程 平，李 宏，李長(zhǎng)城，張志剛，劉 幫，孫明森

（1.新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

井式節(jié)水灌溉下干旱區(qū)灰棗樹(shù)干液流動(dòng)態(tài)及其對(duì)氣象因子的響應(yīng)

程 平1，李 宏1，李長(zhǎng)城2，張志剛2，劉 幫2，孫明森2

（1.新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

在干旱區(qū)采用熱擴(kuò)散式液流儀（TDP）、HOBO小氣候儀連續(xù)監(jiān)測(cè)井式節(jié)水灌溉方式下盛果期棗樹(shù)干液流及氣象因子，探討井式灌溉條件下盛果期棗樹(shù)干液流變化對(duì)氣象因子的響應(yīng)。結(jié)果表明：棗樹(shù)整個(gè)生育期樹(shù)干液流總量為3 935 kg，夏季液流累積量為2 387 kg，約占整個(gè)生育期液流總量的61%，蒸騰耗水量夏季最為嚴(yán)重。影響各月棗樹(shù)干液流的主導(dǎo)氣象因子不同，而太陽(yáng)輻射占各月比例較多。太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺值越大并不代表液流速率越大，液流速率的大小取決于時(shí)間、氣象及棗樹(shù)生理狀態(tài)。

井式灌溉；盛果期灰棗；液流量；氣象因子

節(jié)水灌溉工程技術(shù)是指減少灌溉渠系 （管道）輸水過(guò)程中的水量蒸發(fā)與滲漏損失，提高農(nóng)田灌溉水利用率的技術(shù)［1］。目前我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)包括滴灌、噴灌、滲灌，但由于灌溉不合理依然存在水資源浪費(fèi)或影響植物正常生長(zhǎng)的現(xiàn)象。例如滴灌、噴灌灌水量過(guò)大容易形成地表積水，造成水分蒸發(fā)；滲灌水量過(guò)大則會(huì)形成深層滲漏，更有可能影響地下水質(zhì)量［2－4］。為了更好的減少水資源浪費(fèi)同時(shí)不影響植物的正常生長(zhǎng)，需結(jié)合節(jié)水灌溉的工程技術(shù)及農(nóng)藝技術(shù)以減少水資源浪費(fèi)并促進(jìn)植物正常生長(zhǎng)。林木井式灌溉采用合理灌水技術(shù)要素［5－7］克服地表積水及深層滲漏，減少水資源浪費(fèi)以達(dá)到節(jié)水目的，使植物能夠正常生長(zhǎng)。

蒸騰是植物重要的生理生態(tài)過(guò)程之一，而植物體內(nèi)90%以上莖桿液流用以蒸騰［8－9］。因此，了解植物的液流變化是掌握植物蒸騰耗水的前提［10］。近年來(lái)，利用莖流計(jì)測(cè)量植物蒸騰量的方法應(yīng)用越來(lái)越廣，根據(jù)莖流計(jì)的使用方法和原理主要分為熱脈沖速率法（HPV）、莖干熱平衡法（SHB）、熱擴(kuò)散法（TDP）及激光熱脈沖法（LHPG）［11］。熱擴(kuò)散法（TDP）被認(rèn)為是當(dāng)前測(cè)算植物蒸騰速率穩(wěn)定的技術(shù)［12－15］，多被用來(lái)測(cè)定干性較強(qiáng)的喬木，其中包括馬占相思、胡楊、山楊、油松等非經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種［16－19］，以及梨、芒果、核桃、棗、蘋果等經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種［20－25］。新疆地理位置處于干旱區(qū)，其林果業(yè)發(fā)展蓬勃，大部分果園已進(jìn)入盛果期，而水資源短缺是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，本試驗(yàn)以新疆阿克蘇地區(qū)主栽經(jīng)濟(jì)樹(shù)種灰棗（盛果期）為研究對(duì)象，采用井式節(jié)水灌溉，用熱擴(kuò)散式莖流儀及HOBO小氣候站連續(xù)測(cè)定樣株液流量、周邊各氣象因子，分析液流量變化特征及其對(duì)氣象因子的響應(yīng)，旨在為干旱區(qū)盛果期棗樹(shù)的精準(zhǔn)灌溉提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選擇在新疆溫宿縣境內(nèi)的新疆林科院佳木試驗(yàn)站，海拔1 103m，淺層地下水位3.3 m；屬于溫帶大陸性氣候，年降雨量少，蒸發(fā)量大；年日照時(shí)數(shù)2 747 h，年平均總輻射量 6 000MJ·m－2，年均氣溫為 10.1℃，≥10℃積溫 2 916.8℃～3 198.6℃，無(wú)霜期195 d，土壤理化性質(zhì)如表1。

