南方季节性干旱区不同微灌水分亏缺猕猴桃节水提质机理研究

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近年来南方季节性干旱严重威胁并影响着当地农业生产,四川蒲江地区作为中国猕猴桃种植的重要基地,季节性干旱问题已经严重的威胁着当地猕猴桃种植户的生产生活。本研究针对现阶段南方地区季节性干旱等问题,以“翠玉”猕猴桃为研究对象,采用大棚实验,研究三种不同微灌方式(滴灌、小管出流、微喷灌)和四种水分亏缺(85%、70%、55%、40%)条件下猕猴桃的土壤重量含水率、生长特性、生理特性(光合特性、叶绿素、相关酶等)、化学物质等,对比分析不同微灌水分亏缺猕猴桃耗水量、产量、品质、水分利用效率等,为猕猴桃高效节水模式及高品质模式提供科学依据,提出南方季节性干旱地区猕猴桃种植问题相关合理解决办法。取得如下结果:
  (1)初步探明了不同微灌水分亏缺猕猴桃主要根区活动层内土壤水分时空动态变化特征,为合理的根区灌溉和季节性干旱防治提供了基础的理论依据。滴灌θc在0~50cm土壤大于小管出流和微喷灌,小管出流θc在50~100cm大于滴灌和微喷灌,而微喷灌猕猴桃根系θc在0~100cm处于分布较为均匀,猕猴桃根系主要分布于40~70cm且猕猴桃是怕涝怕旱的果树,则微喷灌是猕猴桃果树最适合的微灌方式。
  (2)初步探明了不同微灌水分亏缺猕猴桃光合特性等生理指标为合理调控提供科学依据。X-LD处理、X-M1D处理、X-M2D处理、X-SD处理和X-CK1处理净光合速率(Pn)较CK2分别降低了-4.16%、6.21%、6.28%、9.63%和6.78%。X-M1D处理、X-M2D处理、X-SD处理和X-CK1处理较CK2处理有不同程度的降低,则轻度亏缺对猕猴桃Pn有不同程度的升高,但是其他水分亏缺对猕猴桃Pn有一定程度的降低,即适量水分亏缺有利于提高猕猴桃Pn但过量的水分对猕猴桃的Pn有抑制作用。X-LD处理、X-M1D处理、X-M2D处理、X-SD处理和X-CK1处理羧化速率(CE)与CK2达到显著性差异(P>0.05),X-LD处理CE与X-M1D处理、X-M2D处理、X-SD处理和X-CK1处理均达到显著性差异(P>0.05),同时CK2较轻度亏缺(X-LD、X-M1D和X-CK1)显著提高CE,较重度亏缺(X-M2D、X-SD)显著降低CE,即适量的水分亏缺有利于化CE的提升,但是过量的水分亏缺又将降低CE。
  (3)初步探明了不同微灌水分亏缺猕猴桃维生素C(Vc)、糖类和酸类为合理调控提供科学依据。X-LD处理,X-M1D处理,X-M2D处理,X-SD处理,X-CK1处理猕猴桃Vc较CK2处理分别提高了-1.48%,3.42%,8.56%,-1.99%,-3.00%,小管出流水分亏缺Vc较CK2有不同程度的升高,则小管出流水分亏缺有利于猕猴桃Vc的积累,且随水分亏缺程度的加大而呈现出减小的趋势,即轻度亏缺最利于猕猴桃Vc的积累。滴灌有利于提高果糖的含量,小管出流与微喷灌果糖的积累上无显著性差异(P<0.05)。滴灌水分亏缺果糖与CK2处理存在显著性差异(P<0.05)。滴灌较轻度(D-LD和D-M1D)水分亏缺较D-CK1处理有不同程度的降低,较重度亏缺(D-M2D和D-SD)较较轻度亏缺有一定程度的升高,则滴灌水分亏缺果糖随水分的亏缺主要呈现先减小再增大在减小的趋势。微喷灌水分亏缺果糖与CK2处理不存在显著性差异(P<0.05)。即微喷灌水分亏缺对猕猴桃果糖影响不明显。微喷灌和滴灌猕猴桃草酸与小管出流存在极显著性差异(P>0.1),小管出流与滴灌也呈现显著性差异(P<0.05)。微喷灌最有利于草酸的积累,滴灌次之,小管出流最不利于猕猴桃草酸的积累。小管出流水分亏缺猕猴桃草酸与CK2处理均存在显著性差异,小管出流水分亏缺较CK2处理有不同程度的升高,则水分亏缺有利于猕猴桃草酸的积累,且随水分亏缺程度的加大而呈现先减小再增大的趋势,即轻度亏缺最利于猕猴桃草酸积累且随水分亏缺程度的加大而呈现先减小再增大的趋势。
  (4)初步探明了不同微灌水分亏缺猕猴桃产量及水分利用效率(WUEET)等生理指标为合理调控提供科学依据。水分亏缺对猕猴桃产量影响较大,水分亏缺较严重会使猕猴桃产量有一定降低,但是猕猴桃WUEET随着亏水程度加大会有较大的提高。X-M1D处理,X-M2D处理,X-SD处理,X-CK1处理猕猴桃产量与CK2处理存在显著性差异(P>0.05),X-CK1处理较CK2处理有显著性提高。X-CK1处理产量较CK2处理有较大的提高,小管出流产量随水分亏缺呈现递减的趋势,则小管出流有利于猕猴桃产量的提高同时水分亏缺对猕猴桃产量有抑制作用。不同微灌轻度亏缺对猕猴桃产量无显著性差异(P<0.05)。微喷灌猕猴桃WUEET较小管出流和滴灌有显著性提高,小管出流和滴灌WUEET无显著性差异,即微喷灌对提高WUEET有促进作用。X-LD处理,X-M1D处理,X-M2D处理,X-SD处理猕猴桃WUEET与CK2存在显著性差异(P>0.05),同时小管出流WUEET随水分亏缺呈现递增的趋势,则水分亏缺对猕猴桃WUEET有促进作用。
  (5)使用熵权法构建不同微灌水分亏缺对翠玉猕猴桃管理综合评价模型,通过分析6项主要指标得出小管处理中X-M1D处理所得的评分最高,滴灌处理中D-M1D处理所得评分最高,微喷灌处理中P-LD处理所得评分最高,不同微灌水分亏缺P-LD处理所得分最高,即6项评价指标下微喷灌处理为最好灌溉方式轻度亏缺最好的水分亏缺。分析猕猴桃三层主要影响因素19项基本指标小管出流中X-SD处理得分最高,滴灌中D-M2D处理得分最高,微喷灌中P-M1D处理得分最高,同时在猕猴桃19项基本影响指标下小管出流为最好的灌溉方式重度亏缺为最好的水分亏缺。
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