陕西关中猕猴桃树蒸腾特征分析

张维敏，刘 璐

(陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心，西安 710014)

截止2017年，陕西猕猴桃种植面积达103万亩，产量达131.25万t，产值达100多亿元[1-2],猕猴桃产业已经成为秦巴山区和秦岭北麓农民脱贫致富的主导产业。陕西关中地区作为优生区和集中栽培区，猕猴桃种植面积已达全省种植面积的70%，且种植规模仍在进一步扩展。猕猴桃是喜阴喜湿树种，对水分的亏缺与涝渍尤为敏感。最适宜猕猴桃种植区的降雨量要达到800～1 200 mm，而陕西关中地区的降雨量不能满足这一要求，必须对猕猴桃进行灌溉才能保证其正常生长发育。目前，由于缺乏对猕猴桃耗水量、灌溉制度等方面的技术支撑和科学依据，灌水利用率较低。通过分析该区域猕猴桃蒸腾耗水规律以及蒸腾与气象因子的关系，为制定合理的灌溉措施、提高猕猴桃树的水分利用效率提供科学支撑，对当地猕猴桃产业的发展及水资源的科学利用具有重要意义。

作物的蒸发蒸腾量是农业的最主要耗水部分，90%以上的植物茎干液流通过叶片蒸腾散失到大气中，随着水分运移过程产生的树干液流是表征植物体内水分动态变化及其生理功能的关键指标。计算作物蒸发蒸腾量的方法很多，主要包括：空气动力学方法、能量平衡法、涡流相关法、红外遥感法、气孔针法和茎流法[3]。树木的液流速率和蒸腾速率有着很好的相关性，能较好地预测树木的蒸腾耗水量，因此可通过测定液流速率测算出植物的蒸腾耗水量[4-5]。目前，针对茎干液流不同时间尺度变化特征、蒸腾与环境因子的关系方面的研究较多，主要集中在刺槐、油松等高大林木以及苹果、红枣、柑橘、枇杷等果树方面[6-12]。猕猴桃蒸腾量相关研究主要是利用便携式光合测定系统测定蒸腾速率后进行分析，或利用水量平衡法进行计算[13-15]。本研究主要采用热扩散液流探针法(TDP)观测猕猴桃树树干茎流变化特征，从而分析猕猴桃蒸腾速率变化特征及气象因子对蒸腾耗水量的影响，以期为猕猴桃科学管理、经济灌溉、实现灌溉效率最大化提供科学依据，促进猕猴桃产业可持续稳定发展。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

研究区周至县位于陕西关中西部，属暖温带大陆性季风气候。近38年(1981—2018年)多年平均降水量635.6 mm，最大年降水量1 087.5 mm(1983年)，最小年降雨量298.7 mm(1995年)，降水年内分布不均，主要降水集中在5—10月。年平均日照时数为1 562 h，年平均气温14.0 ℃，最高气温38.8 ℃，最低气温-8.7 ℃，平均相对湿度70%。土壤类型主要为黄土、褐土、山地草甸土等。试验在周至县境内的九峰试验站进行。猕猴桃品种为美味系海沃德，树龄10年，棚架结构为T型架，株行距为1 m×2 m。试验观测时间为2015年3—10月。

1.2 研究数据和方法

1.2.1 猕猴桃树蒸腾量的测定 本研究采用热扩散液流探针法(TDP)测定猕猴桃树的蒸腾量。在试验果园中心区域选择3棵长势良好的果树，平均树高2 m左右，树干直径8 cm左右。树干通直圆满，测定部位上下30 cm处无结疤或损伤。每棵树上安装两个TDP探头，用泡沫块将探针夹住，用胶带固定后外面包裹绝缘、防辐射材料，最后用胶带密封，防止雨水进入。每10 min获取一次数据并记录，边材液流通量(蒸腾速率)可由以下公式[16]计算。

(1)

(2)

公式(1)中：Fs为边材液流通量(L/h)；As为边材面积(cm2)；ΔTmax为无液流时加热探针与参考探针的最大温差(℃)；ΔT为瞬时温差(℃)。

1.2.2 气象数据的获取 研究所用气象数据有两类：一类是周至县气象站数据，气象要素包括日平均气温、日最高(最低)气温、相对湿度、降水量、日照百分率等，来源于陕西省气象信息中心；另一类是小气候观测数据，由位于猕猴桃果园内的3要素自动气象站连续监测获取，观测要素包括气温(Ta，℃ )、空气相对湿度(H，%)、太阳净辐射(R，W/m2)，每10 min采集一次数据。

