滴頭流量對砂壤土水分分布及果樹生長的影響研究

常學艷 吉光鵬 張棟海 錢丹丹 牛蛉磊

收稿日期：2023-08-10中文收稿日期

基金項目：新疆生產建設兵團第三師科技創新人才計劃（KY2021GG07）；兵團英才青年項目。

第一作者簡介：常學艷（1996-），女，本科，研究實習員，主要從事果樹研究。E-mail：2784480594@qq.com

*通信作者：牛蛉磊（1990-），男，本科，助理研究員，主要從事果樹栽培研究。E-mail：517439673@qq.com

摘? 要：【目的】揭示不同滴頭流量對土壤水分分布特征、香梨樹生長指標的影響，為篩選當地香梨滴灌選擇的最佳滴頭流量提供理論參考。【方法】以5年生庫爾勒香梨為試驗對象，通過設定不同的滴頭流量，研究滴頭流量下土壤水分水平、垂直運移特征以及對香梨新梢長度、粗度、葉片光合特性、果實縱橫徑、單果質量變化的影響。【結果】滴頭流量為q=10 L/h時，土壤水分運移特征與根系分布達到較高吻合，且對香梨果實生長具有較明顯的促進作用。【結論】通過試驗得出結論最佳滴頭流量為q=10 L/h。

關鍵詞：香梨；滴頭流量；土壤水分運移；生長指標；生理指標

文章編號：2096-8108（2023）06-0030-04? 中圖分類號：S66-33中圖分類號? 文獻標識碼：A文獻標志碼

Effects of Drip-head Flow on Water Distribution and Fruit Tree Growth in Sandy Loam Soil

CHANG? Xueyan，JI? Guangpeng，ZHANG? Donghai，QIAN? Dandan，NIU? Linglei*

（Agricultural Science Research Institute of the Third Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Tumushuke Xinjiang 843900， China）

Abstract：【Objective】Reveal the influence of different drip head flow rate on soil moisture distribution characteristics， balsam pear tree growth indexes， to provide theoretical reference for the screening of local balsam pear drip irrigation selection of the best drip head flow rate. 【Methods】Taking 5-year-old Korla balsam pear as the experimental object， through setting different drip head flow rate， the horizontal and vertical soil moisture transport characteristics were studied under drip head flow rate and the influence on the changes of balsam pear new shoot length， thickness， leaf photosynthetic characteristics， fruit longitudinal and transverse diameter， single fruit weight. 【Results】The soil moisture transport characteristics and root distribution to achieve a high degree of coincidence when the drop flow rate was 10L/h， and it had obvious promoting effect on the growth of pear.【Conclusion】The optimal drip head flow rate is q=10L/h.

Keywords：balsam pear; drip head flow; soil water transport; growth index; physiological index

水分是果樹生產中的必備因子，但我國水土資源的空間分布很不協調，導致北方地區的水果產業在發展道路上受到很大的阻礙［1］。此外，我國降水的時間分布不合理，北方地區的降水時間主要集中在8、9月，而果樹對水分較敏感的階段則是開花期（3月—4月）及果實膨大期 （6月—7月），自然降水時期與果樹生長需水高峰期的不吻合進一步增加了水果業在我國北方發展的難度［2］。高效節水的灌溉方式在西北地區非常必要。研究表明滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養分一滴一滴均勻而又緩慢地滴入作物根區土壤中的灌水方法，這種灌溉方式不破壞土壤結構，蒸發損失小，不產生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，能達到高效節水的目的［3］。在果樹采用滴灌滴水時，也受各種因素的制約，滴灌帶鋪設方式、滴頭流量、滴灌時長等對果樹的生長和水分利用效率產生不同影響。通過地面單行、地面雙行、地下雙行、地面環狀等滴灌帶布置方式對果樹生長和水分利用的研究，表明地上雙行滴灌帶布置方式，增產節水優于其他布置方式［4］。研究不同滴頭流量對蘋果生長表明，滴頭流量為4 L/h下蘋果新梢長度、葉片葉面積、SPAD值、光合速率、蒸騰速率均達到最大值，滴頭流量為8 L/h時各指標最低［5］。研究表明在不同滴頭流量下土壤濕潤體水平、垂直運移規律，結合“庫爾勒香梨”垂直方向根長密度集中分布于20～60 cm，水平方向根長密度集中分布于50～80 cm，滴頭流量、滴水時間最佳為9.2 L/h、5 h［6］。

