非充分灌溉對南方灌區桃樹生長的影響

林義錢，盧 成，翁越峰

（1.金清鎮人民政府農業發展辦公室，浙江 路橋 318050；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

浙江省多山，70.4%的陸域面積為丘陵。現有低丘緩坡地241.68萬hm2（3 625.16萬畝），其中農業地約66.67萬hm2（1 000萬畝）。低丘緩坡地發展高效生態農業，是浙江省實現農業現代化的重要組成部分。然而，由于環境條件限制，目前無法得到充分灌溉保障的低丘緩坡地約有56.00萬hm2（840萬畝），其中受旱較為嚴重的約7.33萬hm2（110萬畝）。為解決低丘緩坡地灌溉的問題，浙江省提出高效節水灌溉“四個百萬畝”工程，計劃建設6.67萬hm2（100萬畝）林園地噴微灌，通過工程措施實現節水灌溉。但是，由于水源緊張，單靠節水灌溉工程可能無法完全解決農業生產用水問題，需要通過優化的灌溉制度與工程措施配合，保障低丘緩坡地的現代農業發展。

非充分灌溉（Deficit Irrigation）又稱有限灌溉或虧缺的灌溉，是作物實際蒸發蒸騰量小于潛在蒸發蒸騰量的灌溉。非充分灌溉不以獲取單位產量最高為目標，而是在最大限度節約灌水量的前提下，尋求最佳灌水次數、灌水時間、灌水定額的組合，提高水分生產效率和效益。其理論基礎是作物自身具有一系列對水分虧缺的適應機制和有限缺水效應[1-3]。已有研究證明，植物存在著一系列對水分虧缺的適應機制，可用來增強遭受干旱逆境時的定植、生長和發育能力，這種機制表現為逃旱和耐旱作用[4]。針對玉米非充分灌溉的研究表明，拔節期、苗期虧水處理的光合速率大于苗期豐水處理，并且隨著苗期水分供應量的增加，光合速率變小[5]。對玉米苗期進行有限水分虧缺處理發現，其光合速率高于充分供水，蒸騰速率則略低于充分供水[6]。

依托浙江省科技計劃項目 — 太陽能光伏提水灌溉研究（編號:2016F50002），開展桃樹非充分灌溉研究，所獲成果服務于低丘緩坡地高效經濟作物灌溉，對于支撐浙江省現代農業的發展具有十分重要的意義。

1 試驗品種和方法

1.1 試驗品種

試驗自2017年5月1日至11月2日，在浙江省灌溉試驗中心站果木灌溉試驗區開展，供試品種為桃（大觀1號），土壤為砂壤土，原土有機質1.1%，全氮0.06%，全磷0.06%，含鉀豐富，pH值7.5，含鹽量0.1% ～ 0.2%，地下水位埋深大于1.0 m。試驗年降雨量為中等偏豐。

果木種植區占地約0.47 hm2（7.0畝），東西長60 m，南北寬68 m，種植桃樹15行、17列，試區安裝了滴灌設施，進行灌溉分組，配套自動控制系統和水表，滿足灌溉制度試驗的要求。

1.2 試驗方法

試驗根據桃樹需水特性和土壤水分特征參數測定結果，計算得到滴灌條件下桃樹的充分灌溉制度（CK），以灌水定額相對CK減少12.5%、25.0%、37.5%和50.0%設置4個非充分灌溉處理，采用單因素隨機試驗設計，各處理設3組重復，合計15個小區[7-9]。試驗設計見表1。各處理其他管理措施保持一致。

表1 桃樹灌溉制度試驗處理表

1.3 觀測方法

通過雨量傳感器實現對降雨的監控，根據降雨量自動調整灌溉時機和灌水定額。

每個重復均選定3顆具有代表性的桃樹，每周定點觀測生長期生長數據和植株葉片葉綠素相對含量。使用游標卡尺測量地徑，測量點距離地面10 cm，記錄3個角度測量的平均值；使用鋼制直尺測量冠幅，測量點為植株樹冠橫向最寬處，記錄3個角度測量的平均值；使用鋼直尺測量株高；使用手持式SPAD儀，通過托光電無損測量法測量葉片葉綠素相對含量，記錄植株高、中、低3個層次的典型葉片各3片的SPAD平均值。

2 結果與分析

2.1 非充分灌溉對桃樹地徑的影響

比較生長季末各處理地徑相對初始值的增長比率，結果見表2 ～ 3。方差分析顯示，各處理地徑相對初始值的增長率差異極顯著（P＜0.01）。多重比較結果顯示，在0.05水平，T1地徑增長顯著優于T3、T4和T5，分別高26.3%、33.4%和35.2%，但與T2差異不顯著（高6.6%）；在0.01水平，T1地徑增長顯著優于T4和T5，但與T2和處理3差異不顯著。因此，就地徑生長而言，T1（充分灌溉）和T2（灌水定額減少12.5%的非充分灌溉）較好，其他處理較差。