表1 樣地土壤的主要理化性質(zhì)Table 1 The physical and chemical properties of test soil

試驗(yàn)地為盛果期棗園，樹(shù)行南北走向，樹(shù)形為主干疏散分層型，樹(shù)間距4m×4 m，棗園品種是灰棗。樹(shù)齡10～15 a，地徑（距離地面30 cm）范圍11～13 cm，冠幅：東西方向3～4 m，南北方向3～4 m；枝下高度 1.0～1.5m，樹(shù)高 4～5 m。管理措施：施肥：春季施基肥油渣 200 kg·667m－2、二銨 50 kg·667m－2、尿素100 kg·667m－2、復(fù)合肥100 kg·667m－2，8月施滴灌追肥 10 kg·667 m－2，共施 4次；除草：4、5、6、7月底進(jìn)行除草；打藥：4月底噴施石硫合劑，6月底噴施?；ㄗ巹?；抹芽：6、7、8月對(duì)樹(shù)體進(jìn)行抹芽。

樣地大小15m×25 m，采用井式節(jié)水灌溉，當(dāng)土壤含水率達(dá)到田間持水量60%開(kāi)始灌水，灌水定額為320 L·株－1；隨機(jī)選3株健康的盛果期灰棗為樣株。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)棗樹(shù)的生物學(xué)特性，結(jié)合2013年和2014年觀察記錄情況，把棗樹(shù)生育期劃分為6個(gè)時(shí)期：休眠期、萌芽展葉期、開(kāi)花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期、落葉期，其時(shí)間分隔為上年11月初—次年4月底、5月初—6月底、6月初—8月中旬、8月初—9月中旬、9月中旬—10月中旬、10月初—10月底。

井式灌溉，即建立在滴灌基礎(chǔ)上的新型灌溉方法，本試驗(yàn)田采用一行兩帶，距離樣樹(shù)東、南、西、北四個(gè)方向70 cm處安裝一個(gè)內(nèi)徑10 cm和高60 cm的帶孔豎直井管，孔圓形，1孔／cm2，孔徑 0.5 cm。用長(zhǎng)約10 cm的盲管將水引入井管內(nèi)，水分在管中橫向滲漏直接灌溉到地下林木根系分布區(qū)，使地表仍保持較干燥、干燥狀態(tài)，造成灌溉濕潤(rùn)區(qū)土壤和地表土壤毛細(xì)管處于斷裂狀態(tài)，極大的阻止和減少灌溉后的地表蒸發(fā)，使得水分有效供給林木根系，從而提高水的利用效率達(dá)到節(jié)水目的［26］。灌水定額320 L·株－1，全年灌水23次，冬灌（年底最后一次灌水）定額為 640 L·株－1，灌溉定額為 323 m3·667 m－2。井管位置及灌水定額依據(jù)：根據(jù)地徑范圍11～13 cm灰棗根系分布情況，確定距離樹(shù)干水平150 cm、深0～80 cm土層為根系主要分布區(qū)域［27］，同時(shí)依據(jù)土壤水分濕潤(rùn)模型［28－29］，來(lái)確定井管位置和滴頭流量。各生育期灌水時(shí)間如表2。樣株整個(gè)生育期共灌水20次，灌水總量為6 400 kg。

1.3 數(shù)據(jù)采集

1.3.1 樹(shù)干液流數(shù)據(jù)采集 采用熱擴(kuò)散法［30］插針式莖流計(jì)測(cè)定樹(shù)干液流，計(jì)算公式：“莖流指數(shù)”（K），該指數(shù)通過(guò)測(cè)量溫度差值和流速為零時(shí)的溫差最大值（dTM）而計(jì)算得出：K＝（dTM－dT）／dT，用無(wú)量綱量K來(lái)計(jì)算莖流速率V，再通過(guò)莖桿的邊材橫截面積 As（cm2），與 V組合計(jì)算得到樹(shù)干液流量（體積流量）SF。蒸騰耗水量（T）可根據(jù)樹(shù)干液流量求出［31］

表2 棗樹(shù)各生育期灌水時(shí)間Table 2 The irrigation time in all growth stages of jujube

式中，V為莖流速率（cm·s－1）；SF為樹(shù)干液流量（g·h－1）；t為測(cè)定時(shí)間，99.8% 表示葉片的蒸騰作用所占樹(shù)干液流的比例。

