‘寒富’蘋果樹莖流特征及其對環(huán)境因子的響應(yīng)

夏桂敏，孫媛媛，王瑋志，吳奇，遲道才

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‘寒富’蘋果樹莖流特征及其對環(huán)境因子的響應(yīng)

夏桂敏1，孫媛媛1，王瑋志1，吳奇1，遲道才1

（沈陽農(nóng)業(yè)大學水利學院，沈陽 110161）

【目的】果樹蒸騰規(guī)律集中體現(xiàn)在其莖流特征上，研究東北地區(qū)‘寒富’蘋果Mill（‘Hanfu）樹蒸騰耗水規(guī)律，為制定適宜的灌溉制度提供理論依據(jù)?！痉椒ā坎捎脽釘U散式莖流計（TDP）于2017年5—10月連續(xù)監(jiān)測‘寒富’蘋果樹幼果期至落葉期的莖流速率，用果園內(nèi)自動氣象站獲取氣象數(shù)據(jù)；分析‘寒富’蘋果樹莖流特征及其與環(huán)境因子間的關(guān)系，建立樹干莖流速率與環(huán)境因子的關(guān)系模型?！窘Y(jié)果】‘寒富’蘋果樹單日莖流速率呈現(xiàn)晝高夜低的單峰“幾”字型變化，夜間莖流速率變化穩(wěn)定，零點到日出的時間段內(nèi)莖流速率變化平緩且接近于0，日落后到次日零點的時間段內(nèi)仍然保持較高的莖流速率水平。果樹生長周期中，莖流啟動時間和下降時間較集中，到達峰值的時間較分散。夜間莖流量占比為10月＞9月＞5月＞6月＞8月＞7月，10月夜間莖流量占比達到33.69%，7月夜間莖流量占比僅為4.57%。瞬時尺度下環(huán)境因子與‘寒富’果樹莖流相關(guān)性程度大小為：太陽輻射＞大氣溫度＞風速＞水汽壓差＞相對濕度＞30 cm土層溫度；‘寒富’蘋果樹莖流速率和各環(huán)境因子的多元回歸方程為：=6.441＋0.012＋1.874－0.577Ts,＋1.915－9.766－0.362，方程的相關(guān)系數(shù)2為0.842。莖流與10 cm土層含水率在日尺度下顯著正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.521，與其他土層含水率相關(guān)性不顯著。【結(jié)論】東北冷涼地區(qū)‘寒富’蘋果樹在6—9月蒸騰量較大，蒸騰受太陽輻射、風速等環(huán)境因子影響程度高，應(yīng)注意在果實膨大期，尤其7、8月及時補充灌水，灌水時間宜避開太陽輻射最強的時間段，選在日出前或在日落后，以減少蒸發(fā)造成的水分損耗。

