張雪梅 ，馬華冰 ，李保國 ，郭素萍 ，齊國輝

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北省核桃工程技術(shù)研究中心，河北 邢臺 054000）

核桃Juglans regia屬核桃科核桃屬植物，是重要的經(jīng)濟(jì)樹種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2010年年底，我國核桃栽植總面積已達(dá)240萬hm2，核桃堅(jiān)果總產(chǎn)量達(dá)128萬t，面積和產(chǎn)量均居世界第一。有關(guān)研究結(jié)果表明，核桃對大氣干旱忍耐性強(qiáng)，而對土壤濕度較敏感，水分是核桃豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要限制因子。核桃的產(chǎn)量與品質(zhì)直接取決于其立地水分供應(yīng)狀況[1-2]。在我國核桃的栽培管理中，水分的利用效率很低，故實(shí)現(xiàn)水分的高效利用勢在必行。但是，關(guān)于核桃需水規(guī)律及水分對其生長發(fā)育影響的研究報(bào)道較少。因此，研究灌水量對核桃生長與結(jié)果的影響情況，查明最適灌水量，對于高效利用水分資源、提高核桃栽培效益、實(shí)現(xiàn)核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為河北綠嶺果業(yè)有限公司李家韓示范基地。該基地位于太行山南段東麓丘陵區(qū)的河北省臨城縣城北6 km處，東經(jīng)114.4°，北緯37.3°，海拔80～135 m，土壤為褐土，pH 值為7.3，年均降水量521 mm，年均氣溫13 ℃，極端最高氣溫41.8 ℃，最低氣溫－23 ℃，無霜期202 d，年均日照時(shí)數(shù)2 653 h。園內(nèi)主栽品種為“綠嶺”，株行距為3 m×5 m。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試材為2002年春季栽植的“綠嶺”核桃樹。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2012年3月選取2002年春季栽植的“綠嶺”核桃樹72株。灌溉方式為小管出流式，水的流速為12.5 kg/h。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)灌水處理，即處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ和處理Ⅳ，其灌水量分別為30、40、50和60 kg/（株·次），于2012年的4月6日和5月9日灌水，共灌水2次。試驗(yàn)設(shè)計(jì)為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，6株為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。

2.3 新梢生長量與坐果率及物候期的調(diào)查與觀測

2012年4月5日，新梢開始生長后，分別于同年的4月7日、4月12日、4月19日、4月8日、5月7日、5月21日用鋼尺測量核桃新梢的長度。

自2012年3月25日核桃萌芽期開始，每天進(jìn)行物候期的觀察與記錄。

于2012年4月18日盛花期調(diào)查核桃樹上的雌花數(shù)，于5月9日生理落果期調(diào)查其坐果情況，并用計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)其坐果率。

2.4 光合速率與葉面積指數(shù)的測定

于2012年 5月4日用Lci便攜式光合儀測定其光合速率。

參照陶洪斌等人[3]的稱重法測定葉面積指數(shù)。具體測定方法為：用計(jì)數(shù)法計(jì)量整株樹的復(fù)葉數(shù)，從樹冠的四個(gè)方向采集20個(gè)復(fù)葉。用孔徑為15 mm的單孔打孔器分別從主葉脈兩側(cè)打孔，每片葉打孔1次，注意避開中心葉脈和已經(jīng)枯萎的部分，將打下的圓形葉片計(jì)數(shù)并稱重（打孔后的葉片稱重）。

計(jì)算公式為：

上式中：S表示整株樹的葉面積（cm2），N表示整株樹的復(fù)葉數(shù)，r表示打孔器的半徑，W1表示打下的圓形葉片的質(zhì)量，W2表示打孔后的葉片質(zhì)量，n表示所打孔的數(shù)量。

2.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同灌水量對新梢生長的影響

不同生長時(shí)期不同灌水處理的新梢生長量如表1所示。由表1可知，從新梢伸出期（4月5日）到雌花盛花期（4月19日）的這一時(shí)期是新梢迅速生長的時(shí)期，之后其生長速度明顯減緩，果實(shí)速長期新梢伸長量幾乎為零。在核桃生長的各個(gè)時(shí)期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ的新梢生長量差別不大，其生長趨勢基本一致。自4月19日開始，處理Ⅳ的新梢長度顯著高于其他3個(gè)處理，5月7日新梢停止生長，處理Ⅳ的新梢最長，顯著高于其他處理，而其他3個(gè)處理之間沒有顯著差異。

