陳娜娜, 賈生海, 張 芮, 王 菲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利水電工程學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070)

不同生育期水分脅迫對(duì)設(shè)施延后栽培葡萄土壤溫度與果實(shí)品質(zhì)的影響

陳娜娜, 賈生海, 張 芮, 王 菲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)

[目的] 探討河西荒漠綠洲區(qū)(以甘肅省張掖市為代表)水分調(diào)控下土壤溫度的基本變化特征以及土壤溫度與果實(shí)品質(zhì)之間的聯(lián)系，為設(shè)施延后栽培技術(shù)研究提供理論依據(jù)。 [方法] 將設(shè)施延后栽培葡萄分為5個(gè)生育期，在各個(gè)生育期設(shè)1個(gè)土壤含水率下限為田間持水率(θf)的55%的中度水分調(diào)控處理(GS，VS，F(xiàn)S，ES，CS)，開展了上述設(shè)定條件下的研究。 [結(jié)果] (1) 隨著土層深度的增加，設(shè)施延后栽培葡萄土壤溫度均表現(xiàn)為5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm。且在葡萄全生育期內(nèi)各個(gè)土層土壤溫度變化規(guī)律均為先升高后降低的趨勢(shì)，水分脅迫不僅提高了該生育階段的土壤溫度同時(shí)對(duì)其下一生育階段的土壤溫度也具有十分重要的作用。 (2) 果穗質(zhì)量和單粒重均GS處理最高, 可溶性固形物FS處理最高，總糖含量CS處理最多，可滴定酸含量CS最低。 [結(jié)論] 設(shè)施延后栽培葡萄土壤溫度受環(huán)境影響明顯，在白天土壤溫度是由表層向深層傳遞，且水分脅迫具有增加土壤溫度的作用。要提高葡萄甜度同時(shí)降低酸度，增加成熟度需在生育后期即果實(shí)膨大期以及著色成熟期適當(dāng)程度的提高土壤溫度。

水分脅迫; 設(shè)施葡萄; 土壤溫度; 果實(shí)品質(zhì)

文獻(xiàn)參數(shù)： 陳娜娜, 賈生海, 張芮, 等.不同生育期水分脅迫對(duì)設(shè)施延后栽培葡萄土壤溫度與果實(shí)品質(zhì)的影響[J].水土保持通報(bào)，2017,37(4)：119-125.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.020； Chen Nana, Jia Shenghai, Zhang Rui, et al. Effects of water stress at different growth stages on soil temperature and grape fruit quality under delayed cultivation facility[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(4)：119-125.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.020

水、熱因子作為影響作物生長(zhǎng)的兩大重要因素，其對(duì)作物不同的影響機(jī)制一直以來都是農(nóng)藝學(xué)家以及節(jié)水專家們的研究重點(diǎn)[1]。土壤溫度作為地表主要物理參量之一，是土壤作用于植物的重要指標(biāo)，其直接影響植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和土壤的形成，特別是在植株生長(zhǎng)發(fā)育過程中對(duì)根系吸收水分和礦質(zhì)元素有重要影響[2-3]。有研究[4]表明，即使是1 ℃的土壤溫度的差異也將顯著影響作物的生長(zhǎng)。另外，土壤溫度也隨著氣溫和土壤表面獲得的輻射能的周期性變化而呈現(xiàn)周期性的變化。同時(shí)，風(fēng)速、土壤水分狀況等對(duì)土壤溫度也具有較大的影響[5]。近年來，許多科技工作者對(duì)土壤溫度變化特征進(jìn)行了大量而深入的研究，如王風(fēng)等[6]對(duì)東北黑土區(qū)土壤溫度變化特征進(jìn)行了分析；陳繼康等[7]研究了麥田土壤溫度的日變化特征；杜堯東等[8]分析了蔬菜田的土壤溫度變化特征。而國外學(xué)者利用熱脈沖等技術(shù)主要針對(duì)一年一熟制下的土壤溫度進(jìn)行了研究，認(rèn)為其變化過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，是單一的升溫或降溫過程[9-11]。

