根域灌溉技术对华宁柑桔新稍新叶生长影响

    李敏可 刘宏斌 刘轶男 王金振 李茂 李琦

    

    

    

    摘 要：? 為探究柑桔在根域精准灌溉技术下不同灌溉量对新稍、新叶叶长和叶宽生长的影响。以柑桔为研究对象，设置不同的灌溉量进行灌溉，根域精准灌溉下的试验组分别设置35、30、25 L/（株·次），7 d浇灌一次;微喷灌方式下的对照组灌溉量为130 L/（株·次），15 d灌溉一次。在不同灌溉量下，分别记录其新稍、新叶叶长和叶宽的生长情况。结果显示：根域精准灌溉下不同灌溉量对新稍、新叶叶长和叶宽的影响显著，在14 d观测期内试验Ⅱ组长势最好，其中新稍生长总量72.1 mm，比对照组生长量增加17.7 mm，同比增加32.5%;新叶叶长的生长总量48.9 mm，比对照组生长量增加9.6 mm，同比增加24.4%，叶宽的生长总量23.3 mm，比对照组生长量增加5.3 mm，同比增加29.4%。因此在根域精准灌溉技术下灌溉量为30 L/（株·次）较适宜柑桔新稍新叶的生长。

    关键词： 根域精准灌溉;灌溉量;新稍;新叶长和宽

    中图分类号 ： S-3 ;S27 ?????文献标识码 ：A?? ?文章编号 ：1006-8023（2020）02-0035-05

    Effect of Root Domain Irrigation on the Growth of Fresh Leaves of Huaning Citrus

    LI Minke1， LIU Hongbin2， LIU Yinan1， WANG Jinzhen1， LI Mao1， LI Qi1*

    （1.Faculty of Mechanical and Electrical Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China; 2.Citrus Industry Development Office of Huaning County， Yuxi City， Yunnan Province， Yuxi 652800， China）

    Abstract： In order to explore the effects of different irrigation amounts on the length and width of new citrus leaves under the precise root domain irrigation technology， citrus was taken as the research object and set different irrigation amount for irrigation. In the experimental group under the precise root field irrigation， 35， 30， 25L/ （plant·times） were respectively set and irrigated once in seven days; in the control group under the micro-sprinkling irrigation method， 130L/（plant·times） irrigated once in 15 days. After irrigating different amount of water， the growth of slightly new tip of the tree and the length and width of new leaves were recorded. Results showed that the root domain precision irrigation under different irrigation amount had a significantly influence on the new tip of the tree and the length and width of new leaves. In the 14 days observation period， test II had the best growth potential， the total growth of the new tip of the tree was 72.1 mm， compared with the control group， the growth volume increased by 17.7 mm and increased by 32.5% year-on-year. The total growth of new leaf length was 48.9 mm， increased by 9.6 mm compared with the control group， increased by 24.4% year-on-year， and the total growth of leaf width was 23.3 mm， which was higher than that of the control. The growth of the group increased by 5.3 mm， a year-on-year increase of 29.4%. Therefore， the irrigation amount of 30 L/（plant·times） under the precise root domain irrigation technology is more suitable for the growth of fresh citrus leaves.

    Keywords： Root domain precision irrigation; irrigation amount; new tip of the tree; new leaf length and width

    收稿日期： 2019-10-25

    基金项目： 云南省现代农业产业技术体系建设项目（2017KJTX0012-08）

    第一作者简介： 李敏可，硕士研究生。研究方向：农业节水装备。E-

    mail：[email protected]

    *通信作者： 李琦，硕士，副教授。研究方向：农业节水装备。E-mail：[email protected]

    引文格式： 李敏可，刘宏斌，刘轶男，等. 根域灌溉技术对华宁柑桔新稍新叶生长影响[J].

    森林工程，2020，36（2）：35-39.

    LI M K， LIU H B，LIU Y N ， et al. Effect of root domain irrigation on the growth of fresh leaves of Huaning citrus [J]. Forest Engineering，2020，36（2）：35-39.

    0 引言

    目前我国水果的种植面积和产量均居世界第一，其中柑桔在我国很多省市都有种植，总产量占世界总产量的三分之一[1-2]，云南省华宁县是全国早熟和特早熟柑桔的主产区，最早在7月即可上市，比其他相同品种柑桔早成熟40～60 d，果实口感好，品质优，产量可达3×104 kg/hm2，具有极高的经济价值[3-8]。柑桔生长需水量大，传统的漫灌存在水沿土壤表面流失损失、蒸发损失和水浸湿土壤表层的无效灌溉损失，90%的水分得不到有效利用[9]。唐莲等[10]研究表明，微喷灌技术比传统漫灌要节水50%～80%，增产20%～30%。Ibrahim等[11]研究表明，滴灌技术适应性强，容易实现水肥一体化灌溉，达到节水增产效果。根域精准灌溉技术可将水肥直接运输到植物的根系，可定时定量对植物进行灌溉，避免了诸多损失，可大大提高水肥的利用率，增加产量[12-14]。2014年开始，作者研究团队在玉溪华宁县华溪镇斑矛棵亚热带水果示范园内开展了对比研究试验，建成了水肥药一体根域精准自动灌溉系统，从2年生柑桔幼树开始进行根域精准灌溉技术与微喷灌灌溉技术研究与试验，根域精准灌溉试验地面积为0.67 hm2，微喷灌灌溉试验地面积为0.33 hm2。