寒富蘋果樹；莖流速率；夜間莖流；熱擴散探針法；環(huán)境因子

0 引言

【研究意義】蘋果因富含多種養(yǎng)分而成為世界上最廣泛食用的水果之一。我國是世界上最大的蘋果生產(chǎn)與消費國[1-3]。由于受氣溫和光照等氣候條件的限制，我國東北高寒地區(qū)可栽培品種較少。‘寒富’是1978年用‘東光’作母本、‘富士’作父本選育出來的蘋果品種，由于綜合了雙親的優(yōu)良性狀，其樹體抗寒性顯著高于其他樹種，在東北等冷涼地區(qū)廣泛栽培?！弧O果的選育，使我國優(yōu)質(zhì)蘋果經(jīng)濟栽培區(qū)域的安全線向北推移200公里，對發(fā)展我國“三北”寒冷地區(qū)的果業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[4]。蘋果樹耗水量較大且對水分要求嚴格，水分是制約蘋果樹體生長、產(chǎn)量增加的主要因子之一，而樹體蒸騰是果樹耗水的主要方式。研究寒富蘋果樹蒸騰規(guī)律及其影響因子，對了解冷涼地區(qū)蘋果樹需水規(guī)律并指導(dǎo)其科學灌溉具有重要的作用。【前人研究進展】植物的蒸騰作用在植物生命過程中發(fā)揮著重要的作用。近年來，關(guān)于樹木蒸騰耗水的測定方法研究較多[5-6]，有研究結(jié)果表明樹干邊材中99%的莖流量用于葉片的蒸騰耗水[7]，所以莖流速率和蒸騰速率有很好的相關(guān)性[8]。熱技術(shù)法中的熱擴散探針法在測定樹干莖流方面有著連續(xù)、穩(wěn)定、準確的優(yōu)點，被普遍應(yīng)用于樹木蒸騰耗水研究[9-10]。孫習軒[11]研究發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)、不同品種的蘋果樹蒸騰速率不同。對黃土干旱區(qū)、渭北高原、魯西南地區(qū)[12-17]的蘋果樹莖流特征進行的研究也印證了這一點，不同地區(qū)蘋果樹的莖流啟動時間、峰值、對天氣的響應(yīng)程度等都不盡相同?！颈狙芯壳腥朦c】在已有的果樹莖流研究中，如棗樹、核桃樹、葡萄[18-20]等多側(cè)重于黃土高原和新疆盆地等高溫干旱地區(qū)，而東北冷涼地區(qū)受寒潮影響冬季寒冷且漫長，全年日照時間顯著低于高溫干旱地區(qū)，環(huán)境條件差異較大。但是，對于該地區(qū)的果樹莖流研究卻甚少，而且在已有的研究中，對整個生育周期中莖流啟動、峰值、下降的狀態(tài)與莖流速率的關(guān)系并未被深入探究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究利用熱擴散探針法對東北高寒地區(qū)‘寒富’蘋果樹干莖流速率進行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測，深入分析不同尺度下樹干莖流的變化特征及其對環(huán)境因子的響應(yīng)狀況，研究其蒸騰耗水規(guī)律，進而指導(dǎo)果園科學灌溉。

1 材料與方法

試驗于2017年5月1日至10月31日在遼寧省東北冷涼氣候區(qū)蘋果研發(fā)中心的試驗果園進行。

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于遼寧省沈陽市沈河區(qū)，地處東經(jīng)123°56′，北緯41°82′，平均海拔45 m，屬于北溫帶受季風影響的半濕潤大陸性氣候，全年平均氣溫6.8—8.0℃，農(nóng)耕期≥7.0℃，積溫平均為3 281℃。全年最大凍土深度為148 cm，地下1.6 m處地溫最高在8—9月為20℃左右，最低在4月為3℃左右。年平均降水量為721.9 mm，日照時數(shù)平均為2 372.5 h，無霜期為146—163 d。四季分明，降水集中，雨熱同季，日照充足，溫差較大，冬季漫 長。春季短，降水少，回暖快；夏季高溫多雨，空氣濕潤；秋季天高氣爽；冬季長達6個月，寒冷干燥。果園為棕壤土，通透性良好，果園管理水平較高。

1.2 試驗材料

‘寒富’蘋果樹齡7年，株行距為2 m×4 m。在果園中央選擇12株生長良好、樹干通直、無節(jié)疤、無病蟲害，樹勢一致的蘋果樹，試驗果樹由北向南呈一列。采用小管出流方式進行灌溉，每月灌溉1次，每次灌溉時間持續(xù)2—3 d，如遇持續(xù)高溫干旱天氣，每月加灌1—2次，灌水量由工人依經(jīng)驗而定，適時除草和噴灑農(nóng)藥?！弧O果樹生育期劃分見表1。在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下進行試驗。

1.3 試驗方法

在選定的12株‘寒富’蘋果樹干上各安裝一個TDP（Thermal Dissipation Probe）莖流計，所用植物莖流計為美國Dynamax公司生產(chǎn)的插針式FLGS-TDP，探針型號為TDP-10和TDP-30，長分別為10 mm和30 mm，針頭直徑均為1.2 mm。用數(shù)據(jù)采集器CR 1000（Campbell Scientific，UN）和PC 400來調(diào)節(jié)莖流計的工作電壓和檢測熱電偶，系統(tǒng)每30 min采集1次數(shù)據(jù)，連續(xù)記錄兩探針間的溫度差。