保護(hù)設(shè)施由于密閉性和保溫性好，其內(nèi)的氣溫和土壤水熱狀況不同于大田。研究[12-13]認(rèn)為，日光溫室內(nèi)土壤溫度的波動(dòng)主要受太陽輻射、空氣溫度、土壤特性以及灌溉方式等的影響。常麗娜等[14]對(duì)日光溫室空氣溫度與土壤溫度進(jìn)行相關(guān)性分析，認(rèn)為在有作物生長(zhǎng)的條件下，土壤溫度與室內(nèi)外空氣溫度之間已不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，并對(duì)其相互關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬。塔娜等[15]對(duì)不同含水率下日光溫室土壤溫度變化規(guī)律進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)在白天含水率越低土壤溫度越高，對(duì)于含水率較高(20%～23%)的土壤，隨著含水率降低，平均溫度明顯增加。佟國紅等[16]用CFD方法模擬日光溫室溫度環(huán)境，其中探討了邊界條件中1.0 m深土壤溫度的取值變化對(duì)室內(nèi)溫度的影響。而對(duì)于果樹來說，其根系、葉片等條件不同于小麥、玉米等糧食作物，因此土壤溫度根據(jù)環(huán)境會(huì)有所不同。揣峻峰等[17]在地膜與秸稈雙重覆蓋對(duì)渭北蘋果園土壤水分及產(chǎn)量的影響的研究中提到對(duì)果園土壤來說降低極端溫度數(shù)值，減輕極端溫度給果樹造成的傷害十分重要?；赱18]、陳軍[19]也分別探討了果樹生長(zhǎng)與土壤條件的關(guān)系，其中都提到了土壤溫度對(duì)果樹生長(zhǎng)的影響。衛(wèi)新東等[20]研究了控水條件下桃樹地土壤溫度變化特征，發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤水勢(shì)維持在一定水平時(shí)，各深度土壤溫度變化表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。本研究以甘肅省張掖市水務(wù)局灌溉試驗(yàn)中心為平臺(tái)，分析不同生育期水分脅迫條件下設(shè)施延后栽培葡萄0—25 cm處土層土壤溫度的變化規(guī)律以及果實(shí)品質(zhì)的變化，并進(jìn)一步分析水分脅迫下土壤溫度與果實(shí)品質(zhì)之間的聯(lián)系，以期能為以后研究設(shè)施延后栽培技術(shù)提供一定的理論依據(jù)，同時(shí)能為生產(chǎn)實(shí)踐中人工調(diào)控果樹生態(tài)環(huán)境及果樹生命健康診斷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在甘肅省張掖市水務(wù)局灌溉試驗(yàn)中心(東經(jīng)100°26′，北緯38°56′)進(jìn)行。試驗(yàn)所在區(qū)域?qū)儆诘湫偷拇箨懶愿珊禋夂?多年平均降水量125 mm，多年平均蒸發(fā)量2 047.9 mm。該區(qū)域陽光充足，干燥少雨，晝夜溫差大，介于13～16 ℃之間。全年日照時(shí)數(shù)2 932～3 085 h，大于等于0 ℃的有效積溫為3 388 ℃。葡萄生育時(shí)期平均降雨量為157.9 mm，蒸發(fā)量為1 290.25 mm，蒸發(fā)量為降雨量的8.2倍，屬典型的資源性缺水地區(qū)。供試的土壤主要為中壤土，pH值為7.8，土壤干密度1.47 g/cm3，體積比田間持水率22.8%。試驗(yàn)供試作物為4 a生紅提葡萄(紅地球red globe)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)將延后栽培葡萄劃分為5個(gè)生育期，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置6種處理,分別為：萌芽期水分脅迫處理(GS)；新梢生長(zhǎng)期水分脅迫處理(PS)；開花期水分脅迫處理(FS)；果實(shí)膨大期水分脅迫處理(ES)；著色成熟期水分脅迫處理(CS)以及對(duì)照處理即全生育期充分灌水處理(CK)，試驗(yàn)重復(fù)3次，共18個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積12 m2(6 m×2 m)。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。葡萄采用單壁籬架栽培，種植密度為株間距0.8 m，行間距2 m。栽培設(shè)施采用當(dāng)?shù)仄毡椴捎玫娜展鉁厥?，選用相鄰的2棟朝向、材料、規(guī)格均相同的溫室進(jìn)行栽培研究。單棚建筑面積為6 m×80 m。隨機(jī)布設(shè)試驗(yàn)小區(qū)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 地溫測(cè)定 在不同處理小區(qū)中部安放的金屬曲管地溫計(jì)測(cè)定地溫，其測(cè)量深度依次為5，10，15，20，25 cm。地溫日常分3個(gè)時(shí)間點(diǎn)觀測(cè)，早晨8：00，下午14：00，晚上20：00，但灌水前后，有代表性的晴天、陰天和雨天就需要加測(cè)，每隔2 h觀測(cè)1次。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)定 葡萄成熟季節(jié)，各小區(qū)用精度為0.1 g電子天平單獨(dú)采收稱量。

