不同滴灌量对矮化密植苹果树生理生长及产量品质的影响

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位于新疆环塔里木盆地北缘的阿克苏地区是新疆苹果种植的主产区,也是中国苹果生产的优势产区,苹果种植面积和产量逐年递增;水资源短缺、灌溉水利用效率低是制约该区域苹果产业健康发展的关键因素。本文以2016年定植的“红色之爱”(红肉苹果)为试验材料,矮化密植栽培模式,设定3种滴灌量:W1处理(湿润区可覆盖苹果根系主要分布区的80%,灌水历时6h)、W2处理(湿润区可覆盖苹果根系主要分布区的100%,灌水历时9h)、W3处理(湿润区可覆盖苹果根系主要分布区的120%,灌水历时12h),滴头流量均为10·h-1,大水漫灌(CK)作为对照。研究矮化密植苹果树在不同滴灌量下的土壤体积含水量空间分布规律、蒸腾耗水规律、生理生长及产量和品质,采用主成分析和灰色关联度分析综合评价,确定适宜研究区苹果树灌溉定额,对研究阿克苏地区苹果滴灌节水具有重要意义。研究结果表明:(1)灌水前1天和后1天不同滴灌量的土壤体积含水量垂向、径向一维分布规律一致,均呈先升高后下降的变化趋势。土壤体积含水量二维分布的高值区呈圆形,随滴灌量的增加,土壤体积含水量高值区的范围逐渐扩大。不同滴灌量土壤体积含水量一维、二维分布均符合指数函数模型,土壤体积含水量与垂向、径向距离呈正相关关系。灌水后平均土壤体积含水量增加明显,之后随天数的增加,平均土壤体积含水量持续下降。(2)不同滴灌量苹果树茎流速率均呈单蜂型曲线和“几”字型变化趋势,茎流速率夜间变化平稳。茎流速率在日落后-次日1点持续下降,次日1点-日出前变化稳定。随滴灌量的增加,茎流速率启动时间和到达峰值的时间会提前。6-9月不同滴灌量苹果树耗水量表现为:W3>W2>W1,与其它月份相比,7、8月份苹果树蒸腾耗水量较大。(3)瞬时间尺度下太阳辐射、大气温度和空气相对湿度是影响苹果树茎流速率的重要气象因子。日尺度下影响苹果树茎流速率变化的关键气象因子为太阳辐射和大气温度。随着时间尺度的增加,影响苹果树茎流速率的气象因子变少,且R~2逐渐增加。日尺度下30cm、50cm土层处的土壤体积含水量对苹果树茎流速率影响显著。(4)苹果树新梢生长量随滴灌量的增加逐渐增大,适当的减少滴灌量有助于苹果树新梢生长枝提前封顶,抑制枝条旺长,促进花芽分化。苹果横径、纵径日均增长速率呈先快速增加,后平稳增加,最后缓慢增加的变化趋势。不同滴灌量苹果横径和纵径大小均表现为:W3>W2>W1。(5)随滴灌量的增加,苹果树叶片蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、水分利用效率呈先升高后下降的变化趋势,说明适宜的滴灌量有助于提高苹果叶片光合特性和水分利用效率,当滴灌量过多时,叶片光合作用不会显著提高,还会产生抑制作用。胞间CO2浓度随滴灌量的减少而增加,二者呈反相关关系。与幼果期相比,果实膨大期的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率和胞间CO2浓度明显增加。(6)不同滴灌量对果实品质和产量影响显著,适当的减少滴灌量可以增加可溶性固形物、总糖、维生素C和矿质元素(K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu)含量,降低总酸含量。随滴灌量的增加,果形指数、单果重和产量随之增加。适宜的滴灌量(W2处理)能够增加苹果树灌溉水分生产率(3.11kg·m-3),CK处理的苹果树灌溉水分生产率最小(1.48kg·m-3)(7)基于主成分分析和灰色关联度分析产量、灌溉水分生产率、可溶性固物、总糖、总酸、水分、维生素C、净光合速率和新稍生长枝长度共9个指标进行综合评价,发现W2处理的主成分综合得分和灰色关联度最高,说明W2处理设定的灌水量更适合研究区苹果树生理、生长。综合分析得出,W2处理的年灌水量较常规漫灌可节水48.12%,全生育期共灌溉11次,年灌溉量5836.5m~3·hm-2:即春灌与冬灌采用漫灌(2250m~3·hm-2/次),其余生长季均采用滴灌W2处理设置的灌水量灌溉(148.5m~3·hm-2/次)。
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