灌溉方式和灌水量對(duì)梨產(chǎn)量和水分利用效率的影響

摘 要：連續(xù)2年對(duì)8～9年生黃冠梨樹采用不同灌溉方式和灌水量的試驗(yàn)，結(jié)果表明，樹盤1/2區(qū)域交替灌溉較常規(guī)灌溉用水量減少2/5，其蒸騰速率顯著低于常規(guī)灌溉，而水分利用效率顯著高于常規(guī)灌溉，2者之間的光合速率、產(chǎn)量和單果重不存在顯著差異。樹盤1/2區(qū)域固定灌溉的水分利用效率介于2者之間，但產(chǎn)量和單果重與2者差異顯著。

關(guān)鍵詞：梨；灌溉方式；灌水量；產(chǎn)量；水分利用效率

中圖分類號(hào)：S661.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009－9980(2007)01－98－04

前人對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水問題進(jìn)行了大量的研究，在傳統(tǒng)的灌溉原理與方法的基礎(chǔ)上，提出了分區(qū)交替灌溉和地表輪換灌溉的灌溉技術(shù)。分區(qū)交替灌溉和地表輪換灌溉可減少地表蒸發(fā)，同時(shí)可減少土傳病害和根莖部病害的發(fā)生，而且可有效地控制水分向深層滲漏以及肥料的淋溶，提高水肥利用效率。交替灌溉在農(nóng)田作物上進(jìn)行的研究取得了顯著的節(jié)水效果，但在果樹方面關(guān)于田間條件下分區(qū)交替灌溉對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和水分利用效率及灌溉水生產(chǎn)效率方面的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)以大田栽培的梨為試材，研究在分區(qū)交替灌溉條件下梨樹的水分利用效率以及梨樹產(chǎn)量與采收時(shí)果實(shí)大小的反應(yīng)，以期為果樹生產(chǎn)中實(shí)施節(jié)水栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 材料

以黃冠梨為試材，試驗(yàn)于2004—2005年在河北省永年縣龍泉果園進(jìn)行。選樹體千周、枝量、生長勢(shì)和留果量較為一致的8～9年生黃冠梨樹，砧木為杜梨。株行距為2m×5m。試驗(yàn)園為壤土，除水分管理外，其他管理保持一致，管理水平較好。試驗(yàn)前從2003年秋季未進(jìn)行灌水。從萌芽前開始進(jìn)行試驗(yàn)處理，以樹行為中心線劃分灌溉區(qū)域，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：處理1：樹盤常規(guī)灌溉(即樹盤漫灌，CRI)，灌水量為0.5m³/株，次(666.7m²灌水33.3m³)；處理2：樹盤1/2區(qū)域交替灌溉(ARl)，灌水量為0.3m³/株，次(666.7m²灌水20m³)；處理3：樹盤1/2區(qū)域固定灌溉(FRI)，灌水量和時(shí)期同處理2。

3株為 1小區(qū)，每9株為1區(qū)組，3次重復(fù)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)置保護(hù)行，小區(qū)間至少留2株樹作為保護(hù)株。各試驗(yàn)樹和保護(hù)樹鋪蓋塑料布，防止雨水入滲對(duì)試驗(yàn)的影響。2004年和2005年年降雨量分別為453.2mm和423.3mm。為防止2004年試驗(yàn)對(duì)植株的影響，2005年試驗(yàn)處理時(shí)，分區(qū)交替灌溉和分區(qū)固定灌溉又重新選擇了未處理過的植株。

各灌溉區(qū)土壤相對(duì)含水量維持在60％以上，灌溉后每隔1周每處理選取3株，每株選2個(gè)點(diǎn)，取30～40cm和50～60 em深度的土壤混合后用烘干法測(cè)定含水量。當(dāng)有一個(gè)處理灌溉區(qū)平均土壤相對(duì)含水量在60％以下時(shí)即對(duì)各處理進(jìn)行統(tǒng)一灌溉。在2個(gè)生長季各灌水4次，分別在萌芽前后(3月15日/3月20日)，花后(5月1日/5月10日)，果實(shí)膨大中期(6月26日/6月20日)及果實(shí)膨大后期(7月14日/7月16日)(前為2004年灌溉日期，后為2005年)。