1.3.3 品質(zhì)測(cè)定 外觀品質(zhì)采用果穗質(zhì)量、果粒質(zhì)量以及花青苷3個(gè)指標(biāo)；營養(yǎng)品質(zhì)采用總糖、可溶性固形物以及可滴定酸3個(gè)指標(biāo)。花青苷含量采用鹽酸甲醇溶液提取測(cè)定520，620以及650 nm處波長(zhǎng)的吸光度，利用公式ΔA=A530-0.9A620-0.1A650[21-22]計(jì)算得到花青苷相對(duì)含量。總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用斐林試劑滴定法(GB/T15038-2006)測(cè)定?？扇苄怨绦挝锢锰嵌扔?jì)測(cè)定?？傻味ㄋ岷坎捎弥甘緞┑味ǚ?GB12293-1990)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期水分脅迫處理對(duì)土壤溫度的影響

2.1.1 水分脅迫對(duì)土壤平均溫度的影響 葡萄自5月15日萌芽期開始，至葡萄成熟期10月25日結(jié)束。各處理2012年5月15日至10月25日土壤不同深度14:00月平均溫度及溫室內(nèi)氣溫變化情況如圖1所示。由圖1可以看出，土壤溫度在此段時(shí)間可以分為兩個(gè)階段，第一階段土壤溫度表現(xiàn)為逐漸上升的總體趨勢(shì)，持續(xù)時(shí)間為5月至7月，5月份葡萄處于萌芽期，葉面積指數(shù)小，太陽對(duì)地面輻射作用強(qiáng)烈，地面升溫較快，而6月末至7月中旬葡萄葉片大部分覆蓋地面，太陽對(duì)地面的直接輻射作用減弱，加之氣溫的降低致使第一階段出現(xiàn)溫度短期內(nèi)下降之后回升的現(xiàn)象；第二階段土壤溫度變化總體呈下降趨勢(shì)，持續(xù)時(shí)間為8月至10月。各處理14：00不同深度土壤月平均溫度的變化與溫室內(nèi)氣溫的變化趨勢(shì)基本相一致，即氣溫升高時(shí)土壤溫度隨之升高，氣溫降低時(shí)土壤溫度也會(huì)隨著降低。溫室最高溫度均分布在6月為36～39 ℃；最低溫度為10月24日11.8 ℃，其次較低溫度分布于10月末為13～15 ℃范圍內(nèi)。25 cm土層平均溫度最高為9月3日，達(dá)25.72 ℃，7月份土層平均溫度也較高為25 ℃左右；二土壤最低溫度出現(xiàn)在5月17日僅11.18 ℃，其次較低溫度持續(xù)時(shí)間在9月末至10月中旬期間為12 ℃左右。據(jù)此，可以說明土層最高溫度基本分布于7月，相對(duì)于氣溫的最高溫度有所推遲；而由于季節(jié)原因，隨著氣溫下降，土壤散熱逐漸加劇致使在5月15日至10月25日時(shí)間內(nèi)土壤最低溫度主要分布于9月末至10月中旬期間，相較于溫室最低氣溫分布時(shí)間有所提前。

