灌溉方式和灌水量對梨產量和水分利用效率的影響

摘 要：連續2年對8～9年生黃冠梨樹采用不同灌溉方式和灌水量的試驗，結果表明，樹盤1/2區域交替灌溉較常規灌溉用水量減少2/5，其蒸騰速率顯著低于常規灌溉，而水分利用效率顯著高于常規灌溉，2者之間的光合速率、產量和單果重不存在顯著差異。樹盤1/2區域固定灌溉的水分利用效率介于2者之間，但產量和單果重與2者差異顯著。

關鍵詞：梨；灌溉方式；灌水量；產量；水分利用效率

中圖分類號：S661.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009－9980(2007)01－98－04

前人對農業節水問題進行了大量的研究，在傳統的灌溉原理與方法的基礎上，提出了分區交替灌溉和地表輪換灌溉的灌溉技術。分區交替灌溉和地表輪換灌溉可減少地表蒸發，同時可減少土傳病害和根莖部病害的發生，而且可有效地控制水分向深層滲漏以及肥料的淋溶，提高水肥利用效率。交替灌溉在農田作物上進行的研究取得了顯著的節水效果，但在果樹方面關于田間條件下分區交替灌溉對果實產量和水分利用效率及灌溉水生產效率方面的研究報道較少。本試驗以大田栽培的梨為試材，研究在分區交替灌溉條件下梨樹的水分利用效率以及梨樹產量與采收時果實大小的反應，以期為果樹生產中實施節水栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1．1 材料

以黃冠梨為試材，試驗于2004—2005年在河北省永年縣龍泉果園進行。選樹體千周、枝量、生長勢和留果量較為一致的8～9年生黃冠梨樹，砧木為杜梨。株行距為2m×5m。試驗園為壤土，除水分管理外，其他管理保持一致，管理水平較好。試驗前從2003年秋季未進行灌水。從萌芽前開始進行試驗處理，以樹行為中心線劃分灌溉區域，試驗設3個處理：處理1：樹盤常規灌溉(即樹盤漫灌，CRI)，灌水量為0.5m³/株，次(666.7m²灌水33.3m³)；處理2：樹盤1/2區域交替灌溉(ARl)，灌水量為0.3m³/株，次(666.7m²灌水20m³)；處理3：樹盤1/2區域固定灌溉(FRI)，灌水量和時期同處理2。

3株為 1小區，每9株為1區組，3次重復。隨機區組設計，同時設置保護行，小區間至少留2株樹作為保護株。各試驗樹和保護樹鋪蓋塑料布，防止雨水入滲對試驗的影響。2004年和2005年年降雨量分別為453.2mm和423.3mm。為防止2004年試驗對植株的影響，2005年試驗處理時，分區交替灌溉和分區固定灌溉又重新選擇了未處理過的植株。

各灌溉區土壤相對含水量維持在60％以上，灌溉后每隔1周每處理選取3株，每株選2個點，取30～40cm和50～60 em深度的土壤混合后用烘干法測定含水量。當有一個處理灌溉區平均土壤相對含水量在60％以下時即對各處理進行統一灌溉。在2個生長季各灌水4次，分別在萌芽前后(3月15日/3月20日)，花后(5月1日/5月10日)，果實膨大中期(6月26日/6月20日)及果實膨大后期(7月14日/7月16日)(前為2004年灌溉日期，后為2005年)。

1．2 測定項目

1．2．1 葉片光合速率(Pn)，蒸騰速率(Tr)和水分利用效率(WUE)每株選樹冠外圍不同方位發育枝中上部的成熟葉5片，掛牌標記，用于光合速率等生理指標的測定。葉片光合速率測定在田間連體條件下，用CIRAS-2型便攜式光合儀(英國PP SYSTEMS)在自然條件下于灌溉前和灌溉后第1天在上午9:00-10;00測定光合速率(Pn)和蒸騰速率(Tr)等光合參數，葉片水分利用效率(WUE)用光合速率和蒸騰速率的比值(Pn/Tr)來表示。

1．2．2 果實單果質量和產量 通過人工疏花疏果使試驗株的留果量基本保持一致。采果時，調查每處理株的產量，隨機選取50個果實稱單果質量，用產量與灌水總額的比值來計算灌溉水生產效率(WUEI)。

1．2．3 數據分析 用DPS數據處理系統分析各處理間數據的差異顯著性。

2 結果與分析

2．1． 3種灌溉方式對梨葉片光合速率、蒸騰速率和水分利用效率的影響

2年的試驗結果表明(表1)，3次灌水前，3種處理間的葉片凈光合速率(Pn)不存在顯著差異，灌水后CRI與ARI在Pn上不存在顯著差異，但2者與FRI差異顯著。灌水前后的蒸騰速率(Tr)均以CRI為最高，顯著高于ARI和FRI，并且ARI和FRI之間不存在顯著差異。灌水前后的WUE均以ARI為最高，分別達到3.90、4.20和4.21、4.38，CRI的WUE最低，分別為3.04、3.28和3.74、3.83，與ARI差異顯著。灌水前后FRI的WUE都介于2者之間，但與ARI差異不顯著。

