劉全仁，陵軍成

（1 甘肅祁連山國家級自然保護區(qū)管理局哈溪保護站，甘肅天祝 733206；2天祝縣林業(yè)工作站）

溫度、光照、水分和土壤是植物生長的必要條件，現(xiàn)階段溫度對植物生長的影響研究較多[1]，但大多數(shù)都是研究氣溫對植物生長和產(chǎn)量的影響[2]，對于根區(qū)溫度即土壤溫度的研究較少[3]。在農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中，土壤溫度和空氣溫度都會對植物的生長產(chǎn)生影響。土壤溫度影響根系的活力和呼吸，從而影響根系對水分和礦質(zhì)離子的吸收和轉(zhuǎn)運[4]。除此之外，土壤溫度還間接影響水分極性和對礦質(zhì)離子的溶解度，從而影響土壤中各種生化反應的進程[5]，土壤溫度還影響微生物的繁殖和生長，從而影響土壤團粒結(jié)構(gòu)[6]。在日光溫室栽培條件下，葡萄生長環(huán)境相對封閉，白天氣溫高，晝夜溫差大，灌水頻繁，這些都會影響土壤溫度，對葡萄的生長影響很大。以高寒冷涼區(qū)日光溫室葡萄栽培模式為例，研究了葡萄根區(qū)土壤溫度的日變化、年變化和灌水后動態(tài)變化，以期為葡萄根區(qū)土壤溫度人工調(diào)控和增產(chǎn)增收提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在甘肅省天祝藏族自治縣林業(yè)局示范園區(qū)，地處36°31′40″～36°35′25″N，102°07′15″～102°12′32″E，海拔2450m、屬大陸性高原季風氣候區(qū)域。年平均氣溫2.8℃，1月份平均氣溫2℃以下，7月份平均氣溫24℃，年日照2500h，≥10℃的積溫2400℃，早霜8月下旬，晚霜4月下旬，無霜期135d，年平均降水量365mm。土壤類型為栗鈣土，土層深厚。近年來天祝縣利用當?shù)乩錄龅臍夂蛸Y源和充足的光照發(fā)展日光溫室葡萄延遲栽培，葡萄栽培設施為土墻體、鋼屋架、雙層草簾保溫日光溫室，溫室長70m、寬7m。供試品種為4年生紅地球葡萄（Vitis Vinifera L.‘Red globe’）嫁接苗，砧木為貝達，南北行向栽植，行距×株距（1.8m×0.7m），樹形為有干雙臂“Y”，產(chǎn)量控制在23800～25000kg/hm2。灌溉方式為膜下溝灌，每次每溝灌溉量3m3。

1.2 試驗方法

2018年1～12月在試驗地隨機抽取日光溫室3座，每座日光溫室沿東西方向隨機設置6 個觀測點，共設18 個觀測點。在每個觀測點安裝DSR-T 溫度自動記錄儀（廈門恩萊自動化科技有限公司生產(chǎn)），觀測記錄葡萄根區(qū)不同土層地表、20cm、40cm 和60cm 處土壤溫度。溫度自動記錄儀安裝時先垂直地面用土鉆打不同深度安裝孔，然后將溫度自動記錄儀感應頭伸入安裝孔內(nèi)，然后用細土填實安裝孔，溫度自動記錄儀設定每隔10min 記錄1 次。試驗結(jié)束后將數(shù)據(jù)導出，利用Excel2003 和DPS6.01 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 根區(qū)不同土層溫度日變化比較

由圖1 可知，在日光溫室栽培條件下，葡萄根區(qū)不同土層地表、20cm 和40cm 處溫度日變整體呈近似拋物線形變化，土層60cm 處溫度日變化整體呈近似直線變化。不同土層在不同時刻土壤溫度均隨著土層深度的增加而降低，不同土層在不同時刻土壤溫度由高到低的排序均為地表＞20cm＞40cm＞60cm。不同土層地表、20cm 和40cm 處溫度日變化在2～6 時變化緩慢，呈近似直線變化，6～16 時呈上升趨勢變化，16～24 時呈下降趨勢，土壤溫度在2 時分別為15.47℃、12.56℃和10.55℃，隨后變動到6 時的15.64℃、12.36℃和10.15℃，變幅分別為0.17℃、0.20℃和0.40℃，再由6時分別上升到16 時最高點21.25℃、17.08℃、14.18℃，變幅分別為5.61℃、4.72℃和4.03℃，隨后由16 時最高點分別下降到24 時的15.48℃、13.45℃和10.42℃，變幅分別為5.77℃、3.63℃和3.76℃。土層60cm 處溫度日變化整體平緩，在6.06～6.46℃之間變動，變幅為0.40℃。

