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摘要 阐述了果树的需水特性及其与水分的关系，总结了滴灌水分运动方面的研究进展，并比较了几种果树滴灌方法的优缺点，最后提出了果树滴灌工程中需要进一步解决的问题，以期为果树滴灌工程的实施提供参考。 关键词 果树；需水特性；水分运动；滴灌方法；建议 中图分类号 S274 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）15-0116-02 我国果园面积有700万hm2（河北农业信息网，2008年），其中很大一部分没有灌溉设施。其中，大部分果树是在干旱和半干旱地区栽培，为了实现果树丰产、优质、高效栽培的目标，一方面要进行灌溉，而另一方面要考虑节水。如何利用我国有限的水资源发展如此大面积果园灌溉，提高水分利用率是果树灌溉研究的一个重要课题。目前，世界灌溉发展的趋势是既要提高水分利用效率，又要减少灌溉对环境产生的影响（诸如地下水位抬高、盐碱化和地下水污染等）。滴灌是一种既能有效地提高灌溉水的利用效率又能减少作物根系层化学物质淋失的灌溉方法。因此，如何根据果树种类、生长周期、土壤结构及需水要求合理布置、滴灌系统的设计和运行成为果树滴灌工程研究的主要任务。 1 果树特性及其与水分的关系 1.1 果树需水特性 果树需水量的多少或灌溉时间，主要取决于自身遗传因素和外界环境的影响，其中环境因素主要包括土壤性质和结构、气温、风速、降雨等，而影响果树需水量多少和灌溉时间的自身因素主要有果树的种类、品种、砧木特性、树龄大小以及生长时期等。 按照抗旱能力和需水量不同，可将果树分为以下3类。一是抗旱力强的品种，如桃、杏、石榴、枣、无花果、核桃和风梨；二是抗旱力中等的品种，如苹果、梨、柿、樱桃、李梅及柑橘；三是抗旱力弱的品种，如香蕉、枇杷、杨梅[1]。 一般果树灌溉应抓好4个时期：一是花前水（又称催芽水）。在果树发芽前后到开花前期，若土壤中有充足的水分，可促进新梢的生长，增大叶片面积，为丰产打下基础。因此，在春旱地区，花前灌水能有效促进果树萌芽、开花、新梢叶片生长以及提高坐果率。一般可在萌芽前后进行灌水，若提前早灌效果则更好。二是花后水（又称催梢水）。果树新梢生长和幼果膨大期是果树的需水临界期。此时期果树的生理机能是最旺盛，若土壤水分不足，会致使幼果皱缩和脱落，并影响根的吸收功能，减缓果树生长，明显降低产量。因此，该时期若遇干旱，应及时进行灌溉。一般可在落花后15 d至生理落果前进行灌水。三是包花芽分化水（又称成花保果水）。就多数落叶果树而言，此时正值果实迅速膨大及花芽大量分化期，应及时灌水。四是休眠期灌水（即冬灌）。一般在土壤结冻前进行，可起到防旱御寒作用，且有利于花芽发育，促使肥料分解，有利于果树翌年春天生长[1-2]。 1.2 果树根系与水分的关系 果树依靠根系吸收水分，因此灌溉水量、灌溉土壤湿润体形状、体积与根系分布的配合是影响灌溉水利用率的决定因素。果树根系的分布由遗传决定，不同种类的果树根系分布不尽相同。一般情况下，在条件适宜的果园，根系主要集中在地表下10～40 cm范围内，而土层深达80 cm以下，各种根的分布量均显著减少[3]。 根系的分布也同样受环境因素比如土壤结构、质地、温度、肥力等影响。如山地果园，如果下层是半风化的母岩或纵生岩层，根系分布则深，但根量少；若为横生岩板时，根系分布浅。沙地果园若下层有黏板层，根系分布只限制在黏板层之上。一般来说，土层深厚根系分布较深。但在黏重土壤上下层为紧实的生土层，也会限制根系广泛分布。