表1 寒富蘋果樹生育期時間表

TDP莖流計的安裝步驟：（1）鉆孔前準備：在樹干上距離地面30 cm高處去除樹干表層老的粗糙的樹皮。（2）鉆孔：把鉆模放在準備好的位置后用鉆頭鉆10 mm或30 mm深的孔（TDP-10的鉆孔孔深為10 mm，TDP-30的鉆孔孔深為30 mm），兩個孔之間距離 40 mm。（3）安裝探針：把莖流計探針慢慢地插入鉆孔中，留2—3 mm針桿在外面。注意不要壓迫或拉動探針連接處的導(dǎo)線，安裝好之后把電纜固定到樹干上。（4）隔熱防雨：在探針附近裹上膠泥，兩邊安裝1/4球狀泡沫，然后用反射性泡沫鋁膜把樹木、泡沫球和探針安裝部位包裹起來，上方用膠帶密封，下方稍留空隙以便水分可以流出。

太陽輻射、溫度、風速等氣象數(shù)據(jù)由果園氣象站提供。

土壤體積含水率測量方法：在果樹四周布設(shè)Trime管，使用土壤水分測量儀，采用人工測量的方式，每5—7 d測一次，降雨和灌水后加測一次土壤體積含水率，測量深度為10、20、30、40、50和60 cm。

1.4 數(shù)據(jù)處理及計算

樹干邊材莖流由Granier得出的計算公式計算，公式如下[8]：

=(d-)/

=0.0119×1.231×3600(/)

式中：為無量綱“莖流指數(shù)”，用于消除莖流速率為零時的溫差；為無莖流時加熱探針與參考探針的最大溫差（℃）；為瞬時溫差值（℃）；為莖流速率（cm·h-1）；其中，和均為儀器自動監(jiān)測結(jié)果。

采用ORIGIN 9.0、Excel和SPSS 23.0進行作圖和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果

2.1 樹干莖流日變化特征

2.1.1 莖流速率單日變化規(guī)律 選取典型晴天對莖流進行分析，圖1是‘寒富’蘋果樹在幼果期、果實膨大期、果實成熟期（2017/5/19、2017/6/17、2017/7/17、2017/8/11、2017/9/15、2017/10/13）的莖流速率日變化規(guī)律。結(jié)果顯示，‘寒富’蘋果樹單日莖流速率整體上呈現(xiàn)出晝高夜低的單峰“幾”字型變化，以7月17日為例：莖流在6:30啟動，之后迅速增加，9:30到達峰值后開始緩慢下降，此過程一直持續(xù)到17:00，比較穩(wěn)定。17:00以后，莖流速率陡然下降，在20:30左右降低至趨近于0并一直延續(xù)至次日6:00，隨后再次升高。在‘寒富’蘋果樹的不同生長時期，其莖流速率的啟動時間、到達峰值的時間、下降時間也有差異，由表2可以看出各月莖流啟動時間較平穩(wěn)，莖流到達峰值的時間6—9月較早，5月和10月較晚，莖流下降的時間5—8月在17：00左右小幅波動，而9月和10月的下降時間提前，這可能與果樹生長時期氣象因子的變化有關(guān)，不同生長時期觀測日的主要氣象因子日變化規(guī)律如圖2所示。以上數(shù)據(jù)說明蘋果樹莖流在幼果期、果實膨大期和果實成熟期的啟動時間和到達峰值的時間早，而且結(jié)束時間晚，有利于光合產(chǎn)物的積累，而在萌芽開花期和落葉休眠期則相反。圖3顯示在果樹生長周期中，莖流啟動時間和莖流下降時間均較集中，而莖流到達峰值時間比較分散，說明生長周期對莖流到達峰值的時間有較大影響而對啟動時間和下降時間影響較小。莖流速率峰值為8月＞7月＞9月＞10月＞6月＞5月，8月份莖流速率值最大，為15.60 cm?h-1；5月份最小，為7.17 cm?h-1。單日平均莖流速率為8月＞7月＞6月＞10月＞9月＞5月，8月份最大為6.16 cm?h-1，5月份最小，為3.41 cm?h-1。各月莖流速率峰值和日平均莖流速率值均反映出8月莖流速率最大，是5月莖流速率值的2倍左右，說明蘋果樹莖流在果樹生長盛期即果實膨大期最強，在萌芽階段最弱。

