不同灌水量对“绿岭”核桃生长结果的影响

张雪梅 ，马华冰 ，李保国 ，郭素萍 ，齐国辉

（1.河北农业大学 林学院，河北 保定 071000；2.河北省核桃工程技术研究中心，河北 邢台 054000）

核桃Juglans regia属核桃科核桃属植物，是重要的经济树种。据统计，到2010年年底，我国核桃栽植总面积已达240万hm2，核桃坚果总产量达128万t，面积和产量均居世界第一。有关研究结果表明，核桃对大气干旱忍耐性强，而对土壤湿度较敏感，水分是核桃丰产优质的重要限制因子。核桃的产量与品质直接取决于其立地水分供应状况[1-2]。在我国核桃的栽培管理中，水分的利用效率很低，故实现水分的高效利用势在必行。但是，关于核桃需水规律及水分对其生长发育影响的研究报道较少。因此，研究灌水量对核桃生长与结果的影响情况，查明最适灌水量，对于高效利用水分资源、提高核桃栽培效益、实现核桃产业的可持续发展具有重要意义。

1 试验地概况

试验地为河北绿岭果业有限公司李家韩示范基地。该基地位于太行山南段东麓丘陵区的河北省临城县城北6 km处，东经114.4°，北纬37.3°，海拔80～135 m，土壤为褐土，pH 值为7.3，年均降水量521 mm，年均气温13 ℃，极端最高气温41.8 ℃，最低气温－23 ℃，无霜期202 d，年均日照时数2 653 h。园内主栽品种为“绿岭”，株行距为3 m×5 m。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试材为2002年春季栽植的“绿岭”核桃树。

2.2 试验设计

于2012年3月选取2002年春季栽植的“绿岭”核桃树72株。灌溉方式为小管出流式，水的流速为12.5 kg/h。试验共设4个灌水处理，即处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ和处理Ⅳ，其灌水量分别为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。试验设计为随机区组设计，3次重复，6株为一个试验小区。

2.3 新梢生长量与坐果率及物候期的调查与观测

2012年4月5日，新梢开始生长后，分别于同年的4月7日、4月12日、4月19日、4月8日、5月7日、5月21日用钢尺测量核桃新梢的长度。

自2012年3月25日核桃萌芽期开始，每天进行物候期的观察与记录。

于2012年4月18日盛花期调查核桃树上的雌花数，于5月9日生理落果期调查其坐果情况，并用计数法统计其坐果率。

2.4 光合速率与叶面积指数的测定

于2012年 5月4日用Lci便携式光合仪测定其光合速率。

参照陶洪斌等人[3]的称重法测定叶面积指数。具体测定方法为：用计数法计量整株树的复叶数，从树冠的四个方向采集20个复叶。用孔径为15 mm的单孔打孔器分别从主叶脉两侧打孔，每片叶打孔1次，注意避开中心叶脉和已经枯萎的部分，将打下的圆形叶片计数并称重（打孔后的叶片称重）。

计算公式为：

上式中：S表示整株树的叶面积（cm2），N表示整株树的复叶数，r表示打孔器的半径，W1表示打下的圆形叶片的质量，W2表示打孔后的叶片质量，n表示所打孔的数量。

2.5 数据处理

试验数据采用Duncan新复极差法进行方差分析。

3 结果与分析

3.1 不同灌水量对新梢生长的影响

不同生长时期不同灌水处理的新梢生长量如表1所示。由表1可知，从新梢伸出期（4月5日）到雌花盛花期（4月19日）的这一时期是新梢迅速生长的时期，之后其生长速度明显减缓，果实速长期新梢伸长量几乎为零。在核桃生长的各个时期，处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ的新梢生长量差别不大，其生长趋势基本一致。自4月19日开始，处理Ⅳ的新梢长度显著高于其他3个处理，5月7日新梢停止生长，处理Ⅳ的新梢最长，显著高于其他处理，而其他3个处理之间没有显著差异。

3.2 不同灌水量对物候期的影响

不同灌水处理的核桃物候期如表2所示。由表2可知，处理Ⅳ的末花期比其他3个处理早1 d，处理Ⅲ和处理Ⅳ的坐果期比处理Ⅰ和处理Ⅱ的早1 d，其他物候期无差异。气温是影响物候期的主要因子，而试验中所采取的灌水量处理对气温的影响不大，所以物候期没有大的差别。

表1 核桃不同生长期不同灌水处理的新梢生长量†Table 1 New shoot increment of walnut in different irrigation treatments at different growth stages cm

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

3.3 不同灌水量对光合速率的影响

5月4日坐果期测定的不同灌水处理的光合速率如图1所示。由图1可知，处理Ⅲ的光合速率为4.36 μmol/(m2·s)，极显著高于处理Ⅳ的2.99 μmol/(m2·s)，显著高于处理Ⅰ的 3.95 μmol/(m2·s)和处理Ⅱ的3.82 μmol/（m2·s）。因此认为，在一定灌水量的处理下，光合速率随着灌水量的增大而增强，而超出此范围后，灌水量的增加反而会导致光合作用减弱。

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

3.4 不同灌水量对叶面积指数的影响

图2 不同灌水处理的叶面积指数Fig.2 Leaf area index in different irrigation treatments

观测到的不同灌水处理的叶面积指数如图2所示。由图2可知，处理Ⅲ的叶面积指数（2.7）显著高于处理Ⅰ（2.1），其他处理间无显著差异。由此可以看出，处理Ⅰ与Ⅱ的灌水量对核桃树均造成了水分胁迫，抑制了其叶面积的增长，处理Ⅲ的灌水量可以满足叶片生长的需要。每次每株灌水量在30～50 kg时，叶面积指数随着灌水量的增加而增大，即处理Ⅲ对应的灌水量50 kg/（株·次）最有利于核桃树叶面积的增长。