圖1 根區(qū)不同土層溫度日變化

圖2 根區(qū)不同土層溫度年變化

2.2 根區(qū)不同土層溫度年變化比較

由圖2 可知，在日光溫室栽培條件下，葡萄根區(qū)不同土層地表、20cm、40cm 和60cm 處溫度年變化在1～4月變化平緩，呈近似直線變化，4～12月呈近似拋物線形變化。不同土層在不同月份土壤溫度均隨著土層深度的增加而降低，不同土層在不同月份土壤溫度由高到低的排序均為地表＞20cm＞40cm＞60cm。不同土層地表、20cm、40cm 和60cm 處溫度年分別由1月的6.46℃、5.57℃、5.15℃和4.02℃緩慢上升到4月份的6.96℃、6.06℃、5.65℃和4.50℃，變幅分別為0.50℃、0.49℃、0.50℃和0.48℃，再由4月份先上升到8月份最高點23.25℃、19.08℃、16.18℃和9.22℃，變幅分別為16.29℃、13.02℃、10.53℃和4.72℃，再由8月份的最高點分別下降到12月的15.38℃、12.44℃、9.00℃和5.60℃，變幅分別為7.87℃、6.64℃、7.18℃和3.62℃。

2.3 灌水后根區(qū)不同土層溫度變化比較

由圖3 可知，在日光溫室栽培條件下，灌水后葡萄根區(qū)不同土層地表、20cm 和40cm 處溫度隨著時間的推移先降低后升高，整體呈倒拋物線形變化。不同土層灌水后土壤溫度均隨著土層深度的增加而降低，不同土層灌水后在不同時間土壤溫度由高到低的排序均為地表＞20cm＞40cm＞60cm。不同土層灌水后地表、20cm 和40cm 處溫度分別由灌水前（0天）的最高點23.46℃、15.57℃和11.53℃下降到灌水后第4天的最低點12.70℃、9.24℃和8.04℃，變幅分別為10.76℃、6.33 和3.49℃，再由灌水后第4天的最低點上升到灌水后第11天的21.56℃、15.48℃和11.34℃，變幅分別為8.86℃、6.24℃和3.30℃。土層60cm 處溫度灌水后變化整體平緩，近似直線變化，在7.52～6.18℃之間變動，變幅為1.34℃。

圖3 灌水后根區(qū)不同土層溫度變化

3 結(jié)論與建議

試驗結(jié)果表明，一日之中不同時刻、一年之中不同月份和灌水后不同時間土壤溫度均隨著土層深度的增加而降低。淺層土壤地表、20cm 和40cm 處溫度在2～6時、1～4月近似直線變化，在6～24 時、4～12月呈拋物線形變化，在灌水后0～11天呈倒拋物線形變化，而深層土壤60cm 處溫度日變化、年變化和灌水后變化較平緩，呈近似直線變化。在試驗地高寒冷涼區(qū)日光溫室栽培條件下，葡萄1～4月份覆蓋草簾休眠，日光溫室內(nèi)沒有光照，溫度較低，不同土層土壤溫度均低于生物學零度（7℃），4～12月份揭去覆蓋物草簾后葡萄見光正常生長，但土壤溫度始終低于氣溫，任志雨等[7]認為土壤比熱大，自身的緩沖作用降低了土壤溫度的變化速度。Apostol 等[8-9]在空氣溫度一致的設施環(huán)境中，利用營養(yǎng)液培養(yǎng)紅橡木苗，發(fā)現(xiàn)根區(qū)溫度在10℃時根系對O2的吸收量僅為25℃時的65%，隨后土壤溫度逐漸升高至25℃時，根系呼吸作用增強，對水分和養(yǎng)分的吸收能力增加。王簾里等[10]研究表明，土壤溫度的升高能夠促進作物根區(qū)土壤中礦物質(zhì)的分解，有機質(zhì)的礦化等物理、化學及生物反應進程加快，增大鹽類的溶解度，有利于作物根系的吸收，進而促進作物生長發(fā)育。在試驗地高寒冷涼區(qū)日光溫室栽培條件下，不同土層的溫度遠遠低于25℃，可以通過提高土壤溫度的措施來促進葡萄根系對水分和礦質(zhì)離子的吸收和轉(zhuǎn)運，從而達到促進生長和增產(chǎn)的目的。但在生產(chǎn)實踐中也發(fā)現(xiàn)葡萄揭去草簾升溫后（4月份），土壤溫度驟升，根系休眠突然打破，傷流加重，營養(yǎng)流失，灌水后土壤溫度驟降，根系活力減弱，葉片發(fā)生黃化，落花落果加重。因此，在生產(chǎn)實踐中應緩慢升溫，延長升溫周期，使土壤溫度平穩(wěn)過渡，在灌水時因小水勤灌，防止灌水后土壤溫度驟降。同時在提高氣溫升高土溫時，應隨時監(jiān)測氣溫和土溫的變化，不要因為提高土壤溫度而使氣溫過高，致使葡萄地上部分枝葉發(fā)生灼傷，加重果實日灼。