交替根區(qū)灌溉研究進(jìn)展

楊 雨，郭鴻鑫，朱繼榮，祝鵬飛，梅連倫，束良佐

（1.淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，安徽 合肥 230036；3.臺(tái)州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

0 引言

近年來(lái)世界范圍內(nèi)出現(xiàn)水資源危機(jī)，同時(shí)由于氣候變化，環(huán)境污染及不同用水領(lǐng)域?qū)λY源需求的增加，使有限的水資源成為引人關(guān)注的話(huà)題［1］.農(nóng)業(yè)灌溉是水資源消耗的大戶(hù)，在干旱半干旱地區(qū)，農(nóng)業(yè)灌溉用掉70%～80%的總耗水量［2］.我國(guó)是世界上人均水資源最貧乏的國(guó)家之一.我國(guó)每年因缺水造成的糧食減產(chǎn)占到各種自然因素導(dǎo)致糧食減產(chǎn)的六成.因此，農(nóng)業(yè)水資源緊張遍布全國(guó)，面臨的形勢(shì)非常嚴(yán)峻.同時(shí)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉方式不合理，灌溉水利用效率僅49%左右，遠(yuǎn)低于以色列和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家（可達(dá)80%）［3-4］.因此，發(fā)展節(jié)水灌溉，科學(xué)合理地利用水資源，是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種必然的選擇.

在諸多的節(jié)水灌溉技術(shù)中，交替根區(qū)灌溉技術(shù)的研究日益受到青睞.交替根區(qū)灌溉也稱(chēng)交替根區(qū)干燥技術(shù)（alternate partial root-zone drying，APRI），是局部根區(qū)灌溉技術(shù)（partial root-zone drying，PRD）的一種高效灌溉形式，在灌溉時(shí)只對(duì)一部分根區(qū)實(shí)施灌溉，而對(duì)另外一部分的根區(qū)不灌溉而暴露在干燥的土壤中.為避免部分根系長(zhǎng)期處于干旱環(huán)境導(dǎo)致作物生長(zhǎng)受阻（如固定根區(qū)灌溉），濕的一側(cè)和干的一側(cè)需要反復(fù)輪換交替.這種干濕交替的頻率或者周期與土壤類(lèi)型、作物種類(lèi)、作物的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期、氣候條件以及土壤水分條件等有關(guān)［5-7］.

交替根區(qū)灌溉研究受到廣泛的關(guān)注，涉及果樹(shù)（葡萄、蘋(píng)果、梨等）、大田作物（玉米、棉花、馬鈴薯等）以及蔬菜（番茄、黃瓜、綠豆、茄子等）、西瓜等作物［6、8-11］.交替根區(qū)灌溉能夠使葡萄需水量減少46%，大田作物甚至節(jié)水30%～50%而不顯著減產(chǎn)，水分利用效率大幅度增加［12-13］.

1 交替根區(qū)灌溉的形式與節(jié)水機(jī)理

1.1 交替根區(qū)灌溉的形式

交替根區(qū)灌溉實(shí)現(xiàn)的方式從空間上分，包括水平方向分根區(qū)交替（即植株左右兩側(cè)根區(qū)的交替）、垂直方向的上下根區(qū)交替灌溉［5］.在水平方向的分根區(qū)交替灌溉有隔溝交替灌溉、植株兩側(cè)交替澆灌（未開(kāi)溝）、交替根區(qū)滴灌和交替根區(qū)地下滴灌等形式.隔溝交替灌溉是目前常見(jiàn)的交替根區(qū)灌溉方法，對(duì)于起壟開(kāi)溝種植的寬行距作物較常見(jiàn)，如玉米、棉花、番茄、茄子等.在灌溉時(shí)對(duì)壟的一側(cè)溝進(jìn)行灌溉，另一側(cè)溝不灌溉，依次隔溝干濕交替，一段時(shí)間后或者下次澆水時(shí)變換干濕溝進(jìn)行［5，14］.兩側(cè)交替澆灌往往是對(duì)于果樹(shù)用噴灌或者水管只在一側(cè)澆水，下次灌溉時(shí)澆灌到原先干燥側(cè)［15］.這些的分根區(qū)交替灌溉的方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，隨著滴灌施肥技術(shù)的推廣普及，結(jié)合滴灌技術(shù)而形成的交替根區(qū)滴灌是一種新的交替灌溉技術(shù)形式，目前受到越來(lái)越多的關(guān)注［7、16］.交替根區(qū)地下滴灌是把滴灌帶埋入土壤中進(jìn)行的分根區(qū)滴灌技術(shù)，目前的研究文獻(xiàn)很有限［17］.滴灌技術(shù)和地下滴灌技術(shù)能夠大幅度節(jié)水，但是交替根區(qū)滴灌（含地下滴灌）比常規(guī)滴灌仍然具有更大的節(jié)水潛力［10、16］.目前關(guān)于垂直方向即上下根區(qū)交替灌溉的報(bào)導(dǎo)極少，僅見(jiàn)少量的盆栽試驗(yàn)研究［18-19］.

