咸水滴灌条件下沙土栽培柑橘树的蒸散量变化外文翻译资料

咸水滴灌条件下沙土栽培柑橘树的蒸散量变化

YANG Shengli (Sheng Li Yang 杨胜利) ¹， Shin-ichi Takeuchi²， Tomohisa Yano¹ amp; Yoshinobu Kitamura³

1. Arid Land Research Center, Tottori University, 1390 Hamaska, Tottori 680-0001, Japan;

2. Faculty of Engineering, Kyushu Kyouritsu University, Kitakyushu 807-8585, Japan;

3. Faculty of Agriculture, Tottori University, Tottori 680-8553, Japan

Correspondence should be addressed to Yang Shengli (email: slyang@alrc.tottori-u.ac.jp)

Received September 15, 2002

摘要：咸水滴灌条件下柑橘树蒸散量试验共花了4个月的时间。试验用了两台在温室里种植了柑橘树的蒸渗仪。一台蒸渗仪使用咸水灌溉（等量的2000 mg/L NaCl 和CaCl₂ ，EC=3.8 dS/m, SAR=5.9），另外一台使用淡水灌溉。施加的灌溉用水量为前一天蒸散量的1.2倍，蒸散量是用记录的每30分钟蒸渗仪里的重量变化计算出来的，蒸渗仪中的土壤含有95.8%沙子。试验结果如下。

（i）咸水灌溉后，柑橘树的蒸散量减少了，但在淋洗之后，蒸散量恢复了正常。然而，要把树体内的盐分排出需要花几个月的时间。

（ii）本文利用盐胁迫造成的折减系数（K_s）来评估咸水灌溉对柑橘树蒸散量的影响，咸水灌溉下的蒸散量(ET_s)可以通过淡水灌溉(ET)下蒸散量和等式ET_s = K_stimes;ET计算得出。K_s可以表示为EC_sw的函数。

(iii)土壤水含盐量（EC_sw）的临界值为9.5 dS/m，超过这个数值对蒸散产生不利影响。如果EC_sw可以被控制在9.5 dS/m以下，咸水可以用于灌溉。

关键字：蒸渗仪，滴灌，咸水，盐胁迫减少系数，蒸散。

地球上的水资源有限，淡水资源总量估计有3700万km³，而其中仅有0.3%可以作为可再生资源使用。缺水是世界上干旱和半干旱的灌溉农业发展的主要限制因素。灌溉节水技术的产生，特别是使用咸水灌溉被认为是21世纪在这些区域改善和发展农业的最有效方法之一。

然而，灌溉土壤的盐渍化问题是灌溉农业发展的主要制约因素之一。许多研究已经报道了不同程度的咸水可以成功用于灌溉，例如，充足的排水能把超出作物所需灌溉用水的部分排出，因此会去除根部区域的盐分，避免土壤盐渍化的发生^[1]。

柑橘是最重要的灌溉作物之一，但众所周知，柑橘树对盐分敏感^[2—4]。已知的大多数文献研究已经确定了应用咸水对水果尺寸、大小、质量和产量上的影响，而不是直接确定对柑橘树蒸散量的影响，例如，Levy等^[4]评估了咸水灌溉对几种柑橘的基因型响应的影响。Bar等^[2]调查了氯化物对生长期灌溉的影响和在不同硝酸盐环境下不耐盐、耐盐柑橘树生长的影响。另一方面，尽管目前对利用水质好的水灌溉的柑橘树的蒸散量进行了研究^[5,6]，但关于盐分对蒸散量的影响的认识还较少。

