寧夏賀蘭山東麓土壤水分下限對葡萄生長及光合特性的影響研究

楊學亮

【摘要】在寧夏賀蘭山東麓設立試驗區，以大田滴灌葡萄為研究對象，開展各生育期土壤水分控制下限指標對葡萄新梢、地徑生長及光合特性的影響研究。

【關鍵詞】葡萄滴灌；土壤水份下限；光合特性

1、材料與方法

1.1 試驗設計。供試葡萄品種為3年生“紅地球”，行距為3.5m，株距為0.8m，每行葡萄鋪設1條滴灌帶，直徑16mm，滴頭間距為40cm，設計滴頭流量為4L/h。試驗將葡萄生育期劃分為5個階段，萌芽期不進行水分控制以促進統一萌發。展葉抽梢期、開花期、幼果膨大期和著色成熟期采用土壤水分控制下限進行控制灌溉。

1.2 測定指標與方法。土壤水分的變化采用PR2土壤剖面水分儀每隔2～3d測定一次，測定深度分別為10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、100cm。當實測土壤含水率達到或低于設定的土壤水分下限時即對該小區進行灌溉，各小區用水表控制灌溉水量。每個處理隨機選擇長勢一致的3株葡萄樹，在其主蔓基部做標記并用游標卡尺測量地徑，使用卷尺測量株高和新梢長度，每隔15d測定一次。

2、結果與分析

2.1 葡萄生育期各處理灌水量及降雨量。試驗于2014年4月13日開始灌第一水（催芽水），灌水方式為溝灌，各處理灌水量相同。5月15日之后（即展葉抽梢期開始）各處理按照試驗設計采用滴灌灌溉。在試驗區放置雨量筒觀測5-9月次降雨量，根據資料，在賀蘭山東麓地區，當降雨量小于5.1mm時視為無效降雨，因此試驗僅統計大于5.1mm次降雨量。5-9月份賀蘭山東麓地區降雨總量為111.2mm，其中7、8月份（即葡萄幼果膨大期）降雨量為83.7mm，降雨有效補充了葡萄幼果生長發育對水分的需求，故幼果膨大期各處理灌水量較少。

2.2 不同土壤水分下限對葡萄新梢及地徑生長的影響。5月21日至6月22日（展葉抽梢期），不同土壤水分下限處理之間新梢生長的差異不顯著，各處理均隨時間的延伸而增加。水分對新梢生長的影響開始顯現，尤以土壤水分較大的T4、T5、T7及CK增速最快，T1、T3、T6這些低水分處理的增速減慢。進入幼果膨大期，不同處理之間差異越來越顯著，水分充足的處理生長速率加快。

2.3 不同土壤水分下限對葡萄光合特性的影響

2.3.1 對凈光合速率（Pn）的影響。不同土壤水分下限處理的葉片凈光合速率（Pn）日變化有明顯差異，呈雙峰或單峰曲線。其中，T2、T4、T8最高值出現的時間較早，約為8：00，12：00左右出現第2個高峰，其他處理出現的時間大致相同，皆為12：00和16：00。對比各處理凈光合速率（Pn）日累計值可發現，T9、T7、T8這些土壤水分下限高的處理及CK的值明顯高于其他處理，說明充足的土壤水分可提高葡萄葉片的凈光合速率（Pn）。14：00左右由于不斷增加的光強、正午的高溫和低濕使光合作用受到抑制，除T2、T4、T8之外，其余各處理均在該時段出現光合“午休”現象。這說明保持土壤水分在一個適度的范圍有助于緩和葡萄葉片的光合“午休”現象，從而增強光合能力，增加產量，這與王穎等的結論一致。

2.3.2 對氣孔導度（Gs）的影響。不同土壤水分下限處理的氣孔導度均呈現上午高于下午的趨勢，最高峰在上午8：00-9：00之間出現，之后降低。這是由于該區在這一時段太陽輻射充足，飽和水汽壓差較低，導致氣孔導度較高。其中土壤水分下限高的T5、T7、T9和CK的走勢大致相同，早晨8：00的值最高，16：00出現了第2個小高峰。但由于基質中水分過大阻礙了根基之間氣體的交換，所以累計值并不高。T2、T4、T8呈平滑下降趨勢，全天累計值最高。說明適宜的土壤水分會促使葡萄葉片氣孔導度對干旱環境的適應。

2.3.3 對蒸騰速率（Tr）的影響。不同土壤水分下限處理的蒸騰速率日變化曲線呈單峰特征，14：00之后各處理蒸騰速率差異不大，高峰值出現在不同時段。T5、T7、T9的最高值出現在14：00左右，早晚相對較低；T2、T4、T8的蒸騰速率變化幅度較大，8：00開始隨著氣溫迅速升高，12：00左右出現最大值，之后很快下降，這是由于快速升高的氣溫使葉片過度失水導致氣孔關閉，從而蒸騰減弱；T1、T3、T6的最高值出現在12：00左右。全天蒸騰速率日累計值土壤水分控制下限高的處理高于低的處理，說明土壤水分的高低對葡萄葉片的蒸騰有直接影響；CK最高值出現在12：00左右。

2.3.4 對葉片瞬時水分利用效率（WUE）的影響。葉片瞬時水分利用效率（WUE）是反應植物耗水量、耐旱性及節水生產能力的指標，與凈光合速率和蒸騰速率的大小密切相關，其值越大，則植物對水的利用效率越高。綜合分析各處理水分利用效率分布有兩個高峰，第一個出現在8：00，之后基本呈下降趨勢，表現為土壤含水量越高，水分利用效率越低。

3、結語

不同土壤水分下限處理間葡萄新梢生長在展葉抽梢期差異不顯著，但進入花期，新梢生長的速率則隨著土壤水分下限的提高而增加，地徑增速在整個生育期均隨灌水下限的增加而增加。

不同土壤水分下限對凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導度（Cs）有顯著影響，日變化曲線呈雙峰或單峰，峰值出現時間不同。具體表現為土壤水分下限為80%田持的處理凈光合速率（Pn）日累計值高于其他處理，但氣孔導度日累計值不高；蒸騰速率最高峰均出現在下午14：00左右，之后差異不大；土壤水分下限為70%田持的處理氣孔導度日累計值最高，沒有出現光合“午休”現象，蒸騰速率最大值出現在T2；土壤水分下限為60%田持的處理凈光合速率（Pn）、蒸騰速率、氣孔導度值最小。

各處理水分利用效率總體呈現土壤含水率越高，水分利用效率越低的趨勢，土壤水分下限為60%田持的處理葉片水分利用效率最高，表明在一定范圍之內減少灌溉量可達到提高葡萄葉片水分利用效率的目的。

基于不同土壤水分控制下限滴灌葡萄灌水量、新梢、地徑生長、光合特性及葉片瞬時水分利用效率的分析，提出滴灌葡萄生育期土壤水分控制下限為展葉抽梢期70%、開花期50%、幼果膨大期70%、著色成熟期60%田間持水量。