交替根區(qū)灌溉還可以根據(jù)植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不同時(shí)期施加灌溉的方式，分為“靜態(tài)”P(pán)RD灌溉和“動(dòng)態(tài)”P(pán)DR灌溉.絕大部分文獻(xiàn)報(bào)道的是“靜態(tài)”P(pán)RD灌溉，即在作物的整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，作物接受的水量減少是恒定的.而“動(dòng)態(tài)”P(pán)DR灌溉，是根據(jù)特定作物物候期改變灌溉水量，如Ahmadi等在馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育的早期、中期、后期3個(gè)時(shí)期給作物灌溉量與對(duì)照相比逐漸降低，分別為對(duì)照全蒸散量的90%、75%和50%.結(jié)果發(fā)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)水分虧缺交替根區(qū)灌溉處理下的馬鈴薯水分生產(chǎn)力顯著高于靜態(tài)70%蒸散量下的相應(yīng)交替灌溉處理［20］.APRI處理下對(duì)苗期進(jìn)行中度水分虧缺有利于對(duì)夏玉米及制種玉米的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)調(diào)控，并達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)、顯著提高水分利用效率（WUE）［21-22］.

1.2 交替根區(qū)灌溉的節(jié)水機(jī)理

交替根區(qū)灌溉下，灌溉側(cè)的根區(qū)有足夠的水分，從而能保證作物的水分需求，而余下的根系處于干燥的土壤環(huán)境中，根系能夠感受到土壤干旱，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生干旱脅迫反應(yīng).這些脅迫反應(yīng)包括植物體內(nèi)保護(hù)酶活性增加而產(chǎn)生的氧化應(yīng)激反應(yīng)、干旱側(cè)根系產(chǎn)生大量脫落酸（ABA）、木質(zhì)部汁液pH值升高以及細(xì)胞膨壓下降產(chǎn)生的水力學(xué)信號(hào)等［23-26］.也有研究表明，交替根區(qū)灌溉下細(xì)胞分裂素（CKs）也參與植物對(duì)水分脅迫的響應(yīng)［27］.在交替根區(qū)灌溉下CKs 控制葉片氣孔的行為以及植株地上部生長(zhǎng)，而在常規(guī)虧缺灌溉下ABA 在對(duì)葡萄響應(yīng)水分脅迫中起主導(dǎo)作用.因此ABA 與CKs 的比例控制不同虧缺灌溉方式下植物葉片的氣孔行為及對(duì)水分脅迫的生理生化響應(yīng)［24、27］.Wang等［28］研究發(fā)現(xiàn)，在交替根區(qū)灌溉下，植物的氣孔特征也發(fā)生變化，在APRI下植物保衛(wèi)細(xì)胞較小，氣孔密度較低，氣孔導(dǎo)度下降從而降低蒸騰作用，有助于提高水分利用效率，并提高光合能力，對(duì)凈光合有積極影響.另外，近年來(lái)的研究表明在交替根區(qū)灌溉下，植物的基因表達(dá)也產(chǎn)生響應(yīng).在局部根區(qū)水分脅迫下，干旱側(cè)根系及葉片中檢測(cè)出一些高表達(dá)的水分脅迫響應(yīng)基因，參與植物對(duì)水分脅迫的響應(yīng)及激素等的調(diào)節(jié)［29-30］.Luo等［31］發(fā)現(xiàn)源于葉片的茉莉酸類(lèi)物質(zhì)（JA/JA-Ile）可以作為根冠間的信號(hào)調(diào)節(jié)未受到水分脅迫的那側(cè)根系細(xì)胞膜內(nèi)嵌蛋白GhPIP基因的表達(dá)，從而促進(jìn)根系吸水.總之，這些根源信號(hào)可以輸送到地上部分，作用于氣孔，降低氣孔的開(kāi)度，而氣孔開(kāi)度的適度降低可以大幅度降低蒸騰作用，而對(duì)光合速率影響不大，從而可以提高水分利用效率［5、23、29］.

