調虧灌溉技術及其在果樹上的應用

長期以來，人們一直認為作物在整個生育時期的水分虧缺都會造成減產，為了獲得高產，整個生長期都必須充分供水，追求土地最高生產力水平。然而，近年來隨著全球淡水資源變得日趨緊缺，人們在評價農業生產力水平時，除了產量因素外，更看重的是對灌溉水的有效利用率。近年來，國內外提出了許多新的概念與方法，如分根區交替灌溉、局部灌溉、調控虧水度灌溉(簡稱調虧灌溉)等。這些概念的提出及其方法的實施，對由傳統的豐水高產型灌溉轉向節水優產型灌溉和提高水分利用效率起到了積極的作用，并產生了顯著的經濟、社會和生態效益。

1 調虧灌溉的主要內容

長期以來，農業灌溉以“豐水高產型”的充分灌溉為主要特征，用水量大，效益低。充分灌溉適用于水源豐富的地區，作物的水分利用效率一般都不高。20世紀70年代初，以有限虧缺效應為指標的非充分灌溉理論在農業灌溉的具體實踐中初步產生，并逐漸受到人們的重視。非充分灌溉是在作物的非臨界期減少灌水，而把灌水集中在作物的需水臨界期。調虧灌溉在此基礎上，從作物的生理角度出發，根據作物對水分虧缺的反應，人為主動地施加一定程度的水分脅迫，以影響作物的生理生化過程，對作物進行抗旱鍛煉，提高作物的后期抗旱能力，即通過作物自身的變化提高水分利用效率。調虧灌溉既有經濟效益，又具生態效益，特別是在水資源短缺或用水成本較高的地區更有意義。

1975年和1978年，澳大利亞維多利亞持續農業灌溉研究所的科研人員D.J.Chalmers和I.B.Wilson等在桃樹和梨樹上首次作了調虧灌溉方面的研究，涉及調虧灌溉條件下的光合作用、果實生長及光合產物分配等內容。發現即使水分虧缺使果樹產生了萎蔫現象，但光合作用和有機物由葉片向果實的運輸過程仍未終止。在此基礎之上，提出調虧灌溉技術，其基本思想就是在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫，通過控制土壤水分供應以調控作物根系生長發育，從而影響其光合產物向不同組織器官的分配，達到提高其經濟產量而舍棄營養器官的生長量及有機合成物的總量，同時達到提高總產量、減少剪枝量、改善產品品質的目的。調虧灌溉即舍棄生物總產量，追求經濟產量(籽粒或果實產量)最高。影響調虧灌溉效應的因素有調虧灌溉的時間、調虧灌溉的虧水度及作物生長的氣候條件、土壤類型、作物種類及其所處的生育時期、灌溉的方式、施肥等。果樹調虧時期可以根據果實生長的雙S曲線來確定。果實生長的雙S曲線將果實生長劃分為3個階段:前2個階段果實生長緩慢，第3個階段果實生長最快。在果實生長的第1階段內或第3階段之前進行調虧處理均可達到預期目的。Robert C. Ebel等在蘋果樹上作了果實生長曲線方面的研究，提出為確保果實體積不受影響，在調虧果實生長曲線低于標準果實生長曲線前停止調虧，該點可以作為確定調虧時期結束時間的標準。黃興法等對微噴、滴灌和溝灌條件下桃樹、梨樹和蘋果樹等進行了調虧灌溉研究，均取得了良好的效果。E.L.Proebsting等就不同供水方式對蘋果的水分虧缺效果做了研究，結果表明：與噴灌處理相比較，滴灌具有較低的葉水勢，較少的樹體生長，滴灌果實具有較低的水分含量、較高的可溶性固體物質含量、較低的滴定酸含量、較深的果實顏色；二者的產量相似，收獲時的果實硬度相近。

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2 調虧灌溉在果樹上的應用

調虧灌溉技術在果樹上應用的技術要點是，在果樹生長季之初，僅維持較低水平的土壤水勢；而在果實快速膨大期內，實行頻繁的灌水，這樣不僅大大節約了灌溉用水，而且抑制枝葉生長，減少剪枝工作量，在不影響果實產量的同時對果實品質有一定改善。