3.2 不同灌水量對物候期的影響

不同灌水處理的核桃物候期如表2所示。由表2可知，處理Ⅳ的末花期比其他3個(gè)處理早1 d，處理Ⅲ和處理Ⅳ的坐果期比處理Ⅰ和處理Ⅱ的早1 d，其他物候期無差異。氣溫是影響物候期的主要因子，而試驗(yàn)中所采取的灌水量處理對氣溫的影響不大，所以物候期沒有大的差別。

表1 核桃不同生長期不同灌水處理的新梢生長量?Table 1 New shoot increment of walnut in different irrigation treatments at different growth stages cm

表2 不同灌水處理的核桃物候期Table 2 Walnut phenological phases in different irrigation treatments

3.3 不同灌水量對光合速率的影響

5月4日坐果期測定的不同灌水處理的光合速率如圖1所示。由圖1可知，處理Ⅲ的光合速率為4.36 μmol/(m2·s)，極顯著高于處理Ⅳ的2.99 μmol/(m2·s)，顯著高于處理Ⅰ的 3.95 μmol/(m2·s)和處理Ⅱ的3.82 μmol/（m2·s）。因此認(rèn)為，在一定灌水量的處理下，光合速率隨著灌水量的增大而增強(qiáng)，而超出此范圍后，灌水量的增加反而會導(dǎo)致光合作用減弱。

圖1 坐果期不同灌水處理的光合速率Fig.1 Photosynthetic rate in different irrigation treatments at fruit setting stage

3.4 不同灌水量對葉面積指數(shù)的影響

圖2 不同灌水處理的葉面積指數(shù)Fig.2 Leaf area index in different irrigation treatments

觀測到的不同灌水處理的葉面積指數(shù)如圖2所示。由圖2可知，處理Ⅲ的葉面積指數(shù)（2.7）顯著高于處理Ⅰ（2.1），其他處理間無顯著差異。由此可以看出，處理Ⅰ與Ⅱ的灌水量對核桃樹均造成了水分脅迫，抑制了其葉面積的增長，處理Ⅲ的灌水量可以滿足葉片生長的需要。每次每株灌水量在30～50 kg時(shí)，葉面積指數(shù)隨著灌水量的增加而增大，即處理Ⅲ對應(yīng)的灌水量50 kg/（株·次）最有利于核桃樹葉面積的增長。

3.5 不同灌水量對坐果率的影響

觀測到的不同灌水處理的核桃坐果率如圖3所示。從圖3中可以看出，處理Ⅳ的坐果率最高，為82.10%，極顯著高于處理Ⅰ（71.73%），其他各處理間無顯著差異。因此認(rèn)為，處理Ⅳ的灌水量即60 kg/(株·次)有利于提高核桃的坐果率。

4 結(jié)論與討論

在對“綠嶺”核桃進(jìn)行的灌水試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著灌水量的增大，核桃新梢生長速度加快。張雯等人[4]研究了肥水分區(qū)調(diào)控對蘋果生長結(jié)果的影響情況，結(jié)果表明，干旱條件下水分是限制葉面積大小和新梢長度的主要因素。魏欽平等人[5]研究了蘋果分根交替灌溉不同水量對樹體生長的影響情況，結(jié)果表明，灌水量不僅對蘋果新梢是否出現(xiàn)二次生長進(jìn)行了調(diào)控，還可以調(diào)節(jié)新梢二次生長的起始時(shí)間。張承林等人[6]的研究結(jié)果表明，缺水會嚴(yán)重影響荔枝幼樹新梢的生長?？梢?，灌水量大，有利于新梢生長。試驗(yàn)設(shè)定的60 kg/（株·次）的灌水量最有利于核桃新梢的生長。

圖3 不同灌水處理的坐果率Fig.3 Fruit setting rate in different irrigation treatments

試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，若每次每株的灌水量在30～50 kg的范圍內(nèi)，光合作用隨著灌水量的增大而增強(qiáng)，超出此范圍后，灌水量的增加反而會導(dǎo)致光合作用減弱。張雯等人[4]也作了相關(guān)的研究，結(jié)果表明，灌水是影響光合速率的主要因素；包卓等人[7]的研究結(jié)果表明，蛇莓和蛇莓萎陵菜在干旱脅迫下能保持相對較高的光合速率；王華田[8]的研究結(jié)果表明，輕度的干旱脅迫下水分的利用效率顯著升高,組織水勢過高則無效蒸騰增加,水分利用效率降低；洪麗蕓[9]的研究結(jié)果表明，滲灌處理的銀杏葉片的光合速率和水分利用效率顯著高于灌器、漫灌。由此可見，本試驗(yàn)結(jié)果與以往的研究結(jié)論基本一致，試驗(yàn)設(shè)定的50 kg/(株·次)的灌水量最有利于光合速率的提高。