插針前對(duì)地徑11～13 cm枯死棗樹(shù)莖桿進(jìn)行截?cái)鄿y(cè)量，共截棗樹(shù)5棵，并測(cè)得邊材厚度，從所得數(shù)據(jù)分析可得邊材厚度占地徑的34%左右。在樣株距離地面50 cm處，量取直徑，計(jì)算邊材厚度，在樹(shù)干南北兩側(cè)清理表皮，清除死皮、木栓層等，直至漏出形成層。將鉆模貼緊樹(shù)干，消毒鉆頭進(jìn)行打孔，將兩對(duì)30 cm探針加熱以電偶在上的原則插入南北兩側(cè)鉆孔（一株兩對(duì)探針），用橡皮泥封住鉆孔，用四分之一半球?qū)⑻结樄潭ǎ来伟X箔紙、反射膜并用膠帶封死，防止進(jìn)入雨水。連接探頭電纜線與數(shù)據(jù)采集器（CR1000 Decagon USA）接口，設(shè)置數(shù)據(jù)采集器樣株邊材面積、探頭電壓、掃描時(shí)間、儲(chǔ)存時(shí)間參數(shù)。測(cè)定期間每?jī)芍芨鼡Q一次探頭，并用雙氧水進(jìn)行消毒，數(shù)據(jù)30 s掃描一次，10min計(jì)算一次均值并儲(chǔ)存。1.3.2 氣象數(shù)據(jù)采集 在樣地附近安裝了HOBO小氣候儀，可以測(cè)定凈太陽(yáng)輻射（ES）、空氣溫度（T）、空氣相對(duì)濕度（RH）、風(fēng)速（W）。采用 EC50（Decagon USA）測(cè)取土壤溫度及水分含量，探頭深度為20、40、60 cm。設(shè)置數(shù)據(jù)采集器30 s掃描數(shù)據(jù)一次，10min計(jì)算一次均值并儲(chǔ)存，與測(cè)定樹(shù)干液流數(shù)據(jù)相匹配。水汽壓虧缺VPD的計(jì)算方法如下

式中，T為氣溫（℃）；RH為相對(duì)濕度（%）。

1.4 莖流計(jì)的率定

在試驗(yàn)開(kāi)始前一個(gè)月，選擇3株地徑3 cm灰棗樹(shù)帶土球移栽到花盆里，進(jìn)行培育；兩周后通過(guò)該樣株對(duì)莖流計(jì)進(jìn)行率定，將花盆口用塑料薄膜封死，防止水分蒸發(fā)。通過(guò)修剪3 cm粗度枝干確定邊材厚度，插入探針并設(shè)置莖流計(jì)參數(shù)，收集數(shù)據(jù)。每日12∶00稱取花盆重與莖流計(jì)液流總量進(jìn)行對(duì)比，規(guī)定相對(duì)誤差在5%以內(nèi)，若超出誤差范圍，需校準(zhǔn)莖流計(jì)［32］。此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已連續(xù)進(jìn)行多年，前人已對(duì)莖流計(jì)測(cè)定灰棗進(jìn)行率定，且連續(xù)使用中。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對(duì)因更換探針及停電導(dǎo)致樹(shù)干液流缺失值，采用平均日變化法進(jìn)行插補(bǔ)［33］，利用 Excel 2010，SPSS 18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，對(duì)不同尺度時(shí)間的 SF采用Excel 2010作圖，利用 SPSS 18.0分析因變量SF與自變量ES、T、RH、W、VPD之間的相關(guān)性，并做殘差分析及相關(guān)回歸模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 盛果期棗樹(shù)多時(shí)間尺度樹(shù)干液流變化

2.1.1 棗樹(shù)干液流各生育期變化 基于整個(gè)生育期棗樹(shù)干液流數(shù)據(jù)變化較為密集，難于直觀樹(shù)干液流日變化規(guī)律，先將樣株兩組探針測(cè)得液流速率按時(shí)間點(diǎn)求均值，然后在對(duì)各生育期（萌芽展葉期S1、開(kāi)花坐果期 S2、果實(shí)膨大期 S3、成熟期 S4、落葉期S5）典型晴天（以太陽(yáng)輻射為依據(jù)）樹(shù)干液流按時(shí)間點(diǎn)求均值作圖，如圖1所示。從圖中可以看出各生育期樹(shù)干液流晝夜變化較為明顯，且均成“幾”字寬峰型，S4晝變有較小波動(dòng)。S1、S2、S3液流啟動(dòng)時(shí)間為 8∶00，S4啟動(dòng)時(shí)間為 9∶30，S5啟動(dòng)時(shí)間為 11∶00；S1、S2、S3、S4液流達(dá)到峰值時(shí)間為 12∶00，其值分別為1 491、3 004、3 227、2 842 g·h－1，而 S516∶00達(dá)到峰值晚于前者 4 h，其值為 1 417.55 g·h－1；各生育期液流迅速下降、趨于穩(wěn)定時(shí)間點(diǎn)較為統(tǒng)一，均為18∶00和23∶00；夜間各生育期液流均有活動(dòng)，但基數(shù)較小，S1、S2、S3、S4、S5夜間最大液流速率分別為 71、192、264、242、149 g·h－1，最小液流速率為 0。各生育期日均液流速率為 620、1 279、1 367、1 109、487 g·h－1。盛果期灰棗各生育期日均液流速率從大到小依次為S3＞S2＞S4＞S1＞S5。綜上，因太陽(yáng)輻射角度、強(qiáng)度以及林間葉片疏密程度造成各時(shí)期液流特征值存在差異。