在交替根區(qū)灌溉下，土壤灌溉面積減少，從而降低土壤蒸發(fā)及水分的垂直滲漏；不同根區(qū)的反復(fù)干濕交替可改善土壤氧氣含量，增加土壤微生物的活性，促進(jìn)根系的補(bǔ)償性生長(zhǎng)，有利于根系功能的發(fā)揮，促進(jìn)對(duì)水分養(yǎng)分的吸收；交替根區(qū)灌溉還能夠促進(jìn)光合產(chǎn)物向收獲器官轉(zhuǎn)移，提高收獲指數(shù).這些方面的生理響應(yīng)促進(jìn)作物能夠在大幅度節(jié)水的條件下而不顯著影響產(chǎn)量［5、10、16、32-35］.

2 交替根區(qū)灌溉的節(jié)水效應(yīng)及水肥耦合效應(yīng)研究

2.1 交替根區(qū)灌溉的節(jié)水效應(yīng)

當(dāng)前交替根區(qū)灌溉已經(jīng)在很多作物不同的生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行大量的研究和成功應(yīng)用.如黃鵬飛等［36］發(fā)現(xiàn)與常規(guī)地下滴灌充分灌溉相比，當(dāng)灌溉定額減少20%時(shí)，交替地下滴灌雖然玉米產(chǎn)量下降1.8%，但水分利用效率提高11.0%，灌溉水利用效率提高22.7%.胡超［37］發(fā)現(xiàn)地下交替根區(qū)滴灌處理在減少30%灌水量的情況下，馬鈴薯產(chǎn)量并不顯著下降；地下滴灌及溝灌下APRI處理的灌溉水利用效率和總水分利用效率分別比常規(guī)灌溉提高27.0%和9.5%，其中地下滴灌APRI處理的馬鈴薯灌水利用效率和總利用效率分別較相應(yīng)的溝灌處理高出35.6%和33.5%.Yactayo 等［38］發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯生長(zhǎng)早期中等水分脅迫下APRI處理，在灌溉量降低50%（總灌溉量降低30%左右）下可以提高作物的抗性，塊莖產(chǎn)量與充分灌溉相比沒(méi)有顯著下降.Topak等［39］發(fā)現(xiàn)，在總灌溉量降低48.8%下，與常規(guī)灌溉方式相比，APRI使得甜菜增產(chǎn)10.74%，WUE 比充分灌溉和常規(guī)虧缺灌溉分別增加19.8%、8.5%，塊根的氮肥利用效率增加26.2%、68.2%.

趙娣等［40］對(duì)膜下滴灌加工番茄的研究發(fā)現(xiàn)，在灌溉定額減少三分之一下，交替根區(qū)滴灌（APRI）處理較常規(guī)滴灌處理顯著增產(chǎn)18.84%，這與楊麗娟等［41］的研究結(jié)果相同.即使在高水條件下加工番茄在APRI下也能夠增產(chǎn)3.5%～10.3%，而在節(jié)水23.6%后產(chǎn)量也沒(méi)有顯著下降［42］.APRI滴灌下黃瓜灌水量減少17%，降低黃瓜蒸騰耗水和深層滲漏，而黃瓜生長(zhǎng)并未受到嚴(yán)重抑制，產(chǎn)量?jī)H下降1.5%，而水分利用效率提高18.6%［43］.

分根交替灌溉下葡萄幼樹(shù)能夠調(diào)節(jié)自身干物質(zhì)分配，在減少約50%灌水量的條件下，能夠降低樹(shù)體冗余生長(zhǎng)量并維持葡萄葉片的凈光合速率，增加干物質(zhì)向須根和果實(shí)的分配量，實(shí)現(xiàn)葡萄最優(yōu)生長(zhǎng)［44］.于坤等［45］以干旱區(qū)釀酒葡萄赤霞珠為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)左側(cè)地表滴灌和右側(cè)地下滴灌（DI-SDI）能夠促進(jìn)葡萄植株根系下扎，提高深層土壤根系活力，有效維持地上部葉片生理功能的穩(wěn)定性，提高植株葉片的凈光合速率和蒸騰速率.蘋(píng)果上面也得到類(lèi)似的結(jié)果［46］.交替根區(qū)滴灌在提高柚子樹(shù)WUE的同時(shí)，還會(huì)使得果樹(shù)下一季度果實(shí)自然掉落的現(xiàn)象減少，而灌溉方式對(duì)西柚果實(shí)品質(zhì)和果汁量的影響不顯著［47］.