目前，已经有一些试验利用滴灌、喷灌、沟灌灌溉不同盐度的咸水进行了研究。Bernstein and Francois^[7]根据植物的需要，对植物浇灌了不同量的水。当使用低盐度的水时，在三种不同的灌溉方式下，他们获得了相似的辣椒产量，但当使用微咸水时，与滴灌相比，沟灌获得的产量减少了13%，喷灌获得产量减少了59%。Goldberg等^[8]报道了在使用具有3—4.5 dS/m电导率的盐水的情况下，与喷灌和沟灌相比，滴灌可以增加一些蔬菜作物的产量。用含1600 mg/L的盐水对高粱进行滴灌，其产量明显高于使用相同的水进行表面灌溉时的产量^[9]。以下因素有助于在使用咸水滴灌时取得好的效果：
（1）避免叶片对盐分的吸收和叶的灼伤。

（2）由于土壤在两种连续的灌溉下，高频滴灌的土壤干燥度低于传统的低频灌溉系统，导致土壤溶液盐浓度的增加

（3）湿润部分的盐不断地从根部活跃区域浸出，并在该区域的周围积累。

本文的目的是比较用咸水灌溉的柑橘树的蒸散量和淡水灌溉的柑橘树的蒸散量。提出了一种用于估计生长在沙土里用咸水滴灌的柑橘树的蒸散量的模型。

1.材料和方法

咸水滴灌柑橘树的蒸散量试验在鸟取大学的干旱土地研究中心的温室进行。温室配备了两套蒸渗仪，要对生长在沙土的蒸渗仪中的六年生柑橘树进行监测。每台蒸渗仪中都种有柑橘树，在温室里，它被种在相同土地上的八棵柑橘树所包围以保持适宜的小气候。土壤含砂为95.8% ^[10]。每台蒸渗仪的直径都为1.5m，深度为1.6m，精度为50g（0.028mm的水）的水。该蒸渗仪的重量数据使用终端计算机连续记录，蒸散量利用每30分钟蒸渗仪里的重量变化记录计算。该蒸渗仪有排水贮存器。

表1显示了在实验中使用的灌溉处理，实验被分为三个时期。为了在盐水处理前（时期1）蒸渗仪里保持同样的条件，并评估盐分从土壤中浸出（时期3）对蒸散的影响，蒸渗仪在时期1和3时使用淡水灌溉。在时期2，为了评估盐分积累对蒸散的影响，一台蒸渗仪(LS)使用咸水灌溉，其他的蒸渗仪(LC)使用淡水灌溉。蒸渗仪施加的灌溉用水都为前一天蒸散量的1.2倍，咸水由等量的2000 mg/L NaCl 和CaCl₂ 制成（EC = 3.8 dS/m, SAR = 5.9）。

土壤水含盐量（EC_sw）由安装深度为15厘米，与主干线的距离为30厘米的SPAD-PK-33 EC测量。为了保持柑橘树生长良好，在七月三日、七月十日和九月一日，以每棵树6升的速率施加溶解的复合肥（成分：N：15.0％，P：8.0％，K：17.0％等）。蒸散量通常用每单位时间的水深表示（例如，mm/d），由于通过滴灌造成的湿润土壤面积比蒸渗仪的表面积小，把每天蒸发的水（L / D）的体积作为从蒸渗仪减少的重量总量计算出的单位蒸散量。

2.结果和讨论

图1 为试验中，由LS和LC测定的每日蒸散量。为了避免由叶面积的不同造成的蒸散量的差异，在实验开始之前，所有柑橘树都进行了修剪。然而，在时期1还是能观察到蒸散量的差异。

图2 表明ET_LC 和ET_LS在淡水灌溉期间的关系。ET_LC和ET_LS有很高的相关性，在时期1时，ET_LC是ET_LS（R² =0.947）的0.805倍。为了消除由于两个蒸散仪中树的大小略有不同造成的差异，实验中所有蒸散量数据由0.805乘上ET_LS计算所得，文中均使用修正后的ET_LS。