圖1 棗樹(shù)干液流各生育期日變化及日累積量Fig.1 Daily changes and daily cumulative amountof jujube stem sap flow at each growth stage

從日累積量圖中可以看出S3＞S2＞S4＞S1＞S5，與日均液流速率規(guī)律較為相符，其值分別為32.8、30.7、26.6、14.9、11.7 kg。S1、S2、S3、S4液流日累積量啟動(dòng)時(shí)間為10∶00，晚于液流啟動(dòng)時(shí)間2 h，S5啟動(dòng)時(shí)間為12∶00，晚于液流啟動(dòng)時(shí)間1 h，啟動(dòng)基數(shù)分別為 0.5、1.3、1.9、1.6、0.5 kg，由于液流速率啟動(dòng)基數(shù)較小，造成了液流速率與日累積量之間的時(shí)滯效應(yīng)。21∶00之前 S1、S2、S3、S4、S5日累積量持續(xù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)較為迅速且各生育期之間差距逐漸顯著，21∶00之后趨于穩(wěn)定。對(duì)樣株各生育期液流總量求和，S1、S2、S3、S4、S5液流總量分別為 313、1 842、2 166、665、199 kg，分別占總生長(zhǎng)季液流量的 8%、47%、55%、17%、5%（基于重疊時(shí)間段）。2.1.2 棗樹(shù)干液流月間變化 基于降雨量繪制5—10月日累積液流量及日最大液流速率，如圖2所示。從圖中可以看出日累積液流量及日最大液流速率變化過(guò)程線均符合二次多項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系。從日累積液流量分析可知，7月初到9月初為棗樹(shù)干日累積液流及蒸騰耗水最大時(shí)期，此時(shí)期棗樹(shù)生長(zhǎng)最為旺盛，最大值出現(xiàn)在7月22日為47 kg·d－1，該時(shí)間段共有10 d日累積量大于 40 kg；5、6、10月，葉片處于展葉和落葉期，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度相對(duì)于7、8、9月較弱，因此日累積液流量較小，最小值在10月21日為3 kg·d－1。從日最大液流速率分析，7月底到9月底日最大液流速率為峰值段，最大值在9月4號(hào)為6 339 g·h－1，與日累積液流量有差異。原因分析：其一，9月底雖然日液流速率峰值大但峰值段持續(xù)時(shí)間短，日液流速率變化幅度大，導(dǎo)致日累積液流量值相對(duì)較小，7月初日液流速率一般，但峰值段持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)日累積液流量影響較大。其二，降雨量分布不均勻，集中分布在8、9月份，造成日累積液流量值變小。5—10月各月液流累積量分別為 245、561、915、1 098、776、293 kg，根據(jù)公式（3）可得 5—10月各月蒸騰耗水量分別為 244.5、559.9、913.2、1 095.8、774.4、292.4 kg，樹(shù)干液流量基數(shù)越大，蒸騰耗水量越大。

2.1.3 棗樹(shù)干液流季節(jié)變化 對(duì)棗樹(shù)生育期內(nèi)春季、夏季、秋季樹(shù)干液流季累積量及季液流速率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制變化過(guò)程線，如圖3所示。從圖中可以看出季液流速率夏季＞秋季＞春季，其值分別為2 242、919、197 g·h－1。季液流累積量分布與液流速率大小較為相符，夏季最大，春季最小，夏季液流累積量為 2387 kg·季－1，春季為 489 kg·季－1。整個(gè)生育期內(nèi)棗樹(shù)液流總量為3 935 kg。

圖2 棗樹(shù)干液流累積量及日最大液流速率變化Fig.2 Variations of jujube stem sap flow cumulants and themaximum daily sap flow rate

圖3 不同季節(jié)棗樹(shù)干液流累積量及液流速率變化Fig.3 Variations of jujube stem sap flow cumulants and sap flow rate

