柑橘需水规律研究进展及趋势展望

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柑橘需水规律研究进展及趋势展望
作者:王武杨海建洪林杨蕾王敏李霜
来源:《南方农业·上》2022年第10期
摘要柑橘需水量和需水规律对于柑橘生产具有重要的研究和指导意义。

已有研究表明:柑橘年需水量900~1 000 mm,柑橘主产区水资源总量较为充足,多年平均降雨量在1 200~1 500 mm,但存在降雨时空分布不均,导致部分柑橘主产区旱灾频发。

柑橘果实膨大期和抽梢开花期是柑橘生育期需水的关键时期。

柑橘生长发育的适宜土壤含水量为15%~25%,灌溉土壤湿润层深度为30~40 cm,灌水定额为20~30 mm,灌水周期因柑橘生育阶段的耗水强度不同而存在较大差异。

适度的灌溉量既能提高柑橘产量和品质,又能提高水分利用效率、节约用水。

关键词柑橘;需水规律;需水量;土壤含水量;研究进展
中图分类号:S666 文献标志码:A DOI:10.19415/ki.1673-890x.2022.19.035
目前,我国灌溉面积占耕地面积的50%左右,农业用水量占全国总用水量的70%以上。

但是,我国农业水分利用效率仅为0.45左右,远低于国际灌溉水有效利用效率(0.7~0.8)。

如果采用先进的节水灌溉技术,灌溉水利用效率可从0.4提高到0.6,每年可节约用水800多亿m3。

《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》(国发〔2012〕3号)、《中国水资源公报2017年》、《农业灌溉用水定额:柑橘》,对我国用水总量定下了发展规划目标。

只有准确掌握作物不同生育阶段的需水量才能制定高效的灌溉方案和技术措施,进一步提高水资源利用效率,节约用水,缓解水资源短缺[1-3]。

喷灌、滴灌、渗灌等先进的灌溉方式逐步取代漫灌、沟灌、浇灌等传统的灌溉方式,大幅度地提高了灌溉水的利用效率,实现了节约用水、增产增效。

根据联合国粮食及农业组织(FAO)2019年统计数据显示,我国柑橘种植面积261.73万hm2,产量4 584.54万t,柑橘产业已成为我国第一大果树产业,形成了4个优势产业带(浙南闽西粤,东宽皮柑橘带;赣南湘南桂北,脐橙带;鄂西湘西,宽皮柑橘带;长江上中游,甜橙带)和2个特色基地(陕西汉中、云贵2个特色优势柑橘基地)的产业格局,鲜果供应期有10个月左右。

水分是柑橘生长发育的基础,是其进行生命活动的必要条件,柑橘园水分管理是否科学合理将直接影响柑橘的生长发育、果实的产量与品质。

尤其是在柑橘生长发育的需水关键期,必须保证土壤灌溉用水充足。

柑橘主产区水资源总量较为充足,多年平均降雨量在1 200~1 500 mm,基本能够满足柑橘产业的需水要求。

但存在地区水土资源配置不平衡、降雨时空分布不均等问题,导致部分柑橘主产区水旱(涝灾、旱灾)灾害频发。

其次,由于柑橘产业主要分布在山区丘陵地带、柑橘果园灌溉用水量大、排灌系统落后或不完善、栽培管理技术
落后等原因,柑橘抵御自然灾害方面的能力较差,尤其季节性的高温伏旱导致的严重缺水问题,制约或阻碍了柑橘产业的健康发展。

彭良志指出我国柑橘主产区存在春旱、伏秋干旱和冬旱。

春旱主要分布在西南产区,为柑橘春梢生长和开花着果阶段。

伏秋干旱在各柑橘产区普遍存在,此时为果实迅速膨大期。

冬旱在江南柑橘产区时有发生,在果实成熟期和花芽分化期[4]。

解决季节性伏旱缺水难题的根本措施是大力发展高效节水技术,加快灌溉方式从低效粗放型向适产高效型的转变,同时以灌溉制度优化、水肥协同精准调控为核心,提高水肥资源利用率,实现由传统农业向现代农业的转变[5]。