图3显示了ET_LC 和ET_LS的每日蒸散比，K_s的变化是咸水灌溉影响蒸散量的一种表现。

如图3所示，自从两台蒸渗仪在相同的灌溉时间安排下进行淡水灌溉以来，K_s在时期1的变化为1.0，在进入时期2一周之后，K_s开始下降，咸水灌溉的不利影响出现，持续的咸水灌溉加强了这种影响。这种趋势一直持续到淋洗开始两周后，K_s的值下降到0.6左右。淋洗开始两周后，K_s开始逐渐升高，咸水灌溉导致了土壤盐渍化的增加。由于渗透势的降低，根部区域的高盐分土壤阻碍了水分的吸收。根部水分吸收减少的结果就是减少了蒸腾作用，最终减少了蒸散量。盐分从土壤浸出会减少累计含盐量，并使蒸散恢复正常^[11]。因此，K_s会在时期2减少，并在时期3恢复。然而，在实验中，一旦淋洗浸出时期被缩短，就无法实现蒸散的完全恢复。

图4显示了LS测量所得的土壤水含盐量(EC_sw, dS/m)与蒸散比率(K_s = ET_LS/ET_LC)之间的关系。当EC_sw低于9.5 dS/m时，K_s大约为1.0，表明了咸水灌溉对蒸散量的影响没有增加。当EC_sw的值达到9.5 dS/m，K_s开始降低，并随着EC_sw的不断上升而下降。咸水灌溉对蒸散量的影响表明了EC_sw临界值的存在，K_s可以被表示为EC_sw的函数，临界值为9.5 dS/m。下面有关K_s和EC_sw的函数式，只存在于EC_sw的值介于6到11（dS/m）之间。

这个结果与Van Genuchten和Hoffman[12]的发现一致。

咸水灌溉下的蒸散（ET_LS）可以由ET_LS = K_stimes;ET_LC计算得出，ET是淡水灌溉下的蒸散量，K_s是盐胁迫造成的折减系数。

如果土壤水含盐量可以被控制在9.5 dS/m以下，那么咸水可以被安全地用于柑橘树的灌溉。

3.结论

由该研究获得的成果可总结如下。

（1）柑橘树的蒸散从施加咸水后的一周开始减少，并从淋洗后两周开始增加。然而，有人认为这需要几个月的时间才能恢复正常。

（2）本文中，盐胁迫造成的折减系数（K_s）被用于估计咸水灌溉对柑橘树蒸散量的影响。咸水灌溉下的蒸散量(ET_LS)可以利用淡水灌溉(ET_LC)下的蒸散量和Ks来计算。盐胁迫造成的折减系数可以表示为土壤水含盐量（EC_sw）的函数

（3）EC_sw的临界值为9.5 dS/m，超过这个数值会出现对蒸散的不利影响。如果EC_sw可以被控制在9.5 dS/m以下，咸水可以用于灌溉。

参考文献：

1. Wienhold, B. J., Trooien, T. P., Salinity and sodicity changes under irrigated alfalfa in the Northern Great Plains, Soil Sci. Soc. Am. J., 1995, 59: 1709—1714.

2. Bar, Y., Apelbaum, A., Kafkafi, U. et al., Polyamines in chloride-stressed citrus plants: alleviation of stress by nitrate supplementation via irrigation water, J. Amer. Soc. Hort. Sci., 1996, 121(3): 507—513.

3. Gonzalez-Altozano, P., Castel, J. R., Regulated deficit irrigation in Clementina de Nules citrus trees: I. Yield and fruit quality effects, J. Hort. Sci. amp; Biotech., 1999, 74(6): 706—713.

4. Levy, Y., Lifshitz, J., De Malach, Y. et al., The response of several citrus genotypes to high-salinity irrigation water, HortScience, 1999, 34(5): 878—881.

5. Fares, A., Alva, A. K., Evaluation of capacitance probes for optimal irrigation of citrus through soil moisture monitoring in an entisol profile, Irrig. Sci., 2000, 19: 57—64.

6. Gonzalez-Altozano, P., Castel, J. R., Regulated deficit irrigation in Clementina de Nules citrus trees: II. Vegetative growth, J. Hort. Sci. amp; Biotech., 20

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