圖1 不同生育期水分脅迫下月平均土壤溫度變化

2.1.2 水分脅迫對(duì)不同深度土壤溫度的影響 由表2可以看出，在5 cm深度土層處，各處理在萌芽期不存在顯著性差異(p>0.05)，相對(duì)于CK處理，該生育期14:00平均溫度GS處理增加了3.48%；在新梢生長(zhǎng)期，CK處理顯著高于其他處理，且除了CS處理外，與其他處理不存在顯著性差異(p>0.05)，同時(shí)與CK處理相比，GS處理平均溫度降低了4.56%，PS處理平均溫度降低了3.61%；開花期FS處理顯著高于其他處理，且與CK處理相比，GS，PS，F(xiàn)S處理平均溫度分別提高了5.88%，4.02%，6.53%；到果實(shí)膨大期，CK處理溫度顯著的低于其他處理，F(xiàn)S處理溫度依舊保持較高水平，且與CK處理存在顯著性差異(p<0.05)，ES處理較CK處理僅增加2.78%；最后在著色成熟期，與前一生育期一樣，CK處理平均溫度仍舊顯著小于其他處理，F(xiàn)S處理最大，CS處理相對(duì)于CK處理提高了4.52%。

全生育期內(nèi)，5 cm土層土壤溫度均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，且在開花期溫度最高。10 cm土層處，萌芽期各處理同樣不存在顯著性差異(p>0.05),與CK相比，GS處理溫度提高了1.45%；新梢生長(zhǎng)期PS處理溫度顯著高于其他處理，與CK不存在顯著性差異，相對(duì)CK處理，PS處理溫度提高了3.87%，而GS處理降低了3.65%；到開花期，與CK處理相比，其他處理溫度均有所增加，PS，F(xiàn)S處理最明顯，分別提高了9.0%，8.59%，且與CK存在顯著性差異(p>0.05)；果實(shí)膨大期，除了GS處理外，其他處理均大于CK，F(xiàn)S處理最大與CK存在顯著性差異(p<0.05),ES處理較CK處理提高了3.61%；著色成熟期，GS處理依舊低于CK，ES處理溫度顯著高于其他處理，相對(duì)于CK處理ES提高了6.95%，CS處理提高不明顯為1.54%。全生育期內(nèi)，10 cm處土壤溫度變化趨勢(shì)與5 cm處相同。與5 cm處相比，10 cm土層土壤溫度均有所下降。15 cm，20 cm，25 cm深度土層土壤溫度萌芽期同10，5 cm處一樣，均不存在顯著性差異(p>0.05)。新梢生長(zhǎng)期不同于前兩個(gè)土層，在15和20 cm土層處僅PS處理相對(duì)于CK處理溫度提高了0.67%，4.87%,其他處理均表現(xiàn)為減小；25 cm土層PS，F(xiàn)S，ES處理均相對(duì)于CK處理有所增加，分別為3.16%，1.36%，3.31%；開花期，15，20 cm土層處PS顯著高于其他處理(p<0.05),FS處理雖有所增加但變化率不高，分別為1.39%，0.91%；25 cm土層處PS處理增加率有所降低為1.84%，F(xiàn)S處理增加率提高為5.70%；到果實(shí)膨大期，同10 cm處土層一樣，15—25 cm土層處土壤溫度均是FS處理顯著高于其他處理，變化率分別為6.82%，7.0%，7.79%；ES處理相對(duì)于CK處理也有所增加，增加率分別為2.96%，3.14%，3.9%；著色成熟期，15，20 cm土層處ES處理顯著高于其他處理，CS處理同樣有所增加但幅度不大，分別為1.77%，1.32%。表2中全生育期內(nèi)隨著土層深度的增加，土壤溫度均表現(xiàn)為：5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm，同時(shí)各處理土壤溫度的標(biāo)準(zhǔn)差也表現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。這說明了設(shè)施延后栽培葡萄白天土壤溫度是由表層向深層傳遞的，且表層土壤溫度變化較深層明顯，即隨著土層深度的增加，土壤溫度波動(dòng)逐漸減小。