圖1 ‘寒富’蘋果樹不同生長期莖流速率日變化規(guī)律

圖2 ‘寒富’蘋果樹不同生長期主要氣象因子日變化規(guī)律

表2 ‘寒富’蘋果樹莖流速率月際動態(tài)變化規(guī)律

圖3 莖流速率峰值與莖流狀態(tài)關(guān)系圖

2.1.2 夜間莖流變化特征 在對‘寒富’蘋果樹莖流的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，晚上莖流速率較低且接近于0，夜間莖流累積量在單日莖流量中占有一定比例。本試驗將一天中太陽凈輻射量為負值的時間段內(nèi)的樹木莖流定義為夜間莖流，不同生長期的晝、夜間莖流劃分如表3所示。結(jié)果顯示，‘寒富’蘋果樹夜間莖流速率均呈現(xiàn)出穩(wěn)定的變化趨勢，與夜間溫度的變化趨勢一致，與空氣相對濕度的變化趨勢相反，在零點到日出間的這段時間內(nèi)莖流速率變化平緩且接近于0，而在日落后到次日零點的這個時間段內(nèi)，仍然保持較高的莖流速率水平，如圖4所示。說明日落后樹體莖流并沒有完全停止，是一個緩慢下降的過程，且在夜間一直以較低的莖流速率水平維持吸水狀態(tài)。

表3 晝夜時間劃分表

2.1.3 晝夜間莖流的占比情況 為了了解白天和夜晚的莖流分布特點，將‘寒富’蘋果樹不同生長期的晝、夜莖流量分別累積進行統(tǒng)計，結(jié)果見表4。從表可以看出單日莖流量為8月＞7月＞6月＞10月＞9月＞5月。8月最大，為7 933.58 g?d-1，5月最小，為4 400.32 g?d-1，8月單日莖流量約為5月的1.8倍。夜間莖流量占比情況為10月＞9月＞5月＞6月＞8月＞7月，10月夜間莖流量最大，為2 271.92 g，且占比最大，達到了33.69%；7月夜間莖流量最小，為345.46 g?d-1，且占比也最小，僅占到了單日莖流量的4.57%，說明夜間莖流占果樹單日莖流的比例相當可觀，以至于不能忽略果樹在夜間的耗水。表4顯示，夜間大氣溫度和空氣相對濕度越低時，夜間莖流量所占比重就越大，所以晝夜莖流量占比情況與氣象也存在較大聯(lián)系。同時，寒富蘋果樹在生育初期和末期的夜間莖流比在果樹生長盛期的夜間莖流活躍，說明果樹在生育中期莖流主要集中在白天，夜間莖流很微弱，以利于積累光合產(chǎn)物；而生育初期和生育末期果樹生命活動弱，莖流密度較分散。

圖4 夜間莖流速率變化

表4 晝夜莖流量占比表

2.2 寒富蘋果樹干莖流對環(huán)境因子的響應(yīng)

不同生長時期的寒富蘋果樹莖流速率均表現(xiàn)出較大的差異，這與外界環(huán)境因素有著緊密的關(guān)系。選取7月24日—31日連續(xù)8 d的莖流速率和氣象數(shù)據(jù)來分析寒富蘋果樹莖流與環(huán)境因子之間的關(guān)系。圖5為寒富蘋果樹莖流速率與各氣象因子的變化曲線，由圖可以看出莖流速率與太陽凈輻射（Rn）、空氣相對濕度（RH）、空氣水汽壓差（VPD）、風速（Ws）、空氣溫度（T）、5 cm土層溫度、20—40 cm土層溫度的變化均表現(xiàn)出較強的相關(guān)性，而與10 cm土層溫度變化的關(guān)系不明顯。其中莖流速率與太陽凈輻射、空氣水汽壓差、風速、空氣溫度、5 cm土層溫度曲線的變化特征相似，而與空氣相對濕度、20—40 cm土層溫度曲線的變化趨勢相反，說明太陽輻射和水汽壓差等因子的增大會帶動莖流升高，即促進果樹蒸騰，而空氣相對濕度和20—40 cm土層溫度的增高會使莖流降低，對果樹蒸騰產(chǎn)生消極影響，不利于光合產(chǎn)物的積累。

