寧夏賀蘭山東麓土壤水分下限對葡萄生長及光合特性的影響研究

楊學(xué)亮

【摘要】在寧夏賀蘭山東麓設(shè)立試驗(yàn)區(qū)，以大田滴灌葡萄為研究對象，開展各生育期土壤水分控制下限指標(biāo)對葡萄新梢、地徑生長及光合特性的影響研究。

【關(guān)鍵詞】葡萄滴灌；土壤水份下限；光合特性

1、材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。供試葡萄品種為3年生“紅地球”，行距為3.5m，株距為0.8m，每行葡萄鋪設(shè)1條滴灌帶，直徑16mm，滴頭間距為40cm，設(shè)計(jì)滴頭流量為4L/h。試驗(yàn)將葡萄生育期劃分為5個(gè)階段，萌芽期不進(jìn)行水分控制以促進(jìn)統(tǒng)一萌發(fā)。展葉抽梢期、開花期、幼果膨大期和著色成熟期采用土壤水分控制下限進(jìn)行控制灌溉。

1.2 測定指標(biāo)與方法。土壤水分的變化采用PR2土壤剖面水分儀每隔2～3d測定一次，測定深度分別為10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、100cm。當(dāng)實(shí)測土壤含水率達(dá)到或低于設(shè)定的土壤水分下限時(shí)即對該小區(qū)進(jìn)行灌溉，各小區(qū)用水表控制灌溉水量。每個(gè)處理隨機(jī)選擇長勢一致的3株葡萄樹，在其主蔓基部做標(biāo)記并用游標(biāo)卡尺測量地徑，使用卷尺測量株高和新梢長度，每隔15d測定一次。

2、結(jié)果與分析

2.1 葡萄生育期各處理灌水量及降雨量。試驗(yàn)于2014年4月13日開始灌第一水（催芽水），灌水方式為溝灌，各處理灌水量相同。5月15日之后（即展葉抽梢期開始）各處理按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用滴灌灌溉。在試驗(yàn)區(qū)放置雨量筒觀測5-9月次降雨量，根據(jù)資料，在賀蘭山東麓地區(qū)，當(dāng)降雨量小于5.1mm時(shí)視為無效降雨，因此試驗(yàn)僅統(tǒng)計(jì)大于5.1mm次降雨量。5-9月份賀蘭山東麓地區(qū)降雨總量為111.2mm，其中7、8月份（即葡萄幼果膨大期）降雨量為83.7mm，降雨有效補(bǔ)充了葡萄幼果生長發(fā)育對水分的需求，故幼果膨大期各處理灌水量較少。

2.2 不同土壤水分下限對葡萄新梢及地徑生長的影響。5月21日至6月22日（展葉抽梢期），不同土壤水分下限處理之間新梢生長的差異不顯著，各處理均隨時(shí)間的延伸而增加。水分對新梢生長的影響開始顯現(xiàn)，尤以土壤水分較大的T4、T5、T7及CK增速最快，T1、T3、T6這些低水分處理的增速減慢。進(jìn)入幼果膨大期，不同處理之間差異越來越顯著，水分充足的處理生長速率加快。

2.3 不同土壤水分下限對葡萄光合特性的影響

2.3.1 對凈光合速率（Pn）的影響。不同土壤水分下限處理的葉片凈光合速率（Pn）日變化有明顯差異，呈雙峰或單峰曲線。其中，T2、T4、T8最高值出現(xiàn)的時(shí)間較早，約為8：00，12：00左右出現(xiàn)第2個(gè)高峰，其他處理出現(xiàn)的時(shí)間大致相同，皆為12：00和16：00。對比各處理凈光合速率（Pn）日累計(jì)值可發(fā)現(xiàn)，T9、T7、T8這些土壤水分下限高的處理及CK的值明顯高于其他處理，說明充足的土壤水分可提高葡萄葉片的凈光合速率（Pn）。14：00左右由于不斷增加的光強(qiáng)、正午的高溫和低濕使光合作用受到抑制，除T2、T4、T8之外，其余各處理均在該時(shí)段出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象。這說明保持土壤水分在一個(gè)適度的范圍有助于緩和葡萄葉片的光合“午休”現(xiàn)象，從而增強(qiáng)光合能力，增加產(chǎn)量，這與王穎等的結(jié)論一致。