表2 各處理不同深度14:00的土壤溫度 ℃

注：同一列不同字母表示在p<0.05水平下差異顯著。下同。

根據(jù)以上分析，設(shè)施延后栽培葡萄0—25 cm深度土層內(nèi)，各處理在萌芽期均不存在顯著性差異(p>0.05)。全生育期內(nèi)，各個(gè)土層土壤溫度均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，且在開花期溫度均達(dá)到最高。且在各個(gè)生育階段，除新梢生長(zhǎng)期外，其它對(duì)應(yīng)生育期虧缺處理土壤溫度相對(duì)于對(duì)照處理CK均有不同程度的增加，但是由于受前一生育期土壤水分影響影響，增加程度均有所不同。同時(shí)到開花期除表層5 cm處FS處理土壤溫度保持最高外，其余土層均是PS處理相對(duì)于其他處理最大，在果實(shí)膨大期和著色成熟期，所有土層均是FS處理溫度保持最大，ES或CS處理雖均有所增加但是增加幅度較小。

2.1.3 水分脅迫對(duì)土壤積溫的影響 測(cè)定生育階段各個(gè)處理0—25 cm深度土層內(nèi)平均積累溫度變化如圖2所示。根據(jù)圖2可知，與CK處理相比，在生育前期包括萌芽期、新梢生長(zhǎng)期和開花期雖然各生育期的土壤積累溫度有所增加但都不是很明顯。萌芽期除CS處理積累溫度降低了0.34 ℃，其余處理均分別增加了3.96，12.06，2.28，7.64 ℃；新梢生長(zhǎng)期僅PS處理提高了5.38 ℃，GS，F(xiàn)S，ES和CS處理分別降低了14.3，4.5，9.64，5.76 ℃；到開花期，同樣除CS處理降低了0.36 ℃外，其余均有所增加，且分別增加了12.6，15.36，11.96，0.66 ℃；到果實(shí)膨大期，F(xiàn)S處理明顯高于CK處理，積溫提高了146.4 ℃，其次依次是ES，PS，GS，CS處理提高了50.04，38.82，25.97，-0.11 ℃；最后到著色成熟期，相對(duì)于CK處理，GS處理降低了6.38 ℃，PS，F(xiàn)S，ES處理分別增加了25.44，57.16，56.56 ℃，CS處理依舊降低，1.91 ℃。就全生育階段總積溫而言，各處理分別提高了0.72%，3.12%，6.62%，3.38%，-0.14%；而就最后階段即著色成熟階段積累溫度而言，各處理相對(duì)于CK處理變化率依次為-0.85%，3.26%，7.03%，6.96%，0.25%。同時(shí)，可以看出，各個(gè)生育階段，除果實(shí)膨大期測(cè)定土層內(nèi)平均積累溫度存在差異外(p<0.05)，其余各生育期包括全生育期總積溫都不存在差異(p>0.05)。而且，在果實(shí)膨大期FS處理顯著高于其他處理。

