常學(xué)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(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師科技創(chuàng)新人才計(jì)劃（KY2021GG07）；兵團(tuán)英才青年項(xiàng)目。

第一作者簡(jiǎn)介：常學(xué)艷（1996-），女，本科，研究實(shí)習(xí)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(duì)土壤水分分布特征、香梨樹生長(zhǎng)指標(biāo)的影響，為篩選當(dāng)?shù)叵憷娴喂噙x擇的最佳滴頭流量提供理論參考?！痉椒ā恳?年生庫(kù)爾勒香梨為試驗(yàn)對(duì)象，通過設(shè)定不同的滴頭流量，研究滴頭流量下土壤水分水平、垂直運(yùn)移特征以及對(duì)香梨新梢長(zhǎng)度、粗度、葉片光合特性、果實(shí)縱橫徑、單果質(zhì)量變化的影響?！窘Y(jié)果】滴頭流量為q=10 L/h時(shí)，土壤水分運(yùn)移特征與根系分布達(dá)到較高吻合，且對(duì)香梨果實(shí)生長(zhǎng)具有較明顯的促進(jìn)作用?！窘Y(jié)論】通過試驗(yàn)得出結(jié)論最佳滴頭流量為q=10 L/h。

關(guān)鍵詞：香梨；滴頭流量；土壤水分運(yùn)移；生長(zhǎng)指標(biāo)；生理指標(biāo)

文章編號(hào)：2096-8108（2023）06-0030-04? 中圖分類號(hào)：S66-33中圖分類號(hào)? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)中的必備因子，但我國(guó)水土資源的空間分布很不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致北方地區(qū)的水果產(chǎn)業(yè)在發(fā)展道路上受到很大的阻礙［1］。此外，我國(guó)降水的時(shí)間分布不合理，北方地區(qū)的降水時(shí)間主要集中在8、9月，而果樹對(duì)水分較敏感的階段則是開花期（3月—4月）及果實(shí)膨大期 （6月—7月），自然降水時(shí)期與果樹生長(zhǎng)需水高峰期的不吻合進(jìn)一步增加了水果業(yè)在我國(guó)北方發(fā)展的難度［2］。高效節(jié)水的灌溉方式在西北地區(qū)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(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法，這種灌溉方式不破壞土壤結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)損失小，不產(chǎn)生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，能達(dá)到高效節(jié)水的目的［3］。在果樹采用滴灌滴水時(shí)，也受各種因素的制約，滴灌帶鋪設(shè)方式、滴頭流量、滴灌時(shí)長(zhǎng)等對(duì)果樹的生長(zhǎng)和水分利用效率產(chǎn)生不同影響。通過地面單行、地面雙行、地下雙行、地面環(huán)狀等滴灌帶布置方式對(duì)果樹生長(zhǎng)和水分利用的研究，表明地上雙行滴灌帶布置方式，增產(chǎn)節(jié)水優(yōu)于其他布置方式［4］。研究不同滴頭流量對(duì)蘋果生長(zhǎng)表明，滴頭流量為4 L/h下蘋果新梢長(zhǎng)度、葉片葉面積、SPAD值、光合速率、蒸騰速率均達(dá)到最大值，滴頭流量為8 L/h時(shí)各指標(biāo)最低［5］。研究表明在不同滴頭流量下土壤濕潤(rùn)體水平、垂直運(yùn)移規(guī)律，結(jié)合“庫(kù)爾勒香梨”垂直方向根長(zhǎng)密度集中分布于20～60 cm，水平方向根長(zhǎng)密度集中分布于50～80 cm，滴頭流量、滴水時(shí)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(chǔ)，進(jìn)一步探明不同滴頭流量條件下的滴灌后水分再分部規(guī)律，同時(shí)，分析不同滴頭流量對(duì)果樹生長(zhǎng)、果實(shí)變化、葉片光合特性的影響，闡明滴灌下香梨生長(zhǎng)及產(chǎn)量對(duì)滴頭流量的響應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果可為香梨滴水灌溉技術(shù)提供一定的理論指導(dǎo)。

1? 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

1.1? 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2022年3月—10月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師53團(tuán)22連的香梨園進(jìn)行，選擇樹勢(shì)一致成行（栽植密度4 m×1.5 m）的人工栽植的5年生庫(kù)爾勒香梨為試驗(yàn)對(duì)象，香梨園土壤為砂壤土。試驗(yàn)地整體管理水平較好，易于安裝滴灌系統(tǒng)。

1.2? 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在香梨園行間方向距樹干20 cm處鋪設(shè)1條滴灌管進(jìn)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(shè)計(jì)2 L/h、4 L/h、6 L/h、10 L/h、20 L/h 5種流量，滴頭間距設(shè)定1 m。每次滴水前后，調(diào)查不同滴頭流量下土壤濕潤(rùn)鋒體變化，土壤濕潤(rùn)體分布特征采用土壤水分測(cè)定儀來測(cè)定，每個(gè)處理在行間設(shè)置，埋設(shè)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(shè)區(qū)，每根PVC管的觀測(cè)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(gè)生育期選擇1個(gè)滴水周期進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，即滴水前利用土壤水分測(cè)定儀檢測(cè)1次，滴水時(shí)每隔1 h檢測(cè)1次剖面水分含量，持續(xù)18 h。滴水后第1天、第4天、第7天分別檢測(cè)土壤含水量。

