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藍莓水分生理及水分管理

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月02日 22:39

    藍莓屬于纖維狀淺根系植物,沒有主根,根系為須根而且纖細,分布淺層土壤中,特別是吸收根表層為單層細胞[1]。這一結(jié)構(gòu)特性決定了藍莓本身對于水分脅迫極為敏感, 灌水不當(dāng)很容易導(dǎo)致由于水分脅迫而產(chǎn)生的生長發(fā)育受阻、花芽分化不良、產(chǎn)量降低、植株受害甚至死亡。因此,了解藍莓的需水規(guī)律,水分生理特性并制定合理的灌溉方案是保障藍莓生長良好和優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的關(guān)鍵。實際上,在藍莓的生產(chǎn)實踐中,良好的水分管理比施肥更為重要,因為施肥必須建立在水分管理的基礎(chǔ)之上。本文根據(jù)David R. Bryla 發(fā)表的“CropEvapotranspiration and Irrigation Scheduling In Blueberry”和Jorge B. Retamales and James F. Hancock編寫的“Blueberries”有關(guān)藍莓水分章節(jié),并參考了其他關(guān)于藍莓水分發(fā)表的文章,對藍莓水分生理基礎(chǔ)和水分管理進行了總結(jié),以便為我國藍莓生產(chǎn)中合理灌水提供參考。

 ——編者按

1藍莓生長發(fā)育與灌溉的關(guān)系

1.1藍莓根系和枝條生長季節(jié)(年)變化

高叢藍莓生長年年變化規(guī)律見圖1[2]。土壤溫度達到8℃時,藍莓的新根開始生長,然后葉芽膨大。根系的生長有2次高峰,第一次生長高峰出現(xiàn)在春季后期,第二次生長高峰,也是最大的高峰出現(xiàn)在果實采收以后。二次生長高峰出現(xiàn)時土壤溫度都在14-18℃。新稍生長高峰出現(xiàn)在第一次根系生長高峰之后,但果實成熟時開始下降。在果實成熟期,果實爭奪樹體養(yǎng)分而減少向其他部位的養(yǎng)分分配,鑒于這一原因,對于定值2年之內(nèi)的幼樹通常采用疏除果實方法來保障幼樹良好的營養(yǎng)生長[3]。除了生長季開始和后期之外,新稍和根系生長在果實采收之前處于最低。一但果實采收之后,新稍和新根大量發(fā)生?;ㄑ糠只恼T導(dǎo)與果實采收同期開始并與第二次根系生長高峰相同。

1.2開花和果實發(fā)育

花芽開綻和開花開始于早春,這一階段幼葉很小,蒸發(fā)量小。因此,根據(jù)降雨情況,除了施肥時需要灌溉以外,在坐果之前不需要灌溉。藍莓果實發(fā)育呈一雙S曲線,分為3個生長階段(圖2)[4]。第一階段:快速生長階段,坐果后2周之內(nèi)。在此階段,坐果完成和樹冠形成,果實細胞快速分裂,細胞數(shù)量增加,在此階段,藍莓細胞分裂對水分需求極為敏感,為藍莓生長的需水臨界期,水分不足導(dǎo)致細胞分裂受阻,細胞數(shù)量減少,果實變小。第二階段:慢速生長階段,根據(jù)不同的品種這一階段持續(xù)3-6周時間,果實發(fā)育較慢,主要是種子和種胚發(fā)育。在此階段,適度水分脅迫對果實大小影響不大[2]。然而,這一時期藍莓的營養(yǎng)生長達到最高峰,干旱脅迫將導(dǎo)致新稍發(fā)育受阻,影響下一年產(chǎn)量。第三階段:快速生長期:主要是細胞膨大和果實糖分積累。在這一時期,藍莓對水分也極為敏感,干旱脅迫將導(dǎo)致細胞膨大受阻而嚴(yán)重影響采收時的產(chǎn)量。根據(jù)Mingeau 等[5]的研究,即使是中等程度的干旱脅迫(相當(dāng)于減少35%的蒸發(fā)量)由于單果重降低導(dǎo)致‘藍豐’產(chǎn)量嚴(yán)重降低。另外,采收后干旱使花芽形成數(shù)量減少,影響下一年產(chǎn)量。