表2 不同處理桃樹生長期末地徑相對增長率對比表

表3 不同處理桃樹生長期末地徑方差分析結果表

2.2 非充分灌溉對桃樹冠幅的影響

比較生長季末各處理冠幅相對初始值的增長比率，結果見表4 ～ 5。方差分析顯示，各處理冠幅增長率差異極顯著（P＜0.01）。多重比較結果顯示，在0.05水平，T1冠幅增長顯著優于其他處理，分別比T2、T3 、T4和T5高14.0%、11.9%、18.4%和25.2%；在0.01水平，T1冠幅增長顯著優于T4和T5，但與T2和T3差異不顯著。因此，就冠幅生長而言，充分灌溉處理最好，灌水定額減少12.5%和25.0%的非充分灌溉較好，其他處理較差。

表4 不同處理桃樹生長期末冠幅相對增長率對比表

表5 不同處理桃樹生長期末冠幅方差分析結果表

2.3 非充分灌溉對桃樹株高的影響

比較生長季末各處理株高相對初始值的增長比率，結果見表6 ～ 7。方差分析顯示，各處理株高增長率差異極顯著（P＜0.01）。多重比較結果顯示，T1株高增長顯著優于其他處理，分別比T2、T3 、T4和T5高17.3%、43.3%、44.2%和49.8%；T2株高度生長顯著優于T3、T4和T5，分別高31.4%、32.5%和39.3%；T3、T4、T5之間則差異不顯著。因此，就株高生長而言，充分灌溉處理最好，灌水定額減少12.5%的非充分灌溉較好，其他處理較差。

表6 不同處理桃樹生長期末株高度相對增長率對比表

表7 不同處理桃樹生長期末株高度方差分析結果表

2.4 非充分灌溉對桃樹葉綠素相對含量（SPAD值）的影響

比較生長期各處理葉片平均SPAD值，結果見表8 ～ 9。方差分析顯示，各處理葉片SPAD值差異極顯著（P＜0.01）。多重比較結果顯示，在0.05水平，T2葉片SPAD值顯著優于T1、T3、T4和T5，分別高出6.5%、4.5%、4.1%和10.9%，T5葉片SPAD值顯著低于其他處理；在0.01水平，T2植株葉片SPAD值顯著高于T1和T5，T1、T3、T4、T5之間則差異不顯著。因此，就葉片葉綠素相對含量而言，灌水定額減少12.5%的非充分灌溉最好，灌水定額減少25.0%和37.5%的非充分灌溉處理較好，其他處理較差。

表8 不同處理桃樹葉片SPAD值對比表

表9 不同處理桃樹葉片SPAD值方差分析結果表

2.5 非充分灌溉對桃樹生長影響的綜合評價

非充分灌溉對桃樹生長的影響涉及地徑、株高、冠幅、SPAD值的變化，本研究采用層次分析法綜合評價觀測結果。首先，將指標分為2個層次。第1層次包括生長指標、生理指標2類；生長指標又可分為的地徑、冠幅、株高3項，生理指標僅包含葉片葉綠素含量（SPAD）值1項。其次，對指標分層賦分。生長指標和生理指標同等重要，故分別賦予權重50.0%；故地徑、冠幅、株高3項二級指標權重均為33.3%。

按照確定的指標分層和賦分權重，分別對2個層次的各類指標進行賦分。單項指標計分時，將各處理按高到底排序計分，最高得1分，最低得0分，按減小比例依次賦分。結果見表10，灌水定額減少12.5%的非充分灌溉得分達到0.818分，為最優灌溉制度，滴灌灌水定額10.5 mm，灌溉周期3 d，每次運行時間約3.5 h，該灌溉制度在不影響桃樹生長的情況下，進一步挖掘了節水潛力，相比常規滴灌又節水10%以上，非常適合水資源相對緊缺的丘陵緩坡地經濟作物生產。

表10 不同灌溉制度綜合評分表

3 結 論

（1）以充分灌溉為對照，非充分灌溉處理桃樹地徑、冠幅和株高均受到不同程度的抑制，平均值分別比對照低25.4%、17.4%和38.7%；桃樹葉綠素相對含量則高于對照，平均值高出1.7%，最優處理比對照高6.9%。非充分灌溉桃樹植株形態的減小，降低植株蒸發蒸騰量，是桃樹耐旱機制的體現，與前人研究的玉米苗期水分虧缺處理后蒸騰速率降低類似；植株相對葉綠素含量的增加，提高植株對氮素利用效率和光合能力，體現耐旱機制和補償效應，與前人研究的有限虧水可促進玉米光合的結果一致。

（2）不同非充分灌溉制度之間比較可知，灌水定額降低12.5%的非充分灌溉處理，株高生長、葉綠素相對含量顯著優于其他非充分灌溉處理，地徑和冠幅與其他處理沒有顯著的差異。可見桃樹對水分虧缺的耐受是有一定限度的，有限的虧水能夠體現耐旱機制和補償效應，過度的虧水則會影響桃樹的生長發育。

（3）采用層次分析法對比不同灌溉處理對桃樹植株生長的影響，T2（灌水定額減少12.5%的非充分灌溉）得分0.818分，得分高于T1、T3、T4和T5，為最優灌溉制度。最優的非充分灌溉制度在不影響桃樹生長的情況下，進一步挖掘節水潛力，相比常規滴灌又節水10%以上，非常適合水資源相對緊缺的丘陵緩坡地經濟作物生產。