1 柑橘需水量
作物需水量是作物生理需水量和生态需水量之和。

作物需水量因作物种类、地区、年份(月份)而差异较大。

作物需水量可以参考作物蒸发量。

作物蒸发量是反映作物耗水量的重要指标,在实际计算中,作物需水量等于植株蒸腾与株间蒸发消耗的水量之和(蒸发量)[6]。

目前,作物蒸发量间接预测方法或模型超过50种,其中间接估算法中的彭曼—蒙特斯公式因其较高的准确性和良好的适用性被广泛使用。

梁文经[7](1987年)、林子腾[8](1995年)、邹战强[9-10]等基于气象因子指出广东省不同产区柑橘多年需水量在900~960 mm之间。

杨文根据《灌溉试验规范》(SL 13—90)中水量平衡公式求出广东省梅州地区脐橙需水量为659.8 mm[11]。

谭宏伟等研究表明广西柑橘年均需水量为1 187 mm[12]。

根据多个柑橘产区的研究表明,柑橘产量在600~2 000 kg/667 m2时,需水量为750~1 000 mm,即每生产1 kg柑橘果实需水0.3~0.5 m3。

柑橘需水量计算公式为
ETc=68.18E00.350Y0.075,式中ETc为柑橘全年需水量,Y为柑橘果实产量,单位为kg/667 m2,E0全年水面蒸发量,单位为mm[6]。

邹战强研究提出柑橘月田间需水量=27.57+0.56x月水面蒸发量。

柑橘需水量与产量的回归方程为对数曲線,即柑橘需水量=288.45×lnY﹣1010.19,式中Y为柑橘产量,单位为kg/667 m2,并推算出每生产1 kg的柑橘果实的耗水量为1.09 mm,相当于0.73 m3/667 m2[10]。

此外,柑橘需水量的大小同树龄有关,幼树耗水较少,成年树耗水量较大。

林子腾研究表明广东潮州地区1龄柑橘需水强度为2.5 mm·d-1,2龄柑橘为2.73 mm·d-1,3~4龄柑橘需水强度分别为3.66 mm·d-1和3.72 mm·d-1[8]。

2 柑橘各生育阶段需水规律
柑橘是多年生经济作物,不同生长发育阶段对水需求不同。

按月份划分,7—8月夏梢生长期和果实膨大期的日需水强度较大,即3.0~3.9 mm·d-1;12月至次年1月果实成熟期和休眠期日需水强度较小,即0.2~0.8 mm·d-1。

金初豁等研究表明重庆江津地区锦橙物候期日耗水量花期>花蕾期>萌芽抽梢期[13-15]。

金初豁等[15]、邓胜兴[16]的研究表明果实膨大期是
柑橘生长发育的需水临界期,即灌溉关键期。

杨文研究表明脐橙果实膨大期日耗水量最多,果实成熟期日耗水量最少[11]。

冉梽乂研究提出不知火柑橘耗水强度随生育期呈先增后减的趋势,即果实膨大期>果实成熟期>幼果期>抽梢开花期[17]。

邹战强研究表明广东地区柑橘多年平均需水量为951.7 mm,其中花芽期需水量92.77 mm,占9.75%,平均日需水强度1.25 mm·d-1;开花挂果期需水量353.13 mm,占37.11%,平均日需水强度3.3 mm·d-1;果实膨大期需水量374.73 mm,占39.37%,平均日需水强度3.5 mm·d-1;成熟期需水量为131.0 mm,占13.77%,平均日需水强度1.7 mm·d-1[10]。

冉梽乂(2020年)研究表明不知火柑橘抽梢开花期、幼果期、果实膨大期、果实成熟期的平均耗水量分别为23.23 mm、93.49 mm、363.00 mm、145.38 mm[17]。

