不同时期水分胁迫对渭北苹果品质及水分利用效率的影响.pdf

2024.02试验推广不同时期水分胁迫对渭北苹果品质及水分利用效率的影响赵爽马子清李雪薇赵海亮管清美*摘要为探究不同时期水分胁迫处理对苹果果实外观尧内在品质尧产量及水分利用效率的影响袁并确定适宜的灌水方案袁在渭北地区以烟富 6 号/SH16 为试材袁设置了 4 种不同灌溉处理遥 结果表明院不同处理对果形指数无显著性影响袁处理 2渊果实生长前期轻度胁迫灌溉 50%兹枣 和果实生长中期充分灌溉 75%兹枣袁兹枣 为田间持水量冤可以显著提高果面色度 L*值和 b*值遥处理 1渊果实生长前期和果实生长中期均充分灌溉 75%兹枣冤会显著提高果实可溶性固形物含量和果皮硬度袁而各处理对可滴定酸尧果肉硬度及果肉脆度无显著性影响遥 处理 2 的产量尧ET渊耗水量冤尧WUE渊水分利用效率冤及 I鄄WUE渊灌溉水利用效率冤均较高遥 综合分析袁认为果实生长前期轻度胁迫灌溉 50豫兹枣 和果实生长中期充分灌溉 75豫兹枣 的灌溉总额为 350 m3/hm2的处理 2 为最优处理袁适合在渭北地区生产中推广应用遥关键词水分胁迫曰苹果曰产量曰果实品质曰水分利用效率揖基金项目铱院国家重点研发计划课题(2022YFD1602107)曰国家重点研发计划资助项目(2019YFD1000100)遥赵爽袁辽宁省果树科学研究所袁邮编 115009渊营口冤/西北农林科技大学园艺学院袁邮编 712100渊陕西杨凌冤曰赵海亮袁辽宁省果树科学研究所曰马子清袁李雪薇袁管清美袁西北农林科技大学园艺学院遥收稿日期院2023-11-15*通讯作者院管清美渊E-mail院冤中国是世界上苹果生产大国之一袁 栽培面积和产量均占全球的 50%以上遥 陕西渭北地区是联合国粮农组织认定的世界苹果最佳优生区之一遥 渭北旱塬冬春降水偏少袁春末夏初干旱袁雨量集中在 7要9月袁导致自然降雨与苹果需水关键期不相吻合遥加强水分管理是丰产壮树尧 提升果实品质及提高水分利用效率的关键袁 适期适量的水分胁迫对苹果产量品质会产生重要影响遥水分胁迫对梨尧苹果尧柑橘尧大樱桃尧枇杷品质及水分利用效率研究已经取得了一些成果遥 柳伟杰等以梨为试材研究发现袁 采前对果园土壤水分进行调控袁是果实增糖的有效措施之一袁采前水分胁迫会影响果实内部糖分的积累及转化袁 但在水分胁迫时间及控水量上有深入研究遥 高冬华对苹果的研究结果表明袁在一定范围内袁随土壤含水量增加袁果实硬度和可溶性固形物含量降低遥 李鸿平等以柑橘为试材研究发现院 果实膨大期轻度亏水处理较对照产量降低 3.8%袁 但水分利用效率提高 5%遥 张效星等对柑橘尧V侏ctor Blanco 等对甜樱桃以及 Cuevas 等对枇杷的研究结果均表明袁水分胁迫不会降低产量和品质袁反而可以提高水分利用效率遥本试验以烟富 6 号/SH16 为试材袁 对其进行不同时期不同水分胁迫处理袁研究果实品质尧产量及水分利用效率袁分析各指标下的差异袁从而探索水分胁迫调控苹果水分高效利用效率的机制袁 并总结可配套于不同时期的灌水技术遥1材料与方法1.1试验材料与处理试验于 2022 年 3要11 月在陕西乾县铁佛镇果友协会试验站进行遥 该果园 园耀60 cm 土层平均田间持水量 33.3%袁 平均土壤容重1.3 g/cm3遥 选取行株距 4 m伊1 m 的 8 年生烟富 远 号/SH16 苹果树为试验材料遥设 源 种不同水分胁迫处理袁见表 1 和表 2遥 各处理组 远 株袁 重复 猿 次遥 在树冠外围挖深 1.5 皂尧 宽0.3 皂 的沟渠袁覆防雨膜袁最大限度减少外部雨水渗602024.02试验推广表 1试验处理处理 1处理 2处理 3CK灌溉设计果实生长前期和果实生长中期均轻度胁迫灌溉 50%兹枣渊处理 1袁兹枣 为田间持水量冤果实生长前期轻度胁迫灌溉 50%兹枣 和果实生长中期充分灌溉 75%兹枣果实生长前期充分灌溉 75%兹枣 和果实生长中期轻度胁迫灌溉 50%兹枣果实生长前期和果实生长中期均充分灌溉 75%兹枣表 2不同时期水分胁迫的灌溉总额处理 1处理 2处理 3CK灌水量/渊m3/hm2冤300350500550气象局监测结果显示院2022 年有效降雨次数 