圖2 各處理測(cè)定土層平均積累溫度

2.2 不同生育期水分脅迫對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

為了解不同生育期水分脅迫條件下，土壤溫度與果實(shí)品質(zhì)之間的聯(lián)系，對(duì)不同生育期水分脅迫處理和CK處理果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行分析(表3)，結(jié)果表明營養(yǎng)品質(zhì)方面總糖含量CS處理顯著(p<0.05)的高于其他處理，僅新梢生長(zhǎng)期水分脅迫處理PS果實(shí)總糖含量降低，其余處理均增加?？扇苄怨绦挝锖靠梢院饬抗麑?shí)成熟情況，除了FS處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.63%顯著高于CK外，其余處理含量均降低，差異不顯著，與CK相比GS，PS，ES，CS依次降低了1.74%，1.35%，1.49%，1.17%；各處理可滴定酸含量差異較明顯，其中ES和FS處理均較高，而CS處理最低為5.38 mmol/100 g；而外觀品質(zhì)方面花青苷含量ES處理最低，達(dá)到0.89%，CS和CK處理同時(shí)達(dá)到最高為1.78%，同時(shí)與CK處理相比，各處理花青苷含量均有所降低且ES處理降低最多為100.11%；果穗質(zhì)量和果粒質(zhì)量均是GS處理最大，ES處理最小。與CK處理相比，各處理各個(gè)生育期積累溫度與品質(zhì)指標(biāo)變化率見表3，其中變化率=(各處理數(shù)值-CK處理對(duì)應(yīng)指標(biāo)數(shù)值)/對(duì)應(yīng)處理對(duì)應(yīng)指標(biāo)數(shù)值。

表3 各處理果實(shí)品質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.3 葡萄果實(shí)品質(zhì)與土壤溫度的響應(yīng)關(guān)系

根據(jù)表4，與CK相比，營養(yǎng)品質(zhì)方面，總糖含量變化率僅PS處理降低了16.08%，其余處理均表現(xiàn)為增加，且CS處理增加最多為18.23%。分析PS，CS處理溫度變化發(fā)現(xiàn)，PS處理在整個(gè)生育期內(nèi)相對(duì)于CK處理，溫度均表現(xiàn)出增加，而CS處理正好相反。而其余處理在整個(gè)生育進(jìn)程中，溫度有增加也有降低?？扇苄怨绦挝锖?，僅FS處理變化率為正，結(jié)合溫度變化率在開花期為4.79%，在果實(shí)膨大期達(dá)到整個(gè)生育進(jìn)程中最大值9.01%。這說明水分脅迫造成的溫度升高在本生育階段影響較小而對(duì)下一生育期可溶性固形物的積累具有一定的作用，從而促進(jìn)葡萄成熟，提高成熟度?？傻味ㄋ岷孔兓食鼵S處理降低外其余均表現(xiàn)為增加，而增加最明顯的是FS和ES處理。從積溫角度看，F(xiàn)S和ES處理均在新梢生長(zhǎng)期土壤溫度積累變化率為負(fù)，而就全生育期總積溫來看FS和ES處理相對(duì)于CK處理變化率為6.62%，3.38%,保持為較高水平。外觀品質(zhì)方面，花青苷含量變化率均為負(fù)，而且其變化幅度較大從-0.11%～-100.11%。這說明，花青苷含量受土壤溫度變化影響較小，也可能不受影響。果穗質(zhì)量與單粒重均僅GS處理表現(xiàn)為正。相對(duì)于CK處理僅GS處理表現(xiàn)為增產(chǎn)，且全生育期內(nèi)雖然溫度有所增加但是增溫效果不明顯，而CS處理表現(xiàn)出溫度負(fù)增長(zhǎng)，即全生育期積累溫度降低，產(chǎn)量也降低的狀況。這同樣說明，設(shè)施葡萄適宜程度的提高土壤積溫才有助于提高葡萄品質(zhì)的同時(shí)達(dá)到增加產(chǎn)量的效果。