3 柑橘行间与树下土壤水分消耗规律
柑橘果园土壤水分主要靠自然降雨和人工补给,并以自然降雨为主。

而土壤供水能力与水源、土壤自身水分性状有关。

自然降雨和土壤水分条件能否与果树生理需水相协调,将直接影响果树生产。

从柑橘生长周期来看,柑橘的生理需水高峰期为春梢—花期、果实迅速增大期。

研究结果显示,通常1 cm厚的土层可以蓄水1 mm左右,有效土层的厚薄直接影响到土壤含水量和柑橘的抗旱能力。

伏秋干旱季节,柑橘园每天的耗水量为4~5 mm(即每667 m2 2.7~3.3 m3),柑橘果园有效土层1 m的土壤蓄水可供维持20 d左右[4]。

柑橘耗水区域主要为树下、树冠下、树间,分析不同区域柑橘耗水的分布规律有利于灌溉技术的确定。

广东省潮州市的试验结果表明,1)柑橘树间和树冠下的水分消耗基本一致,耗水量主要集中在上层土壤(0~15 cm)。

垂直分布则不同(随着土层深度的增加,土层耗水量逐渐降低):0~15 cm土层的耗水量,树间为9.15 mm,树冠下为7.31 mm;25~35 cm土层的耗水量,树间为1.55 mm,树冠下为1.85 mm。

2)树下的土壤水分消耗总量较少,各土层间差异较小,0~15 cm土层为2.23 mm,25~35 cm土层为2.19 mm[6]。

谢远玉等研究表明,不同土层含水率对果实膨大速度的影响不同,以0~30 cm土层的土壤含水率对果径增长影响最为显著;在高温干旱季节可采用部分根区0~30 cm土层的非充分穴灌方法,以快速提高若干个树冠内0~30 cm土层区域的土壤含水量[18]。

因此,可以对柑橘植株采取局部灌溉,这样既能满足树体需水要求,又能充分发挥抗旱灌溉的效率,节约用水量。

4 柑橘适宜土壤湿度
在果树的整个生长发育期中,缺水对植株新陈代谢和产量影响最大的时期,以及果树对缺水反应最敏感的时期称为果树的需水临界期。

一般果树新梢旺长期和幼果膨大期为第1个需水临界期,果实迅速膨大期为第2个需水临界期[19]。

根据柑橘需水相关资料,柑橘不同的生长发育期对水的需求量也不同,对土壤湿度要求也不同。

柑橘生长发育的土壤适宜湿度(含水量)为田间持水量的60%~85%(即土壤含水量15%~25%)。

2-4月为柑橘的抽梢开花期,土壤含水率为19%~24%。

5—6月为柑橘的落果及夏梢抽生期,土壤含水率为21%~24%。

7—10月为柑橘果实生长膨大期,7—8月土壤含水率为20%~25%。

9—10月是柑橘果树的生
长高峰期,对水分的需要量剧增,土壤含水率为21%~26%。

11月至次年1月为果实着色成熟期,土壤含水率应为20%~24%[6]。

邹战强研究表明柑橘花芽期土壤水分控制在田间持水量的60%~65%,开花挂果期控制在65%~70%,膨大期控制在80%,成熟期控制在70%,采果后控制在60%[9]。

金初豁等研究表明,8—10月土壤含水率的高低对锦橙果实的第3次生长高峰有直接影响,植株根系分布层土壤含水率为20%~25%(即田间持水量的78%以上);土壤含水率低20%、叶片水势在-7.09、叶片水分饱和亏达6%,可作为生长期灌水的生理指标[13-15]。

张云贵等研究表明,锦橙2—4月抽梢开花期的土壤含水量为20.1%~24.5%,5—6月生理落果及夏梢抽发期的土壤含水量为20.8%~24.07%,7—10月果实膨大期的土壤含水量为20.7%~24.2%,11—12月果实成熟后花芽分化期的土壤含水量为20.2%~25.7%[20]。

梅颖研究表明,四会甜橙萌芽水土壤水分为60%,抽梢水為75%,保果水为80%[21]。

柑橘90%以上的须根和吸收根系分布在10~40 cm土层。

王跃生通过多年观测表明,当喷水量在22.5~30 mm时,耕作层土壤水分可增加10%~30%,土壤可湿润30~50 cm,基本能满足柑橘需水量。

因此,柑橘喷灌湿润层深度定在30~40 cm土层较为适[22]。

杨文研究表明,脐橙的灌溉计划湿润层深度为40 cm,开花坐果期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%,果实膨大期的土壤含水量为田间持水量的55%~70%,果实着色期和成熟期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%[11]。