本研究以前人香梨根系分布范圍為基礎，進一步探明不同滴頭流量條件下的滴灌后水分再分部規律，同時，分析不同滴頭流量對果樹生長、果實變化、葉片光合特性的影響，闡明滴灌下香梨生長及產量對滴頭流量的響應機制。研究結果可為香梨滴水灌溉技術提供一定的理論指導。

1? 試驗地點及材料

1.1? 試驗區概況

本試驗于2022年3月—10月在新疆生產建設兵團第三師53團22連的香梨園進行，選擇樹勢一致成行（栽植密度4 m×1.5 m）的人工栽植的5年生庫爾勒香梨為試驗對象，香梨園土壤為砂壤土。試驗地整體管理水平較好，易于安裝滴灌系統。

1.2? 試驗方法

試驗在香梨園行間方向距樹干20 cm處鋪設1條滴灌管進行部分灌溉，毛管采用Φ16管上式滴灌管，滴頭流量大小分別設計2 L/h、4 L/h、6 L/h、10 L/h、20 L/h 5種流量，滴頭間距設定1 m。每次滴水前后，調查不同滴頭流量下土壤濕潤鋒體變化，土壤濕潤體分布特征采用土壤水分測定儀來測定，每個處理在行間設置，埋設圓柱式PVC管道，在垂直滴灌帶方向距樹干20 cm和平行滴灌帶方向距樹干20 cm作為管道埋設區，每根PVC管的觀測深度為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm。滴水后在滴水前后及各個生育期選擇1個滴水周期進行連續測定，即滴水前利用土壤水分測定儀檢測1次，滴水時每隔1 h檢測1次剖面水分含量，持續18 h。滴水后第1天、第4天、第7天分別檢測土壤含水量。

1.3? 測定指標及方法

1.3.1? SPAD值測定

每個處理選擇長勢均勻的3株香梨樹，每株樹隨機選取單軸沿伸的3枝結果枝，結果枝上選取樹冠外圍強勢3枝新梢，新梢選擇基部的葉片做標記，進行SPAD值測定。利用浙江托普 SPAD-502Plus測定。2022年7月滴水前測定1次，9月停水后測定1次。

1.3.2? 光合速率測定

在已標記好的葉片測定光合速率，選擇晴朗天氣10：00—13：00使用LCpro-T全自動便攜式光合儀，在開放氣路系統自然光照下測定香梨葉片的凈光合速率。測定時間與SPAD值測定相同。

1.3.3? 新梢長度、粗度測定

結果枝上選取樹冠外圍強勢3枝新梢做標記，記錄新梢葉片數，新梢長度用卷尺直接測量，使用游標卡尺其基部測量新梢粗度。測定時間與SPAD值測定相同。

1.3.4? 果實生長量測定

在已選定好的香梨結果枝上挑選個生長良好的3個母梨做標記，用游標卡尺來測定果實的橫徑和縱徑，計算果形指數。果形指數計算公式：

SI=X1/X2

式中：SI表示果形指數，X1、X2分別表示果實縱徑、橫徑。

1.3.5? 單果質量

果實成熟后，用0.01g電子天平稱取單果質量10個，重復3次，取平均值。果實縱橫徑測定時間與SPAD值測定一致，單果質量于9月測定。

1.3.6? 土壤水分測定及滴灌材料

圓柱式PVC管、Φ16滴灌帶、滴頭（2 L/h、4 L/h、6 L/h、10 L/h、20 L/h）、土壤水分測定儀（型號：DIVINER2000）。

1.4? 試驗數據處理

本試驗Microsoft Excel 2016進行數據處理、計算和作圖，用IBM SPSS Statistics 23統計分析軟件采用LSD法進行方差分析和多重比較。

2? 結果與分析

2.1? 不同灌量下土壤水分分布規律的研究

根據圖1可知，灌水前土壤水分含量顯著較低，灌后土壤水分含量明顯提高。而滴頭流量為q=10 L/h、q=20 L/h時在滴水8 h前水分水平運移和垂直運移明顯快于滴頭流量為q=2 L/h、q=4 L/h、q=6 L/h時，可能由于滴頭流量大造成水量偏大使水產生張力和重量造成的，但q=10 L/h、q=20 L/h在滴水后7 d內的土壤水分集中分布在垂直方向20～80 cm、水平方向50～100 cm，與其他處理相比為根系提供水分時間較長，不易造成水體缺水等問題。綜合比較滴頭流量為q=10 L/h、q=20 L/h時，在根系保障水分充足的同時可以很好的延長灌溉周期。