2.2 棗樹(shù)干液流與氣象因子的關(guān)系

2.2.1 棗樹(shù)干液流與氣象因子相關(guān)性分析 為了解棗樹(shù)干液流日變化特征與氣象因子的關(guān)系，在監(jiān)測(cè)期5—10月各選擇一個(gè)較為典型的晴天進(jìn)行分析。利用Spss 18.0分析各月典型晴天棗樹(shù)干液流速率與各氣象因子太陽(yáng)輻射、溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速之間相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)如表3所示。液流速率與各氣象因子均呈顯著相關(guān)性，液流速率與太陽(yáng)輻射、溫度、水汽壓虧缺、風(fēng)速呈顯著性正相關(guān)，與相對(duì)濕度呈顯著性負(fù)相關(guān)（N＝144，**P＜0.01），風(fēng)速與液流速率相關(guān)性最小。5、6、8月影響棗樹(shù)干液流的主導(dǎo)氣象因子為太陽(yáng)輻射，7月為溫度，10月為相對(duì)濕度，說(shuō)明在棗樹(shù)整個(gè)生育期影響液流量的主導(dǎo)氣象因子不唯一，與各時(shí)間段棗樹(shù)自身生理特征存在相關(guān)關(guān)系。因此可根據(jù)不同時(shí)間段主導(dǎo)因子的不同對(duì)棗樹(shù)采取合理的管理措施。

表3 棗樹(shù)干液流與氣象因子相關(guān)性Table 3 The correlation between jujube stem sap flow andmeteorological factors

各氣象因子中，太陽(yáng)輻射、溫度、相對(duì)濕度、水汽壓虧缺對(duì)棗樹(shù)干液流速率影響較大，其中水汽壓虧缺是溫度與相對(duì)濕度共同作用的結(jié)果［34］，因此對(duì)液流速率與太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺作圖進(jìn)行直觀分析，如圖4所示。從圖中可以看出液流速率、太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺日變化各月之間差異較大，5、6、7月日啟動(dòng)時(shí)間為8∶00左右，8、9月啟動(dòng)時(shí)間為 10∶00左右，10月啟動(dòng)時(shí)間不相符。太陽(yáng)輻射與水汽壓虧缺日峰值出現(xiàn)時(shí)間為15∶00左右，液流速率日峰值出現(xiàn)于12∶00左右，早于前者3 h。由此說(shuō)明，太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺值越大液流速率值不一定越大，而是在合適的時(shí)間，適當(dāng)?shù)臍庀髷?shù)值，以及棗樹(shù)最佳生理狀態(tài)，液流速率的峰值才會(huì)出現(xiàn)。例如修剪增加林間透光透氣性、旋耕減少地表植被都會(huì)引起棗樹(shù)干液流的變化。

2.2.2 棗樹(shù)干液流與氣象因子回歸分析 為了進(jìn)一步探討液流速率與氣象因子之間的關(guān)系，對(duì)液流速率與氣象因子做回歸分析，先檢驗(yàn)數(shù)值是否符合正態(tài)分布，如圖5所示。從直方圖可以看出標(biāo)準(zhǔn)化殘差－頻率符合正態(tài)分布；P－P圖中，所測(cè)點(diǎn)圍繞在直線周圍也符合正態(tài)分布；從散點(diǎn)圖可以看出殘差在－2到＋2之間，可以解釋大部分預(yù)測(cè)值，說(shuō)明回歸方程式有效。因此，所得數(shù)據(jù)回歸分析具有實(shí)際意義。

根據(jù)溫度、相對(duì)濕度利用公式（4）求得飽和水汽壓，以太陽(yáng)輻射、溫度、相對(duì)濕度、飽和水汽壓為自變量（X），液流速率為因變量（Y）作圖。棗樹(shù)干液流與太陽(yáng)輻射對(duì)稱性較弱，說(shuō)明液流速率與太陽(yáng)輻射變化較為一致，與溫度對(duì)稱性一般，與相對(duì)濕度、飽和水汽壓對(duì)稱性較好，這與午間棗樹(shù)受到干旱脅迫，氣孔關(guān)閉，蒸騰量下降有關(guān)［35］。利用線性、多項(xiàng)式、指數(shù)、冪函數(shù)等對(duì)液流速率與各氣象因子進(jìn)行擬合，選出最優(yōu)。如圖6，液流速率與太陽(yáng)輻射符合二次多項(xiàng)式關(guān)系，R2＝0.94；與溫度、相對(duì)濕度、飽和水汽壓符合冪函數(shù)關(guān)系，R2分別為 0.86、0.71、0.79。最后對(duì)液流速率與各氣象因子進(jìn)行多元回歸分析，獲得總擬合方程為 SF＝276.354＋6.344ES＋182.441T－33.472RH－996.995VPD，R2＝0.924，擬合程度較高。

3 討 論

以新疆林科院佳木試驗(yàn)站為實(shí)驗(yàn)區(qū)，以井式節(jié)水灌溉下的盛果期灰棗為研究對(duì)象，利用熱擴(kuò)散插針式液流儀對(duì)樣株整個(gè)生育期的樹(shù)干液流進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，利用HOBO小氣候儀同步于液流儀監(jiān)測(cè)氣象數(shù)據(jù)，對(duì)不同時(shí)間尺度及各氣象數(shù)據(jù)對(duì)棗樹(shù)干液流量影響進(jìn)行研究。

