(1.山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002；2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

蘋果是薔薇科蘋果亞科蘋果屬植物的果實(shí)，富含礦物質(zhì)和維生素，口感可口，其樹(shù)為落葉喬木[1]。針對(duì)蘋果樹(shù)的生長(zhǎng)習(xí)性，孫西歡于1998年提出了蓄水坑灌法，是一種利用蓄水坑灌水、直接進(jìn)行中深層灌溉的立體灌溉方法，改變了傳統(tǒng)的果林地面灌溉方式。

蓄水坑灌法不僅能充分利用當(dāng)?shù)亟涤陱搅?，減少水土流失，還能有效保持和利用水資源，同時(shí)兼具節(jié)水、保水、抗旱等作用。根據(jù)蘋果樹(shù)主要的根系活動(dòng)層，以及坑壁土壤濕潤(rùn)情況，蓄水坑的坑深一般確定為40cm或60cm；根據(jù)果樹(shù)樹(shù)干直徑，蓄水坑半徑一般為25～35cm；蓄水坑底部一般采用不透水形式[2-3]。

樹(shù)木蒸騰耗水量的99.8%以上來(lái)自樹(shù)干的莖流，所以樹(shù)干莖流能有效反映樹(shù)干的耗水能力。目前為止，蓄水坑灌經(jīng)過(guò)20年的研究，已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但在蓄水坑灌條件下蘋果樹(shù)干莖流的研究少之又少，因此研究蓄水坑灌條件下蘋果樹(shù)干莖流規(guī)律對(duì)果樹(shù)蓄水坑灌的理論指導(dǎo)具有重要意義。本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定不同灌溉方式、不同坑深條件下的蘋果樹(shù)干莖流的變化，研究蘋果樹(shù)的蒸騰耗水能力，可為蘋果樹(shù)的蓄水坑灌法灌溉提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本次試驗(yàn)于2014年在山西省果樹(shù)研究所進(jìn)行，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°32′，北緯37°23′，平均海拔為781.9m，年平均氣溫為9.8℃，年均降雨量約460mm，土質(zhì)以粉(砂)壤土為主，土壤容重為1.47g/cm3。該地屬典型的大陸性半干旱氣候類型。試驗(yàn)所用蘋果品種為三段砧木矮化紅富士丹霞蘋果，底部為海棠砧木，中間砧為SH系，上部嫁接紅富士長(zhǎng)富2號(hào)蘋果。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)選取果樹(shù)研究所果樹(shù)林中的3棵長(zhǎng)勢(shì)相近的5年生蘋果樹(shù)。試驗(yàn)設(shè)兩種灌溉方式，分別為蓄水坑灌和地面灌溉；根據(jù)選取試驗(yàn)用蘋果樹(shù)根系分布，蓄水坑坑深設(shè)定為60cm；蓄水坑灌以灌水量為控制因子，設(shè)定兩種灌水量處理，分別為充分灌溉(灌水至100%的田間持水量)和非充分灌溉(灌水至80%的田間持水量)。

蘋果樹(shù)樹(shù)干莖流速率采用TDP插針式植物莖流計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在每棵樹(shù)樹(shù)干的上、中、下3個(gè)部位選取合適的位置布置探針，用錫箔紙包緊以防探針滑出或進(jìn)水，以3處位置的平均值代表整棵樹(shù)干的平均值。試驗(yàn)在5月、6月、7月、8月、9月5個(gè)月中各選擇3個(gè)晴天的7∶00—17∶00進(jìn)行測(cè)定，每30min測(cè)定1次，每2h記錄1次數(shù)據(jù)，取3天數(shù)據(jù)的平均值為每月的日莖流速率。

1.3 測(cè)定方法

本次試驗(yàn)的測(cè)定項(xiàng)目主要為莖流速率、莖流量及氣象因子。其中，莖流速率和莖流量通過(guò)采用TDP插針式植物莖流計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，氣象因子采用Adcon-Ws 無(wú)線自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的指標(biāo)包括輻射強(qiáng)度、相對(duì)濕度、溫度、水汽壓差等。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本次試驗(yàn)采用熱擴(kuò)散莖流計(jì)TDP(Thermal Dissipation Sap Velocity Probe) 對(duì)蘋果樹(shù)干莖流速率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，氣象因子采用Adcon-Ws 無(wú)線自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用SPSS及Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式條件下蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化

從圖1可看出，兩種灌溉方式下的蘋果樹(shù)干莖流速率均呈現(xiàn)為拋物線曲線：早晚較小，中午11∶00左右達(dá)到一天中的最大值，午后開(kāi)始降低，在15∶00后又開(kāi)始逐漸增大，17∶00后又開(kāi)始減小。5—6月溫度較低，曲線在午后變化不是很明顯，7—9月的曲線變化較為明顯。5月的樹(shù)干莖流速率最大，這是因?yàn)樵囼?yàn)?zāi)甑?月雨水較多，同時(shí)蘋果樹(shù)進(jìn)入第一個(gè)幼果膨大期，對(duì)水分的需要也較大，所以5月的樹(shù)干莖流速率較大。試驗(yàn)?zāi)?—7月的雨水較少，氣溫上升，蘋果樹(shù)的蒸騰較水分充足的5月來(lái)說(shuō)較小，樹(shù)干莖流速率也相對(duì)較小。8月的氣溫和土溫漸漸升高，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，蘋果樹(shù)枝繁葉茂生長(zhǎng)旺盛，果樹(shù)的樹(shù)冠葉面積較大，水分需求量增加，樹(shù)干莖流速率隨之加大。9月氣溫和土溫均開(kāi)始轉(zhuǎn)低，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸減小，蘋果樹(shù)新梢停止生長(zhǎng)，果實(shí)逐漸成熟，樹(shù)葉逐漸掉落，果樹(shù)蒸騰量減小，樹(shù)干莖流速率開(kāi)始逐漸減小[4]。