2.2? 不同滴頭流量下香梨生理指標的影響

2.2.1? 滴水前梨樹各處理生理指標

由表1可知，滴水前，q=4 L/h時果樹新梢枝長為46.52 cm，新梢枝粗5.02 mm，光合速率13.60μmol·m-2·s-1，SPAD值49.31±0.48a，綜合表現優于其他處理。各處理下果樹新梢長度從大到小依次為4 L/h>20 L/h>2 L/h>6 L/h>10 L/h；新梢粗度從大到小依次為6 L/h>2 L/h>4 L/h>20 L/h>10 L/h；光合速率從大到小依次為2 L/h>4 L/h>6 L/h>20 L/h>10 L/h；SPAD值從大到小依次為4 L/h>6 L/h>20 L/h>2 L/h>10 L/h。

2.2.2? 不同滴頭流量對香梨成熟期生理指標的影響

對照表1和表2中數據，q=10 L/h時滴水后新梢長度和粗度顯著低于各處理。光合速率和SPAD值各處理間無顯著性差異。q=20 L/h處理下，滴水后較滴水前新梢長度增加了12.81 cm，粗度增加了1.83 mm，與其他處理相比新梢長度和粗度變化差異較大。表明滴水量大，能一定程度上促使新梢生長。結合果樹枝條生長緩慢對樹體營養消耗慢且有利成花的特性，可以得出結論，在q=10 L/h對果樹生長發育最有幫助。

2.2.3? 不同灌量對果實生長指標的影響

由表3和表4可知，滴水量q=10 L/h時果實單果質量為122.83 g，顯著高于其他處理；果實橫徑、縱徑分別增加21.8 mm、23.72 mm。滴水后，各處理果實單果質量從大到小依次為10 L/h>6 L/h>CK>4 L/h>20 L/h>2 L/h；果形指數從大到小依次為6 L/h>10 L/h>20 L/h>CK>4 L/h>2 L/h。綜合比較可知，滴水量q=10 L/h條件? 下，可以有效增加果實單果質量。

3? 討論與結論

土壤水分受土壤質地、灌溉制度和降雨等因素影響較大。灌水前土壤含水率較低，灌水后土壤含水率顯著增加，且隨灌水量的增加，土壤含水率明顯增加［7］。各處理在灌水后土壤水分在垂直方向和水平方向存在不同程度運移，其中滴頭流量為q=10 L/h、q=20 L/h時，在根系集中分布區有較長時間保持水分充足。

研究不同滴頭流量下香梨生理指標變化發現，新梢長度隨灌水量增加而增大，這與趙瑞芬［8］和單長卷［9］研究結果一致。滴頭流量為q=10 L/h時對香梨果實生長具有較明顯的促進作用，結合果樹新梢生長緩慢或盡早停止生長有利于提高成花質量的特性進行綜合比較可知，最佳的滴頭流量為q=10 L/h。

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參考文獻

［1］? 王田利.山地果園全膜覆蓋+地表徑流灌溉栽培模式［J］.果實應用技術與實用，2019（9）：22-23.

［2］? 王林林.不同滴灌模式對梨園土壤水肥分布及果樹生長的研究［D］.太原理工大學，2021.

［3］? 張志剛.滴灌條件下土壤水分運移研究—以阿克蘇地區棗園為例［D］.新疆師范大學，2013.

［4］? 王林林，吳文勇，肖娟，等.不同滴灌帶布置方式對黃金梨生長及水分利用效率的研究［J］.灌溉排水學報，2020，39（5）：10-17.

［5］? 馬玉婷.不同滴頭流量、滴氮濃度和滴氮頻率對蘋果生長發育及氮素吸收利用的影響［D］.山東農業大學，2021.

［6］? 吉光鵬，姜繼元，牛蛉磊，等.“庫爾勒香梨”根系分布及不同流量點源入滲濕潤體特征［J］.北方園藝，2021（4）：11-16.

［7］? 王洪博.南疆無膜滴灌棉田土壤水熱鹽特征及灌溉模式研究［D］.阿拉爾：塔里木大學，2020.

［8］? 趙瑞芬，程濱，鄭普山，等.不同灌水量對呂梁山區微灌核桃生長特性、耗水規律和產量的影響［J］.河南農業科學，2020，49（7）：110-117.

［9］? 單長卷，劉遵春.土壤水分對嘎拉蘋果幼苗水分生理特性和生長特征的影響［J］.西北林學院學報，2006（2）：42-44.