16次袁总有效降雨量为 511.5 mm袁占到全期有效降雨量的 41.3%遥 其间大多数降雨发生在果实成熟期遥1.2测定项目与方法1.2.1降雨量通过全自动气象站监测试验站降雨量袁单次降雨量大于 10 mm 视为有效降雨遥1.2.2土壤含水量与灌水量计算在苹果树冠正投影下用土钻分别在 20 cm尧40 cm尧60 cm尧80 cm 处随机采取去除杂物后等质量的土壤样本 5 份袁 将样本带回实验室用烘干法测量土壤平均含水量遥灌水量计算公式院M=10酌H渊兹棕-兹0冤遥 式中院酝 为灌水量袁 单位为 mm曰酌 为土壤计划湿润层内的土壤容重院1.3 g/cm3曰匀 为土壤计划湿润层厚度袁 取 0.8 m袁兹棕为设定灌溉水平下的土壤质量含水量曰 兹0为测定时的土壤质量含水量遥1.2.3果实产量及品质指标1冤果实产量遥 果实成熟期 10 月底袁测定单株产量袁选取产量值平稳居中的 610 个值袁统计并计算公顷产量遥2冤果实品质遥 单果质量用百分之一电子天平测定袁果实横纵径用电子显数游标卡尺测定袁可溶性固形物含量用 PAL-1 手持折光仪测定袁可滴定酸含量用果实酸度计 GMK-835F 测定遥果实硬度尧果皮延展性尧果肉脆度用质构仪测定遥3冤果皮色泽遥 果皮色泽用 X-Rite 公司 CR-100色差计测定袁沿果实赤道部位测定 5 个值遥1.2.4耗水量(ET冤及水分利用效率渊WUE)计算土壤水分平衡方程院抓壮1-2越I+P+U-R-F依吟W遥 式中院ET1-2为耗水量袁mm曰I 为灌水量袁mm曰P 为有效降水量袁表示降雨量减去地表径流损失后的水量袁mm曰U 为地下水补给量袁mm曰R 为地表径流量袁mm曰F 为深层渗漏量袁mm曰驻W 为阶段初尧阶段末土壤贮水量差值袁mm遥 本试验地势平坦袁地下水埋深超过 30 cm袁降水入渗深度不超过 圆 m袁R尧U 和 F 均视为 0袁 因此土壤水分平衡计算公式可简化为 抓壮1-2越I+P依吟W遥水分利用效率计算式院WUE=遥式中院GY 为产量袁kg/hm2曰ET 为耗水量袁mm遥灌溉水利用效率计算式院IWUE=遥 式中院I 为灌水量袁m3/hm2遥1.3数据处理用 Excel 对数据进行统计并作图袁用 SPSS 25.0 作方差分析袁 采用 LSD 法进行显著性检验渊P约0.05冤遥2结果与分析2.1不同时期水分胁迫对果实外观品质的影响从表 3 可以看出袁在不同时期水分胁迫下袁单果质量在 234.02耀246.24 g遥处理 1 单果质量最小渊234.02 g冤袁CK 单果质量最大渊243.68 g冤袁处理 1 较 CK 减轻5%遥不同处理对果实色度参数 L*尧红绿参数 a*尧黄蓝参数 b*均有一定影响院处理 2 果面色度 L*值最高尧b*值最高袁处理 1 的 a*值最高曰处理 1 的果面色度 L*值最低袁处理 2 的果面色度 a*值最低袁处理 3 的果面色度 b*值最低遥 综合来看袁不同处理对果形指数无显著性影响袁处理 2 可以显著提高果面色度 L*值和 b*值遥2.2不同时期水分胁迫对果实内在品质的影响从表 4 可以看出袁 不同时期水分胁迫果实可溶性固入遥 在 员 周以上无有效降雨时段进行漫灌袁用水表记录灌水量遥ETGYIGY612024.02试验推广表 3不同时期水分胁迫对果实外观的影响处理 1处理 2处理 3CK234.02依27.51a246.24依18.77b240.76依25.81b243.68依21.81b0.81依0.04a0.84依0.05a0.84依0.07a0.84依0.07aL*49.62依2.98a52.99依1.87b52.26依2.75ab51.94依4.02aba*28.92依2.05b22.66依3.53a28.03依2.41b27.15依3.25bb*20.59依1.84a25.28依2.95b19.6依2.77a19.91依2.74a果面色度单果质量/g果形指数注院不同小写字母代表不同时期水分胁迫下的差异显著渊P约0.05冤表 4不同时期水分胁迫对果实内在品质的影响处理 1处理 2处理 