不同時期水分脅迫對渭北蘋果品質及水分利用效率的影響

趙爽　馬子清　李雪薇　趙海亮　管清美

摘? ?要? ?為探究不同時期水分脅迫處理對蘋果果實外觀、內在品質、產量及水分利用效率的影響，并確定適宜的灌水方案，在渭北地區以煙富6號/SH16為試材，設置了4種不同灌溉處理。結果表明：不同處理對果形指數無顯著性影響，處理2（果實生長前期輕度脅迫灌溉50%θf和果實生長中期充分灌溉75%θf，θf為田間持水量）可以顯著提高果面色度L*值和b*值。處理1（果實生長前期和果實生長中期均充分灌溉75% θf）會顯著提高果實可溶性固形物含量和果皮硬度，而各處理對可滴定酸、果肉硬度及果肉脆度無顯著性影響。處理2的產量、ET（耗水量）、WUE（水分利用效率）及IWUE（灌溉水利用效率）均較高。綜合分析，認為果實生長前期輕度脅迫灌溉50%θf和果實生長中期充分灌溉75%θf的灌溉總額為350 m3/hm2的處理2為最優處理，適合在渭北地區生產中推廣應用。

關鍵詞? ?水分脅迫；蘋果；產量；果實品質；水分利用效率

中國是世界上蘋果生產大國之一， 栽培面積和產量均占全球的50%以上。陜西渭北地區是聯合國糧農組織認定的世界蘋果最佳優生區之一。渭北旱塬冬春降水偏少，春末夏初干旱，雨量集中在7—9月，導致自然降雨與蘋果需水關鍵期不相吻合。加強水分管理是豐產壯樹、提升果實品質及提高水分利用效率的關鍵，適期適量的水分脅迫對蘋果產量品質會產生重要影響。

水分脅迫對梨、蘋果、柑橘、大櫻桃、枇杷品質及水分利用效率研究已經取得了一些成果。柳偉杰等以梨為試材研究發現，采前對果園土壤水分進行調控，是果實增糖的有效措施之一，采前水分脅迫會影響果實內部糖分的積累及轉化，但在水分脅迫時間及控水量上有深入研究。高冬華對蘋果的研究結果表明，在一定范圍內，隨土壤含水量增加，果實硬度和可溶性固形物含量降低。李鴻平等以柑橘為試材研究發現：果實膨大期輕度虧水處理較對照產量降低3.8%，但水分利用效率提高5%。張效星等對柑橘、Víctor Blanco等對甜櫻桃以及 Cuevas等對枇杷的研究結果均表明，水分脅迫不會降低產量和品質，反而可以提高水分利用效率。

本試驗以煙富6號/SH16為試材，對其進行不同時期不同水分脅迫處理，研究果實品質、產量及水分利用效率，分析各指標下的差異，從而探索水分脅迫調控蘋果水分高效利用效率的機制，并總結可配套于不同時期的灌水技術。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料與處理? ?試驗于2022年3—11月在陜西乾縣鐵佛鎮果友協會試驗站進行。該果園0～ 60 cm土層平均田間持水量33.3%，平均土壤容重1.3 g/cm3。選取行株距4 m×1 m的8年生煙富6號/SH16蘋果樹為試驗材料。

設4種不同水分脅迫處理，見表1和表2。各處理組6株，重復3次。在樹冠外圍挖深1.5 m、寬0.3 m 的溝渠，覆防雨膜，最大限度減少外部雨水滲入。在1周以上無有效降雨時段進行漫灌，用水表記錄灌水量。

氣象局監測結果顯示：2022年有效降雨次數16次，總有效降雨量為511.5 mm，占到全期有效降雨量的41.3%。其間大多數降雨發生在果實成熟期。

1.2? ?測定項目與方法

1.2.1? ?降雨量? ?通過全自動氣象站監測試驗站降雨量，單次降雨量大于10 mm視為有效降雨。

1.2.2? ?土壤含水量與灌水量計算? ?在蘋果樹冠正投影下用土鉆分別在20 cm、40 cm、60 cm、80 cm處隨機采取去除雜物后等質量的土壤樣本5份，將樣本帶回實驗室用烘干法測量土壤平均含水量。

灌水量計算公式：M=10γH（θω-θ0）。式中：M為灌水量，單位為mm；γ為土壤計劃濕潤層內的土壤容重：1.3 g/cm3；H為土壤計劃濕潤層厚度，取0.8 m，θω為設定灌溉水平下的土壤質量含水量；θ0為測定時的土壤質量含水量。

1.2.3? ?果實產量及品質指標

1）果實產量。果實成熟期10月底，測定單株產量，選取產量值平穩居中的6～10個值，統計并計算公頃產量。

2）果實品質。單果質量用百分之一電子天平測定，果實橫縱徑用電子顯數游標卡尺測定，可溶性固形物含量用 PAL-1手持折光儀測定，可滴定酸含量用果實酸度計GMK-835F測定。果實硬度、果皮延展性、果肉脆度用質構儀測定。

