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      滴灌水鉀一體化對獼猴桃光合特性的影響

      2020-09-22 09:06:18崔寧博鄭順生龔道枝胡笑濤
      關(guān)鍵詞:鉀量光合作用獼猴桃

      唐 凡,崔寧博,,趙 璐,鄭順生,龔道枝,胡笑濤,馮 禹

      (1.四川大學(xué)水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室,水利水電學(xué)院,四川 成都 610065;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室,陜西 楊凌 712100;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所作物高效用水與抗災(zāi)減損國家工程實驗室,北京 100081)

      光合作用是作物生長的重要生理過程,是作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成的生物學(xué)基礎(chǔ),是生物固碳的主要途徑[1],對實現(xiàn)作物的營養(yǎng)積累、維持碳-氧平衡具有重要意義[2]。光合作用的大小可以反映果樹的生理狀態(tài)并直接影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。水分是植物進行光合作用最重要的原料之一,水分的供給量會直接影響到植物光合作用的進行。一方面水分供應(yīng)不足會抑制根系的發(fā)育和葉綠體光合作用相關(guān)酶活性,進而影響果樹葉片光合作用;另一方面水分供應(yīng)過量會抑制根系呼吸,打破生殖生長和營養(yǎng)生長的平衡,不利于果樹光合作用;適量的灌水量既可以保證果樹光合作用的需要,也可節(jié)約用水[3]。關(guān)于水分虧缺對果樹光合特性的影響研究較多,對獼猴桃、葡萄、厚皮甜瓜[3-5]等的研究發(fā)現(xiàn),水分虧缺會降低氣孔導(dǎo)度(Gs),進而導(dǎo)致凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)降低,但是會提高瞬時水分利用效率(WUEi)。對葡萄[6]、梨棗[7]的研究表明,適當(dāng)減少灌水量能夠促進植株生長,增加葉片Pn,減小Tr、Ci,提高WUEi。馬軍勇等[8]認(rèn)為降低灌水下限會降低棗樹葉片Pn、Tr、Gs,但會提高WUEi,灌水下限設(shè)置為田間持水率的55%,棗樹的葉片WUEi顯著提高,同時獲得較好的紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)。鐘海霞等[9]的研究表明,灌水量在220 m3·667m-2時赤霞珠葡萄葉片Pn較對照(灌水量為330 m3·667m-2)高1.47%、Tr較對照低8.5%、WUEi較對照高8.8%。

      鉀是植物體內(nèi)重要的礦質(zhì)營養(yǎng)元素,鉀對果樹葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和葉綠素含量具有調(diào)控作用,可促進葉片的光合作用,鉀也是植物體內(nèi)多種酶的活化劑,可促進光合作用產(chǎn)物的運輸,與作物的品質(zhì)密切相關(guān)[10]。大量研究表明水鉀一體化可對果樹光合作用產(chǎn)生不同影響,進而影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)[11-15]。徐新翔等[11]研究發(fā)現(xiàn),鉀素供應(yīng)過低或過高均抑制蘋果幼苗葉片光合作用,而適宜的鉀素供應(yīng)水平(6 mmol·L-1)可以提高Pn;朱祖雷等[12]認(rèn)為施鉀(K2O)153 g·株-1時,駿棗葉片Pn、Tr、Gs均大于其他處理,有助于提高WUEi;周敏等[13]研究表明,施鉀量為270 g·株-1時較有利于刺葡萄光合作用;王英珍等[14]研究發(fā)現(xiàn),隨著水培液鉀濃度的增加,梨樹根系生長和光合強度呈先增大后減小的趨勢;王小娟等[15]的研究表明,施鉀能增加厚皮甜瓜葉綠素含量及凈光合速率。