1.3? 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1? SPAD值測(cè)定

每個(gè)處理選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的3株香梨樹，每株樹隨機(jī)選取單軸沿伸的3枝結(jié)果枝，結(jié)果枝上選取樹冠外圍強(qiáng)勢(shì)3枝新梢，新梢選擇基部的葉片做標(biāo)記，進(jìn)行SPAD值測(cè)定。利用浙江托普 SPAD-502Plus測(cè)定。2022年7月滴水前測(cè)定1次，9月停水后測(cè)定1次。

1.3.2? 光合速率測(cè)定

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

1.3.3? 新梢長(zhǎng)度、粗度測(cè)定

結(jié)果枝上選取樹冠外圍強(qiáng)勢(shì)3枝新梢做標(biāo)記，記錄新梢葉片數(shù)，新梢長(zhǎng)度用卷尺直接測(cè)量，使用游標(biāo)卡尺其基部測(cè)量新梢粗度。測(cè)定時(shí)間與SPAD值測(cè)定相同。

1.3.4? 果實(shí)生長(zhǎng)量測(cè)定

在已選定好的香梨結(jié)果枝上挑選個(gè)生長(zhǎng)良好的3個(gè)母梨做標(biāo)記，用游標(biāo)卡尺來測(cè)定果實(shí)的橫徑和縱徑，計(jì)算果形指數(shù)。果形指數(shù)計(jì)算公式：

SI=X1/X2

式中：SI表示果形指數(shù)，X1、X2分別表示果實(shí)縱徑、橫徑。

1.3.5? 單果質(zhì)量

果實(shí)成熟后，用0.01g電子天平稱取單果質(zhì)量10個(gè)，重復(fù)3次，取平均值。果實(shí)縱橫徑測(cè)定時(shí)間與SPAD值測(cè)定一致，單果質(zhì)量于9月測(cè)定。

1.3.6? 土壤水分測(cè)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(cè)定儀（型號(hào)：DIVINER2000）。

1.4? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和作圖，用IBM SPSS Statistics 23統(tǒng)計(jì)分析軟件采用LSD法進(jìn)行方差分析和多重比較。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同灌量下土壤水分分布規(guī)律的研究

根據(jù)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(shí)在滴水8 h前水分水平運(yùn)移和垂直運(yùn)移明顯快于滴頭流量為q=2 L/h、q=4 L/h、q=6 L/h時(shí)，可能由于滴頭流量大造成水量偏大使水產(chǎn)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(nèi)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(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)，在根系保障水分充足的同時(shí)可以很好的延長(zhǎng)灌溉周期。

2.2? 不同滴頭流量下香梨生理指標(biāo)的影響

2.2.1? 滴水前梨樹各處理生理指標(biāo)

由表1可知，滴水前，q=4 L/h時(shí)果樹新梢枝長(zhǎng)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(xiàn)優(yōu)于其他處理。各處理下果樹新梢長(zhǎng)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(duì)香梨成熟期生理指標(biāo)的影響

對(duì)照表1和表2中數(shù)據(jù)，q=10 L/h時(shí)滴水后新梢長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)。結(jié)合果樹枝條生長(zhǎng)緩慢對(duì)樹體營(yíng)養(yǎng)消耗慢且有利成花的特性，可以得出結(jié)論，在q=10 L/h對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育最有幫助。

2.2.3? 不同灌量對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由表3和表4可知，滴水量q=10 L/h時(shí)果實(shí)單果質(zhì)量為122.83 g，顯著高于其他處理；果實(shí)橫徑、縱徑分別增加21.8 mm、23.72 mm。滴水后，各處理果實(shí)單果質(zhì)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(shù)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(shí)單果質(zhì)量。

3? 討論與結(jié)論

土壤水分受土壤質(zhì)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(yùn)移，其中滴頭流量為q=10 L/h、q=20 L/h時(shí)，在根系集中分布區(qū)有較長(zhǎng)時(shí)間保持水分充足。

研究不同滴頭流量下香梨生理指標(biāo)變化發(fā)現(xiàn)，新梢長(zhǎng)度隨灌水量增加而增大，這與趙瑞芬［8］和單長(zhǎng)卷［9］研究結(jié)果一致。滴頭流量為q=10 L/h時(shí)對(duì)香梨果實(shí)生長(zhǎng)具有較明顯的促進(jìn)作用，結(jié)合果樹新梢生長(zhǎng)緩慢或盡早停止生長(zhǎng)有利于提高成花質(zhì)量的特性進(jìn)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(xiàn)

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［9］? 單長(zhǎng)卷，劉遵春.土壤水分對(duì)嘎拉蘋果幼苗水分生理特性和生長(zhǎng)特征的影響［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（2）：42-44.