1．2 測(cè)定項(xiàng)目

1．2．1 葉片光合速率(Pn)，蒸騰速率(Tr)和水分利用效率(WUE)每株選樹冠外圍不同方位發(fā)育枝中上部的成熟葉5片，掛牌標(biāo)記，用于光合速率等生理指標(biāo)的測(cè)定。葉片光合速率測(cè)定在田間連體條件下，用CIRAS-2型便攜式光合儀(英國PP SYSTEMS)在自然條件下于灌溉前和灌溉后第1天在上午9:00-10;00測(cè)定光合速率(Pn)和蒸騰速率(Tr)等光合參數(shù)，葉片水分利用效率(WUE)用光合速率和蒸騰速率的比值(Pn/Tr)來表示。

1．2．2 果實(shí)單果質(zhì)量和產(chǎn)量 通過人工疏花疏果使試驗(yàn)株的留果量基本保持一致。采果時(shí)，調(diào)查每處理株的產(chǎn)量，隨機(jī)選取50個(gè)果實(shí)稱單果質(zhì)量，用產(chǎn)量與灌水總額的比值來計(jì)算灌溉水生產(chǎn)效率(WUEI)。

1．2．3 數(shù)據(jù)分析 用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析各處理間數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2．1． 3種灌溉方式對(duì)梨葉片光合速率、蒸騰速率和水分利用效率的影響

2年的試驗(yàn)結(jié)果表明(表1)，3次灌水前，3種處理間的葉片凈光合速率(Pn)不存在顯著差異，灌水后CRI與ARI在Pn上不存在顯著差異，但2者與FRI差異顯著。灌水前后的蒸騰速率(Tr)均以CRI為最高，顯著高于ARI和FRI，并且ARI和FRI之間不存在顯著差異。灌水前后的WUE均以ARI為最高，分別達(dá)到3.90、4.20和4.21、4.38，CRI的WUE最低，分別為3.04、3.28和3.74、3.83，與ARI差異顯著。灌水前后FRI的WUE都介于2者之間，但與ARI差異不顯著。

2．2 3種灌溉方式對(duì)梨產(chǎn)量和灌溉水生產(chǎn)效率的影響

從表2中可以看出，3種處理中，ARI和CRI處理的單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量不存在顯著差異，但都顯著高于FRI。2年的WUEI均以ARI為最高，分別是CRI的1.70倍和1.62倍，F(xiàn)RI其次，CRI最低，3者之間均存在顯著差異。

3 討 論

植物產(chǎn)量和水分利用效率的同步提高是當(dāng)代節(jié)水農(nóng)業(yè)所追求的一個(gè)主要目標(biāo)。植物的水分利用效率含有多層次的含義，大致分為瞬時(shí)水分利用效率、灌溉水利用效率和農(nóng)田水分利用效率等。提高植物水分利用效率的最終難點(diǎn)在于提高植物本身水分利用效率，這也是農(nóng)業(yè)節(jié)水栽培的核心問題。

地面灌溉，雖然是一種最古老的田間灌水技術(shù)，但它目前仍是世界上，特別是發(fā)展中國家最廣泛采用的一種灌水方法。我國有98％以上的灌溉面積采用傳統(tǒng)的地面灌水技術(shù)。考慮到我國水資源與能源短缺、經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足、技術(shù)管理水平較低的現(xiàn)實(shí)，估計(jì)在今后相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，我國還不能大面積推廣噴灌、微灌等先進(jìn)灌水技術(shù)，因此節(jié)水灌水技術(shù)的主攻方向仍須以大力研究和推廣節(jié)水型地面灌水技術(shù)為主。