      獼猴桃美味營養(yǎng),尤其以富含維生素C而聞名,被譽為“水果之王”[4]。我國獼猴桃種植面積和產(chǎn)量均居世界第一,四川是我國獼猴桃主產(chǎn)區(qū)和優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一,種植面積已達4萬hm2,且以金艷獼猴桃為主[16],目前關(guān)于灌溉和施肥對獼猴桃光合作用的影響已有相關(guān)研究。張效星等[4]的研究表明,適度減少灌水降低了獼猴桃葉片Pn、Tr,但能提高WUEi。賀浩浩[17]認(rèn)為,三種水肥一體化處理均能提高獼猴桃葉片葉綠素含量和果實產(chǎn)量,以有機全營養(yǎng)液水肥一體化提升幅度最大,達30%和15.2%;高晶波[18]研究表明,水肥一體化處理下,水分利用效率顯著提高37%,產(chǎn)量也略有上升。

      目前關(guān)于不同生育期滴灌水鉀一體化對獼猴桃光合特性的影響研究較少。本文擬通過試驗研究水鉀一體化對獼猴桃葉片光合特性的影響,以期為滴灌水鉀一體化技術(shù)在獼猴桃生產(chǎn)中的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

      1 材料與方法

      1.1 研究區(qū)概況及試驗設(shè)計

      試驗于2019年3月1日至10月15日在四川省成都市蒲江縣復(fù)興鄉(xiāng)佳沃獼猴桃產(chǎn)業(yè)示范基地進行,試驗地區(qū)地形屬淺丘地形,年均氣溫為16.3℃,年均降雨量為1 228 mm,干燥度為0.68,溫光條件較好。土壤類型以黃壤土為主,平均容重1.27 g·cm-3,田間質(zhì)量持水率為30.18%,土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.69 g·kg-1,有機質(zhì)量為9.32 g·kg-1,有效磷量為4.6 mg·kg-1,速效鉀量為130 mg·kg-1。場地均搭設(shè)鋼架覆蓋防雨大棚,大棚兩側(cè)高7.5 m,中部拱高10 m,四周開敞,大棚頂部薄膜材料為白色厚度0.12 mm的PEP利得膜,透光率91%。

      試驗選8 a生金艷獼猴桃為試材,主要生育期為3月上旬—10月上旬,根據(jù)其生育特征,將其生育期劃分為:抽梢開花期(I期,3月1日—4月5日)、坐果期(II期,4月5日—4月30日)、果實膨大期(III期,5月1日—6月30日)和果實成熟期(IV期,7月1日—10月10日)。試驗小區(qū)長6.0 m、寬4.5 m、面積27.0 m2,種植密度為48棵·667m-2,試驗每個處理設(shè)置3個重復(fù),每個試驗小區(qū)間采用60 cm隔水板做防滲隔離,試驗區(qū)地下水埋深12 m,對試驗影響可忽略。灌溉施肥采用低壓滴灌水肥一體化系統(tǒng),選用滴頭流量穩(wěn)定均勻的壓力補償式滴灌帶,進而控制不同處理的灌水時間以實現(xiàn)虧水處理。小區(qū)采用兩條滴灌帶控制1個試驗小區(qū),滴灌帶水平距離樹干60 cm,布設(shè)在獼猴桃樹兩旁,長度均為6 m,滴灌帶滴頭間距30 cm,每個滴頭流量3.2 L·h-1。

      試驗設(shè)置1個對照組(CK)。每年試驗處理前施入等量的基肥(安杰農(nóng)業(yè)有機肥),試驗處理氮肥采用尿素(總氮≥46%),磷肥采用過磷酸鈣(有效P2O5≥16.0%),鉀肥采用氯化鉀(K2O≥60%)。CK處理抽梢開花期施N、P、K肥各3.0 kg·667m-2,幼果期分別施N、P、K肥2.0、5.7、2.0 kg·667m-2,果實膨大期分別施N、P、K肥2.6、3.6、6.0 kg·667m-2,果實成熟期分別施N、P、K肥3.6、3.4、7.8 kg·667m-2。在III、IV期各設(shè)置3個水平的虧水處理和2個水平的施鉀處理,虧缺處理的灌水量分別為CK的80%(LD)、60%(MD)、40%(SD),灌水周期為8~12 d,灌水定額、周期根據(jù)佳沃(成都)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司及當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)驗得出,鉀肥處理水平分別為CK的80%(HK)、60%(LK),鉀肥施用量根據(jù)佳沃(成都)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)驗得到的施肥方案換算調(diào)整而得。具體試驗方案見表1。