2．2 3種灌溉方式對梨產量和灌溉水生產效率的影響

從表2中可以看出，3種處理中，ARI和CRI處理的單株產量和單果質量不存在顯著差異，但都顯著高于FRI。2年的WUEI均以ARI為最高，分別是CRI的1.70倍和1.62倍，FRI其次，CRI最低，3者之間均存在顯著差異。

3 討 論

植物產量和水分利用效率的同步提高是當代節水農業所追求的一個主要目標。植物的水分利用效率含有多層次的含義，大致分為瞬時水分利用效率、灌溉水利用效率和農田水分利用效率等。提高植物水分利用效率的最終難點在于提高植物本身水分利用效率，這也是農業節水栽培的核心問題。

地面灌溉，雖然是一種最古老的田間灌水技術，但它目前仍是世界上，特別是發展中國家最廣泛采用的一種灌水方法。我國有98％以上的灌溉面積采用傳統的地面灌水技術。考慮到我國水資源與能源短缺、經濟實力不足、技術管理水平較低的現實，估計在今后相當長的一段時期內，我國還不能大面積推廣噴灌、微灌等先進灌水技術，因此節水灌水技術的主攻方向仍須以大力研究和推廣節水型地面灌水技術為主。

梨、蘋果、桃等北方果樹在果實生長期尤其是在果實快速生長期一旦缺水會嚴重影響果實的增長，因此適時灌溉是果樹增產的重要措施。一般認為。當土壤含水量為持水量的60％～80％時，最符合果樹生長結果的需要。目前果樹生產中多采用全樹盤灌溉，這樣不僅耗水量大、降低地溫、影響根系的活動，同時造成水肥的向下滲漏和淋溶，并且地面蒸發量大大增加，降低水肥的利用率。采用分區交替灌溉時，樹體一半根區處于較高含水量中而另一半根區處于較低含水量中，可以有效調節氣孔導度，而水分散失對氣孔導度的依賴大于光合速率對氣孔導度的依賴，從而使蒸騰作用超前于光合作用下降，使蒸騰速率顯著下降、而不顯著降低光合速率，有效地降低了氣孔充分張開時的奢侈性耗水。常規灌溉方式下土壤水分含量相對較高，而且土壤濕潤面積相對較大，因增加了土壤蒸騰耗水和水分向深層滲漏的機會。分區交替灌溉由于交替濕潤局部根區減少了株間土壤濕潤面積，因此減少了株間土壤蒸發。同時，由于局部區域干燥和局部區域濕潤，存在局部濕潤區域向干燥區域的側向水分運動，加之總灌水量的減小，灌水的間隔時間延長，使灌水入滲深度減小，因而有更多的水分被保持在根區范圍內，減少了深層滲漏，提高了灌水一根系土壤貯水一果樹根系吸水之間的轉化效率和水的有效性，從而提高了水分利用效率。對大田作物采用交替隔溝灌溉技術的研究也得出了相同的結論。交替灌溉或局部濕潤灌溉。不僅減少了株間土壤蒸發占農田總蒸散量的比例，使田間土壤水的利用效率得以顯著提高，而且可以較好地改善作物根區土壤的通透性，促進根系深扎，有利于根系利用深層土壤儲水，兼具節水和增產雙重優點。本試驗的結果表明，與常規灌溉相比，在梨樹上采用分區交替灌溉并沒有顯著降低果品產量和單果質量，但從經濟產量的形成來看，卻顯著提高了水分利用效率。這與潘英華等在作物上的試驗結果一致。經過交替隔溝灌溉處理的作物滲透調節能力明顯提高，氣孔關閉的臨界葉水勢降低，這是作物在更低的水勢條件下維持正常生長和更高產量(生物產量)的主要原因。我們認為，生長在缺水區域中的植物根系，感受到土壤水分虧缺的信號。合成ABA運到地上部位，有效調節葉片氣孔的關閉程度，使其關閉程度既能有效限制植物的蒸騰同時又不顯著影響葉片光合速率，這可能是分區交替灌溉能顯著提高梨樹水分利用效率的根本原因。但是水分虧缺的信號如何調節氣孔保衛細胞的膨壓以及水分利用效率達到最優化的程度，對此尚需進一步研究。

4 結 論

連續2年對黃冠梨樹采用不同灌溉方式和灌水量的試驗，結果表明，ARI較CRt用水量減少2/5，Tr顯著低于CRI，而WUE顯著高于CRI。2者之間的Pn、產量和單果質量不存在顯著差異，但ARI的WUEI顯著高于CRI。FRI的WUEI介于2者之間，但產量和單果質量與2者差異顯著。試驗表明在黃冠梨生產中實施樹盤1/2區域交替灌溉是經濟可行的，WUEI高，可以達到以不犧牲果樹光合產物積累而大量減少蒸騰耗水而節水的目的。這為果樹節水栽培提供了一條新的途徑，具有重要的生產推廣前景。

作者簡介：趙志軍，男，碩士，講師。