圖4 各月份典型晴天液流速率（SF）、太陽(yáng)輻射（Rs）與水汽壓虧缺（VPD）日變化Fig.4 Diurnal variation of sap flow rate（SF），solar radiation（Rs）and vapor pressure deficit（VPD）in a typical sunny day of eachmonth

圖5 樹(shù)干液流量速率殘差檢驗(yàn)Fig.5 Residual testof stem sap flow rate

圖6 各氣象參數(shù)與棗樹(shù)干液流速率散點(diǎn)圖Fig.6 Scatter plot ofmeteorological parameters and jujube stem sap flow rate

隨著生長(zhǎng)季內(nèi)物候的變化，盛果期棗樹(shù)整個(gè)生育期液流量變化表現(xiàn)為前期低（5、6月）中期高（7—9月）后期低（10月）的變化趨勢(shì)。日變化曲線為單峰，液流啟動(dòng)時(shí)間為8∶00左右，峰值出現(xiàn)在12∶00左右，不同月份液流速率峰值不同，與王文明［36］、李宏［37］研究有所差異，由此可知相同樹(shù)種在不同樹(shù)齡、不同區(qū)域、采用不同的灌溉方式及灌水量的不同都會(huì)造成液流特征值的差異。在棗樹(shù)整個(gè)生育期共灌水20次，灌水總量為6 400 kg，樹(shù)干液流總量3 935 kg，水分被吸收用于蒸騰效率高達(dá)61%，效果明顯優(yōu)于滴灌、微噴灌［38］。分析棗樹(shù)干液流速率的夜間變化，夜間各生育期液流均有活動(dòng)，但基數(shù)較小，S1、S2、S3、S4、S5夜間最大液流速率分別為 71、192、264、242、149 g·h－1，最小液流速率為 0，液流累積量啟動(dòng)基數(shù)分別為 0.5、1.3、1.9、1.6、0.5 kg，由此可知高效的井式節(jié)水灌溉方式能夠滿足棗樹(shù)蒸騰耗水。

通過(guò)對(duì)不同月份棗樹(shù)干液流與氣象因子響應(yīng)變化的分析可知，影響液流速率變化的主導(dǎo)氣象因子不唯一，但太陽(yáng)輻射貢獻(xiàn)較大。同時(shí)影響棗樹(shù)干液流諸多氣象因子大多存在連帶效應(yīng)。例如太陽(yáng)輻射、溫度會(huì)影響空氣濕度，水汽壓虧缺又是空氣溫度和相對(duì)濕度的綜合體現(xiàn)。因此，研究氣象因子對(duì)棗樹(shù)干液流的影響需統(tǒng)籌各氣象因子對(duì)液流速率的影響，而非通過(guò)多元回歸建立液流速率與太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺、溫度、濕度多元一次方程，與張建國(guó)等［39］觀點(diǎn)較為一致。而趙平等［40］則更深層次地對(duì)太陽(yáng)輻射、水汽壓虧缺進(jìn)行等級(jí)劃分來(lái)分析不同太陽(yáng)輻射強(qiáng)度對(duì)水汽壓虧缺的響應(yīng)特征。本研究位于干旱地區(qū)，在典型晴天條件下建立液流速率與太陽(yáng)輻射、溫度、濕度、水汽壓虧缺、風(fēng)速氣象因子的冪函數(shù)及指數(shù)函數(shù)，擬合程度較高。從擬合曲線可以看出，液流速率會(huì)隨著氣象因子變化呈現(xiàn)兩種趨勢(shì)，第一種“低—高保持高趨勢(shì)水平不變”，第二種“由高－低保持低趨勢(shì)水平不變”。因此，氣象因子與液流速率并不成持續(xù)正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)性具有區(qū)間劃分特征。

4 結(jié) 論

本研究表明，合理的井式節(jié)水灌溉制度能夠滿足盛果期棗樹(shù)蒸騰耗水量，不同時(shí)間段棗樹(shù)各生理指標(biāo)不同，在加之氣象因子的強(qiáng)度不同，應(yīng)適時(shí)地進(jìn)行灌水頻率的調(diào)整，其中應(yīng)著重把握太陽(yáng)輻射、溫度、相對(duì)濕度此三個(gè)氣象因子的變化。井式灌溉在滿足棗樹(shù)生理需水量的情況下，水分被根系吸收利用效率高達(dá)61%，對(duì)于果實(shí)品質(zhì)好壞的影響，還未與其它灌溉方式下果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，因此后期還需進(jìn)一步的研究，確定更合理的灌水量及灌溉頻率，提高水分利用效率同時(shí)對(duì)果實(shí)增產(chǎn)提質(zhì)。

［1］ 逄煥成.我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析［J］.中國(guó)土壤與肥料，2006，5：1-6.