2.1 調虧灌溉和果樹水分利用效率

李光永研究了充分灌溉與調虧灌溉條件下桃樹滴灌的耗水量，結果表明：與充分灌溉比較，調虧灌溉對產量沒有影響，灌水量減少了32 %，并有效抑制了枝條生長。黃興法研究了充分灌溉與調虧灌溉條件下蘋果樹微噴灌的耗水量，結果表明：與充分灌溉比較，調虧灌溉處理的產量基本上沒有受到影響，而灌水量減少了17 %~20 %，耗水量減少了10.2 %~11.2 %，并有效地抑制了枝條生長。兩者的研究結論都表明，調虧灌溉大大提高了果樹的水分利用效率，并都有效地抑制了枝條的生長。Girona等的研究表明，調虧灌溉雖然導致桃樹的莖干生長降低了8 %，但灌溉用水節約40 %。

2.2 調虧灌溉和果樹產量

調虧灌溉在控制果樹營養生長的同時，通過提高

坐果率、增加果實重量和數量來使產量升高。營養生長期內實施調虧灌溉，果樹的枝條生長量降低，并且與水分虧缺程度成比例；調虧灌溉結束后的復水期間，果

實生長顯著提高，并在下一個生長季里，開花率明顯增加。Loveys等對葡萄的研究結果表明：調虧灌溉處理水分利用效率比普通滴灌提高了58.97 %，需水量減少了46 %，產量減少13.8 %，但葡萄和葡萄酒品質大大改善。

2.3 調虧灌溉和果實品質

馬福生綜合考慮不同時期調虧處理對梨棗樹各項指標的影響，認為果實成熟期重度調虧處理在減產不顯著條件下，改善了棗的品質，明顯提高了水分利用效率，是實施調虧灌溉的最佳階段。程福厚的研究表明：在鴨梨果實生長的前中期，實施調虧灌溉，顯著降低了果實的果形指數；控水處理期間，果實的含水量明顯低于對照，但并未抑制果實的生長發育或影響果實大小；相反，對產量、單果重、果實品質及貯藏性有提高的趨勢；同時，新梢的生長受到顯著抑制。對蘋果的試驗結果表明，水分虧缺可以增加果實的成熟度，經調虧處理的果樹，果實有較高的可溶性固形物含量，淀粉降解延后，色澤及硬度未受影響。可以推斷，在果樹生長季早期，利用調虧灌溉技術，基本不會損害果實品質；對某些樹種，可以起到改善品質的功效。

2.4 調虧灌溉和果樹栽培管理

國外學者的研究表明：調虧灌溉可以控制營養器官生長，使果樹高度變低，剪枝量下降，僅經過簡單的水分調控措施使果樹從喬化稀植轉變成矮化密植，從而節省了勞動量和水肥投入。Marsal等對調虧灌溉在改善梨的品質方面進行了深入研究，并探討調虧灌溉條件下肥料的利用效率、覆膜條件下的調虧灌溉、咸水灌溉等問題。

總結調虧灌溉技術在果樹上的應用效果，可以看出，該技術可以減少果園灌溉用水，提高果樹的水分利用效率，在減少樹體冗余枝條生長的同時減少剪枝工作量，在不影響果實產量的前提下改善果實品質。

雖然果樹的調虧技術基本成熟，但在今后研究中還應注意：①在調虧過程中，應把調虧對土壤水分、樹體生理生態影響的定量指標作為實施調虧灌溉的依據；②研究不同樹種、品種和調虧模式下光合產物重新分配的規律，以提高其經濟產量和水肥利用效率；③研究調虧灌溉條件下果樹的合理密植栽培模式、不同營養元素的配方施肥等，以改善群體結構，提高水肥利用效率；④研究調虧灌溉對果實的品質，如蛋白質、糖和脂肪等成分的影響等問題。最終形成一套綜合的節水高效調虧灌溉技術體系，結合其他節水措施，使少水區和旱區農業生產的效益有較大提高。

（收稿日期：2008-01-28；電話：13888427500）