      1.2 測定指標(biāo)與測定方法

      采用全自動便攜式光合儀(LCPro-SD,英國ADC),在2019年5月25日和8月15日8∶00—18∶00 每2 h測定一次葉片光合指標(biāo),重復(fù)3次取均值;分別測其凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和胞間CO2濃度(Ci)等指標(biāo)對水分、鉀素的響應(yīng);葉片凈光合速率(Pn)與蒸騰速率(Tr)之比為葉片瞬時水分利用效率(WUEi),葉片凈光合速率(Pn)與胞間CO2濃度(Ci)之比為葉片羧化速率(CE)。

      1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

      試驗數(shù)據(jù)及圖表均以Microsoft Excel 2010處理繪制,以SPSS 20.0進行單因素方差及多因素方差分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 水鉀一體化對獼猴桃果實膨大期葉片光合特性的影響

      圖1(a)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下Pn的日變化,可見2019年5月25日,Ⅲ期水鉀一體化處理下,Pn呈“雙峰”曲線,上午的Pn整體上明顯高于下午,LDHK處理Pn整體上最大。8∶00—10∶00期間各處理Pn迅速上升至峰值,這是由于經(jīng)過夜間的富集作用,Ci較高,隨著氣溫的升高和光合有效輻射的上升,Pn升高,此時LDHK處理最大,為8.97 μmol·m-2·s-1,較CK高7.99%,其余處理均低于CK;10∶00后各處理Pn下降,14∶00 降至低谷,此時各處理出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象,這是由于夏季正午光照強度過大,植物為了防止失水過多,關(guān)閉部分氣孔,減少了CO2的吸收量,因此也降低了光合強度;14∶00—16∶00期間Pn緩慢上升,各處理在16∶00出現(xiàn)第二個峰值,此時LDHK比CK高16.67%。表2為III期水鉀耦合獼猴桃光合特性日均值。Ⅲ期相同施鉀量下Pn隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);SD、MD處理下Pn隨施鉀量增加而降低,LD處理下Pn隨施鉀量增加而顯著增大(P<0.05),LDHK處理的Pn最大,為5.31 μmol·m-2·s-1,較CK提高11.38%(P<0.05),其余處理較CK低3.74%~41.59%。

      表1 獼猴桃滴灌水鉀一體化試驗各處理灌水定額、施鉀量

      圖1(b)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下葉片Tr的日變化。Ⅲ期水鉀一體化處理下,各處理獼猴桃葉片Tr變化趨勢均呈“雙峰”曲線,LDHK處理Tr整體上最大。12∶00時,各處理Tr到達峰值,此時LDHK處理最大,為4.38 mmol·m-2·s-1,較CK高4.19%,其余處理較CK低5.58%~27.33%。Tr受光照強度、溫度影響很大,8∶00—12∶00光強增大,溫度升高,葉片內(nèi)外蒸氣壓差增大,蒸騰速率加快。14∶00時,氣溫過高,葉片過度失水,氣孔關(guān)閉,蒸騰減弱至低谷。由表2可以看出,Ⅲ期相同施鉀量下,Tr隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);SD、MD處理下Tr隨施鉀量增加而降低,MD處理下差異達顯著性水平(P<0.05),LD處理下Tr隨施鉀量增加而顯著增大(P<0.05)。LDHK的Tr最大,為2.85 mmol·m-2·s-1,較CK高8.08%,其余處理較CK低3.87%~33.41%。這說明,灌水量較低時,增加施鉀量可明顯降低Tr,影響植株生長發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn),土壤中過多的鉀離子對氮、鈣、鎂等其他養(yǎng)分的吸收會產(chǎn)生拮抗作用[19-20],而重度缺水使鉀離子濃度升高加劇了這種拮抗作用。