  藍莓對養(yǎng)分的需求也隨季節(jié)變化,但并不是與水分需求完全一致,這一差異在水肥一體化施肥時應(yīng)該作為一個重要的考慮因素[6],與水分需求不同的是,藍莓對養(yǎng)分的大量需求,包括N素,發(fā)生在樹冠形成期和果實變色以后的快速發(fā)育期[7]。

圖2.‘澤西’高從藍莓和‘烏達德’與‘梯芙藍’兔眼藍莓的單獨果實重量。

2植物的水分關(guān)系和藍莓對干旱脅迫的反應(yīng)

2.1植物水勢基礎(chǔ)理論

  植物的生長、功能、豐產(chǎn)性和水分的利用與水分的狀態(tài)密切相關(guān)。植物組織或器官中的“水勢”是衡量水分狀態(tài)幾個參數(shù)中最常用的一個指標(biāo),其數(shù)值用大氣、一定高度或液壓滴頭固定單位的壓力兆帕(MPa)表示。在植物體內(nèi),影響水勢的主要因素是細胞液的濃度和細胞壁剛性產(chǎn)生的膨壓。從實踐意義來講,自由水的水勢定位0,因此,任何從土壤到植物中的水分移動需要負水勢。在土壤、植物和大氣任何一個位點上測定的水勢,指的是土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分的移動趨勢。水分的移動趨勢是從水勢較高的位點(如濕潤的土壤)向水勢較低的位點(環(huán)境空氣中相對濕度小于99%)移動。植物葉片和土壤中水勢的差異(后者在土壤水潤情況下為0)作為估測水分從土壤中向葉片移動的動力的依據(jù)。水分通過開張的氣孔向大氣中移動是由較高的負蒸汽壓引起。

植物水勢是用“壓力室”或有時被稱作“壓力炸彈”或植物水分控制臺“的儀器來測定。測定水勢時,將剛切斷的葉片或新稍放置于密封的“壓力室”而切口端通過橡膠密封圈突出室外,逐漸增加密封室的壓力,直到切口端分泌出木質(zhì)部液汁(通常用放大鏡觀察)。此時,木質(zhì)部液汁的水勢為0,木質(zhì)部的壓力與大氣的負壓相同。如果木質(zhì)部滲液水勢(大部分植物為0)忽略不計的話,木質(zhì)部的壓力就等于木質(zhì)部的水勢。

測定土壤-植物-大氣連續(xù)體中水勢日變化(圖3)[8],對于大多數(shù)植物來講,葉片的氣孔在夜間關(guān)閉,葉片蒸騰也停止,此時,葉片、根系和土壤中的水分處于平衡狀態(tài),這種平衡狀態(tài)一般開始于日落之前。在小雨或滴灌之后,夜間土壤、根系和葉片的水勢均為0,黎明之后,氣孔開張,葉片蒸騰開始,葉片水勢開始下降,根系和土壤中水勢也開始短暫下降,如果沒有灌溉和降雨,葉片、根系和土壤中的水勢變的越來越負。當(dāng)土壤干旱時,為了保障土壤中的水分向根系中移動,根系和土壤中的水勢差異變得越來越大。而葉片和根系中的水勢差異則較為穩(wěn)定,直到水分梯度不足以支撐根系吸收足夠的水分使葉片保持不萎蔫狀態(tài)。當(dāng)葉片中的水勢達到-1.5MPa時,葉片開始萎蔫,夜間葉片恢復(fù),但如果持續(xù)干旱,將引起葉片的永久萎蔫和葉片傷害。

圖3.灌溉或下雨后土壤,根和葉水勢的日變化情況。 x軸上的陰影區(qū)域代表夜晚,白色區(qū)域代表白天。

圖4. (A)在裝滿沙壤土的23L盆中生長3年生的‘埃利奧特’植株在黎明前(0500 h)和中午(1400 h)葉水勢以及(B)蒸發(fā)蒸騰的日變化。植株每天灌溉(僅B)或干旱7天(A和B)。