2.3.2 對氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響。不同土壤水分下限處理的氣孔導(dǎo)度均呈現(xiàn)上午高于下午的趨勢，最高峰在上午8：00-9：00之間出現(xiàn)，之后降低。這是由于該區(qū)在這一時(shí)段太陽輻射充足，飽和水汽壓差較低，導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度較高。其中土壤水分下限高的T5、T7、T9和CK的走勢大致相同，早晨8：00的值最高，16：00出現(xiàn)了第2個(gè)小高峰。但由于基質(zhì)中水分過大阻礙了根基之間氣體的交換，所以累計(jì)值并不高。T2、T4、T8呈平滑下降趨勢，全天累計(jì)值最高。說明適宜的土壤水分會(huì)促使葡萄葉片氣孔導(dǎo)度對干旱環(huán)境的適應(yīng)。

2.3.3 對蒸騰速率（Tr）的影響。不同土壤水分下限處理的蒸騰速率日變化曲線呈單峰特征，14：00之后各處理蒸騰速率差異不大，高峰值出現(xiàn)在不同時(shí)段。T5、T7、T9的最高值出現(xiàn)在14：00左右，早晚相對較低；T2、T4、T8的蒸騰速率變化幅度較大，8：00開始隨著氣溫迅速升高，12：00左右出現(xiàn)最大值，之后很快下降，這是由于快速升高的氣溫使葉片過度失水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，從而蒸騰減弱；T1、T3、T6的最高值出現(xiàn)在12：00左右。全天蒸騰速率日累計(jì)值土壤水分控制下限高的處理高于低的處理，說明土壤水分的高低對葡萄葉片的蒸騰有直接影響；CK最高值出現(xiàn)在12：00左右。

2.3.4 對葉片瞬時(shí)水分利用效率（WUE）的影響。葉片瞬時(shí)水分利用效率（WUE）是反應(yīng)植物耗水量、耐旱性及節(jié)水生產(chǎn)能力的指標(biāo)，與凈光合速率和蒸騰速率的大小密切相關(guān)，其值越大，則植物對水的利用效率越高。綜合分析各處理水分利用效率分布有兩個(gè)高峰，第一個(gè)出現(xiàn)在8：00，之后基本呈下降趨勢，表現(xiàn)為土壤含水量越高，水分利用效率越低。

3、結(jié)語

不同土壤水分下限處理間葡萄新梢生長在展葉抽梢期差異不顯著，但進(jìn)入花期，新梢生長的速率則隨著土壤水分下限的提高而增加，地徑增速在整個(gè)生育期均隨灌水下限的增加而增加。

不同土壤水分下限對凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導(dǎo)度（Cs）有顯著影響，日變化曲線呈雙峰或單峰，峰值出現(xiàn)時(shí)間不同。具體表現(xiàn)為土壤水分下限為80%田持的處理凈光合速率（Pn）日累計(jì)值高于其他處理，但氣孔導(dǎo)度日累計(jì)值不高；蒸騰速率最高峰均出現(xiàn)在下午14：00左右，之后差異不大；土壤水分下限為70%田持的處理氣孔導(dǎo)度日累計(jì)值最高，沒有出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象，蒸騰速率最大值出現(xiàn)在T2；土壤水分下限為60%田持的處理凈光合速率（Pn）、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度值最小。

各處理水分利用效率總體呈現(xiàn)土壤含水率越高，水分利用效率越低的趨勢，土壤水分下限為60%田持的處理葉片水分利用效率最高，表明在一定范圍之內(nèi)減少灌溉量可達(dá)到提高葡萄葉片水分利用效率的目的。

基于不同土壤水分控制下限滴灌葡萄灌水量、新梢、地徑生長、光合特性及葉片瞬時(shí)水分利用效率的分析，提出滴灌葡萄生育期土壤水分控制下限為展葉抽梢期70%、開花期50%、幼果膨大期70%、著色成熟期60%田間持水量。