另外，无论什么样的土壤，只要地下水位高，根系分布就会受限制。土壤肥力是影响根系分布的重要因素。当土壤中的水、肥、气、热等肥力因素协调时，果树根系则相对集中，形成根系富集区。土壤越肥沃，根系越集中；相反，土壤越贫瘠，根越分散而走得远[4]。同样，土壤水分对根系的分布也有相应影响，当土壤水势下降时，根冠比增加利于吸收和水分利用率的提高，这是对干旱的一种适应。根冠比大虽有利于抗旱，但过分庞大的根系是以消耗大量光合产物为前提的，因而影响了地上部的生物产量和经济产量[3]。 2 滴灌水分运动研究进展 影响滴灌土壤湿润体的因素很多，一般来说主要有土壤、灌水器以及灌水方法等方面的原因，土壤方面的影响因素主要有土壤结构、初始含水率、容重和土壤质地等，灌水器和灌水方法方面主要有滴头流量 、灌水量 、灌水间歇或连续等。 2.1 滴灌条件下湿润峰研究 付琳[5]对滴灌过程中湿润锋运移速度、湿润体的形状和体积、湿润体内的水分分布等问题进行田间试验时发现，地表湿润锋半径及垂向湿润深度均与入渗历时较好的符合幂函数关系。刘晓英等[6]在研究指出，滴灌条件下水平和垂直方向的最大湿润锋运移近似为■的线性函数。 张振华等[7]进行的室内模拟试验表明，对于同一滴头流量，在相同的入渗时间内（灌水量相同），大容重土壤的水平扩散距离明显大于小容重土壤，而其垂直入渗距离则小于小容重土壤；对于同一种土壤而言在其他条件一致的情况下，初始含水率大的土壤水分扩散大于初始含水率小的土壤，在相同的入渗时间内其土壤湿润体也较大。同样，马玉祥[8]等研究表明，对于同一种土壤，滴头流量的增加，可使湿润峰的宽度增大，而且灌水量的增加湿润峰的宽度也随着增大。在相同的灌水量情况下，横向湿润峰宽度重壤土>中壤土>砂土，而纵向湿润峰重壤土 2.2 滴灌条件下湿润体研究 陈渠昌等[9]对不同性质的土壤滴灌湿润体的测量结果表明，土壤湿润体的形状与土壤土层、土壤均匀性、渗透能力等关系极为密切，近似于旋转抛物体。透水性差的土壤，其滴灌湿润体最大直径部位往往在地表面，且湿润深度小，直径大，底部趋平；层状土壤湿润体在土层界面处变形，湿润锋面呈“3”形；不均匀土壤，湿润体形状复杂多变，呈不规则状。吕殿青等[10]的研究结果表明，滴头流量相同时，随着灌水量的增加，湿润体的范围增大，滴头附近的含水量也增大；滴头流量和灌水量不变的情况下，随着初始含水率的增加，滴头附近各节点的含水量也相应增加。 张振华等[11]研究表明，点源入渗的土壤湿润体形状受到滴头流量和入渗时间的影响，一般条件下，地表点源入渗条件下土壤湿润体为1/2个椭球体。滴灌湿润体水平和竖直方向的入渗距离与入渗时间存在显著的幂函数关系。滴灌土壤湿润体体积和灌水量之间存在显著的直线关系，在灌水量确定的条件下，滴头流量对湿润体体积影响很小。 3 果树滴灌方法 果树滴灌系统设计，需要考虑树木生育期、根系特点、土壤类型与结构因素的影响。苗期、幼树与成龄期、盛果期的需水量及毛管布置都应该有区别。对成龄树木开始采用滴灌，应使50%以上根区的土壤湿润。 3.1 单行毛管直线布置 毛管顺作物行布置，1行作物布置1条毛管，此种布置适合于株行距较小的果树和幼树。对于幼树，一株树安装2～3个单口出水口滴头。对于果树，可沿毛管等距安装滴头，也可采用多孔毛管（滴灌管或滴灌带）作灌水器。毛管沿作物行向布置，在山丘区，毛管是沿等高线布置的。对于果树，滴头（或灌水点）与树干的距离通常为树冠半径的2/3[12]。 3.2 双行毛管平行布置 对于高大果树，可采用双行毛管平行布置的形式，树行两侧各设1条毛管，每株树两边各安装2～4个滴头。此种布置形式使用的毛管数量较多。毛管沿作物行向布置，在山丘区，毛管是沿等高线布置的。