2.2藍莓土壤蒸發(fā)損失與植株水勢之間的關(guān)系

干旱條件下藍莓植株水勢變化見圖4,不同的品種盡管有所差異[8],在黎明前和中午前后葉片的水勢隨著土壤水分的消耗而逐漸下降,持續(xù)干旱3天或4天后,土壤蒸發(fā)總量也開始下降,說明植物水勢與作物水分利用為正相關(guān)關(guān)系。氣孔導(dǎo)度改變?nèi)~片水勢力的結(jié)果也證實了這一關(guān)系。氣孔導(dǎo)度用來量化植物與大氣之間的氣體擴散的過程,如蒸騰和CO2的吸收。大氣中的CO2是通過開張的氣孔進入葉片的光和器官,葉片的蒸騰也是通過開放的氣孔來進行,而氣孔的開張由葉片氣孔腔內(nèi)的2個保護細胞來控制。對于包括藍莓在內(nèi)的大多數(shù)植物來講,氣孔白天開放,晚上關(guān)閉,但是在白天如果干旱,為了防止水分流失氣孔也關(guān)閉[9]。在田間條件下,當(dāng)葉片水勢達到-0.6-0.8MPa時,藍莓葉片的氣孔導(dǎo)度快速下降,說明高叢藍莓對即使是在中等程度的干旱脅迫也相當(dāng)敏感 [10](圖5)。Davis等[11]研究表明兔眼藍莓品種‘藍寶石’導(dǎo)致氣孔完全關(guān)閉的臨界水勢為-2.2Mpa,而蘋果臨界水勢卻低到-3.5MPa[12]。

圖5.在田間條件下生長的成熟‘都克’,‘藍豐’和‘埃利奧特’藍莓植物的葉片氣孔導(dǎo)度和中午(1400 h)葉水勢之間的關(guān)系。

田間條件下,根據(jù)不同的發(fā)育階段、品種和管理條件,土壤條件和氣候條件,在夏季時藍莓水分脅迫一般發(fā)生在干旱3-7天內(nèi)[13]。水分脅迫導(dǎo)致的癥狀有新稍變短,根系生長,水分利用率降低和光合效率降低,幼嫩的新稍和葉片容易萎蔫,如果持續(xù)干旱將引起與過量施肥一樣的葉緣和葉片焦枯癥狀[14]。早期的干旱脅迫也引起節(jié)間變短。果實開始成熟時,藍莓對水分的脅迫敏感性進一步增加。包括藍莓在內(nèi)的小漿果類果樹果實氣孔數(shù)量很少,通過果實失水對植株的水分損失的影響較小。阻止或降低水分損失的方法有調(diào)整滲透壓[15],增加根冠比[16],增加葉片厚度和蠟質(zhì)厚度[17]和增加細胞彈性[18]。

   ‘藍豐’品種停止灌溉后在9天內(nèi),蒸騰逐漸下降,葉片氣孔關(guān)閉,恢復(fù)灌水以后氣孔導(dǎo)度恢復(fù)緩慢,7-9天蒸騰才恢復(fù)正常水平[19]。Bryla等[8]在美國俄勒岡州進行了3個高叢藍莓品種5年生樹的水分脅迫試驗研究,其中‘都克’為早熟品種,果實在六月底到七月中旬成熟,‘藍豐’為中熟品種,果實7月中旬到八月初成熟,‘埃利奧特’為晚熟品種,果實在八月中旬到九月初成熟。在每個品種的果實成熟期進行干旱脅迫。莖干的水勢在停止灌水后的3到4天內(nèi)只有輕微下降,但5到7天內(nèi)則持續(xù)下降。后期水勢的下降伴隨著根系水分吸收能力的降低,表現(xiàn)為土壤水分含量只有很小的變化。在每一個品種中,水勢在采收前果實成熟的后期下降最為明顯。不同品種對水分利用季節(jié)性變化是引起水勢差異的主要原因?!伎恕枰乃肿疃啵瑥?月中到8月中旬每天需要相當(dāng)于5-10mm降雨量的水分;而‘埃利奧特’需要的水分最少,每天只需要3-5mm降雨量的水分;‘藍豐’品種則處于二者之間[8](圖6)。藍莓對水分的需求在果實膨大期和果實成熟期最高,而采收之后對水分需求明顯下降,尤其是早熟品種‘都克’這一現(xiàn)象表現(xiàn)最為明顯。對于晚熟和果實成熟期時間較長的‘埃利奧特’品種,水分需求顯著下降的趨勢不是很明顯。Mingeau等[5]報道,‘藍豐’品種在生長季節(jié)中對水分需求總量的55%是發(fā)生在6月到7月果實成熟的時期,一旦采收之后,藍莓對水分的需求降低近一半。在矮從藍莓上的研究證實,果實成熟期較高的水分利用和氣孔導(dǎo)度增加葉片光合作用能力[20]。因此,由于不同品種的成熟期不同,藍莓水分的需求在各個年份也不同。