圖1 5—9月不同灌溉方式條件下蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化

從整體上看，蓄水坑灌條件下樹(shù)干莖流速率較地面灌溉條件下要小，說(shuō)明蓄水坑灌條件下的蘋果樹(shù)蒸騰要小一些。

2.2 蓄水坑灌不同灌水量條件下蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化

由圖2可知，兩種灌水量條件下，蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化同樣呈拋物線變化：早上7∶00左右速率最低，隨后開(kāi)始增大，11∶00左右達(dá)到最高峰，隨后開(kāi)始下降。同樣的，在13∶00之后，莖流速率有小回升，這是因?yàn)楣麡?shù)葉片在午后有“午休”現(xiàn)象，葉片蒸騰較小，導(dǎo)致蘋果樹(shù)干莖流速率也減小，“午休”現(xiàn)象結(jié)束后，蘋果樹(shù)蒸騰增大，莖流速率也增大，在光照強(qiáng)烈的月份，“午休”現(xiàn)象較為明顯。莖流速率在太陽(yáng)落山后又逐漸減小，這是因?yàn)樘?yáng)落山后，蘋果樹(shù)葉片的蒸騰作用減小，隨之樹(shù)干莖流也減小[5]。

圖2 5—9月蓄水坑灌不同灌水量條件下蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化

從整體上看，蓄水坑灌充分灌溉條件下的樹(shù)干莖流速率較非充分灌溉條件下要小，說(shuō)明充分灌溉條件下的蘋果樹(shù)蒸騰要小一些。

2.3 不同灌溉方式不同灌水量條件下蘋果樹(shù)干莖流速率與影響因子的關(guān)系

植物莖流速率的變化與環(huán)境因子具有一定的相關(guān)性，本試驗(yàn)采用自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站對(duì)空氣溫度(Ta)、空氣相對(duì)濕度(RH)、光照有效輻射(PAR)、水汽壓差(Vpd)等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與蘋果樹(shù)干莖流速率進(jìn)行相關(guān)性分析。

由表1可知，兩種灌溉方式條件下、蓄水坑灌不同灌水量條件下的蘋果樹(shù)樹(shù)干莖流速率，在5—9月，基

表1 不同灌溉方式不同灌水量條件下蘋果樹(shù)干莖流速率與影響因子的相關(guān)系數(shù)

注*相關(guān)顯著(P<0.05),**相關(guān)極顯著(P<0.01)。

本與空氣溫度(Ta)、光照有效輻射(PAR)、水汽壓差(Vpd)呈正相關(guān)關(guān)系，與空氣相對(duì)濕度(RH)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但影響不顯著。其中，地面灌溉的蘋果樹(shù)干莖流速率在6—9月均與空氣溫度成極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；蓄水坑灌充分灌溉的蘋果樹(shù)干莖流速率在9月與光照有效輻射成極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，在8月與水汽壓差成極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；蓄水坑灌非充分灌溉的蘋果樹(shù)干莖流速率在8月與光照有效輻射成極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。

總體來(lái)說(shuō)，蘋果樹(shù)干莖流速率與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系基本表現(xiàn)為：Ta>Vpd>PAR>RH。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)不同灌溉方式、蓄水坑灌不同灌水量條件下的蘋果樹(shù)樹(shù)干莖流速率進(jìn)行測(cè)定，以及對(duì)其影響因子的分析，得出以下結(jié)論：

a.兩種灌溉方式下的蘋果樹(shù)干莖流速率均呈現(xiàn)為拋物線曲線：早晚較小，中午11∶00左右達(dá)到一天中的最大值，午后開(kāi)始降低，在15∶00后又開(kāi)始逐漸增大，17∶00后又開(kāi)始減小。從整體上看，蓄水坑灌條件下的樹(shù)干莖流速率較地面灌溉條件下的要小，說(shuō)明蓄水坑灌條件下的蘋果樹(shù)蒸騰要稍小一些。

b.蓄水坑灌不同灌水量條件下，蘋果樹(shù)干莖流速率的日變化同樣呈拋物線變化：早上7∶00左右速率最低，隨后開(kāi)始增大，在11∶00左右達(dá)到最高峰，隨后開(kāi)始下降。同樣的，在13∶00之后，因果樹(shù)葉片蒸騰的“午休”現(xiàn)象，莖流速率有小回升。從整體上看，蓄水坑灌充分灌溉條件下的樹(shù)干莖流速率較非充分灌溉條件下的要小，說(shuō)明充分灌溉條件下的蘋果樹(shù)蒸騰要稍小一些。

c.蓄水坑灌不同灌水量條件下的蘋果樹(shù)樹(shù)干莖流，在5—9月，基本與空氣溫度(Ta)、光照有效輻射(PAR)、水汽壓差(Vpd)成正相關(guān)關(guān)系，與空氣相對(duì)濕度(RH)成負(fù)相關(guān)關(guān)系，但影響不顯著。總體來(lái)說(shuō)，蘋果樹(shù)干莖流速率與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系基本表現(xiàn)為：Ta>Vpd>PAR>RH。