鄭健等［48］應(yīng)用Meta分析方法定量分析不同區(qū)域、氣候條件、種植條件、灌溉制度和作物類(lèi)型下APRI對(duì)作物水分利用效率WUE的影響.結(jié)果表明：在中國(guó)范圍內(nèi)，APRI提升WUE為28.9%，西北地區(qū)WUE提升最為顯著，達(dá)到49.29%；年均降水量在200～800 mm的區(qū)域，APRI能夠使WUE提升29.92%，而在南方地區(qū)和年均降水量＞800 mm的區(qū)域，WUE提升不顯著；在年均氣溫高于12℃的區(qū)域，WUE提升更明顯，可以達(dá)到36.98%.APRI 在溫室大棚中WUE 提升最為顯著，達(dá)到53.45%.APRI 技術(shù)應(yīng)用到地面畦灌、固定灌溉、溝灌和滴灌后，其WUE 分別提升37.03%、21.41%、16.59%和32.56%.在另外一項(xiàng)的meta-analysis中，發(fā)現(xiàn)調(diào)虧灌溉或交替根區(qū)灌溉對(duì)作物的相對(duì)產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響，產(chǎn)量效應(yīng)取決于作物種類(lèi)及土壤類(lèi)型［49］.因此，要成功應(yīng)用交替根區(qū)灌溉技術(shù)，應(yīng)考慮多種因素，包括作物種植條件、種植區(qū)域的氣候條件、灌溉方法和作物種類(lèi)、土壤類(lèi)型等［30、38、48-49］.

2.2 交替根區(qū)灌溉下水肥耦合效應(yīng)

在交替根區(qū)灌溉下水肥互作的研究一直倍受關(guān)注［7、50］.在局部根區(qū)灌溉下，灌水區(qū)養(yǎng)分隨水分以垂直淋溶為主，由于存在水分的側(cè)滲，從而減少水分和溶質(zhì)（硝態(tài)氮）的深層滲漏；在灌水量減少時(shí)，水肥異區(qū)交替灌水、水肥同區(qū)交替灌水是較好的水肥空間耦合方式，產(chǎn)量降低少，氮較多地殘留在上層土壤，并以交替根區(qū)灌溉下水氮異區(qū)供應(yīng)效果最好［14、33、51］.因此交替根區(qū)灌溉可以降低氮肥的施用量，提高氮肥的利用率.

絕大部分的交替根區(qū)灌溉下水氮耦合效應(yīng)的研究缺乏對(duì)氮遷移利用的定量，不能區(qū)分特定層次土壤中累積硝態(tài)氮的遷移行為.而土壤剖面中累積大量的硝態(tài)氮，累積的硝態(tài)氮既可以作為植物可以吸收利用的養(yǎng)分，也可以淋洗進(jìn)入并污染地下水，同時(shí)還可以產(chǎn)生氣態(tài)揮發(fā)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此其去向備受關(guān)注［52］.課題組［53-55］利用15N標(biāo)記技術(shù)和模擬土柱的方法研究土壤剖面特定層次累積硝態(tài)氮的遷移及植物利用潛力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)番茄在APRI下節(jié)水34.3%而不顯著影響產(chǎn)量；土壤剖面中不同層次標(biāo)記的硝態(tài)氮遷移行為與植物利用存在明顯的差別.隨著15N 標(biāo)記層次下降，番茄植株對(duì)15N 吸收利用率以及番茄收獲后15N在1 m土層內(nèi)的殘留量顯著下降，損失率顯著增加.常規(guī)灌溉方式對(duì)10～20 cm土層標(biāo)記的15N淋洗作用強(qiáng)于40～50 cm 土層，APRI 對(duì)10～20 cm 層次標(biāo)記的15N 淋洗作用相對(duì)常規(guī)灌溉減弱，而促進(jìn)40～50 cm 土層中61.3%的15N 向上層土壤遷移.APRI 下15N 的損失率顯著降低，利用率沒(méi)有大幅度下降.當(dāng)把15N標(biāo)記在110 cm深度時(shí)，與常規(guī)充分灌溉相比，交替根區(qū)灌溉對(duì)標(biāo)記氮的吸收增加15.4%，促進(jìn)15N向上遷移，其在根區(qū)的累積量增加72.4%，損失量下降26.3%.交替根區(qū)灌溉下，不同氮形態(tài)肥料對(duì)番茄的生長(zhǎng)具有顯著的調(diào)節(jié)作用，供應(yīng)硝態(tài)氮下茄子和番茄的生長(zhǎng)和產(chǎn)量顯著提高，并促進(jìn)番茄對(duì)土壤中標(biāo)記15N的吸收，造成土壤剖面中15N累積量減少，而損失率與相應(yīng)銨態(tài)氮供應(yīng)的處理沒(méi)有顯著差異.因此不同形態(tài)氮肥可以通過(guò)影響植物生長(zhǎng)而影響土壤中累積硝態(tài)氮的去向.Hou等［56］利用15N標(biāo)記技術(shù)在番茄上面也得到類(lèi)似的結(jié)果.