圖6.成年樹‘都克’(A,D),‘藍豐’(B,E)和‘埃利奧特’(C,F(xiàn))的(A-C)葉水勢和(D-F)蒸散量的季節(jié)變化。

3灌溉方式的選擇

了解作物的需水量和要求的灌溉量之間的差是非常重要。作物需水量是指作物直接使用的水總量,但沒有考慮無益用水或損失的水量,例如徑流,滲透,蒸發(fā),風(fēng)干,地面覆蓋,雜草等。另外,灌溉系統(tǒng)也不能實現(xiàn)100%均勻一致。為了確定準(zhǔn)確灌溉計劃,必須對每個系統(tǒng)的損失進行評估。

 美國的大多數(shù)商業(yè)藍莓田通過高架噴灌或滴灌來灌溉[21]。維護良好的噴灌系統(tǒng)的平均灌溉效率在65-75%之間,全新的滴灌系統(tǒng)設(shè)計為85-93%的效率。生產(chǎn)應(yīng)用中,滴灌系統(tǒng)有60-80%的實際效率。低效率的主要原因包括由于系統(tǒng)設(shè)計不良,堵塞以及壓力差導(dǎo)致的流量變化。根據(jù)需要,通常每周噴灌1-2次,每1-3天滴管一次。噴灌系統(tǒng)的安裝和維護相對簡單,如果設(shè)計得當(dāng),可以獲得合理的水分均勻性。噴灌的優(yōu)點是可以防止霜害、夏季降溫和在果實采收時清理果實上的灰塵,提高商品率。相對噴灌來講,滴灌系統(tǒng)的安裝成本稍高,維護難度大,但是滴管方法優(yōu)點也很多,如超強的水分控制能力,均勻一致,提高肥料利用率,降低病害害發(fā)生等[22]。微噴灌是通過微噴頭噴灑在土壤的表面,具有類似滴管的優(yōu)點。但Holzapfel等[23]在智利發(fā)現(xiàn)微噴灌產(chǎn)量高于滴灌產(chǎn)量。這主要是由于微噴灌比滴灌濕潤土壤體積更大,有利于產(chǎn)生更大的根系,對于藍莓等淺根作物中具有相當(dāng)大的優(yōu)勢[24]。

滴灌方法是最近藍莓生產(chǎn)中最常見的灌溉方式。滴灌管通常鋪設(shè)在地面或懸掛在架起的鐵線上。滴灌最好是雙管滴灌,單側(cè)管道導(dǎo)致偏根,未灌水一側(cè)的生長和產(chǎn)量受到嚴(yán)重限制[25],成年樹體表現(xiàn)尤為嚴(yán)重。一般滴灌頭或發(fā)射器間距0.3-0.6m,每個滴頭出水量1-4 L/h(升每小時)。出水量和滴頭間距的設(shè)計以達到在植物周圍均勻分布水分為目標(biāo),要根據(jù)樹體大小,土壤類型,栽培模式和天氣條件確定最佳的間距和流量。得當(dāng)?shù)脑O(shè)計不僅的促進生長,提高用水效率,還可以減少土傳病害的發(fā)生[26]。