      1.4.8 地形參數(shù) 由于地形與土壤類型存在著密切聯(lián)系,采用分辨率為90 m的DEM數(shù)據(jù)進行地形特征參數(shù)的提取,綜合比例尺相當(dāng)于1∶25萬的數(shù)字高程圖像SRTM3數(shù)據(jù),并對地形數(shù)據(jù)進行特征參數(shù)的提取,包括:坡度[16]、表面曲率。

      圖1(c)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下葉片Gs的日變化。Ⅲ期水鉀一體化處理下,各處理Gs日變化呈“雙峰”曲線,CK處理Gs整體上最大,10∶00與16∶00到達峰值,峰值分別為0.71 mol·m-2·s-1、0.36 mol·m-2·s-1。表2表明,Ⅲ期相同施鉀量下,Gs隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);相同灌水量下,Gs隨施鉀量增加而增大,SD處理下差異達顯著性水平(P<0.05)。CK的Gs最大,為0.34 mol·m-2·s-1,各處理較CK低4.39%~56.37%。Gs對土壤濕度、溫度、水勢的響應(yīng)敏感,充足的水分有利于增加土壤濕度、降低空氣溫度和相對濕度、改善植物體內(nèi)水勢,促進葉片氣孔開放,進而促進葉片光合作用。

      圖1(d)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下葉片Ci的日變化。Ⅲ期水鉀一體化處理下,Ⅲ期各處理Ci日變化呈凹型,各處理在08∶00值最大,為329~400 μmol·mol-1、12∶00最小,為227~318 μmol·mol-1;Ci值與Pn、Gs密切相關(guān),夜間葉片幾乎不進行光合作用,經(jīng)過晚間的積累,獼猴桃葉片Ci在08∶00時最大,隨著光照強度的增強,Gs提高、Pn增強、CO2消耗量增加,Ci開始下降,10∶00—12∶00光照、溫度均處于較高水平,Gs降低,Pn開始減弱,所以CO2同化減慢,直至12∶00Ci達到最小值,而下午的光合強度明顯低于上午,Ci逐漸回升。表2表明,Ⅲ期相同施鉀量下,Ci隨灌水量的增加而顯著減小(P<0.05);相同灌水量下,Ci隨施鉀量變化無明顯規(guī)律。CK的Ci最小,值為270.54 μmol·mol-1,其余處理較CK高1%~25.82%。

      圖1(e)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下葉片WUEi的日變化。Ⅲ期水鉀一體化處理下,Ⅲ期各處理WUEi在10∶00、12∶00 分別達到最大和最小值。8∶00—10∶00Pn增幅明顯大于Tr的增幅,因此WUEi迅速上升,隨著Pn下降,Tr增加,WUEi回落,直至12∶00達到最小值;12∶00—14∶00Pn的降幅明顯小于Tr,因此WUEi回升并趨于穩(wěn)定。表2表明,Ⅲ期相同施鉀量下WUEi隨灌水量增加而增大,SD處理WUEi顯著降低(P<0.05);SD處理下,WUEi隨施鉀量增加而降低,MD、LD處理下WUEi隨施鉀量增加而增大。LDHK處理的WUEi最大,為1.86 μmol·mmol-1,較CK高3.06%,其余處理較CK低2.41%~12.27%。

      圖1(f)為獼猴桃果實膨大期滴灌水鉀一體化管理下葉片CE的日變化。Ⅲ期水鉀一體化處理下,獼猴桃葉片CE變化趨勢和Pn相似,呈“雙峰”曲線,LDHK處理CE整體上最大。表2表明,Ⅲ期相同施鉀量下,CE隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);SD、MD處理下CE隨施鉀量增加而減小,LD處理下CE隨施鉀量增加而顯著增大(P<0.05)。LDHK處理CE最大,為0.0174 mmol·m-2·s-1,較CK高10.83%,其余處理較CK低6.16%~48.75%。CE受光照、溫度、水分、CO2濃度、植株生物等因素影響,充足的水分下增加施鉀量有助于葉片氣孔開放,提高CO2濃度,進而提高CE。