APRI能夠增加根系表面積、根長(zhǎng)密度，促進(jìn)碳水化合物從地上部向根系，轉(zhuǎn)移從而能夠促進(jìn)根系發(fā)育，根區(qū)干濕的反復(fù)交替促進(jìn)根系的補(bǔ)償性均衡生長(zhǎng)以及改善土壤的通氣性［5、53、57］.此外，根系在土壤剖面中的分布也會(huì)發(fā)生改變.在APRI下土壤深層根系長(zhǎng)度與重量較常規(guī)灌溉更多，即APRI促進(jìn)根系下扎增加［14、53、58］.根系在深層土壤分布的增加有利于根系擴(kuò)大吸收范圍，獲取更多的資源.同時(shí)，根系活力及水力學(xué)導(dǎo)度在APRI下顯著增加，更加有利于根系吸收水分和養(yǎng)分［19、57］.這種變化可能是由于干燥側(cè)的根系在遇到灌溉后大量誘導(dǎo)產(chǎn)生的新根以及生理產(chǎn)生響應(yīng)的老根.這些生理與形態(tài)適應(yīng)性的改變促進(jìn)根系的吸收功能，在水肥供應(yīng)量大幅度減少的情況下，也能夠保證作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的形成［24、59］.

Liu等［16］用15N標(biāo)記尿素進(jìn)行交替根區(qū)滴灌施肥研究發(fā)現(xiàn)，同樣的水氮量供應(yīng)下沒(méi)交替根區(qū)滴灌施肥下植株總吸氮量增加13.1%，而對(duì)肥料15N的吸收增加10.3%，肥料氮的利用效率平均增加到46.3%，比常規(guī)滴灌施氮增加3.3%，肥料氮的損失率顯著下降，從常規(guī)滴灌施氮的30.8%下降到23.0%.同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在水氮供應(yīng)量降低的情況下，交替根區(qū)滴灌下植株體內(nèi)的總氮吸收量并沒(méi)有下降，但是肥料中的15N吸收量卻降低16.3%～41.1%，根系的含氮量降低，因此可認(rèn)為交替根區(qū)灌溉有利于促進(jìn)根系中的氮向地上部轉(zhuǎn)移，并且交替根區(qū)灌溉有利于促進(jìn)植株對(duì)土壤中氮的吸收.在APRI下，土壤的干濕交替能夠促進(jìn)土壤微生物的活性和土壤呼吸，以及土壤中有機(jī)碳氮的礦化，導(dǎo)致土壤溶液中氮濃度的提升，促進(jìn)植物對(duì)氮的吸收利用［35、60］.Sun等［60］發(fā)現(xiàn)，在交替根區(qū)灌溉下土壤中的13C同位素組成（δ13C）顯著增加，尤其在低氮供應(yīng)下；且植株體內(nèi)δ15 N（土壤源的N）傾向于增加，并隨著供氮量增加而下降.Balesdent［61］認(rèn)為土壤微生物在土壤有機(jī)碳降解過(guò)程中能夠區(qū)分13C，并把更多的13C殘留在土壤中.這些結(jié)果說(shuō)明APRI能夠刺激土壤碳氮礦化，尤其在低氮肥供應(yīng)下［60］.

除了植物吸收和氮的淋洗之外，氣態(tài)氮的損失包括氨揮發(fā)以及反硝化作用損失也是氮從土壤—植物系統(tǒng)損失的重要途徑.交替根區(qū)灌溉下水氮異區(qū)供應(yīng)減少氨揮發(fā)，也可以顯著降低夏玉米地土壤N2O排放量和氮肥損失率［62-63］.