地埋滴灌,即,埋在樹體兩側(cè)0.15米深處(距離樹冠約0.3米),比地表滴灌和懸掛1.2m滴灌,2-3年后‘都克’品種的樹體更大更健康,沒有發(fā)生地表面滴灌那種葉緣焦枯等水分脅迫現(xiàn)象。地埋滴灌避免了水分徑流和水土流失,促進了側(cè)根發(fā)生與生長,特別是保持了植株附近土壤較低含水量,從而顯著減少了根腐病發(fā)生幾率。

4不同灌溉方式灌水效應(yīng)

Bryla等[6]選用了‘都克’和‘埃利奧特’兩個品種來比較噴灌,滴灌和微噴灌和微噴霧的灌水效應(yīng)。2年后,滴灌方式的‘埃利奧特’植株達到最大,而用水量比微噴灌水減少42%,比噴灌少56%?!@麏W特’使用滴灌生長較好的原因是由于根部附近土壤含水量較高而使植株保持優(yōu)良的植物水分狀態(tài)。對于其他水果,如桃和杏,滴灌方式比微噴灌的植物水勢更高[27-28]。然而,滴灌用于‘都克’品種卻沒有益處[29]。在此項研究中,滴灌方式的植株大小只有噴灌或微噴灌的一半。根系檢測發(fā)現(xiàn),‘都克’感染了與藍莓的根腐病有關(guān)的肉桂疫霉菌(Phytophthora cinnamomi),這種致病菌在滴灌方式濕潤的土壤條下最容易發(fā)生。因此,對于易感染根腐病的‘都克’等品種來講,噴灌或微噴灌是較好的方式。在‘埃利奧特’種植后的第三年和‘都克’種植后第四年開始測產(chǎn)(圖7),在收獲4年中,噴灌和微噴灌‘都克’的產(chǎn)量相似且均高于滴灌,其中第4年產(chǎn)量極顯著降低。而對于‘埃利奧特’,滴灌的第1年和第2年產(chǎn)量略高于噴灌和微噴灌,到第3年,滴灌和噴灌的產(chǎn)量相似,而微噴灌溉則產(chǎn)量更高?!@麏W特’的結(jié)果與Holzapfel等[23]在‘藍豐’品種上的研究一致。

5藍莓灌水量的測算

5.1.藍莓灌水量測算考慮的因素

與其他作物一樣,藍莓需水量受品種、生長發(fā)育不同階段、樹齡、氣候條件、土壤狀況及栽培措施等諸多因素影響。

不同藍莓類群因其植株大小及生長特性不同而導(dǎo)致需水量差異較大。建園定植后1-3年,各年份兔眼藍莓需水量均高于高叢藍莓[30]。在相同灌溉處理條件下,生長季各月份兔眼藍莓品種‘燦爛’的單株耗水量均高于南方高叢藍莓品種‘密斯蒂’[31]。對不同高叢藍莓品種需水研究結(jié)果顯示,需水峰值因品種而異,品種‘都克’的需水量最高( ≈10 mm/d)、‘埃利奧特’最低( ≈5 mm/d),而‘藍豐’處于二者之間 ( ≈7 mm/d) [32]。

隨著藍莓樹齡增長,植株冠幅及葉面積增大,其需水量也相應(yīng)增大、佛羅里達州蓋恩斯維爾市 2年生高叢藍莓在定植后第一年(4-12月)每株需水量約為810 L,第二年(1-12月)為1393 L,第三年(1-12月)為2596 L;同樣樹齡的兔眼藍莓定植后1-3年每株需水量分別為1510 L、1991 L、3236 L[30]。在俄勒岡州科瓦利斯市,2年生高叢藍莓品種‘埃利奧特’定植后第一年(7-9月)每株總需水量為200 mm(465 L),第二年(4-9月)為370 mm(859 L)[33]。

