宁夏贺兰山东麓土壤水分下限对葡萄生长及光合特性的影响研究

杨学亮

【摘要】在宁夏贺兰山东麓设立试验区，以大田滴灌葡萄为研究对象，开展各生育期土壤水分控制下限指标对葡萄新梢、地径生长及光合特性的影响研究。

【关键词】葡萄滴灌；土壤水份下限；光合特性

1、材料与方法

1.1 试验设计。供试葡萄品种为3年生“红地球”，行距为3.5m，株距为0.8m，每行葡萄铺设1条滴灌带，直径16mm，滴头间距为40cm，设计滴头流量为4L/h。试验将葡萄生育期划分为5个阶段，萌芽期不进行水分控制以促进统一萌发。展叶抽梢期、开花期、幼果膨大期和着色成熟期采用土壤水分控制下限进行控制灌溉。

1.2 测定指标与方法。土壤水分的变化采用PR2土壤剖面水分仪每隔2～3d测定一次，测定深度分别为10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、100cm。当实测土壤含水率达到或低于设定的土壤水分下限时即对该小区进行灌溉，各小区用水表控制灌溉水量。每个处理随机选择长势一致的3株葡萄树，在其主蔓基部做标记并用游标卡尺测量地径，使用卷尺测量株高和新梢长度，每隔15d测定一次。

2、结果与分析

2.1 葡萄生育期各处理灌水量及降雨量。试验于2014年4月13日开始灌第一水（催芽水），灌水方式为沟灌，各处理灌水量相同。5月15日之后（即展叶抽梢期开始）各处理按照试验设计采用滴灌灌溉。在试验区放置雨量筒观测5-9月次降雨量，根据资料，在贺兰山东麓地区，当降雨量小于5.1mm时视为无效降雨，因此试验仅统计大于5.1mm次降雨量。5-9月份贺兰山东麓地区降雨总量为111.2mm，其中7、8月份（即葡萄幼果膨大期）降雨量为83.7mm，降雨有效补充了葡萄幼果生长发育对水分的需求，故幼果膨大期各处理灌水量较少。

2.2 不同土壤水分下限对葡萄新梢及地径生长的影响。5月21日至6月22日（展叶抽梢期），不同土壤水分下限处理之间新梢生长的差异不显著，各处理均随时间的延伸而增加。水分对新梢生长的影响开始显现，尤以土壤水分较大的T4、T5、T7及CK增速最快，T1、T3、T6这些低水分处理的增速减慢。进入幼果膨大期，不同处理之间差异越来越显著，水分充足的处理生长速率加快。

2.3 不同土壤水分下限对葡萄光合特性的影响

2.3.1 对净光合速率（Pn）的影响。不同土壤水分下限处理的叶片净光合速率（Pn）日变化有明显差异，呈双峰或单峰曲线。其中，T2、T4、T8最高值出现的时间较早，约为8：00，12：00左右出现第2个高峰，其他处理出现的时间大致相同，皆为12：00和16：00。对比各处理净光合速率（Pn）日累计值可发现，T9、T7、T8这些土壤水分下限高的处理及CK的值明显高于其他处理，说明充足的土壤水分可提高葡萄叶片的净光合速率（Pn）。14：00左右由于不断增加的光强、正午的高温和低湿使光合作用受到抑制，除T2、T4、T8之外，其余各处理均在该时段出现光合“午休”现象。这说明保持土壤水分在一个适度的范围有助于缓和葡萄叶片的光合“午休”现象，从而增强光合能力，增加产量，这与王颖等的结论一致。

2.3.2 对气孔导度（Gs）的影响。不同土壤水分下限处理的气孔导度均呈现上午高于下午的趋势，最高峰在上午8：00-9：00之间出现，之后降低。这是由于该区在这一时段太阳辐射充足，饱和水汽压差较低，导致气孔导度较高。其中土壤水分下限高的T5、T7、T9和CK的走势大致相同，早晨8：00的值最高，16：00出现了第2个小高峰。但由于基质中水分过大阻碍了根基之间气体的交换，所以累计值并不高。T2、T4、T8呈平滑下降趋势，全天累计值最高。说明适宜的土壤水分会促使葡萄叶片气孔导度对干旱环境的适应。

2.3.3 对蒸腾速率（Tr）的影响。不同土壤水分下限处理的蒸腾速率日变化曲线呈单峰特征，14：00之后各处理蒸腾速率差异不大，高峰值出现在不同时段。T5、T7、T9的最高值出现在14：00左右，早晚相对较低；T2、T4、T8的蒸腾速率变化幅度较大，8：00开始随着气温迅速升高，12：00左右出現最大值，之后很快下降，这是由于快速升高的气温使叶片过度失水导致气孔关闭，从而蒸腾减弱；T1、T3、T6的最高值出现在12：00左右。全天蒸腾速率日累计值土壤水分控制下限高的处理高于低的处理，说明土壤水分的高低对葡萄叶片的蒸腾有直接影响；CK最高值出现在12：00左右。

2.3.4 对叶片瞬时水分利用效率（WUE）的影响。叶片瞬时水分利用效率（WUE）是反应植物耗水量、耐旱性及节水生产能力的指标，与净光合速率和蒸腾速率的大小密切相关，其值越大，则植物对水的利用效率越高。综合分析各处理水分利用效率分布有两个高峰，第一个出现在8：00，之后基本呈下降趋势，表现为土壤含水量越高，水分利用效率越低。

3、结语

不同土壤水分下限处理间葡萄新梢生长在展叶抽梢期差异不显著，但进入花期，新梢生长的速率则随着土壤水分下限的提高而增加，地径增速在整个生育期均随灌水下限的增加而增加。

不同土壤水分下限对净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、气孔导度（Cs）有显著影响，日变化曲线呈双峰或单峰，峰值出现时间不同。具体表现为土壤水分下限为80%田持的处理净光合速率（Pn）日累计值高于其他处理，但气孔导度日累计值不高；蒸腾速率最高峰均出现在下午14：00左右，之后差异不大；土壤水分下限为70%田持的处理气孔导度日累计值最高，没有出现光合“午休”现象，蒸腾速率最大值出现在T2；土壤水分下限为60%田持的处理净光合速率（Pn）、蒸腾速率、气孔导度值最小。

各处理水分利用效率总体呈现土壤含水率越高，水分利用效率越低的趋势，土壤水分下限为60%田持的处理叶片水分利用效率最高，表明在一定范围之内减少灌溉量可达到提高葡萄叶片水分利用效率的目的。

基于不同土壤水分控制下限滴灌葡萄灌水量、新梢、地径生长、光合特性及叶片瞬时水分利用效率的分析，提出滴灌葡萄生育期土壤水分控制下限为展叶抽梢期70%、开花期50%、幼果膨大期70%、着色成熟期60%田间持水量。