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目前,滴灌灌水技术已成为缓解干旱区农业水资源供需矛盾的主要方法,滴灌灌水制度和滴灌新技术的研究也随之成为热点。本文基于大田试验,对极端干旱区成龄葡萄的滴灌灌水周期和适时滴灌方法进行了试验研究,获得以下主要研究成果:
(1)不同灌水周期下葡萄总耗水量在生育期内呈双峰型曲线,峰值出现在展叶期和果实膨大期两个需水关键期,耗水模数均在果实膨大期最大;耗水强度在各生育期的表现为:果实膨大期>萌芽期>展叶期>果实成熟期>花期。整个生育期,不同处理土面蒸发强度均随着灌水周期呈周期性变化,生育期平均土面蒸发强度受灌水周期的影响同样显著,表现为高水>组合3灌水>低水>组合2灌水>中水>组合1灌水。适时滴灌条件下,葡萄的耗水特征同中水处理,土面蒸发强度略大于中水处理的土面蒸发强度。
(2)不同灌水周期下,高水、组合2灌水和组合3灌水的枝条数、枝条长度、叶片数、叶脉长、叶面积指数和净生物量均处于中上水平。各处理生育期叶面积指数和净生物量的变化过程均呈抛物线形式。适时滴灌条件下,葡萄地上生物量指标均略小于中水处理的各项指标,叶面积指数和净生物量的变化特征呈抛物线形式。
(3)比较分析了Logistic修正模型、Richards模型、Hoerl模型、蒸汽压模型和高斯模型在模拟葡萄净生物量增长过程中的优劣性,结果表明,Logistic修正模型最适于描述葡萄净生物量生长过程,Hoerl模型次之;若不考虑葡萄净生物量变化的下降过程,Richards模型可取得很好的模拟结果。此外,通过对所有处理叶面积指数和净生物量变化过程的模型模拟,表明Logistic修正模型可以较好的描述叶面积指数、净增加生物量随生长天数和有效积温的关系,相关系数均达到0.98以上。
(4)不同灌水周期葡萄净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化均呈双峰曲线,胞间CO2的浓度的日变化呈“W”型曲线。不同灌水周期处理生育期净光合速率均值、蒸腾速率均值和气孔导度均值的大小关系均表现为:高水>组合1灌水>组合2灌水>中水>组合3灌水>低水,不同处理生育期胞间CO2的浓度均值的大小关系表现为:中水>低水>组合3灌水>组合2灌水>组合1灌水>高水,不同处理叶片水平上水分利用效率平均值的大小关系表现为:组合3灌水>低水>中水>组合1灌水>组合2灌水>高水。适时滴灌条件下,葡萄叶片生理指标的日变化特征同中水处理类似,各项指标值均略差于中水处理。
(5)以沟灌处理为对照,2009年到2011年的三年产量分析表明,产量变动幅度由小到大的处理依次为组合3灌水、低水、沟灌、高水、中水、组合2灌水和组合1灌水;年平均产量由高到低的处理依次为组合3灌水、组合1灌水、高水、中水、低水、组合2灌水和沟灌。以产量为主要标准,综合各项指标来看,组合3处理在产量、生物量以及水分利用效率上均表现最好,故推选组合3灌水处理为最优灌溉方案。适时滴灌条件下,葡萄产量与中水处理相近,水分利用效率也相近,均为2.7kg/mm,综合其各项表现,本文认为以20cm深度土壤含水率指导灌溉,以田间持水量的85%作为灌水下限对葡萄进行适时滴灌时可行的。