對寒富蘋果樹莖流速率與各環(huán)境因子之間的相關(guān)性進行分析，結(jié)果見表5。由表可以看出，‘寒富’蘋果樹莖流速率與太陽凈輻射、大氣溫度、相對濕度、水汽壓差、風速、5 cm土層溫度、20—40 cm土層溫度均在0.01水平上顯著相關(guān)，其中莖流速率與相對濕度、20—40 cm土層溫度呈極顯著負相關(guān)，與其他因子極顯著正相關(guān)，與太陽輻射相關(guān)性最強，相關(guān)系數(shù)達到了0.852。相關(guān)性程度大小為：(Rn)=0.852**＞(T)=0.656**＞(Ws)=0.619**＞(VPD)=0.616**＞(RH)=-0.557**＞(Ts，30cm)=-0.347**＞(Ts，20cm)= -0.281**＞(Ts，40cm)=-0.173**＞(Ts，5cm)=0.132**（**表示在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)）。

為進一步探究沈陽地區(qū)環(huán)境因子對‘寒富’果樹莖流的影響方式及作用大小，運用通徑分析得到各環(huán)境因子對寒富果樹莖流的影響程度（表6）。各環(huán)境因子對‘寒富’蘋果樹莖流的直接作用大小表現(xiàn)為VPD（-1.548）＞T（1.308）＞RH（-0.792）＞Rn（0.478）＞Ts,5cm（-0.250）＞W(wǎng)s（0.196），而間接作用表現(xiàn)為VPD（2.1635）＞T（-0.6532）＞Rn（-0.4696）＞W(wǎng)s（0.4240）＞Ts,5cm（0.3817）＞RH（0.2351），說明水汽壓差（VPD）的直接作用最大，而風速（Ws）的直接作用最小。大氣溫度（T）和風速（Ws）主要通過水汽壓差（VPD）和相對濕度（RH）的共同作用影響莖流；太陽凈輻射（Rn）主要通過大氣溫度（T）、水汽壓差（VPD）、相對濕度（RH）的共同作用對莖流產(chǎn)生影響。

表5 寒富蘋果樹莖流速率與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系

**：在0.01級別相關(guān)性顯著。*：在0.05相關(guān)性顯著。下同**: significant correlation at level 0.01. *: significant correlation at 0.05. The same below

表6 環(huán)境因子對莖流速率的通徑分析結(jié)果

x1：太陽凈輻射；x2：大氣溫度；x3：5 cm土層溫度；x4：風速；x5：水汽壓差；x6：相對濕度。下同 x1: Net solar radiation (Rn); x2: Atmospheric temperature (T); x3: 5 cm soil temperature (Ts,5cm); x4: Wind speed (Ws); x5: Water vapor pressure difference (VPD); x6: Relative humidity (RH). The same as below

環(huán)境因素中除了氣象因子和土壤溫度對莖流有影響外，土壤水分狀況也是影響果樹莖流的一個重要因子。本試驗選取10—60 cm土層的土壤含水率和日尺度下的果樹莖流量來分析兩者之間的關(guān)系，生育期內(nèi)土壤含水率與果樹莖流量的變化如圖6所示。各土層在生育期內(nèi)的含水率變化趨勢一致。但變化幅度差別較大，莖流量變化與土壤含水率變化較為一致，對各土層的含水率與莖流量做相關(guān)性分析（表7）發(fā)現(xiàn)，果樹莖流量與10 cm和20 cm土層的含水率呈正相關(guān)，其中與10 cm土層含水率在0.01水平上呈顯著正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.521，與其他土層含水率呈負相關(guān)，相關(guān)性不顯著，說明在日尺度下0—10 cm土層的土壤水分情況最能影響果樹莖流。

