灌溉水作為作物生長所需水分與養(yǎng)分的核心載體，其溶解氧（DO）含量直接影響作物根系生理活性，進(jìn)而調(diào)控作物生長發(fā)育與產(chǎn)量形成。根系是作物吸收水分、養(yǎng)分及合成生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的關(guān)鍵器官，而有氧呼吸是維持根系正常生理功能的基礎(chǔ)能量代謝過程。當(dāng)前，農(nóng)田灌溉中普遍存在水溶氧不足的問題，如地下水、溝渠死水等灌溉水源溶氧含量偏低，長期低氧灌溉易導(dǎo)致作物根系缺氧窒息、呼吸受阻，引發(fā)根系腐爛、養(yǎng)分吸收效率下降等連鎖反應(yīng)，最終造成作物減產(chǎn)與品質(zhì)劣變。便攜式熒光溶氧儀憑借快速響應(yīng)、現(xiàn)場適配性強(qiáng)、檢測精準(zhǔn)的技術(shù)優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)田間灌溉水溶氧的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為科學(xué)調(diào)控灌溉方式、優(yōu)化溶氧環(huán)境提供數(shù)據(jù)支撐。本文從灌溉水溶氧對(duì)作物根系呼吸的影響機(jī)制入手，明確不同作物的灌溉水溶氧適宜閾值，系統(tǒng)闡述便攜式熒光溶氧儀的田間快速檢測方法及基于檢測數(shù)據(jù)的灌溉調(diào)整策略，為農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉與作物增產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

一、灌溉水溶氧對(duì)作物根系呼吸的影響機(jī)制

作物根系呼吸作用以氧氣為終端電子受體，通過有氧代謝將碳水化合物分解為二氧化碳和水，同時(shí)釋放大量能量，為根系細(xì)胞分裂、伸長、養(yǎng)分主動(dòng)吸收（如氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素）及次生代謝物質(zhì)合成提供動(dòng)力。灌溉水溶氧作為根系有氧呼吸的直接氧源，其含量高低直接決定根系呼吸代謝的效率與方向。

當(dāng)灌溉水溶氧充足時(shí)，根系有氧呼吸順暢，能量供應(yīng)充足，根系生長健壯，根毛數(shù)量增多、根系活力提升，可高效吸收灌溉水中的養(yǎng)分與水分，同時(shí)促進(jìn)根系分泌有機(jī)酸等物質(zhì)，改善根際微環(huán)境，增強(qiáng)根系對(duì)土壤逆境（如鹽堿、重金屬脅迫）的抗性。反之，當(dāng)灌溉水溶氧不足（低于臨界閾值）時(shí)，根系有氧呼吸受抑制，被迫啟動(dòng)無氧呼吸途徑，產(chǎn)生酒精、乳酸等有毒代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物在根系內(nèi)積累會(huì)損傷根系細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致根系腐爛、活力下降；同時(shí)無氧呼吸釋放的能量僅為有氧呼吸的1/19左右，無法滿足根系正常生理需求，進(jìn)而導(dǎo)致作物養(yǎng)分吸收不足、生長遲緩，表現(xiàn)為植株矮小、葉片黃化、抗病蟲害能力減弱等癥狀。

此外，灌溉水溶氧含量還會(huì)間接影響根際微生物群落結(jié)構(gòu)。充足的溶氧環(huán)境可促進(jìn)硝化細(xì)菌、放線菌等有益微生物的生長繁殖，這些微生物能將土壤中難以吸收的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為可利用形態(tài)，提升土壤肥力；而低氧環(huán)境則會(huì)滋生反硝化細(xì)菌、產(chǎn)甲烷菌等有害微生物，加劇土壤養(yǎng)分流失，同時(shí)產(chǎn)生有毒氣體（如甲烷、硫化氫），進(jìn)一步危害作物根系健康。

二、不同作物灌溉水溶氧適宜閾值劃分

不同作物因根系結(jié)構(gòu)、生長習(xí)性及耐缺氧能力存在差異，對(duì)灌溉水溶氧的適宜需求存在顯著區(qū)別。基于作物生理學(xué)研究成果與田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可明確水稻、果蔬等主要作物的灌溉水溶氧適宜閾值，為精準(zhǔn)調(diào)控灌溉溶氧環(huán)境提供量化標(biāo)準(zhǔn)。

（一）水稻：耐缺氧性較強(qiáng)，仍需基礎(chǔ)溶氧保障

水稻作為典型的沼澤植物，其根系具有通氣組織，可通過地上部分向根系輸送氧氣，耐缺氧能力顯著優(yōu)于旱地作物，但這并不意味著水稻灌溉無需關(guān)注溶氧含量。田間試驗(yàn)表明，水稻不同生長階段對(duì)灌溉水溶氧的需求存在差異：幼苗期根系通氣組織尚未發(fā)育完善，對(duì)缺氧較為敏感，灌溉水溶氧適宜閾值為5~7 mg/L；分蘗期至拔節(jié)期是水稻根系生長與分蘗形成的關(guān)鍵時(shí)期，需充足能量供應(yīng)，適宜溶氧閾值為4~6 mg/L；灌漿期根系活力逐漸下降，適宜溶氧閾值可適當(dāng)降低至3~5 mg/L。若灌溉水溶氧長期低于2 mg/L，即使是水稻也會(huì)出現(xiàn)根系活力下降、分蘗數(shù)減少、結(jié)實(shí)率降低等問題，尤其在直播稻或淺灌栽培模式下，低氧危害更為明顯。

（二）果蔬：多數(shù)為旱地作物，對(duì)溶氧需求較高

果蔬類作物（如番茄、黃瓜、草莓、西瓜等）多為旱地作物，根系通氣組織不發(fā)達(dá)，耐缺氧能力較弱，對(duì)灌溉水溶氧含量要求更高。番茄作為設(shè)施栽培的典型果蔬，其灌溉水溶氧適宜閾值為6~8 mg/L，當(dāng)溶氧含量低于4 mg/L時(shí)，根系吸收磷、鈣等元素的效率顯著下降，易引發(fā)臍腐病、裂果等生理性病害；黃瓜根系對(duì)缺氧極為敏感，灌溉水溶氧適宜閾值為7~9 mg/L，低氧環(huán)境下（<5 mg/L）會(huì)導(dǎo)致黃瓜根系木質(zhì)化程度升高、側(cè)根數(shù)量減少，進(jìn)而影響植株長勢與果實(shí)產(chǎn)量；草莓根系較淺，呼吸強(qiáng)度高，灌溉水溶氧適宜閾值為6~8 mg/L，低氧灌溉會(huì)導(dǎo)致草莓根系腐爛、葉片早衰，降低果實(shí)含糖量與風(fēng)味品質(zhì)。此外，葉菜類作物（如生菜、菠菜）的灌溉水溶氧適宜閾值普遍為5~7 mg/L，低氧環(huán)境會(huì)導(dǎo)致其生長緩慢、纖維含量增加，影響商品價(jià)值。