滴灌中不同灌水上限對(duì)梨樹(shù)生理生長(zhǎng)、光合特性及品質(zhì)的影響

王蕓蕓，楊 凱，石美娟，何美美，竇彥鑫，郭 華，任哲斌

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)研究所，山西太谷030815）

山西省屬于農(nóng)業(yè)大省，地貌類型復(fù)雜多樣，降水主要集中在夏季6-8月，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，是我國(guó)水資源最為貧乏的省份之一[1]，在全省實(shí)際用水總量中，農(nóng)業(yè)灌溉用水占比最大，約占一半以上[2]。在水資源持續(xù)緊缺的情況下[3]，大多數(shù)地區(qū)水利設(shè)施老舊，且多采用傳統(tǒng)的大水漫灌，這種“肥大水勤”不僅造成土壤環(huán)境的污染，而且造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，嚴(yán)重制約了果樹(shù)的產(chǎn)量和商品性[4]。如何實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展，已成為解決水資源問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急[5]。

在我國(guó)，梨是僅次于蘋果、柑橘的第三大水果，山西又是我國(guó)梨的重要栽培區(qū)之一[6]。2012年山西省梨面積為8.6 萬(wàn)hm2，占全省果園總面積的16%，在全國(guó)排第3位[7]。由于梨樹(shù)具有多年生、樹(shù)體高大、根系分布深等特點(diǎn)，其耗水量比一般農(nóng)作物都要高，對(duì)缺水反應(yīng)相當(dāng)敏感[8]，山西省屬于水資源嚴(yán)重匱乏省區(qū)，所以發(fā)展節(jié)水灌溉勢(shì)在必行。

滴灌作為一種具有明顯省水、增產(chǎn)效果的灌溉方式被越來(lái)越多的地區(qū)所采用，前人主要集中在玉米[9，10]、花生[11，12]、小麥[13]等作物以及葡萄[14]、蘋果[15]、梨[16]等水果的灌溉量和施肥對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、光合特性和產(chǎn)量等的影響研究上，玉露香梨作為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所以‘庫(kù)爾勒香梨’和‘雪花梨’雜交選育的優(yōu)良新品種[17]，其酥脆香甜、肉質(zhì)細(xì)嫩無(wú)渣、商品性好，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[18]。目前其研究主要集中在貯藏方法、科學(xué)施肥、整形修剪等方面[19-20]，在節(jié)水灌溉方面尤其是不同灌水上限引起的其生理生長(zhǎng)、光合特性和品質(zhì)變化方面研究甚少。本文將進(jìn)行同一灌水下限，不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)生理生長(zhǎng)、光合特性及品質(zhì)的影響的研究，以期為山西省干旱、半干旱地區(qū)的科學(xué)灌溉提供理論依據(jù)[21]，為果農(nóng)提高經(jīng)濟(jì)效益提供有力支持。

1 材料與設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所（地處晉中市太谷縣西南部，東經(jīng)112°32ˊ，北緯37°23ˊ）旱作節(jié)水試驗(yàn)示范園中進(jìn)行。果園平均海拔781.9 m，年平均氣溫一般9.8 ℃，平均年降雨量462.9 mm，降雨分布不均，多集中在6-8月份，無(wú)霜期170 d，果園土質(zhì)為砂壤土。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選取無(wú)病蟲(chóng)害、長(zhǎng)勢(shì)一致的32 棵玉露香梨樹(shù)（5年生）作為研究對(duì)象，每2 個(gè)處理間設(shè)置3 株隔離株，樹(shù)行內(nèi)配套雙行內(nèi)鑲貼片式滴灌管（NETAFIM），壁厚0.4 mm，內(nèi)徑為15.8 mm，滴頭流量1.8 L/h，滴頭間距50 cm，工作壓力0.1 MPa。

以田間持水量為標(biāo)準(zhǔn)，每次灌水時(shí)間及用量依據(jù)土壤水分檢測(cè)儀（TDR）實(shí)測(cè)田間持水量為準(zhǔn)。以同一灌水下限60%，不同灌水上限70%、80%、90%，設(shè)置3 個(gè)水平處理，以地面灌溉作為對(duì)照開(kāi)展試驗(yàn)，且每組處理重復(fù)3次。具體灌水上、下限見(jiàn)表1。

表1 相同灌水下限不同灌水上限處理

1.3 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

試驗(yàn)于2018年4-11月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所旱作節(jié)水試驗(yàn)示范園中進(jìn)行。新梢生長(zhǎng)量：采用鋼卷尺定期測(cè)量，每株樹(shù)選取東、南、西、北四個(gè)方向（各5枝）的枝條標(biāo)記，取每個(gè)方向的新梢生長(zhǎng)量平均值；干周增長(zhǎng)量：采用游標(biāo)卡尺測(cè)量，取每個(gè)處理的平均值；光合特性：在晴朗天氣，10：00-11：00采用便攜式光合儀，每隔20 d左右，對(duì)葉片的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[22]；品質(zhì)測(cè)定：?jiǎn)喂夭捎秒娮犹炱竭M(jìn)行稱重，果肉硬度和可溶性固形物分別采用英國(guó)產(chǎn)TA-XT PLUS物性分析儀、日本產(chǎn)PAL-BXIACID F5糖酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)新梢生長(zhǎng)量的影響