3 討論

許多研究表明樹干莖流有著顯著的晝夜變化規(guī)律，變化趨勢呈“幾”字形單峰曲線[18-19,22-23]。在本試驗中，莖流速率曲線呈單峰形，這是由于果樹莖流對太陽輻射、氣溫等環(huán)境因子的變化較為敏感，隨著太陽輻射和溫度的升高，莖流速率迅速啟動，在太陽輻射和溫度下降的同時，莖流速率也很快下降。馮志文等[14]對山東和甘肅蘋果樹生長季莖流的研究發(fā)現(xiàn)，莖流速率峰值會出現(xiàn)在中午12:00—15:00，在17:00—18:00開始迅速降低。而本試驗‘寒富’蘋果樹的莖流峰值出現(xiàn)的最早時間為8:30，迅速下降的時間點也在14:30左右，可能是因為東北地區(qū)日出時間比上述研究區(qū)域的日出時間早，而后太陽輻射增強，溫度升高，空氣濕度降低，為莖流啟動和到達峰值提供了有利條件，加上日落時間較上述研究區(qū)早，所以導(dǎo)致‘寒富’蘋果樹莖流峰值和下降的時刻都比其他地區(qū)要出現(xiàn)的早。

圖6 生育期內(nèi)土壤含水率與果樹莖流的變化規(guī)律

表7 土壤體積含水率與莖流量的相關(guān)性分析

**：在0.01級別（雙尾）相關(guān)性顯著 **: the correlation was significant at the level of 0.01

夜間莖流不僅有利于樹木自身的補充和水分平衡的調(diào)節(jié)[24]，而且有助于驅(qū)動根系與植物體向上進行物質(zhì)運輸[25]。本試驗中莖流在夜間變化不明顯，莖流速率會趨于零但是不為零，與趙自國等[26]學者的研究結(jié)果一致。夜間莖流是由根壓引起的[27]，根壓會使水分主動被吸入體內(nèi)，以此來補充白天樹木蒸騰丟失的大量水分，恢復(fù)植物體內(nèi)的水分平衡[28-29]，且樹冠和枝條是樹體主要儲水部位，夜間莖流可能是水流由根部上升至枝葉部分存儲，為下一階段的生長做準備[30]。樹木晝夜莖流的貢獻率對其整樹蒸騰有重要的生理意義，有研究表明夜間莖流對全天蒸騰量的貢獻比率可達到50%[31]。在本研究中，零點到日出的這段時間內(nèi)‘寒富’果樹莖流速率變化比較平緩，在日落后到次日零點的這個時間段內(nèi)，依然保持較高的莖流速率水平，與陳立欣等[32]研究結(jié)果一致，果樹夜間莖流占全天總莖流的比例波動幅度為4.57%—30%，說明夜間莖流可調(diào)節(jié)植物與環(huán)境間的水汽交換。

樹體在不同的生長季節(jié)，會因為樹體生長、光照、降雨、風等因素造成樹體蒸騰量的變化，也就會引起樹干莖流速率的變化。黃土高原區(qū)蘋果樹的莖流速率值在6月份最高[33]，4月份最低，續(xù)海紅等[34]研究山西蘋果莖流也有此結(jié)果，耿兵[15]研究山東丘陵區(qū)的蘋果結(jié)果與之相似，但莖流速率最低的是11月。黃土塬區(qū)19年生蘋果樹干莖流速率8月最高，5月最低。在本試驗中，寒富蘋果樹晴天單日平均莖流速率8月最大，5月最小，與黃土塬區(qū)研究結(jié)果一致；陰天單日平均莖流速率6月最大，10月最小。這是因為5月蘋果樹正處于開花期和幼果期，蘋果蒸騰面積較小，空氣溫度和土壤溫度較低，樹體生命活動較弱，所需水分較少，使樹干莖流一直在較低水平；8月果樹保持較高的生長態(tài)勢，葉片均已發(fā)育完全，果實處于膨大期，加上氣溫比較高，太陽輻射也很強，樹體需要大量的水來維持一系列生命活動，所以莖流速率較高；10月隨著蘋果的成熟，氣溫開始降低，進入生育末期蘋果樹樹葉也開始凋落，果樹整日蒸騰量也隨之降低。