3CK可溶性固形物/%15.81依1.47b14.12依1.09ab14.57依0.85ab13.64依1.34a可滴定酸/%0.35依0.07a0.37依0.03a0.36依0.02a0.30依0.04a果皮硬度/N8.64依0.79b8.35依0.30ab8.24依0.52ab7.85依0.35a果皮延展性/mm90.22依4.22ab91.74依5.64b90.04依4.86ab85.91依3.84a果肉硬度/kg0.31依0.02a0.27依0.04a0.28依0.03a0.29依0.06a果肉脆度/(kg 窑 sec)3.69依0.05a3.75依0.15a3.82依0.09a3.83依0.13a2.3不同时期水分胁迫对产量及水分利用效率的影响从表 5 可以看出袁各处理产量高低顺序院CK跃处理 2跃处理 3跃处理 1曰 各处理耗水量高低顺序院CK跃处理 3跃处理 2跃处理 1曰在 WUE 方面院总体趋势表现为 CK跃处理 2跃处理 3跃处理 1曰 在 IWUE 方面院总体趋势表现为处理 2跃处理 1跃处理 3跃CK袁 处理 2的 IWUE 显著高于 CK遥综合来看袁处理 1 的产量尧耗水量及 WUE 均最低袁只有 IWUE 较高曰处理 2 的灌水量及耗水量较低袁而灌溉水利用效率却最高袁水分利用效率也是较高的曰 处理 3 耗水量较高袁 产量尧WUE 及 IWUE 较低遥 因此袁灌溉总额 350 m3/hm2的处理 2 为最优处理袁适合在渭北地区推广应用遥表 5不同时期水分胁迫对产量和水分利用效率的影响处理 1处理 2处理 3CK产量/(t/hm2)35.90依2.40a46.03依1.88b44.41依0.26b48.61依1.79b耗水量/mm458.96依0.96a469.03依1.05b472.31依0.98b472.31依0.31b水分利用效率/(kg/hm2窑 mm)78.22依5.23a99.14依4.05b94.69依0.54b102.92依3.79b灌溉水利用效率/(kg/m3)119.67依8.01b123.80依17.91b88.83依0.51a88.38依3.25a3讨论苹果树体生长尧果实品质尧产量等均需要水分发挥一定的调控作用袁 如何在有限条件下科学合理灌溉袁使苹果树充分利用土壤水及降雨袁在保证果园产量及果实品质的同时提高水分利用效率及灌溉水利用效率袁是果树科学灌溉的重要研究内容之一遥本研究初步探究了苹果不同时期不同水分胁迫对果实内外在品质尧产量及水分利用效率的影响袁为渭北地区苹果生产提供节水尧丰产尧增收理论依据遥在不同阶段进行水分胁迫会对果实大小产生不同影响遥本研究结果表明院在水分胁迫最严重的处理1 下袁单果质量最小袁与康敏在甘肃苹果上的研究结果相一致遥 而不同时期水分胁迫对果形指数无显著性影响袁与杨凯等研究的结论要要要随灌水下限升高袁果形指数呈先升后降趋势不一致袁可能与树龄尧果园土肥条件不同有关遥 适宜的水分胁迫可有效改善果实外观品质袁 与研究结果中处理 2 果面色度 L*和b*最高相对应遥形物袁处理 1 最高渊15.81%冤袁CK 最低渊13.64%冤遥 可滴定酸含量各处理间无显著性差异遥随灌水量减少袁果皮硬度变大遥 不同处理下的果皮延展性为 85.91耀91.74 mm遥综合来看袁处理 1 显著提高果实可溶性固形物和果皮硬度袁各处理对可滴定酸尧果肉硬度尧果肉脆度无显著性影响遥622024.02试验推广水分胁迫能提高果实内在品质袁不同处理影响程度有所不同遥 其中袁可溶性固形物和果皮硬度对水分胁迫最敏感袁水分胁迫最重的处理 1 果实可溶性固形物和果皮硬度明显提高袁 与前人 Kilili 等对 Braeburn苹果果实发育后期水分胁迫或全程水分胁迫可溶性固形物含量尧果皮硬度较好相一致遥 无论在发育前期还是中期进行水分胁迫袁对果实可滴定酸尧果肉硬度无显著性影响袁这与程福厚等的研究结果一致遥适宜的水分亏缺渊处理 2尧处理 3冤不会导致产量明显减少尧水分利用效率降低曰而处理 1 的产量却明显减少袁水分利用效率显著下降遥 这与 Cuevas 等对枇杷的研究结果有所不同袁 可能是试验材料不同所致遥 从灌溉水利用效率来看袁CK 的灌溉水利用效率远低于其他处理袁 说明不同作物在果实成熟期对水分胁迫的响应有相似点遥4结论综上袁 果实生长前期轻度胁迫灌溉 50%兹枣 和果实生长中期充分灌溉 75%兹枣袁灌溉总额为 350 m3/hm2的处理 2 为最优处理袁可在渭北地区烟富 6 号/SH16砧穗组合灌溉中推广遥参考文献1 方兴义袁蔡黎明.