    本文以微噴灌灌溉技术做为对比，探讨旱季柑桔根域精准灌溉技术的适宜灌水量，通过比较不同灌溉量下柑桔新稍，及新叶叶长和叶宽的生长量，得出旱季柑桔适宜的灌溉量。

    1 实验地点及材料

    试验地点在玉溪华宁县华溪镇斑矛棵亚热带水果示范园内，地理坐标在24°06′N，103°02′E， 海拔为1 223 m，年日照时数为2 190 h，年平均气温为19.5 ℃，年平均地面温度为18.9 ℃，常年无霜期为350 d，年平均相对湿度为70%～80%，该地区分为雨季和旱季，年平均降雨量为930 mm，6—10月为雨季，降水主要集中在6—8月，11月至次年5月长达7个月的时间为旱季。示范园内土壤为透水性强、保水性差的砂砾土壤。该试验所用的材料为7年生早熟新津柑桔树。

    2 研究方法

    2.1 试验设计和灌水方案设计

    水肥药一体根域精准自动灌溉系统的构建参见文献[14]。

    试验设计：在根域精准灌溉区选取3个电磁阀控制的区域作为试验组，分别记为试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组，在果园基地选取树龄长势相同的地块设置为对照组，采用传统的微喷灌灌溉方式进行人工浇灌。

    试验地2017年第一次挂果，根据灌水后土壤湿度值应达到60%以上的园艺要求，2017—2018年根域精准灌溉区在旱季灌水量均为40 L/（棵·次），两年测产结果与人工控制微喷灌灌溉的对照地相比较，未出现因灌水量不足导致减产情况，本次实验的试验地为第3年挂果，因此，灌水方案设计为：

    试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组区域内的柑桔树分别进行根域精准灌溉，灌溉量分别设置为35、30、25 L/（棵·次）， 7 d灌溉一次;采用微喷灌灌溉技术的对照组区域内灌溉量设置为130 L/（棵·次），15 d灌溉一次。

    2.2 数据采集

    （1）灌水量：试验组地块每次的灌水量由控制系统自动记录，对照地块在灌水支路上安装一个水表，人工记录每次的灌水量。

    （2）稍长生长量：从2月19日—3月3日，在每组区域内选取20棵株高、树冠大小以及树干直径接近的柑桔树，每棵树均从东南西北4个方向选取一枝新稍，在柑桔新稍生长期用直尺对新稍的长度进行测量，每两天为1个时间段（设为T），测量1次，观测的6个时间段分别记为T1、T2……T6，进行平均计算得出新稍平均的生长量。

    （3）叶长和叶宽的生长量：在选取的新稍上选取3片长出不久的新叶，每两天一次用直尺测量新叶的叶长和叶宽，计算每个时间段叶长和叶宽的生长量，对其数据进行平均计算处理得出叶长和叶宽的平均生长量。

    2.3 数据分析

    用Microsoft Excel 2010 软件对数据整理，用Origin 2017 软件绘图，用SPSS 20. 0软件对数据进行相关性分析。

    3 结果与分析

    3.1 灌水量对柑桔新稍生长的影响

    不同灌水量下，新稍的生长量不同，各个时间段柑桔新稍的生长量见表1，长势对比如图1所示。

    从图1和表1中可以看出，在根域精准灌溉方式下，不同灌溉量下柑桔新稍的生长量不同，在灌水 量为30 L/（棵·次）的试验Ⅱ组，新稍在各个时间段 生长量达到最大值，并且生长总量最大，其总生长量为72.1 mm，比对照组生长量增加17.7 mm， 同比增加32.5%。其次为试验Ⅲ组，总生长量为67.9 mm，比对照组生长量增加13.5 mm，同比增加24.8%。较差为试验Ⅰ组，生长总量为56.5 mm，比对照组增加2.1 mm，同比增加3.9%。对照组新稍生长量最少，生长量为54.4 mm。对表1数据用SPSS 20.0 进行相关分析，结果为：新稍的生长量与灌水量相关性不显著。