依据日照百分率S≥60%、20%

1.2.3 数据处理 运用SPSS10.0统计软件和EXCEL2007对试验数据进行统计分析及作图。

2 结果与分析

2.1 蒸腾速率日变化特征

对猕猴桃主要生长季(4—8月)蒸腾速率日变化特征进行分析，结果表明，猕猴桃蒸腾速率日变化曲线整体上呈宽“几”字形的单峰形态，昼夜变化明显，昼高夜低。蒸腾速率在00:00最低，为0.036 L/h，从08:00左右开始快速上升，14:00左右达到峰值0.252 L/h。四种情况下，猕猴桃蒸腾速率日变化曲线也均呈宽“几”字形的单峰形态，蒸腾速率从08:00左右开始快速上升，在10:00—14:00之间依次达到峰值。不同情况下，蒸腾速率达到峰值的时间不同，其中S≥60%时，达到峰值时间最早，在10:00达到峰值；其次是20%

2.2 主要生育期日蒸腾耗水量变化特征

根据猕猴桃蒸腾速率计算出日蒸腾耗水量，结果显示，在猕猴桃主要生长季内，日蒸腾量变化曲线整体出现三次峰值，分别是5月上旬、7月上中旬、8月下旬。5月上旬是猕猴桃枝条叶片生长最快的时候，也是开花关键期，需水量相对较大；7月上中旬是猕猴桃果实快速生长期，8月下旬果实进入缓慢生长期，这三个时段也是猕猴桃需水关键期，其中7月上中旬是猕猴桃蒸腾耗水量最多的时段，其次为5月上旬、8月下旬(图2)。

图1 不同情况下猕猴桃树蒸腾速率日变化规律

图2 猕猴桃日蒸腾耗水量分布

2.3 气象因子对日蒸腾耗水量的影响分析

将猕猴桃日蒸腾耗水量与气象站、果园内小气候观测站日平均气温、日最高(最低)气温、相对湿度、辐射等气象要素进行Pearson相关分析。结果表明，猕猴桃日蒸腾耗水量与气象站和果园内小气候站的日平均气温、日最高(最低)气温呈正相关关系，通过0.01水平的显著性检验；与小气候站辐射量呈正相关关系，通过0.01水平的显著性检验；与日照百分率呈正相关关系，也通过0.01水平的显著性检验。日蒸腾耗水量与气象站的相对湿度和果园小气候站的相对湿度呈负相关关系，通过0.05水平的显著性检验；与气象站降雨量呈负相关关系，通过0.01水平的显著性检验。日蒸腾耗水量与果园内小气候站气温要素的相关系数高于气象站的相关系数(表1)。利用多元线性逐步回归分析方法，建立日蒸腾耗水量与气象站气象因子的综合关系模型(表2)。回归方程达显著水平，通过0.001水平的显著性检验，能够较好地反映猕猴桃树日蒸腾耗水量与各气象因子的关系。从入选回归方程的气象因子可看出，温度是影响蒸腾耗水量的主要因素。

表1 猕猴桃日蒸腾耗水量与各气象因子的相关性分析(n=95)

注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关；*表示在0.05水平(双侧)上显著相关。

表2 猕猴桃日蒸腾耗水量与气象因子的逐步回归模型

注：T为日平均气温(℃)，S为日照百分率(%)，H为相对湿度(%)。

3 结论

(1)猕猴桃树蒸腾速率日变化呈宽“几”字型单峰曲线分布，昼高夜低，从08:00左右开始快速上升。4种情况下，S≥60%时蒸腾速率最早达到峰值且峰值最高，其次为20%

(2)猕猴桃日蒸腾耗水量分析显示，7月上中旬是猕猴桃蒸腾耗水量最多的时段，其次为5月上旬、8月下旬。

(3)猕猴桃日蒸腾耗水量与气象站和果园内小气候站的日平均气温、日最高气温、日最低气温等气温要素，日照百分率，辐射量存在显著的正相关性，与相对湿度、降水量存在负相关关系。日蒸腾耗水量与气温要素相关系数高于其他要素，说明温度是影响猕猴桃蒸腾耗水量的主要气象因素。