氣象是莖流的主要制約條件，大量研究發(fā)現(xiàn)蘋果樹干莖流速率與太陽輻射呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[35-37]，與空氣相對濕度呈負相關(guān)關(guān)系[38-40]，土壤溫度對樹干莖流的影響機制比較復(fù)雜，風速對樹木莖流速率的影響也比較復(fù)雜，不同學者研究結(jié)論也不同。宋凱[41]研究發(fā)現(xiàn)蘋果樹莖液流量與太陽輻射的關(guān)聯(lián)度最好，但太陽輻射對樹干莖流速率的影響有時滯效應(yīng)。劉鑫[42]對杉木的研究發(fā)現(xiàn)太陽輻射與樹干莖流速率的相關(guān)關(guān)系不明確，而與風速、地表溫度呈顯著正相關(guān)。在丁日升等[17]的研究中，蘋果樹莖流速率與風速的相關(guān)性不明顯；張靜等[16]的研究顯示水汽壓差在小時尺度下與蘋果樹干莖流速率極顯著正相關(guān)。耿兵[15]發(fā)現(xiàn)莖流速率與土壤溫度呈極顯著負相關(guān)，而石游[40]研究發(fā)現(xiàn)，土壤溫度的變動有著顯著的節(jié)律性，但是由于受多種因素影響，土壤溫度日趨勢和樹干莖流日變化趨勢并不一致，土壤溫度變化達到峰值的時間比樹干莖流稍晚一點，觀測發(fā)現(xiàn)每天土壤溫度的高峰期都處于當天莖流高峰之后的下降期，所以很難評價兩者的關(guān)系。在本研究中，‘寒富’蘋果樹莖流速率與太陽輻射呈極顯著正相關(guān)，與溫度、風速和水汽壓差也呈顯著正相關(guān)，與相對濕度呈顯著負相關(guān)。由于太陽輻射的升高會導(dǎo)致空氣溫度升高、空氣相對濕度下降，隨之水汽壓虧缺升高，這就可能會造成在輻射的刺激下氣孔導(dǎo)度增大，蒸騰量加大，從而造成樹干莖流速率增加；而風速的增大，會降低空氣相對濕度，使葉片和空氣的水汽壓差增大，進而導(dǎo)致莖流速率的增大。綜合以上發(fā)現(xiàn)，由于地理位置不同，各地區(qū)氣候條件差異較大，主要影響莖流速率的因子也不盡相同，加之氣象因子之間的相互關(guān)聯(lián)性，使各地區(qū)莖流速率與氣象因子的關(guān)系更為復(fù)雜。

馮永建等[43]對華北落葉松的研究表明土壤水分虧缺與否是華北落葉松蒸騰耗水差異的主要原因，生長季土壤水分對華北落葉松生長至關(guān)重要；張大龍等[44]對甜瓜的研究發(fā)現(xiàn)，氣象環(huán)境因子對甜瓜蒸騰量的影響很大程度上取決于土壤水分含量。東北地區(qū)具有明顯的凍融特性，會對土壤含水量產(chǎn)生影響，繼而影響果樹蒸騰，在本研究中，0—10 cm土層的水分情況最能影響果樹莖流，對該土層處的水分變化最為敏感，說明本地區(qū)‘寒富’蘋果樹根系主要從10 cm土層處吸收水分來供給生長。