对于果树，滴头（或灌水点）与树干的距离通常为树冠半径的2/3。 3.3 单行毛管环状布置 对于成龄果树，可沿1行树布置1条毛管，围绕每株树布置1条环状灌水器，其上安装5～6个滴头。此种布置形式由于增加了环状管，因而增加了工程费用。毛管沿作物行向布置，在山丘区，毛管是沿等高线布置的。对于果树，滴头（或灌水点）与树干的距离通常为树冠半径的2/3。 4 建议 4.1 根据果树的种类、根系结构、需水特性等设计滴灌系统 果树滴灌工程设计不仅仅是水利设计，应该结合农艺科学，根据果树的种类、根系结构、需水特性等方法设计果树滴灌系统。针对不同种类的果树、不同的栽种方式应该采用不同的滴灌方式。比如对于葡萄等密植果树，应该采用单行毛管直线布置，即位于葡萄种植行一侧铺设1条滴灌管或滴灌带；而对于植株较高、株行距较大的成年果树，可采用单行毛管环状布置，以更有利于高效利用灌溉水源，促进果树生长。 4.2 结合土壤结构、气候环境等确定灌溉水量和灌溉时间 一是果树滴灌水量应合理，比如花期干旱或水分过多，常引起落花落果，降低坐果率；果实发育期灌溉水量过多易引起后期落果或造成裂果，还易造成果实病害。二是果树滴灌应掌握好灌溉时机，应在果树生长未受到缺水影响以前就进行，不要等到果树已从形态上显露出缺水时才进行灌溉。如果当果实出现皱缩、叶片发生卷曲等时才进行灌溉，则对果树的生长和结果将造成不可弥补的损失。三是果树需要水分，但有时果树适度的缺水还能促进果树根系深扎。抑制果树的枝叶生长，减少剪枝量，并使果树尽早进入花芽分化阶段，使果树早结果，并可提高果品的含糖量及品质等。 4.3 引入农艺节水理念，提高水分利用率，达到增产高效的目标 可采取地膜覆盖措施，在保肥保墒的同时，减少地面蒸发，节约灌溉水源。还可以采取水肥一体化，实现水肥的同步耦合，进而提高土壤肥力，使根系分布集中而富有生机，从而进一步提高了水分利用率。 5 参考文献 [1] 邹新群.果树需水规律与节水灌溉[J].北京农业，2006（11）：27-28. [2] 丁三姐，魏钦平，徐凯.果树节水灌溉研究进展[J].北方园艺，2006（4）：38-41. [3] 赵领军，张丽军，赵善仓.果树根系与水分关系[J].河北果树，2007（1）：1-4. [4] 李天忠，张志宏.现代果树生物学[M].北京：科学出版社，2008：132-133. [5] 付琳.滴灌时的土壤浸润状况[J].灌溉排水，1983（3）：36-45. [6] 刘晓英，杨振刚，王天俊.滴灌条件下水分运动规律的研究[J].水力学报，1990（1）：11-22. [7] 张振华，蔡焕杰，郭永昌，等.滴灌湿润体影响因素的试验研究[J].农业工程学报，2002，18（2）：17-20. [8] 马玉祥，候振龙，封金祥.滴灌条件下不同土壤湿润峰变化研究[J].甘肃农业，2006（4）：120-121. [9] 陈渠昌，吴忠渤.滴灌条件下沙地土壤水分分布与运移规律[J].灌溉排水，1999，18（1）：28-31. [10] 吕殿青，王全九，王文焰，等.膜下滴灌水盐运移影响因素研究[J].土壤学报，2002，39（6）：794-801. [11] 张振华，蔡焕杰，杨润亚.地表滴灌土壤湿润体特征值的经验解[J].土壤学报，2006（4）：870-875. [12] 顾烈烽.滴灌工程设计图集[M].北京：中国水利水电出版社，2005：222-223. 注：本文为网友上传，不代表本站观点，与本站立场无关。举报文章 |
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