3）果皮色澤。果皮色澤用X-Rite公司CR-100色差計測定，沿果實赤道部位測定5個值。

1.2.4? ?耗水量（ET）及水分利用效率（WUE）計算

土壤水分平衡方程：ΕΤ1-2=I+P+U-R-F±△W。式中：ET1-2為耗水量，mm；I為灌水量，mm；P為有效降水量，表示降雨量減去地表徑流損失后的水量，mm；U為地下水補給量，mm；R為地表徑流量，mm；F為深層滲漏量，mm；ΔW為階段初、階段末土壤貯水量差值，mm。本試驗地勢平坦，地下水埋深超過30 cm，降水入滲深度不超過2 m，R、U和F均視為0，因此土壤水分平衡計算公式可簡化為ΕΤ1-2=I+P±△W。

水分利用效率計算式：WUE=? ? 。式中：GY為產量，kg/hm2；ET為耗水量，mm。

灌溉水利用效率計算式：IWUE=? ? 。式中：I為灌水量，m3/hm2。

1.3? ?數據處理? ?用Excel對數據進行統計并作圖，用SPSS 25.0作方差分析，采用LSD法進行顯著性檢驗（P<0.05）。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同時期水分脅迫對果實外觀品質的影響? ?從表3可以看出，在不同時期水分脅迫下，單果質量在234.02～246.24 g。處理1單果質量最?。?34.02 g），CK單果質量最大（243.68 g），處理1較CK減輕5%。不同處理對果實色度參數L*、紅綠參數a*、黃藍參數b*均有一定影響：處理2果面色度L*值最高、b*值最高，處理1的a*值最高；處理1的果面色度L*值最低，處理2的果面色度a*值最低，處理3的果面色度b*值最低。綜合來看，不同處理對果形指數無顯著性影響，處理2可以顯著提高果面色度L*值和b*值。

2.2? ?不同時期水分脅迫對果實內在品質的影響? ?從表4可以看出，不同時期水分脅迫果實可溶性固形物，處理1最高（15.81%），CK最低（13.64%）?？傻味ㄋ岷扛魈幚黹g無顯著性差異。隨灌水量減少，果皮硬度變大。不同處理下的果皮延展性為85.91～91.74 mm。綜合來看，處理1顯著提高果實可溶性固形物和果皮硬度，各處理對可滴定酸、果肉硬度、果肉脆度無顯著性影響。

2.3? ?不同時期水分脅迫對產量及水分利用效率的影響? ?從表5可以看出，各處理產量高低順序：CK>處理2>處理3>處理1；各處理耗水量高低順序：CK>處理3>處理2>處理1；在WUE方面：總體趨勢表現為CK>處理2>處理3>處理1；在IWUE方面：總體趨勢表現為處理2>處理1>處理3>CK，處理2的IWUE顯著高于CK。綜合來看，處理1的產量、耗水量及WUE均最低，只有IWUE較高；處理2的灌水量及耗水量較低，而灌溉水利用效率卻最高，水分利用效率也是較高的；處理3耗水量較高，產量、WUE及IWUE較低。因此，灌溉總額 350 m3/hm2的處理2為最優處理，適合在渭北地區推廣應用。

3? ?討論

蘋果樹體生長、果實品質、產量等均需要水分發揮一定的調控作用，如何在有限條件下科學合理灌溉，使蘋果樹充分利用土壤水及降雨，在保證果園產量及果實品質的同時提高水分利用效率及灌溉水利用效率，是果樹科學灌溉的重要研究內容之一。本研究初步探究了蘋果不同時期不同水分脅迫對果實內外在品質、產量及水分利用效率的影響，為渭北地區蘋果生產提供節水、豐產、增收理論依據。

在不同階段進行水分脅迫會對果實大小產生不同影響。本研究結果表明：在水分脅迫最嚴重的處理1下，單果質量最小，與康敏在甘肅蘋果上的研究結果相一致。而不同時期水分脅迫對果形指數無顯著性影響，與楊凱等研究的結論——隨灌水下限升高，果形指數呈先升后降趨勢不一致，可能與樹齡、果園土肥條件不同有關。適宜的水分脅迫可有效改善果實外觀品質，與研究結果中處理2果面色度L*和b*最高相對應。

水分脅迫能提高果實內在品質，不同處理影響程度有所不同。其中，可溶性固形物和果皮硬度對水分脅迫最敏感，水分脅迫最重的處理1果實可溶性固形物和果皮硬度明顯提高，與前人Kilili等對Braeburn蘋果果實發育后期水分脅迫或全程水分脅迫可溶性固形物含量、果皮硬度較好相一致。無論在發育前期還是中期進行水分脅迫，對果實可滴定酸、果肉硬度無顯著性影響，這與程福厚等的研究結果一致。

適宜的水分虧缺（處理2、處理3）不會導致產量明顯減少、水分利用效率降低；而處理1的產量卻明顯減少，水分利用效率顯著下降。這與Cuevas等對枇杷的研究結果有所不同，可能是試驗材料不同所致。從灌溉水利用效率來看，CK的灌溉水利用效率遠低于其他處理，說明不同作物在果實成熟期對水分脅迫的響應有相似點。

4? ?結論

綜上，果實生長前期輕度脅迫灌溉50%θf和果實生長中期充分灌溉75%θf，灌溉總額為 350 m3/hm2的處理2為最優處理，可在渭北地區煙富6號/SH16砧穗組合灌溉中推廣。

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【基金項目】：國家重點研發計劃課題（2022YFD1602107）；國家重點研發計劃資助項目（2019YFD1000100）。

收稿日期：2023-11-15

*通訊作者：管清美（E-mail：qguan@nwsuaf.edu.cn）