      圖1 滴灌水鉀一體化處理下獼猴桃果實膨大期葉片光合日變化Fig.1 Diurnal changes of photosynthesis of kiwifruit leaves during fruit expansionstage under the drip irrigation with water-potassium integration

      表2 滴灌水鉀一體化對獼猴桃果實膨大期葉片光合參數(shù)的影響(5月23日)

      表2也表明,灌水量對各光合指標(biāo)影響均達極顯著水平(P<0.01),Pn、Tr受水鉀一體化作用影響達極顯著水平(P<0.01),Gs受施鉀量影響達顯著水平(P<0.05),CE受水鉀一體化作用影響達顯著水平(P<0.05)。

      2.2 水鉀一體化對果實成熟期葉片光合特性的影響

      圖2(a)為獼猴桃果實成熟期滴灌水鉀一體化管理下葉片Pn的日變化。2019年8月15日,Ⅳ期水鉀一體化處理下,Pn變化呈“雙峰”曲線,CK的Pn在上午時段最高,LDHK處理的Pn在下午時段最高,表明LDHK處理能較快地從“午休”狀態(tài)恢復(fù)。表3表明,Ⅳ期相同施鉀量下,Pn隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);SD、LD處理下Pn隨施鉀量增加而增大,其中LD處理下差異達顯著性水平(P<0.05)。LDHK處理的Pn最大,為6.24 μmol·m-2·s-1,較CK高0.96%,其余處理較CK低4.82%~50.11%。

      圖2(c)為獼猴桃果實成熟期滴灌水鉀一體化管理下葉片Gs的日變化。Ⅳ期水鉀一體化處理下,Gs日變化趨勢與Ⅲ期相同,LDHK處理Gs整體上最大。表3表明,Ⅳ期相同施鉀量下,Gs隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);相同灌水量下,Gs隨施鉀量增加而增大,LD處理下差異達顯著性水平(P<0.05)。LDHK處理的Gs最大,為0.37 mol·m-2·s-1,較CK高5.88%,其余處理較CK低6.10%~44.79%。鉀可以通過調(diào)節(jié)氣孔形狀和功能來影響氣孔導(dǎo)度,缺鉀脅迫會降低氣孔的長、寬和孔徑面積,也會影響葉片保衛(wèi)細(xì)胞對K+以及其他無機和有機離子的快速吸收,進而影響氣孔的開放和關(guān)閉過程[10]。

      圖2(d)為獼猴桃果實成熟期滴灌水鉀一體化管理下葉片Ci的日變化。Ⅳ期水鉀一體化處理下Ci日變化呈“凹”型,LDLK處理Ci整體上較低。表3表明,Ⅳ期相同施鉀量下,Ci隨灌水量增加而顯著減小(P<0.05);相同灌水量下,Ci隨施鉀量變化無明顯規(guī)律。

      圖2(e)為獼猴桃果實成熟期滴灌水鉀一體化管理下葉片WUEi的日變化。Ⅳ期水鉀一體化處理下,WUEi日變化趨勢與Ⅲ期相同。表3表明,LK處理下WUEi隨灌水量增加呈先增大后減小的趨勢,HK處理下WUEi隨灌水量增加呈先減小后增大的趨勢;SD、LD處理下WUEi隨施鉀量增加而增大,MD處理下WUEi隨施鉀量增加而顯著減小(P<0.05)。LDHK處理的WUEi最大,為2.18 μmol·mmol-1,較CK高2%,差異未達顯著性水平(P>0.05)。Ⅳ期的WUEi較Ⅲ期高,這是因為8月25日氣溫高,光照強度大,導(dǎo)致Tr較低,但Pn水平較高。

      圖2(f)為獼猴桃果實成熟期滴灌水鉀一體化管理下葉片CE的日變化。Ⅳ期水鉀一體化處理下,CE日變化與III期類似呈“雙峰”曲線。表3表明,Ⅳ期相同施鉀量下,CE隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);SD、MD處理下CE隨施鉀量增加而減少,LD處理下,CE隨施鉀量增加而增大,差異均未達顯著性水平(P>0.05)。LDHK處理的CE最大,為0.0209 mmol·m-2·s-1,較CK高0.3%,其余處理較CK低3.67%~55.14%。Ⅳ期葉片CE整體高于III期,Ⅳ期是獼猴桃果實營養(yǎng)、糖分等快速積累的時期,營養(yǎng)物質(zhì)從葉片向果實加速轉(zhuǎn)移,進一步加快了同化速率,使CE保持較高水平。

