝大多数喷灌系统的人工费比地表灌溉低。当然,启动安装所需要的资金和人工费高,其费用的多少依所选用的喷灌系统而异。
费用最高的喷灌系统之一是弹出式固定喷灌系统,常用于昂贵的草坪草,如高尔夫绿地。一旦安装完毕,永久性的喷灌系统很少需要用于维护方面的人工投入。而非永久性的喷灌系统往往依赖于可移动的铝管,而且搬运管子很费时费工。喷灌其它方面的缺点包括由于风而引起的喷灌模式的变化,造成水不均匀的喷布;水泵耗能高;需要稳定的高质量的水供应;以及在高温多风的天气条件下对粘重土壤灌溉不充分。要想给粘重土壤提供足够的灌溉水而没有径流损失就会遇到困难,灌溉速率必须很慢,便会引起蒸发失水过多。 尽管带孔管系统和固定喷头喷灌系统一有某种程度的应用,最常用的喷灌田间应用方式是利用双喷嘴或单喷嘴的旋转喷头喷灌设施。这些旋转喷头可以在那些比较细的竖管上的供水管之上的任意高度进行安装。对于象草莓这样的低秆作物,竖管的高度仅以厘米来计,通常只有15-30厘米高。对大多数行间中耕作物来说,竖管的高度一般1-2米高,但是用于防止霜冻和果树灌溉的需要几米高。
由于水质或水源的原因而需要的话,可以在水源或输水管道上安装过滤器或杂物过滤筛以防止杂物或颗粒状物堵塞喷嘴孔口。过滤筛也能拦住杂草种子,因此而防止在利用地表水
源时传播了杂草。防止颗粒状物质对于接下来就要讨论的多数低流量喷灌系统来说甚至更为重要。 喷灌的类型
用于大田规模的果树和蔬菜生产的喷灌类型枚不胜数。另外,主要用于家庭花园和小规模企业的还有几种改进型。用于大田的喷灌系统的组成部分都十分的相似。它们包括一个水泵,提供必须的压力,主输水管道(mains),支输水管道(laterals),以及喷嘴。家庭用的小规模的喷灌系统的区别仅在于用软管代替主输水管道和支输水管道,输水压力是由家用供水系统提供。支输水管及其上面的喷嘴的距离要足够近以保证喷灌水有足够的交叉而提供完全覆盖。为了保证灌溉系统喷布的水充分而均匀,必须在被灌溉的区域相隔一定的距离安放几个直边的容器。如果灌溉系统喷部的水均匀的话,容器内的水量应该差不多。尽管人们经常使用量雨器,其实任何直边的容器象咖啡罐都可以用来替代它。田里的主输水管可以是永久式的,亦可是可移动式的。永久性的输水管主要用于在整个生长季或连续多年使用的灌溉系统中最为有效,往往是将其完好的地埋在地表之下。可移动式的主输水管用于一个生长季里要在几块地里使用的灌溉系统。
固定式装置用来描述具有相距较近的支输水管的喷灌系统,其支输水管的距离之近足以保证完全的田间覆盖而无须移动或复位支输水管。这样的喷灌系统特别适合于土壤水分状况为每隔5-7天灌溉一次的地方。也很适合于需要低量灌溉的地方,适合于灌溉水渗透至湿润水的速度缓慢的土壤,适合于防止霜冻或作物降温。固定式装置的一个改变型装置是主输水管和支输水管均安装在地下,只有喷灌器和竖管在地上。这种灌溉系统往往被简称为永久式装置。前面提到过的用于高档草坪的弹出式系统或许是最为精密的一种。 Part B
Irrigation (2)灌溉 低流量灌溉
近些年来,人们对低流量灌溉(经常被称为细流灌溉或滴灌)的兴趣与日俱增。我们交替使用这三种术语。对滴灌的浓厚兴趣的一个显著原因是世界范围内对地球最珍贵的资源—水的关心不断提高。研究者已经证实当水直接分配给目标植物的根部时可以获得作物高效生产。在某种程度上,可以把低流量田间灌溉看作是模仿温室中盆栽植物的软管灌溉系统。后面将会看到紧紧围绕植物根区的一定体积的土壤可以从一个点源来灌溉,但是水分穿透的速率和分布的方式受土壤类型,粘磐和耕磐等障碍物所影响。
究竟何为滴灌?这是一种最新开发出来的正在园艺方面商业化应用的一种灌溉方法,它包括通过供水管道上的不同点上的发射器或施水器进行持续性的缓慢的灌水(滴灌的定义)。通过发射器的各种特性,包括孔的设计,孔的大小,涡流,很长的或螺旋型的水流管道等将供水系统的压力在抵达滴灌器之前降低。这种设计使在非常低的压力下释放限量的水成为可能。如此发射出的水在土壤中的移动主要是非饱和水流,水的移动范围是椭圆型的。
土壤的特性会影响水移动的程度和范围,土壤的特性与植物根系的特性一起决定根区得到充分湿润所需的灌水面积。
英国于二十世纪四十年代末发明的用于温室灌溉的系统被认为是大田滴灌系统的鼻祖。价格低廉的塑料管和管道系统的开发使这种灌水方法在温室产业被广泛接受。一般认为伯拉斯(Blass)早在十九世纪六十年代就在以色列将这一技术改良后用于田间灌溉。滴灌技术抛弃了用土壤储存水的主意,代之以持续性低流量施水弥补土壤水分蒸发损失。 滴灌的优点
与更为传统的高流量的灌溉系统相比,低流量的灌溉具有几个优点: 1.用水量小,降低费用,保护水资源。 2.因为土壤表面湿润面积少而杂草生长的少。 3.因为土壤湿润面积少而很少影响田间栽培管理。
4.因为叶片不因灌溉而着水故叶片病害较轻。这一优点在温室中尤为重要,因为在温室内象葡萄孢属及其他真菌引起的叶面病害会造成危害。 5.均匀的灌水防止植物胁迫并提高产量。
6.肥料可以同时使用(在自动化温室中使用已久)。
7.每天或持续性的施水使土壤溶液中的盐浓度较稀,盐份被沥滤至湿润土壤的外围部分,因此可以利用微盐性的水资源。 水被分配到植物最为需要之处。 滴灌的缺点
相比之下,低流量灌溉系统的缺点很少。最重要的问题就是发射器、细管道系统和喷嘴等堵塞。堵塞可能由于水中的颗粒状物引起,因此要采用有效的过滤设施将起去除掉。微生物也可引起堵塞,通常可以通过将水中进行化学处理来解决。为了使低流量灌溉系统高效工作,高质量的水是必须的。由于啮齿类动物和郊狼、狗等其它动物所造成的对水管和输水管道的破坏是田间设施常见的问题。另一个主要缺点是密度大的作物所需的费用较高,因此对于某些作物可能从经济方面论使用该系统的可能不大。再者,在含盐土壤为主的地区使用低流量灌溉系统可能导致在植物根围的盐量增加。
低流量灌溉系统可以置于地表,地上或埋入地下。尽管德国早在1869年最早尝试开发这种系统时采用的是埋在地下的黏土供水管道,现在更流行的是采用地表系统。将设施安装在地下的优点是水的蒸发量少,由于农机具和动物造成的管道破坏也少。然而,地表下