表4 各處理果實(shí)品質(zhì)變化率與各生育期土壤積累溫度變化率 %

3 討論與結(jié)論

土壤水分管理對(duì)于設(shè)施延后栽培葡萄具有十分重要的意義。土壤溫度是影響果樹根系生長(zhǎng)、微生物活性、土壤養(yǎng)分有效性的最重要因素之一。在葡萄生長(zhǎng)過程中，灌水量的不同影響著土壤溫度的變化，而土壤溫度的不同直接影響著植物根系的生長(zhǎng)，根系生長(zhǎng)與地上部分營養(yǎng)生長(zhǎng)呈線性關(guān)系，如果根系生長(zhǎng)受阻，營養(yǎng)生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制，從而影響植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育[23]。因此，掌握地溫的變化規(guī)律對(duì)于了解葡萄的需水規(guī)律以及研究水分虧缺下葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，同時(shí)創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)條件是非常有必要的。通過不同生育期水分脅迫試驗(yàn)研究得出以下結(jié)論：設(shè)施延后栽培葡萄整個(gè)生育期土壤溫度變化趨勢(shì)與氣溫變化趨勢(shì)相同，分兩階段，即溫度上升階段與下降階段，且在此過程中地溫相對(duì)于氣溫有滯后的現(xiàn)象。此外，表層土壤溫度變化較明顯，且隨著土層深度的增加，土壤溫度逐漸降低，即不同深度土層土壤溫度分布排序?yàn)椋? cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm。由此說明，延后栽培過程中，土壤溫度對(duì)于氣溫的依賴較高，且在整個(gè)生育期內(nèi)水分脅迫下在垂直方向白天土壤溫度傳導(dǎo)總是由表層向深層傳遞的。

測(cè)定時(shí)段內(nèi)，各處理14:00土壤溫度在各個(gè)土層變化均有所不同。表層5 cm處由于受氣溫、日照強(qiáng)度、自然降水等環(huán)境因素的影響，土壤溫度變化波動(dòng)較為明顯，且各個(gè)水分處理之間不存在極顯著的差異。由于開花期處于氣溫最高的季節(jié)，同時(shí)在水分脅迫的作用下，F(xiàn)S處理在該層土壤的增溫效果表現(xiàn)最為明顯。隨著生育進(jìn)程，雖然在后續(xù)生育階段ES，CS處理均實(shí)施了水分脅迫，但是受開花期影響，F(xiàn)S處理依舊保持了較高的土壤增溫效果。這說明表層5 cm處，開花期土壤溫度受環(huán)境溫度因素的影響更為突出，且對(duì)后續(xù)生育期的影響也較為明顯。與5 cm土層處不同，10 cm土層處PS處理在新梢生長(zhǎng)期表現(xiàn)出明顯的增溫效果，在接下來的開花期受前一生育期影響，依然是PS處理平均溫度最高，其次才是FS處理，而隨著新梢期水分脅迫作用減弱，開花期水分脅迫作用增強(qiáng)，在果實(shí)膨大期FS處理增溫效應(yīng)才表現(xiàn)出來，其次是ES處理。這說明，10 cm土層受環(huán)境因素影響減弱，同時(shí)水分脅迫作用下的增溫效應(yīng)逐漸表現(xiàn)出來，同時(shí)水分脅迫不僅提高了本生育階段的土壤溫度同時(shí)對(duì)其下一生育階段的土壤溫度也具有十分重要的作用。15，20 cm土層均表現(xiàn)出和10 cm土層相同的的增溫效應(yīng)，這說明設(shè)施延后栽培葡萄土壤溫度在10—20 cm土層內(nèi)變化受環(huán)境因素影響較小，同時(shí)也較穩(wěn)定。而在25 cm土層處，由于灌水是在地表面進(jìn)行的，同時(shí)地下深層土壤溫度對(duì)該層土壤也具有一定的影響，因此水分脅迫作用下的增溫效果具有一定的延遲，因此并不明顯。

作物生長(zhǎng)發(fā)育與熱量的關(guān)系，一般都以“積溫”學(xué)說予以闡述[24]。本試驗(yàn)中,除了CS處理全生育期總積溫相對(duì)于CK處理稍有降低外，其余處理均有不同程度的增加。各生育階段，不同處理相對(duì)于CK處理積溫變化也不同。同時(shí)，測(cè)定土層內(nèi)平均積累溫度除了果實(shí)膨大期存在差異(p<0.05)，其余各生育期包括全生育期總積溫均不存在差異(p>0.05)。