不同生長發(fā)育階段藍莓的需水量差異較大。在澳大利亞新南威爾士州,成齡高叢藍莓在早春營養(yǎng)生長期間需水量約為3.6 mm/d(或12 L/d/株),夏季果實生長發(fā)育期需水量為5.4 mm/d(或18 L/d/株)[34]。5年生南方高叢藍莓品種‘明星’的在落葉休眠期需水量最低,為1.3mm/d,開花至果實采收期為需水高峰期,為4.1 mm/d,采后秋梢生長期需水量下降,為2.4 mm/d[35]。佛羅里達州栽培的南方高叢藍莓品種‘綠寶石’成齡植株在休眠季節(jié)(1、2月份)需水量較低,1月份的單株日需水量最低,為1.75 L/d,芽萌動至果實成熟期(5月份)需水量迅速增加,并在夏季中期到末期(7、8、9月份)達到峰值,為8.0 L/d,隨后大幅度下降[36]。多數(shù)研究顯示,藍莓需水高峰期在花冠脫落后最初兩周和采收前后兩周,在此期間就是輕度缺水也會嚴(yán)重影響產(chǎn)量[37]。

作物蒸發(fā)蒸騰量受總太陽輻射、風(fēng)速、空氣溫度和相對濕度等氣象因子影響顯著。不同地域的氣候條件不同,因而藍莓需水量也有所差異。在氣候干旱的美國阿肯色州成齡北方高叢藍莓‘藍豐’在4-9月份每株需水量為5-7.5 L/d[38];而在濕潤多雨的新澤西州,成齡‘藍豐’在6-8月份晴天每株需水量為3.5 L/d-4.5 L/d[39]。Brightwell等[40]指出為獲取龐大的根系,佐治亞州兔眼藍莓生長季每周需水量為25.5 mm至44 5 mm。在美國東北部,3年生和4年生高叢藍莓推薦灌溉量為每株每天5 L水,成年植株為每株每天14-27 L水[41]。

以純松樹皮基質(zhì)栽培的藍莓需水量顯著高于50%松樹皮和50%園土混合基質(zhì)中栽培的藍莓[36]。盆栽基質(zhì)含水量隨灌水量增加而增大,兔眼藍莓和南方高叢藍莓單株凈增干質(zhì)量和總耗水量均隨灌水量提高而增大[31]。在10-kPa、15-kPa、20-kPa土壤水勢時進行灌溉研究藍莓需水量年變化動態(tài)發(fā)現(xiàn),土壤水勢為10-kPa時植株需水量顯著高于土壤水勢為15-kPa、20-kPa時進行灌溉的處理,原因是10-kPa灌溉處理的植株生長速率更快,植株生長量更大 [42]。

5.2 藍莓的需水量

Bryla等[6]根據(jù)農(nóng)作物蒸散量(ET)方法,對美國西北部俄勒岡州藍莓的采用噴灌和滴灌方式灌溉的需水量進行了測算,整個生長季節(jié)的平均灌溉量估計為每天4-16mm(噴灌)和1-4mm(滴灌),最高的灌溉需求通常發(fā)生在7月(表1)。采用滴灌方式其灌水量只相當(dāng)于噴灌的25%,因此,水源缺乏地區(qū),滴灌是最佳的灌溉方式。

6灌溉頻率的確定

灌水時間或頻率將取決于土壤結(jié)構(gòu)(例如,沙子與粘土),使用的灌溉系統(tǒng)(例如,滴灌與噴灌),植物用水的速率以及根系的發(fā)育系統(tǒng)。與許多多年生水果作物相比,藍莓是一種淺根系植物。高叢藍莓的根系分布于0.5米土層,主要集中在土壤表層5-25cm區(qū)域內(nèi)(圖8)[32]。Patten等[24]發(fā)現(xiàn),兔眼藍莓中90%的根系比高叢品種更容易產(chǎn)生深根,但即使沒有覆蓋植物(土壤表面干燥)并且通過滴灌灌溉,其深度也小于0.45米。因此,當(dāng)水需求量很大時,藍莓植物會迅速耗盡其根區(qū)的水分,并需要頻繁灌溉以避免水分脅迫。

圖8.成熟‘都克’,‘藍豐’和‘埃利奧特’藍莓植物的根長密度。以0.1米深度增量收集根。

高頻率的灌溉會增加許多園藝作物的生長和產(chǎn)量。例如,與其他灌溉方法相比,桃樹高頻率滴灌灌溉增加了果實大小和產(chǎn)量,與其他灌溉相比,保持較高的樹木水勢[27]。