      表3也表明,灌水量對各光合指標(biāo)影響均達極顯著水平(P<0.01);施鉀量對Tr、Ci影響顯著(P<0.05);水鉀一體化對Pn、Tr、WUEi影響顯著(P<0.05)。

      3 討 論

      本研究發(fā)現(xiàn),灌水量是影響獼猴桃葉片光合特性的主要因素,除Ci、WUEi外各光合指標(biāo)均隨灌水量的增加而顯著增大(P<0.05),Chartzoulakis[21]得到相同結(jié)論。光合作用是植物生命活動最基本的物質(zhì)和能量來源,水分虧缺會減小葉片Gs,限制CO2進入細(xì)胞中,影響植物葉片光合作用,也會影響Rubisco的基因表達,抑制Rubisco的合成,從而降低CE[22]。本研究發(fā)現(xiàn),LD處理有利于提高獼猴桃葉片Pn、Tr、Gs、WUEi及CE。水分是影響果樹營養(yǎng)生長和光合作用的最為敏感的因素,作物的光合作用依賴于土壤中的水分變化,當(dāng)水分過量或虧缺時,會影響果樹根系呼吸、礦物質(zhì)元素的吸收、光合作用、抗病能力及地上生長量等[23]。但適度水分虧缺有利于提高葉片光合速率和瞬時水分利用效率。Zhong等[24]研究發(fā)現(xiàn),黃土高原蘋果樹水分虧缺處理的最佳時期為Ⅱ期,在此期間產(chǎn)量和WUEi最高;Hebbar等[25]研究表明,水分虧缺導(dǎo)致可可葉片胞間CO2濃度增加,進而提高了Pn,導(dǎo)致生物量的高積累,提高了WUEi。

      圖2 水鉀一體化處理下獼猴桃果實成熟期葉片光合日變化Fig.2 Diurnal changes of photosynthesis of kiwifruit leaves during fruit maturity stage underthe drip irrigation with water-potassium integration

      表3 水鉀一體化對獼猴桃果實成熟期葉片光合參數(shù)的影響(8月15日)

      本研究發(fā)現(xiàn),各水分處理下增加施鉀量均能對獼猴桃葉片光合特性產(chǎn)生影響,LD處理下,施鉀量的增加能顯著增大Pn、Tr、Gs、CE(P<0.05)而SD處理下結(jié)果相反。鉀是加速果樹光合機構(gòu)運轉(zhuǎn)的重要驅(qū)動力,對果實生長發(fā)育和品質(zhì)的形成具有重要意義[26]。研究表明,鉀可以在許多方面影響光合作用進程,如促進氣孔開放,提高葉片中葉綠素含量,提高光合作用中酶的活性和有效性,提高葉肉細(xì)胞的滲透勢,提高質(zhì)子流跨膜運輸效率以及合成光合作用所需要的ATP等[27]。另一方面,過量的鉀會帶來負(fù)面影響,水肥對果樹的耦合效應(yīng)可產(chǎn)生3種不同的結(jié)果或現(xiàn)象,即協(xié)同效應(yīng)、順序加和效應(yīng)和拮抗效應(yīng)[28]。大量研究表明水肥耦合在一定范圍內(nèi),對果樹光合作用和水分利用效率具有促進作用,合理的水肥組合可以提高兩者的效率并產(chǎn)生協(xié)同作用[29-32]。彭有亮等[33]認(rèn)為,水肥處理對芒果葉片Pn呈現(xiàn)協(xié)同效應(yīng),而在膨大期虧水50%處理下對WUEi呈現(xiàn)拮抗效應(yīng);張興國等[34]的研究表明,在充分灌水下,葡萄產(chǎn)量和WUEi隨施肥量增加呈先增大后減小的趨勢;陳昱辛等[35]對柑橘的研究表明,僅在輕度虧水處理下,增加施肥量有利于提高Pn、有效降低Tr,進而提高WUEi;劉小剛等[36]的研究表明灌水量為75%ET處理下,增加施肥量能有效提高芒果葉片Pn、Gs和WUEi,而在灌水為100%ET處理下結(jié)果相反。孫騫等[27]的研究表明充分灌溉時,提升供鉀水平可提高獼猴桃葉片的Pn、Gs、WUEi,降低Ci、Tr,本研究得到了相似的結(jié)論;而王英珍等[14]的研究表明,高鉀濃度的水培下,梨樹新梢、根系生長受到抑制、葉面積顯著減小(P<0.05),且葉綠體結(jié)構(gòu)受到破壞,導(dǎo)致光合能力顯著下降。孫騫等[27]也發(fā)現(xiàn),隨著施鉀量增加,獼猴桃葉片Pn、Gs、WUEi和葉綠素含量呈先增大后減小的趨勢。因此,本試驗還將在相同虧水程度下增加施鉀水平,并結(jié)合葉片葉綠素含量進一步研究水鉀一體化對獼猴桃光合特性的影響。