對(duì)于鮮食葡萄而言，品質(zhì)顯得尤為重要。試驗(yàn)結(jié)果表明，CS處理總糖含量最高，而可溶性固形物FS處理最高，可滴定酸含量FS也較高，CS處理最低；外觀品質(zhì)方面，花青苷含量CS和CK同時(shí)最高，果穗質(zhì)量和單粒重均GS處理最高。相對(duì)于CK處理，總糖含量變化率僅PS處理降低，CS處理變化率依舊最高。可溶性固形物含量，僅FS處理變化率為正?？傻味ㄋ岷孔兓食鼵S處理降低外其余均表現(xiàn)為增加。而花青苷含量變化率均為負(fù)，同時(shí)相對(duì)于CK處理僅GS處理表現(xiàn)為增產(chǎn)。據(jù)此，認(rèn)為要提高葡萄甜度同時(shí)降低酸度，增加成熟度需在生育后期即果實(shí)膨大期以及著色成熟期適當(dāng)程度的提高土壤溫度。同時(shí)，不同時(shí)期水分脅迫作用結(jié)果不同，又由于水分脅迫作用不僅對(duì)本生育階段有效果，同時(shí)對(duì)其后的生育階段也具有一定的影響，因此提高土壤溫度不僅可以提高葡萄總糖含量，提高成熟度，同時(shí)也會(huì)增加其酸澀感，從而導(dǎo)致品質(zhì)受到影響。故此，需要確定其提高溫度的適宜時(shí)期，并且確定其對(duì)下一生育階段的影響程度。

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Effects of Water Stress at Different Growth Stages on Soil Temperature and Grape Fruit Quality Under Delayed Cultivation Facility

CHEN Nana, JIA Shenghai, ZHANG Rui, WANG Fei

(College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou， Gansu 730070, China)

[Objective] The effects of moisture in Hexi desert oasis area(taking Zhangye City in Gansu Province as the representative) on soil temperature was demonstrated and the association between soil temperature and fruit quality was explored to provide theoretical basis for facility delayed cultivation technology research. [Methods] Five growth stages(GS, PS, FS, ES, CS) were recognized for the cultivation of faculty-delayed grapes. In each growth period, a moderate moisture treatment(the lowest of soil moisture was about 55% of the soil field capacity). [Results] (1) Soil temperatures of different layers ranked as 5 cm > 10 cm > 15 cm > 20 cm > 25 cm. During the whole growth period of grape, the soil temperature in each soil layer increased first and then decreased. Water stress at certain growth stage not only improved soil temperature, but also played an important postponed role in soil temperature to the next growth stage. (2) GS treatment had the highest ear quality and greatest single grain weight; FS treatment had the highest soluble solids content; the total sugar content of CS treatment was the most; titratable acid content was lowest in CS. [Conclusion] Soil temperature of the grape was significantly affected by environment during the delayed cultivation. Soil heat was transferred from the surface layer to the deep layer during the daytime, and hence water stress can increase soil temperature. In order to increase the sweetness of the grapes, to reduce the acidity and to increase the maturity, soil temperature should be increased in the late growth stages. They are the fruit swelling stage and the coloring mature stage.

waterstress;facilitygrape;soiltemperature;fruitquality

A

： 1000-288X(2017)04-0119-07

： S154

2017-01-13

：2017-02-13

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“水分調(diào)控對(duì)延遲栽培葡萄土壤碳源代謝及果實(shí)品質(zhì)的協(xié)同作用機(jī)理”(51569002)

陳娜娜(1990—),女(漢族),甘肅省蘭州市人,碩士研究生,研究方向?yàn)楣?jié)水灌溉技術(shù)。E-mail:1611431943@qq.com。

賈生海(1963—),男(漢族),甘肅省武威市人,博士，教授,主要從事旱區(qū)水資源和水土保持方面的研究。E-mail:jiash@gsau.edu.cn。