    3.2 灌水量对柑桔新叶叶长和叶宽生长的影响

    不同灌水量下叶长和叶宽的生长量见表2和表3，长势对比如图2和图3所示，从图表中可以看出，不同灌水量下同一时间段各组新叶叶长和叶宽的生长量不同，试验Ⅱ组新叶叶长叶宽的生长量最多，其中叶長生长量为48.9 mm，叶宽生长量为23.3 mm，分别比对照组生长量增加9.6、5.3 mm，同比分别增加24.4%、29.4%。其次为试验Ⅲ组，叶长、叶宽的生长量分别为7.7、3.9 mm，分别比对照组生长量增加9.6、5.3 mm，同比分别增加19.6%、21.7%。较差是试验Ⅰ组，叶长和叶宽的生长量分别为43.6、19.5 mm;分别比对照组生长量增加4.3、1.5 mm，同比分别增加10.9%、8.3%。对照组的叶长和叶宽的生长量最少，叶长、叶宽的生长量分别为39.3、18.0 mm。试验组与对照组差异明显，主要原因是灌水量不同，土壤的湿度不同，光合速率不同，影响新叶的生长，对表2和表3数据用SPSS 20.0 进行相关分析，其结果为：新叶叶宽的生长量与灌水量相关性不显著，新叶叶长的生长量与灌水量相关性显著（P<0.05）。

    4 讨论与结论

    水是影响植物分布和生长的重要因素。有研究表明，同一性状在不同水分环境下显著性不同[15]，植物叶片叶柄直径和密度，叶脉大小、密度和排列状况，气孔数目和大小等在不同水分的条件下显著不同，从而影响植物的水分传输能力和 CO2吸收能力，进而影响植物光合速率，影响植物生长[16-21]。从本研究的结果看，不同灌水量下，柑桔新稍新叶的生长量不同，进一步证明在不同水分的情况下影响着植物的生长。

    柑桔新稍新叶的生长受到土壤水分的影响，灌溉量的不同影响新稍新叶的生长，在根域精准灌溉方式下，随着灌溉量减少，新稍新叶的生长量也在变化。在本试验中，采用精准灌溉方式在灌溉量为30 L/（棵·次），柑桔新稍新叶增长量均高于其他灌溉量下的平均水平。说明在根域精准灌溉方式下，灌溉量的多少影响新稍新叶的增长，但不是灌溉量越多越有利于新稍新叶生长，灌溉量在一个适当的范围内新稍新叶增长最快。对比根域精准灌溉技术下的3组试验，灌溉量多的试验Ⅰ组新稍新叶的增长量却不如灌溉量较少的试验Ⅱ组，从对照组柑桔新稍新叶的长势发现，T3时间段之前生长速度慢，在T4时间段之后生长速度与其他组相比生长速度加快。出现这种情况的主要原因是，灌水量太多，土壤湿度过高，不利于柑桔新稍新叶的生长，对照组T4时间段后新稍新叶的生长速度逐渐加快，说明土壤湿度逐渐适合新稍新叶的生长。

    虽然从新稍新叶叶长和叶宽的生长量对比来看，灌水量明显影响其生长，但是用SPSS软件对数据进行相关性分析，除了灌水量对叶长的生长量影响显著外，新稍和叶宽的生长都不显著，原因可能与土壤养分、柑桔病虫害和气候等因素影响有关，尚需进一步研究。

    试验组和对照组对比发现，采用微喷灌技术灌溉的对照组较根域精准灌溉技术的试验组新稍新叶的增长量少，且对照组用水多，由此说明根域精准灌溉技术具有高效节水的作用。根域精准灌溉技术与微喷灌灌溉技术对土壤的湿润范围不同，微喷灌将水喷洒在地表，从地表往下渗透到柑桔根系部位，湿润的表层土壤主要在0～60 cm范围内，在地表水分容易蒸发丧失，且在地表没有根系的土壤处造成了无效灌溉，水分不能得到有效的利用;根域精准灌溉是将水分运输到土壤表层下20 cm柑桔根系部位毛根处开始往下渗透，主要的范围是土壤表层下20～60 cm的范围，在这个土层范围内，根系广泛分布，有利于根系吸收水分，土壤表层没有水分，阻碍了湿润土壤与大气直接接触，能更好保持水分，保持土壤的湿度。湿润土壤的速度不同，微喷灌从表层开始湿润土壤，水分到达根系要用一定的时间，根域精准灌溉直接将水分运输到根系，湿润周围土壤，直接供根系吸收，没有微喷灌渗透土壤表层的渗透时间，所以微喷灌的湿润速度比根域精准灌溉的湿润速度要慢。由此可见，灌溉方式不同，水分的实际利用率也不同，从而影响柑桔的生长。

    本次试验的研究结果表明，根域精准灌溉方式下，灌溉量为30 L/（棵·次）、7 d灌溉1次柑桔新稍新叶的生长量最多，最适合柑桔生长。

    因试验中微喷灌灌溉技术灌溉量为130 L/（棵·次）、15 d灌溉1次，在灌溉周期内平均每天灌水量为8.67 L;根域精准灌溉技术灌溉量为30 L/（棵·次）、7 d灌溉1次，在灌溉周期内平均每天灌水量为4.29 L。从而可以看出，根域精准灌溉更节水，建议使用精准灌溉技术进行灌溉。

    本试验根域精准灌溉只设置了3个灌溉梯度，范围较大，因此还需要进一步探究灌水量在更小梯度范围内对柑桔新稍新叶生长量的影响。

    【参 考 文 献】

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