3.5 不同灌水量对坐果率的影响

观测到的不同灌水处理的核桃坐果率如图3所示。从图3中可以看出，处理Ⅳ的坐果率最高，为82.10%，极显著高于处理Ⅰ（71.73%），其他各处理间无显著差异。因此认为，处理Ⅳ的灌水量即60 kg/(株·次)有利于提高核桃的坐果率。

4 结论与讨论

在对“绿岭”核桃进行的灌水试验中发现，随着灌水量的增大，核桃新梢生长速度加快。张雯等人[4]研究了肥水分区调控对苹果生长结果的影响情况，结果表明，干旱条件下水分是限制叶面积大小和新梢长度的主要因素。魏钦平等人[5]研究了苹果分根交替灌溉不同水量对树体生长的影响情况，结果表明，灌水量不仅对苹果新梢是否出现二次生长进行了调控，还可以调节新梢二次生长的起始时间。张承林等人[6]的研究结果表明，缺水会严重影响荔枝幼树新梢的生长。可见，灌水量大，有利于新梢生长。试验设定的60 kg/（株·次）的灌水量最有利于核桃新梢的生长。

图3 不同灌水处理的坐果率Fig.3 Fruit setting rate in different irrigation treatments

试验中还发现，若每次每株的灌水量在30～50 kg的范围内，光合作用随着灌水量的增大而增强，超出此范围后，灌水量的增加反而会导致光合作用减弱。张雯等人[4]也作了相关的研究，结果表明，灌水是影响光合速率的主要因素；包卓等人[7]的研究结果表明，蛇莓和蛇莓萎陵菜在干旱胁迫下能保持相对较高的光合速率；王华田[8]的研究结果表明，轻度的干旱胁迫下水分的利用效率显著升高,组织水势过高则无效蒸腾增加,水分利用效率降低；洪丽芸[9]的研究结果表明，渗灌处理的银杏叶片的光合速率和水分利用效率显著高于灌器、漫灌。由此可见，本试验结果与以往的研究结论基本一致，试验设定的50 kg/(株·次)的灌水量最有利于光合速率的提高。

本试验中不同灌水量对应的叶面积指数有显著差异。若灌水量在30～50 kg/(株·次)的范围内，叶面积指数随着灌水量的增加而增大，如果超出此范围，其叶面积指数反而减小。李春霞[10]在对苹果树进行水分胁迫的试验中发现，水分胁迫会显著减少苹果新叶的发生数量，从而使其总叶面积和叶面积系数减小。Koshita Y等人[11]的研究结果表明，水分胁迫下果树叶片数量、平均叶面积、叶片厚度均显著变小，强度干旱胁迫还会导致叶片大量脱落。可见，本试验中设定的50 kg/(株·次)的灌水量可以满足核桃树叶生长的需要，无需再增加灌水量。

试验结果还表明，以60 kg/(株·次)的灌水量处理的核桃树其坐果率最高。王守卿等人[12]研究了限量控制灌溉对酿酒葡萄生长发育的影响，结果表明，适当限制灌水量对葡萄坐果率有促进作用。有关研究结果表明，限量灌水一定程度上抑制了植物的营养生长，可为其坐果提供充足的营养；充分灌溉促进了新梢生长，但光合产物不能有效用于开花坐果，反而会导致坐果率下降[3]。由此认为，试验设定的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)的灌水量处理的核桃树其坐果率虽低于60 kg/(株·次)灌水量处理的坐果率，但差异并不显著。因此认为，40 kg/(株·次)的灌水量既达到了节水的目的，又不影响坐果率，是能保证坐果率的较适宜灌水量。

综上所述，水分胁迫对核桃物候期没有显著的影响，可以减缓新梢生长的速度，抑制光合作用，一定程度上抑制叶面积的增长。本试验设定的50 kg/(株·次)的灌水量，既能保证足够的光合速率和叶面积，坐果率也较高，又达到了节水的目的，是最适宜的灌水量。

参考文献：

[1]何永涛,李文华,李贵才,等.黄土高原地区森林植被生态需水研究[J].环境生物学,2004,25(3):35－39.

[2]胡良军,邵明安.黄土高原植被恢复的水分生态环境研究[J].应用生态学报,2002,13(8):1045－1048.

[3]陶洪斌,林 杉.打孔称重法与复印称重法和长宽校正法测定水稻叶面积的方法比较[J].植物生理学通讯,2006,42(3):496－498.

[4]张 雯,安贵阳,李翠红.肥水分区调控对苹果光合作用、生长结果和果实品质的影响[J].西北农业学报,2010,19(6):110－114.

[5]刘松忠,魏钦平,王小伟,等.苹果分根交替灌溉不同水量对树体生长和水分利用效率的影响[J].果树学报,2010,27(2):163－167.

[6]张承林,付子轼.水分胁迫对荔枝幼树根系与梢生长的影响[J].果树学报,2005,22(4):339－342.

[7]包 卓，孟祥英，张晓松,等.干旱胁迫对5种园林绿化植物生理生化的影响[J].经济林研究，2010,28(1):46－49.

[8]王华田.我国暖温带经济林水分管理的实现途径及措施[J].经济林研究,2009,27(2):97－103.

[9]洪丽芸.不同灌溉方式对银杏水分生理的影响[J].中南林业科技大学学报,2008,28(1):49－52.

[10]李春霞.苹果对水分胁迫的反应特点及研究方向[J].陕西农业科学,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,董晓颖,李培环,等.限量控制灌溉对酿酒葡萄生长发育的影响[J].灌溉排水学报,2007,26(2):94－96.