當(dāng)藍莓種植中加入了大量的有機質(zhì)或有機物時,高頻率灌溉更加有益。有機物降低土壤保持水分的能力,導(dǎo)致疏水性問題。從腐爛的有機物質(zhì)分解釋放的疏水性有機分子是導(dǎo)致土壤和水分親和力缺乏的主要原因[43]。一旦干燥,疏水性土壤通常變得非常難以再潤濕。 White[44]發(fā)現(xiàn),在起壟栽培方式加入鋸末時,即使采用滴灌,也很難在藍莓根系集中區(qū)域所在的土壤中保留足夠的水分。即使在50毫米的降雨量之后,加入鋸末的干燥種植床也會保持干燥,直到下一季才會完全飽和。因此,在加入鋸末的種植床需要更長的灌溉時間和更高的灌溉頻繁。 Krewer等[45]發(fā)現(xiàn),盡管植株和產(chǎn)量略有增加,與粉碎的松樹皮土壤改良相比,用松樹片(2-45mm)改良的沙壤土更容易滲水。

7藍莓水分管理中其他注意的重要事項。

7.1 水質(zhì)

有些藍莓種植區(qū)如美國的德克薩斯州、阿拉巴馬州、密西西比州以及智利北部等地區(qū)水質(zhì)極差。會對藍莓生長造成短期或長期的影響[46]。良好的水質(zhì)應(yīng)含鹽量低,總Na含量低于46 mg kg-1,總HCO3+含量低于91.5 mg kg-1,總氯含量低于142 mg kg-1 [47]。

若水中含有大量的鹽分,鹽分在根區(qū)累積,使作物難從含鹽量高的土壤溶液中吸收足夠的水分從而產(chǎn)生鹽毒害影響作物產(chǎn)量[46]。對藍莓而言,可耐受的灌溉水含鹽量最高為250-300 ppm[48],[49]。評判水中鹽分最有效的參數(shù)是電導(dǎo)率(EC)。水的電導(dǎo)率較高時,其在介質(zhì)中的入滲速率會受到影響[50]。藍莓灌溉水的電導(dǎo)率一般建議低于0.45mmho/cm或者0.45dS/m[51],但最高電導(dǎo)率為1.0 dS/m[52]。

藍莓灌溉水的pH值要求低于6.5-7.0。堿水(高pH)灌溉會提高土壤pH值而危害藍莓生長,另外,水中的鈉離子、碳酸氫根離子過高對藍莓產(chǎn)生毒害作用。灌溉水pH值過高時通過使用磷酸、鹽酸或者硫酸進行調(diào)節(jié),其中硫酸成本通常較低。添加1.66 L的硫酸相當(dāng)于1 kg硫磺粉的使用量。每升井水添加21ml硫酸可將水的pH值由8.7降至5.0-5.4[53]。滴灌系統(tǒng)可以通過注射泵將酸注入系統(tǒng)主管道與水進行充分混合[54]。

7.2 水分過多(澇害)

水分過多時主要是影響土壤的透氣性和厭氧呼吸產(chǎn)生有毒物質(zhì)。Topp等[55]報道最適宜植物生長所需的氧濃度是在土層30cm內(nèi)為0.01 kg/m3,土壤孔隙中的氧氣被微生物和根系呼吸消耗,淹水使其而得不到補充而缺乏[56]。淹水2天使土壤氧含量由20%降至低于5% [57]。淹水對藍莓的影響受淹水時間,物侯期以及品種有關(guān)。有報道表明兔眼藍莓交高叢藍莓更加耐受淹水[58],[59]。但是這種耐受差異較小,表現(xiàn)的差異可能是由于淹水脅迫下,高叢藍莓對疫霉屬根腐病更敏感而不是生理響應(yīng)敏感[58],[60]。