陕西省苹果产业发展态势分析及对策建议J.中国果树袁2021渊11冤院98-102.2 刘延莉.延安地区苹果北扩气候区划及干旱风险评估D.南京院南京信息工程大学袁2014.3 任菊芹袁杨澎潮袁赵莉袁等.果树化肥减量秋施基肥要野五改冶J.西北园艺(果树)袁2016渊04冤院36-37.4 马延庆袁徐志达袁刘长民袁等.陕西渭北旱塬苹果种植区域农田水分特征分析J.干旱地区农业研究袁2009袁27渊02冤院54-59.5 王颖.矮化自根砧红富士苹果树的需肥规律研究D.陕西杨凌院西北农林科技大学袁2015.6 邓石生袁潘换来袁冯忠良袁等.宁西海管理套袋红富士苹果有秘诀J.西北园艺(果树)袁2008渊02冤院50-51.7 柳伟杰袁任李欣袁崔振华袁等.梨园采前水分调控对果实品质的影响J.北方园艺袁2021渊18冤院22-28.8 高冬华.土壤水分对红富士苹果果实品质的影响D.保定院河北农业大学袁2009.9 李鸿平袁陈昱辛袁崔宁博袁等.水分亏缺对柑橘果实生长产量和水分利用效率的影响J.节水灌溉袁2019渊12冤院6-11.10 张效星袁樊毅袁贾悦袁等.水分亏缺对滴灌柑橘光合和产量及水分利用效率的影响J.农业工程学报袁2018渊03冤院143-150.11 VCTOR B袁GINS B袁FRANCISCOA H袁et al援Water re-lations and quality changes throughoutfruit development andshelf life of sweet cherry grown under regulateddeficit irrigationJ援Agricultural Water Management袁2019袁217渊C冤院243-254援12 CUEVAS J袁CAETE M L袁PINILLOS V袁et al援Optimaldates for regulated deficit irrigation in耶Algerie爷loquat渊Eriobotryajaponica Lindl援冤 cultivated in Southeast Spain J援AgriculturalWater Management袁2007袁89渊1-2冤院131-136援13 廖阳袁曹红霞袁刘星袁等.覆盖及亏缺灌溉对山地苹果生长尧 耗水及产量的影响J.干旱地区农业研究袁2020袁38渊04冤院47-56.14 康敏.石羊河流域苹果树耗水规律及节水调质试验研究D.陕西杨凌院西北农林科技大学袁2011.15 杨凯袁郭华袁石美娟袁等.不同水肥处理对苹果品质的影响J.节水灌溉袁2021渊07冤院21-25.16 AVILA C袁GUARDIOLA J L袁NEBAUER S G.Re-sponse of the photosynthetic apparatus to a flowering-inductiveperiod by water stress in CitrusJ.Trees-Structure and Function袁2012袁26渊3冤院833-840.17 CIFREJ袁BOTAJ袁ESCALONAJM袁et al.Physiological toolsfor irrigation on scheduling in grapevine院An open gate to im鄄prove water-use efficiencyJ.Agriculture袁Ecosystem and Envi鄄ronment袁2002袁106院159-170.18 Brian G袁Leib Horst W袁Caspari Cristoti A袁et al.Partialrootzone drying and 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