［2］ 鄭天翔，唐湘如，羅錫文，等.不同灌溉方式對(duì)精量穴直播超級(jí)稻生產(chǎn)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（8）：52-55.

［3］ 韋 彥，孫麗萍，王樹(shù)忠，等.灌溉方式對(duì)溫室黃瓜灌溉水分配及硝態(tài)氮運(yùn)移的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（8）：67-72.

［4］ 任玉忠，王水獻(xiàn)，謝 蕾，等.干旱區(qū)不同灌溉方式對(duì)棗樹(shù)水分利用效率和果實(shí)品質(zhì)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（22）：95-102.

［5］ 李道西，羅金耀，彭世彰.地下滴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)室內(nèi)試驗(yàn)研究［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2004，23（4）：26-28.

［6］ 呂謀超，仵 峰，彭貴芳，等.地下和地表滴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)的室內(nèi)試驗(yàn)研究［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，1996，（1）：42-44.

［7］ 何 華，康紹忠，曹紅霞.地下滴灌埋管深度對(duì)冬小麥根冠生長(zhǎng)及水分利用效率的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2001，17（6）：31-33.

［8］ Swanson R H.Significant historical development in thermalmethods formeasuring sap flow in trees［J］.Agricultural and forest Meteorology，1994，72（1－2）：113-132.

［9］ Wullschleger SD，Meinzer FC，Vertessy RA.A review ofwhole-plant water use studies［J］.Tree Physiology，1998，18（8－9）：499-512.

［10］ 李 宏，劉 幫，孫明森，等.干旱區(qū)棗樹(shù)莖流速率變化特征及其與氣象因素的關(guān)系［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，45（2）：98-103.

［11］ 龍秋波，賈紹鳳.莖流計(jì)發(fā)展及應(yīng)用綜述［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2012，23（4）：18-23.

［12］ Girona J，Gelly M，Mata M，etal.Peach tree response to single and combined deficit irrigation regimes in deep soils［J］.AgriculturalWater Management，2005，72（2）：97-108.

［13］ MasmoudiCC，MasmoudiM，Abid－Karray J，etal.Sap flowmeasurements in young olive trees（OleɑeuropɑeɑL.）cv.Chétouiunder Tunisian conditions［J］.Scientia Horticulturae，2011，129（4）：520-527.

［14］ 孟秦倩，王 健，張青峰，等.黃土山地蘋果樹(shù)樹(shù)體不同方位液流速率分析［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（11）：3555-3561.

［15］ 胡 偉，閆美杰，杜 峰，等.黃土丘陵區(qū)山楊展葉期樹(shù)干液流分析［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（4）：48-52.

［16］ 馬 玲，趙 平，饒興權(quán)，等.馬占相思樹(shù)干液流特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（9）：2145-2151.

［17］ 張小由，康爾泗，張智慧，等.黑河下游天然胡楊樹(shù)干液流特征的試驗(yàn)研究［J］.冰川凍土，2005，27（5）：742-746.

［18］ 馬長(zhǎng)明，管 偉，葉 兵，等.利用熱擴(kuò)散式邊材液流探針（TDP）對(duì)山楊樹(shù)干液流的研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，28（1）：39-43.

［19］ 王華田，馬履一，孫鵬森.油松、側(cè)柏深秋邊材木質(zhì)部液流變化規(guī)律的研究［J］.林業(yè)科學(xué)，2002，38（5）：31-37.

［20］ 孫慧珍，康紹忠，龔道枝.測(cè)定位點(diǎn)對(duì)計(jì)算梨樹(shù)樹(shù)干液流的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17（11）：2024-2028.

［21］ Lu P，MüllerW J，Chacko EK.Spatial variations in xylem sap flux density in the trunk of orchard-grown，mature mango trees under changing soilwater conditions［J］.Tree Physiology，2000，20（10）：683-692.

［22］ 唐 敏，趙西寧，吳普特，等.不同地表覆蓋對(duì)棗樹(shù)樹(shù)干液流特征的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2016，34（1）：120-126.

［23］ 孫雨婷.阿克蘇地區(qū)棗樹(shù)莖流變化特征及影響因子研究［D］.烏魯木齊：新疆師范大學(xué)，2013.

［24］ 趙付勇，趙經(jīng)華，付秋萍，等.不同灌水定額對(duì)滴灌條件下核桃樹(shù)莖流速率的影響［J］.節(jié)水灌溉，2015，（12）：35-39.