3 交替根區(qū)灌溉對(duì)果蔬品質(zhì)的影響

相對(duì)于交替根區(qū)灌溉的節(jié)水效應(yīng)，交替根區(qū)灌溉下品質(zhì)的變化研究相對(duì)較少［64］.交替根區(qū)滴灌可使黃瓜、馬鈴薯、番茄、四季豆和辣椒的灌溉量降低11.6%～25.8%，產(chǎn)量?jī)H比常規(guī)水分滴灌下略有下降，果實(shí)品質(zhì)的多種指標(biāo)中僅Vc 含量增加［50］.而Zhao等［13］2年的盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，在同樣的高水條件下，APRI產(chǎn)量增加3.5%～10.3%，番茄的果型較好，果實(shí)的番茄紅素增加；與常規(guī)的充分灌溉相比，APRI節(jié)水23.6%的情況下產(chǎn)量沒(méi)有下降，而果型指數(shù)、糖酸比、Vc、番茄紅素顯著增加，這與Yang 等［65］的結(jié)果類(lèi)似.Luo等［66］發(fā)現(xiàn)，在交替根區(qū)灌溉下，在節(jié)水20%、氮肥的基追肥比例在30：70處理下番茄的產(chǎn)量較高，番茄紅素、Vc、糖酸增加，有機(jī)酸含量較低.

Du 等［67］發(fā)現(xiàn)交替根區(qū)滴灌在節(jié)水50%的情況下，葡萄Vc 含量增加15.3%～42.2%，糖酸比也顯著增加，商品葡萄增加3.88%～5.28%.陳麗楠等［68］在葡萄上面也有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn).李培嶺等［69］對(duì)臍橙的研究發(fā)現(xiàn)，在水肥供應(yīng)減少的情況下，交替根區(qū)灌溉下臍橙果實(shí)橫徑變化受到的影響最小；相比常規(guī)灌溉，分根區(qū)交替灌溉下可溶性固形物、糖、酸和Vc量分別提高2.12%～63.09%.

Francaviglia 等［70］的結(jié)果表明，APRI 處理下蘋(píng)果果皮顏色的改善是樹(shù)冠結(jié)構(gòu)變化和WUE 增加的結(jié)果，而果實(shí)中可溶性固形物（TSS）增加可能是由于同化物從葉片轉(zhuǎn)移到果實(shí)所致.APRI誘導(dǎo)的植物激素（ABA和細(xì)胞分裂素）發(fā)生改變，可能是造成淀粉向糖的轉(zhuǎn)化率變高、參與碳水化合物代謝的酶活性增強(qiáng)（淀粉分解、轉(zhuǎn)化酶等）［71-72］.在APRI條件下，ABA含量的變化增加花青素含量，從而改善漿果品質(zhì)，并且增加mRNA 誘導(dǎo)的花青素生物合成途徑相關(guān)基因的積累［73］.APRI 下植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)減少，光照穿透樹(shù)冠增加，ABA含量和水楊酸（收獲時(shí)的漿果）含量增加，可能對(duì)具有不同作用的酚類(lèi)化合物（如抗氧化劑、花青素穩(wěn)定劑、葡萄酒顏色等）的生產(chǎn)產(chǎn)生越來(lái)越大的影響［74］.

4 結(jié)論

交替根區(qū)灌溉技術(shù)可以大幅度提高水和養(yǎng)分的利用效率，改善作物品質(zhì)，并在同等灌溉量水分虧缺情況下可以增加產(chǎn)量，具有較大的應(yīng)用潛力.但是目前需要在更多的氣候條件下，針對(duì)不同的作物或者果樹(shù)等開(kāi)展廣泛的工作，探討不同氣候條件、土壤類(lèi)型、作物種類(lèi)和栽培措施下交替根區(qū)灌溉的實(shí)施條件，以及實(shí)施方式.在作物的品質(zhì)影響方面目前的研究結(jié)果差異較大，需要針對(duì)不同的區(qū)域特點(diǎn)及作物品種進(jìn)行更多的探索.對(duì)交替根區(qū)灌溉下植物的生理與分子響應(yīng)機(jī)理方面缺乏系統(tǒng)深入研究；該灌溉方式下水肥耦合效應(yīng)的研究目前注重于水氮研究，而對(duì)于磷鉀肥料的耦合研究缺乏；注重于對(duì)寬行種植的植物研究較多，而密植類(lèi)的作物研究較少；對(duì)于傳統(tǒng)的溝灌方式研究較多，而結(jié)合現(xiàn)代滴灌技術(shù)的交替根區(qū)滴灌施肥研究較少.因此，關(guān)于交替根區(qū)灌溉目前還可以進(jìn)行大量的研究工作，從而可以為農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉及水肥資源高效利用、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要參考.