淹水下藍莓通過氣孔關(guān)閉,降低蒸騰作用,減緩植物水勢降低,但是氣孔關(guān)閉會限制植物與環(huán)境的氣體交換,降低光合速率,最終引起生長停滯并死亡。藍莓生長季淹水4-5天顯著降低氣孔導(dǎo)度和蒸騰作用。高叢藍莓淹水2天光合速率較對照處理降低60%[58]。兔眼藍莓淹水1天后凈光合速率交對照處理降低64%[61]。淹水11-19天后由于氣孔導(dǎo)度下降引起光合作用減弱,而高葉溫引起呼吸作用加強使高叢藍莓碳同化變?yōu)樨撝礫56]。在春季生長緩慢的時期淹水,高叢藍莓可存活更長時間;但生長發(fā)育在隨后的生長季會受到嚴(yán)重影響[56]。淹水也會抑制高叢藍莓水分和養(yǎng)分的吸收,抑制生長并降低產(chǎn)量和果實品質(zhì)[62]。因為高CO2濃度和低O2濃度降低了根系細胞對水分的透性從而減少了水分吸收。

在生長的任何階段對高叢藍莓淹水處理4個月都會會抑制其生長[63]。淹水降低了新稍和節(jié)間長度,葉面積,根系干重,花芽數(shù),花芽成花數(shù),推遲花期,降低坐果率、單果重以及果實可溶性固形物含量(表2)[63]。萌芽期淹水對藍莓危害最大,部分原因是激素,如促進芽活性的生長素和赤霉素的合成和/或運輸被抑制,導(dǎo)致生殖發(fā)育過程被抑制。

淹水持續(xù)時間也會影響藍莓對環(huán)境刺激的響應(yīng)能力。Davies等[58]發(fā)現(xiàn)淹水的前4-5天雖然藍莓的氣孔導(dǎo)度和碳同化下降,但是氣孔仍可以對氣壓梯度進行響應(yīng);而隨著淹水時間的延長,氣孔導(dǎo)度下降,碳同化變?yōu)樨撝?。淹?4天,氣孔導(dǎo)度接近0,并且氣孔對環(huán)境變化沒有響應(yīng),碳同化持續(xù)為負值且根據(jù)不同的品種葉片變紅或失綠。淹水24天后進行正常管理,兔眼藍莓恢復(fù)至淹水前的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率值需16-18天,而高叢藍莓該時間僅能恢復(fù)64%。 

8.藍莓水分管理要點總結(jié)

對于以上藍莓的水分生理、水分需求歸納總結(jié)為幾個要點

(1)藍莓需水高峰期在花冠脫落后最初兩周和采收前后兩周,在此期間就是輕度缺水也會嚴(yán)重影響產(chǎn)量。藍莓在果實成熟期,也是新稍旺長期,是藍莓水分需求的臨界期,需求可相當(dāng)于高達全年50%的水分需求。

(2)停止灌水或降雨后3-4天,藍莓即才開始輕度干旱脅迫,超過7-9天即可表現(xiàn)明顯的干旱危害。因此,在生產(chǎn)中在沒有降雨的情況下,每3天即灌水一次,最長不超過7天。

(3)灌水量要根據(jù)不同的生長發(fā)育階段進行調(diào)整,依據(jù)Bryla[6]的估算,每天的灌水量噴灌為4-60L/d, 滴灌為1-16L/d, 具體每個月每天的灌水量參考表1。北方的七月份需水量最高。

(4)滴灌是最好的灌水方式,只相當(dāng)于噴灌25%的用水量。

(5)藍莓灌水水質(zhì)要求總Na含量低于46 mg kg-1,總HCO3+含量低于91.5 mg kg-1,總氯含量低于142 mg kg-1,灌溉水的電導(dǎo)率低于0.45 mmho/cm或者0.45 dS/m。當(dāng)灌溉水pH超過7時,需要用硫酸等調(diào)節(jié)至5.5以下。

 (6)根據(jù)種植地區(qū)的降雨量、時期和發(fā)育階段計算調(diào)整每個時期準(zhǔn)確的灌水量,也要注意避免過度灌水引起的澇害。

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網(wǎng)址: 藍莓水分生理及水分管理 http://m.u1s5d6.cn/newsview220272.html

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