      4 結(jié) 論

      1)水鉀一體化處理對獼猴桃光合特性影響顯著。III期相同施鉀量下,葉片Pn、Tr、Gs和CE均隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);LD處理下葉片Pn、Tr、Gs、WUEi和CE均隨施鉀量增加而增大,III-LDHK較III-LDLK的Pn、Tr和CE顯著增大(P<0.05),與CK相比III-LDHK處理Pn顯著提高11.38%(P<0.05),WUEi提高3.06%,CE提高10.83%;SD處理下葉片Pn、Tr、WUEi和CE隨施鉀量增加而下降,與CK相比,SD處理下,除Ci外各光合指標(biāo)均顯著降低(P<0.05);MD處理下,Pn、Tr、Ci和CE隨施鉀量增加而下降,Gs、WUEi隨施鉀量增加而增大,與CK相比,MD處理下除WUEi未呈現(xiàn)顯著性差異(P>0.05)外,其余光合指標(biāo)顯著下降(P<0.05)。

      2)IV期相同施鉀量時,Pn、Tr、Gs和CE均隨灌水量增加而顯著增大(P<0.05);LD處理下葉片Pn、Tr、Gs、WUEi、CE均隨施鉀量增加而增大,IV-LDHK較IV-LDLK的Pn和Gs顯著增大(P<0.05),與CK相比IV-LDHK處理Pn提高0.96%,WUEi提高2.00%,但差異未達顯著性水平(P>0.05)。SD、MD處理下,隨施鉀量變化,葉片光合指標(biāo)變化不明顯;與CK相比,SD處理下,除Ci外各光合指標(biāo)均顯著降低(P<0.05),MD處理下,除MDLK處理下WUEi未呈現(xiàn)顯著性差異(P>0.05)外,其余各光合指標(biāo)顯著性下降(P<0.05)。

      3)灌水量對獼猴桃葉片光合指標(biāo)的影響大于施鉀量的影響。III、IV期灌水量對各光合指標(biāo)影響均達極顯著水平(P<0.01),施鉀量對Ⅲ期Gs與IV期Tr、Gs影響顯著(P<0.05)。III期比IV期表現(xiàn)出更高的水鉀敏感度,水鉀一體化對III期Pn、Tr影響極顯著(P<0.01),對CE影響顯著(P<0.05),對IV期Pn、Tr、WUEi影響顯著(P<0.05)。

      綜合來看,與CK處理相比,在果實膨大期和果實成熟期,輕度水分虧缺和較高的鉀肥配比(III-LDHK與IV-LDHK處理)可節(jié)水節(jié)肥20%,且有利于改善獼猴桃葉片光合作用,是獼猴桃較適宜的滴灌水鉀一體化管理模式。

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