本試驗(yàn)中不同灌水量對應(yīng)的葉面積指數(shù)有顯著差異。若灌水量在30～50 kg/(株·次)的范圍內(nèi)，葉面積指數(shù)隨著灌水量的增加而增大，如果超出此范圍，其葉面積指數(shù)反而減小。李春霞[10]在對蘋果樹進(jìn)行水分脅迫的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，水分脅迫會顯著減少蘋果新葉的發(fā)生數(shù)量，從而使其總?cè)~面積和葉面積系數(shù)減小。Koshita Y等人[11]的研究結(jié)果表明，水分脅迫下果樹葉片數(shù)量、平均葉面積、葉片厚度均顯著變小，強(qiáng)度干旱脅迫還會導(dǎo)致葉片大量脫落?？梢姡驹囼?yàn)中設(shè)定的50 kg/(株·次)的灌水量可以滿足核桃樹葉生長的需要，無需再增加灌水量。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，以60 kg/(株·次)的灌水量處理的核桃樹其坐果率最高。王守卿等人[12]研究了限量控制灌溉對釀酒葡萄生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明，適當(dāng)限制灌水量對葡萄坐果率有促進(jìn)作用。有關(guān)研究結(jié)果表明，限量灌水一定程度上抑制了植物的營養(yǎng)生長，可為其坐果提供充足的營養(yǎng)；充分灌溉促進(jìn)了新梢生長，但光合產(chǎn)物不能有效用于開花坐果，反而會導(dǎo)致坐果率下降[3]。由此認(rèn)為，試驗(yàn)設(shè)定的60 kg/(株·次)的灌水量最有利于提高核桃坐果率；而用40 kg/(株·次)的灌水量處理的核桃樹其坐果率雖低于60 kg/(株·次)灌水量處理的坐果率，但差異并不顯著。因此認(rèn)為，40 kg/(株·次)的灌水量既達(dá)到了節(jié)水的目的，又不影響坐果率，是能保證坐果率的較適宜灌水量。

綜上所述，水分脅迫對核桃物候期沒有顯著的影響，可以減緩新梢生長的速度，抑制光合作用，一定程度上抑制葉面積的增長。本試驗(yàn)設(shè)定的50 kg/(株·次)的灌水量，既能保證足夠的光合速率和葉面積，坐果率也較高，又達(dá)到了節(jié)水的目的，是最適宜的灌水量。

參考文獻(xiàn)：

[1]何永濤,李文華,李貴才,等.黃土高原地區(qū)森林植被生態(tài)需水研究[J].環(huán)境生物學(xué),2004,25(3):35－39.

[2]胡良軍,邵明安.黃土高原植被恢復(fù)的水分生態(tài)環(huán)境研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(8):1045－1048.

[3]陶洪斌,林 杉.打孔稱重法與復(fù)印稱重法和長寬校正法測定水稻葉面積的方法比較[J].植物生理學(xué)通訊,2006,42(3):496－498.

[4]張 雯,安貴陽,李翠紅.肥水分區(qū)調(diào)控對蘋果光合作用、生長結(jié)果和果實(shí)品質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(6):110－114.

[5]劉松忠,魏欽平,王小偉,等.蘋果分根交替灌溉不同水量對樹體生長和水分利用效率的影響[J].果樹學(xué)報(bào),2010,27(2):163－167.

[6]張承林,付子軾.水分脅迫對荔枝幼樹根系與梢生長的影響[J].果樹學(xué)報(bào),2005,22(4):339－342.

[7]包 卓，孟祥英，張曉松,等.干旱脅迫對5種園林綠化植物生理生化的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究，2010,28(1):46－49.

[8]王華田.我國暖溫帶經(jīng)濟(jì)林水分管理的實(shí)現(xiàn)途徑及措施[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2009,27(2):97－103.

[9]洪麗蕓.不同灌溉方式對銀杏水分生理的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(1):49－52.

[10]李春霞.蘋果對水分脅迫的反應(yīng)特點(diǎn)及研究方向[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(4):39－43.

[11]Koshita Y,Takahara T. Effect of water stress on flower-bud formation and plant hormone content of satsuma mandarin[J].Scientia Horticulture,2004,99(3/4):301－307.

[12]王守卿,董曉穎,李培環(huán),等.限量控制灌溉對釀酒葡萄生長發(fā)育的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2007,26(2):94－96.