圖1、表2 結(jié)果表明：不同處理全生育期新梢平均生長(zhǎng)量為：對(duì)照＞處理2＞處理3＞處理1，其中處理1 與對(duì)照組間差異顯著，全生育期灌水量對(duì)照組是處理2 的1.7 倍，但新梢增長(zhǎng)量則僅為1.5 倍，可見(jiàn)，地面灌溉多余的水分并沒(méi)有充分利用，造成了水資源的浪費(fèi)。

表2 各處理全生育期總灌水量

2.2 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)干周增長(zhǎng)量的影響

圖2 結(jié)果表明：不同處理全生育期中干周的增長(zhǎng)量表現(xiàn)為：處理2＞處理3＞對(duì)照＞處理1，不同處理的干周增長(zhǎng)量為11～19 mm，且處理2與處理1、對(duì)照組間均差異顯著，表明不同的灌水上限對(duì)樹(shù)干的生長(zhǎng)影響顯著，且處理2條件下干周增長(zhǎng)最大。

2.3 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)光合速率的影響

圖3 和圖4 結(jié)果表明：5-7月光合速率呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，8月由于陰雨天氣居多，光有效輻射少，進(jìn)而影響了葉片光合速率，全生育期光合速率平均值為：對(duì)照＞處理2＞處理1＞處理3，且不同處理間差異不顯著。

2.4 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)氣孔導(dǎo)度的影響

圖5 和圖6 結(jié)果表明：各處理氣孔導(dǎo)度5-7月上旬呈上升趨勢(shì)，7月中旬到8月中旬逐漸下降，隨后又緩慢上升，全生育期平均值為處理2=處理1＞對(duì)照＞處理3，且不同處理間差異不顯著。

2.5 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)胞間CO2 濃度的影響

圖7 和圖8 結(jié)果表明：各處理間胞間CO2濃度變化趨勢(shì)相似，均為5月下旬開(kāi)始下降，7月上旬達(dá)到最低，說(shuō)明利用的CO2最多，光合作用最強(qiáng)，隨后逐漸上升，8月中旬左右又開(kāi)始下降，全生育期胞間CO2濃度平均值為：處理1＞處理3＞處理2＞對(duì)照，且不同處理間差異不顯著，處理2 中濃度較低，說(shuō)明其光合作用較強(qiáng)。

2.6 不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)蒸騰速率的影響

圖9 和圖10 結(jié)果表明：各處理間蒸騰速率變化趨勢(shì)相似，5-7月上旬呈上升趨勢(shì)，隨著氣溫降低，葉片老化，蒸騰速率緩慢下降，全生育期蒸騰速率平均值為：對(duì)照＞處理2＞處理1＞處理3，且處理2、對(duì)照與處理1、3之間差異顯著。

2.7 不同灌水上限對(duì)玉露香梨果實(shí)單果重的影響

圖11結(jié)果表明：不同處理單果平均重為：處理3＞處理2＞對(duì)照＞處理1，且各處理間差異不顯著，同一灌水下限條件下，上限越高單果重越高；不同灌溉方式下，采用滴灌時(shí)單果重明顯高于地面灌溉。

2.8 不同灌水上限對(duì)玉露香梨果實(shí)果肉硬度的影響

圖12結(jié)果表明：不同處理果實(shí)果肉硬度平均值為：對(duì)照＞處理2＞處理1 ＞處理3，且各處理間差異不顯著，滴灌條件下，灌水最多時(shí)果肉硬度最低；所有處理中地面灌溉時(shí)果肉硬度最高。

2.9 不同灌水上限對(duì)玉露香梨果實(shí)可溶性固形物的影響

圖13 結(jié)果表明：不同處理果實(shí)可溶性固形物平均值為：處理2＞處理3＞處理1＞對(duì)照，且對(duì)照與處理2、處理3 之間差異性顯著，同一灌水下限條件下，處理2果實(shí)可溶性固形物最高；各處理中地面灌溉時(shí)的可溶性固形物最低。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文主要進(jìn)行滴灌條件下不同灌水上限對(duì)玉露香梨樹(shù)生理生長(zhǎng)、光合特性及品質(zhì)的影響研究。結(jié)果表明：不同灌水上限對(duì)玉露香梨的新梢生長(zhǎng)量、干周增長(zhǎng)量、光合特性、品質(zhì)均有不同程度的影響，其中處理2的干周增長(zhǎng)量、氣孔導(dǎo)度、果實(shí)可溶性固形物均高于其他處理；新梢生長(zhǎng)量、光合速率、蒸騰速率、果肉硬度中對(duì)照組最高，處理2次之；胞間CO2濃度中處理2僅高于對(duì)照組，均低于其他不同處理，單果重中處理3最高，處理2次之；相比于地面灌溉，滴灌可以有效節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)水資源最大程度的有效利用。

綜合分析生理生長(zhǎng)、光合特性和果實(shí)品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)表明：滴灌條件下處理2，即按照灌水下限為60%田間持水量，灌水上限為80%田間持水量進(jìn)行灌水，更適宜玉露香梨樹(shù)的生長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)滴灌后，可減少中耕、施肥、噴藥、除草等的勞動(dòng)力投入，節(jié)省了大量的人力物力，不僅是緩解水資源的有力途徑，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)電等效益，還可顯著減少深層滲漏造成的土壤肥力淋失引起的果業(yè)面源污染，有效促進(jìn)農(nóng)藥、化肥雙減，有助于果品生產(chǎn)由數(shù)量提升向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)變，有助于提高果農(nóng)經(jīng)濟(jì)增收的利益空間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)果品提質(zhì)增效，推進(jìn)果品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[23]。