［25］ 馮志文，姜遠(yuǎn)茂，田玉政，等.氣象因子對(duì)紅富士蘋果樹(shù)干莖流特性的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，44（1）：18-24.

［26］ 李 宏.林木井式節(jié)水灌溉方法：中國(guó)，ZL2012103148482［P］.2012.

［27］ 李 宏，郭光華，鄭朝暉，等.阿克蘇地區(qū)紅棗盛果期根系空間分布規(guī)律研究［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（20）：4963-4967.

［28］ 張志剛，李 宏，李 疆，等.地表滴灌條件下滴頭流量對(duì)土壤水分入滲過(guò)程的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（4）：53-58.

［29］ 張志剛.滴灌條件下土壤水分運(yùn)移規(guī)律研究［D］.烏魯木齊：新疆師范大學(xué)，2013.

［30］ Granier A，Huc R，Barigah S T.Transpiration of natural rainforest and its dependence on climatic factors［J］.Agricultural＆ForestMeteorology，1996，78（78）：19-29.

［31］ 劉 華，佘春燕，白志強(qiáng)，等.不同徑級(jí)的西伯利亞紅松樹(shù)干液流及蒸騰耗水特征的差異［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2016，36（2）：390-397.

［32］ 胡文濤.熱流計(jì)校準(zhǔn)裝置及其溫度控制系統(tǒng)研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2012.

［33］ Falge E，Baldocchi D，Olson R，etal.Gap filling strategies for defensible annual sums of net ecosystem exchange☆［J］.Agricultural＆Forest Meteorology，2001，107（1）：43-69.

［34］ 王 華，趙 平，蔡錫安，等.馬占相思樹(shù)干液流與光合有效輻射和水汽壓虧缺間的時(shí)滯效應(yīng)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19（2）：225-230.

［35］ 徐世琴，吉喜斌，金博文.典型荒漠植物沙拐棗莖干液流密度動(dòng)態(tài)及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，27（2）：345-353.

［36］ 王文明，鄭德明，姜益娟，等.滴灌條件下棗樹(shù)耗水規(guī)律的研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（6）：38-42.

［37］ 李 宏，劉 幫，程 平，等.不同灌水量下幼齡棗樹(shù)莖流變化規(guī)律［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2016，34（1）：23-30.

［38］ 任玉忠，王水獻(xiàn)，謝 蕾，等.干旱區(qū)不同灌溉方式對(duì)棗樹(shù)水分利用效率和果實(shí)品質(zhì)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（22）：95-102.

［39］ 張建國(guó)，久米朋宣，大規(guī)恭一，等.黃土高原半干旱區(qū)遼東櫟的樹(shù)干液流動(dòng)態(tài)［J］.林業(yè)科學(xué)，2011，47（4）：63-69.

［40］ 趙 平，饒興權(quán)，馬 玲，等.馬占相思林冠層氣孔導(dǎo)度對(duì)環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子的響應(yīng)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17（7）：1149-1156.

Stem sap flow dynam ic of jujube and its response tometeorological factors in the arid area under pit irrigation

CHENG Ping1，LIHong1，LIChang-cheng2，ZHANG Zhi-gang2，LIU Bang2，SUN Ming-sen2
（1.Xinjiɑng Acɑdemy of Forestry Sciences，Urumqi，Xinjiɑng 830000，Chinɑ；2.Forestryɑnd Horticulture College，Xinjiɑng Agriculturɑl University，Urumqi，Xinjiɑng 830052，Chinɑ）

Stem sapmeter（TDP）and HOBOmicroclimatewere used to continuouslymonitor the stem sap flow rate and meteorological factors of jujube in full fruit period under the condition of pit irrigation in the arid area.The results showed that the total amount of sap flow in the whole growth period of jujubewas3 935 kg，and the accumulation of sap flow in summerwas2 387 kg，which accounted for61%of thewhole growth period.The transpiration water consumption in summer was themost serious（severe）.Themainmeteorological factors affecting the stem sap flow of eachmonth were different，and the proportion of solar radiation accounted formoremonths.Higher solar radiation and value ofwater vapor pressure deficit don’t indicate higher flow rate，the flow rate depends on the time，meteorological and jujube’s physiological state.

pit irrigation；jujube in full fruit period；sap flow；meteorological factor

S718.43

A

1000-7601（2017）05-0263-08

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.39

2016-07-29

2016-10-26

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)專項(xiàng)項(xiàng)目“新疆特色林果提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（201304701－2）

程 平（1985—），男，安徽懷寧人，碩士，助理研究員，主要從事森林培育方面的研究。E-mail：84966324＠qq.com。

李 宏（1962—），男，新疆伊犁人，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事森林培育方面的研究。E-mail：hong1962＠126.com。