梨、蘋果、桃等北方果樹在果實(shí)生長期尤其是在果實(shí)快速生長期一旦缺水會(huì)嚴(yán)重影響果實(shí)的增長，因此適時(shí)灌溉是果樹增產(chǎn)的重要措施。一般認(rèn)為。當(dāng)土壤含水量為持水量的60％～80％時(shí)，最符合果樹生長結(jié)果的需要。目前果樹生產(chǎn)中多采用全樹盤灌溉，這樣不僅耗水量大、降低地溫、影響根系的活動(dòng)，同時(shí)造成水肥的向下滲漏和淋溶，并且地面蒸發(fā)量大大增加，降低水肥的利用率。采用分區(qū)交替灌溉時(shí)，樹體一半根區(qū)處于較高含水量中而另一半根區(qū)處于較低含水量中，可以有效調(diào)節(jié)氣孔導(dǎo)度，而水分散失對(duì)氣孔導(dǎo)度的依賴大于光合速率對(duì)氣孔導(dǎo)度的依賴，從而使蒸騰作用超前于光合作用下降，使蒸騰速率顯著下降、而不顯著降低光合速率，有效地降低了氣孔充分張開時(shí)的奢侈性耗水。常規(guī)灌溉方式下土壤水分含量相對(duì)較高，而且土壤濕潤面積相對(duì)較大，因增加了土壤蒸騰耗水和水分向深層滲漏的機(jī)會(huì)。分區(qū)交替灌溉由于交替濕潤局部根區(qū)減少了株間土壤濕潤面積，因此減少了株間土壤蒸發(fā)。同時(shí)，由于局部區(qū)域干燥和局部區(qū)域濕潤，存在局部濕潤區(qū)域向干燥區(qū)域的側(cè)向水分運(yùn)動(dòng)，加之總灌水量的減小，灌水的間隔時(shí)間延長，使灌水入滲深度減小，因而有更多的水分被保持在根區(qū)范圍內(nèi)，減少了深層滲漏，提高了灌水一根系土壤貯水一果樹根系吸水之間的轉(zhuǎn)化效率和水的有效性，從而提高了水分利用效率。對(duì)大田作物采用交替隔溝灌溉技術(shù)的研究也得出了相同的結(jié)論。交替灌溉或局部濕潤灌溉。不僅減少了株間土壤蒸發(fā)占農(nóng)田總蒸散量的比例，使田間土壤水的利用效率得以顯著提高，而且可以較好地改善作物根區(qū)土壤的通透性，促進(jìn)根系深扎，有利于根系利用深層土壤儲(chǔ)水，兼具節(jié)水和增產(chǎn)雙重優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)的結(jié)果表明，與常規(guī)灌溉相比，在梨樹上采用分區(qū)交替灌溉并沒有顯著降低果品產(chǎn)量和單果質(zhì)量，但從經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成來看，卻顯著提高了水分利用效率。這與潘英華等在作物上的試驗(yàn)結(jié)果一致。經(jīng)過交替隔溝灌溉處理的作物滲透調(diào)節(jié)能力明顯提高，氣孔關(guān)閉的臨界葉水勢(shì)降低，這是作物在更低的水勢(shì)條件下維持正常生長和更高產(chǎn)量(生物產(chǎn)量)的主要原因。我們認(rèn)為，生長在缺水區(qū)域中的植物根系，感受到土壤水分虧缺的信號(hào)。合成ABA運(yùn)到地上部位，有效調(diào)節(jié)葉片氣孔的關(guān)閉程度，使其關(guān)閉程度既能有效限制植物的蒸騰同時(shí)又不顯著影響葉片光合速率，這可能是分區(qū)交替灌溉能顯著提高梨樹水分利用效率的根本原因。但是水分虧缺的信號(hào)如何調(diào)節(jié)氣孔保衛(wèi)細(xì)胞的膨壓以及水分利用效率達(dá)到最優(yōu)化的程度，對(duì)此尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

連續(xù)2年對(duì)黃冠梨樹采用不同灌溉方式和灌水量的試驗(yàn)，結(jié)果表明，ARI較CRt用水量減少2/5，Tr顯著低于CRI，而WUE顯著高于CRI。2者之間的Pn、產(chǎn)量和單果質(zhì)量不存在顯著差異，但ARI的WUEI顯著高于CRI。FRI的WUEI介于2者之間，但產(chǎn)量和單果質(zhì)量與2者差異顯著。試驗(yàn)表明在黃冠梨生產(chǎn)中實(shí)施樹盤1/2區(qū)域交替灌溉是經(jīng)濟(jì)可行的，WUEI高，可以達(dá)到以不犧牲果樹光合產(chǎn)物積累而大量減少蒸騰耗水而節(jié)水的目的。這為果樹節(jié)水栽培提供了一條新的途徑，具有重要的生產(chǎn)推廣前景。

作者簡介：趙志軍，男，碩士，講師。