4 結(jié)論

寒富蘋果樹單日莖流速率整體上呈現(xiàn)出晝高夜低的單峰“幾”字型變化，夜間莖流速率呈現(xiàn)出穩(wěn)定的變化趨勢。在零點到日出間的這段時間內(nèi)莖流速率變化平緩且接近于0，而在日落后到次日零點時間段內(nèi)，仍然保持較高的莖流速率水平。太陽凈輻射是影響寒富蘋果樹莖流最重要的因子，‘寒富’蘋果樹莖流速率和各環(huán)境因子的多元回歸方程為：=6.441＋0.012＋1.874－0.577Ts,＋1.915－9.766－0.362，方程的相關(guān)系數(shù)2為0.842。果樹莖流量與10 cm土層含水率在0.01水平上呈顯著正相關(guān)，與其他土層含水率相關(guān)性不顯著。

東北冷涼地區(qū)‘寒富’蘋果樹在生育盛期即6—9月蒸騰量較大，蒸騰受太陽輻射、風速等環(huán)境因子影響程度高，本地區(qū)7、8月太陽輻射較強，且氣溫較高，所以果園灌溉應(yīng)注意在果樹生長旺季即果實膨大期及時補充灌水，尤其應(yīng)注意在7月和8月連續(xù)晴天的情況下增加灌水頻率，保證果樹在生長的關(guān)鍵時期不受水分脅迫而影響產(chǎn)量，且灌水時間宜選在日出前或者日落后，以減少由于蒸發(fā)造成灌溉水損失。

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（責任編輯 趙伶俐）

The Characteristics of Sap Flow of Hanfu Apple Trees and its Response to Environmental Factors

XIA GuiMin, SUN YuanYuan, WANG WeiZhi, WU Qi, CHI DaoCai

（College of Water Conservancy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161）

【Objective】The law of transpiration of fruit trees is embodied in the characteristics of sap flow. The objective of this paper was to study the transpiration and water consumption laws ofMill (‘Hanfu’) in Northeast China, so as to provide a theoretical basis for the development of suitable irrigation system.【Method】In this experiment, the sap flow rates from young fruit stage to the deciduous stage of Hanfu apple trees were continuously monitored by the thermal dissipation probes (TDP) from May to October in 2017, and the meteorological data were continuously recorded by automatic weather station in this orchard. The characteristics of sap flow in Hanfu apple trees and their relationship with environmental factors were analyzed, and then a regression model between sap flow rate and environmental factors was established.【Result】The results showed that the rates of sap flow in Hanfu apple trees were higher in the daytime than that at night. The sap flow rates of Hanfu apple trees at night were stable, the change of sap flow rate was gentle and closed to zero between 0 o’clock and the sunrise, and the high sap flow rate level was still maintained in the period from the sunset to 0 o’clock of the next day. During the growth periods of fruit trees, the start-up and fall time of sap flow was concentrated, and the time of reaching the peak value was dispersive. The proportion of nocturnal sap flow was October > September > May > June > August > July. The proportion of nocturnal sap flow in October was 33.69%, but only 4.57% in July. The correlation degree between environmental factors and sap flow of Hanfu fruit trees was as follows: solar radiation > atmospheric temperature > wind speed > water vapor pressure difference > relative humidity > 30cm soil layer temperature. The multivariate regression equation of sap flow rate and environmental factors of Hanfu fruit tree was:=6.441＋0.012＋1.874－0.577Ts,＋1.915－9.766－0.362, and the correlation coefficient of2was 0.842. The correlation coefficient between daily sap flow and 10cm soil moisture content was 0.521, which was not significantly correlated with the other layers soil moisture content. 【Conclusion】The results showed that in the cold area of Northeast China, the transpiration of Hanfu apple trees was large from June to September, and the transpiration was affected by solar radiation, wind speed and other environmental factors. It should be noticed that in the fruit expansion period, especially in July and August, the irrigation should be carried out timely. Irrigation time should avoid the strongest solar radiation time, and be arranged before sunrise or after sunset to reduce water loss caused by evaporation.

Hanfu apple (Mill) tree; sap flow velocity; night sap flow; thermal dissipation probe method; environmental factors

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.04.011

2018-09-30；

2018-12-10

遼寧省高等學校創(chuàng)新團隊項目（LT2017014）、遼寧省自然科學基金（20180550819）

通信作者夏桂敏，E-mail：xiagm1229@126.com