周静研究表明,柑橘生产中的最佳红壤水分含量为
75%[23]。

据西南农业大学研究资料显示,厚度小于30 cm的紫色丘陵坡地土层的抗旱能力最多为7 d,土层厚度50 cm以上的可达15 d,坡顶上、坡腰土和坡脚土的抗旱能力分别为3~5 d、5~10 d、10~15 d。

根据重庆地区黏质壤土的保水能力(田间持水量为26%~27%),紫色黏壤土适宜的土壤含水量为20%~25%,低于20%,即相当于低于田间持水量的75%,为灌水指标[24]。

彭良志研究表明,伏秋干旱期间果园覆盖10~20 cm厚的稻草或秸秆杂草等,0~20 cm土层的含水量增加3%~12%,表层土温下降10~15 ℃,能有效减缓表层土壤蒸发量,提高果树抗旱能力[4]。

5 降雨量与柑橘需水量
柑橘正常生长发育期需要年降雨量1 000~1 500 mm、土壤相对含水量60%~80%。

柑橘生长期年降雨量低于1 000 mm以下,果实总体表现为果小且风味差。

年降雨量不宜超过1 500 mm,降雨量过大时,果实风味淡,易裂果。

柑橘不同生长阶段对土壤水分需求不尽相同,自然降雨和灌溉是果园土壤水分主要的补充来源。

其中,自然降雨的土壤渗透量是果树生长发育可以直接利用的水分。

降雨形成的径流量和植被冠层截留量是无法被植被利用的,为无效降雨。

降雨量与无效降雨之间的差值,或降雨量中被作物生产直接或间接利用的水量称为有效降雨量。

不同的降雨量有不同的降雨有效利用系数(见表1),有效降雨量=每旬实际降雨量×降雨有效利用系数(k)。

通过计算作物不同生育期的蒸散量和需水系数,计算出作物不同生育期需水量,然后结合同期有效降雨量确定作物需要灌溉或滴灌的定量值。

当实际有效降雨量大于当前作物需水量时,作物不需灌溉;当实际有效降雨量小于当前作物需水量时,两者的差值,即为灌溉量[6-9]。

张泉指出,在作物根系计划湿润层水分和自然降雨无法满足作物生长所
需水分的情况下,需要通过灌溉来满足作物正常生长需求,其灌溉补充的水量称为净灌溉需水量,年内各阶段净灌溉需水量=年内各阶段需水量-年内各阶段有效雨量[25]。

3 柑橘行间与树下土壤水分消耗规律
柑橘果园土壤水分主要靠自然降雨和人工补给,并以自然降雨为主。

而土壤供水能力与水源、土壤自身水分性状有关。

自然降雨和土壤水分条件能否与果树生理需水相协调,将直接影响果树生产。

从柑橘生长周期来看,柑橘的生理需水高峰期为春梢—花期、果实迅速增大期。

研究结果显示,通常1 cm厚的土层可以蓄水1 mm左右,有效土层的厚薄直接影响到土壤含水量和柑橘的抗旱能力。

伏秋干旱季节,柑橘园每天的耗水量为4~5 mm(即每667 m2 2.7~3.3 m3),柑橘果园有效土层1 m的土壤蓄水可供维持20 d左右[4]。

柑橘耗水区域主要为树下、树冠下、树间,分析不同区域柑橘耗水的分布规律有利于灌溉技术的确定。

广东省潮州市的试验结果表明,1)柑橘树间和树冠下的水分消耗基本一致,耗水量主要集中在上层土壤(0~15 cm)。

垂直分布则不同(随着土层深度的增加,土层耗水量逐渐降低):0~15 cm土层的耗水量,树间为9.15 mm,树冠下为7.31 mm;25~35 cm土层的耗水量,树间为1.55 mm,树冠下为1.85 mm。

2)树下的土壤水分消耗总量较少,各土层间差异较小,0~15 cm土层为2.23 mm,25~35 cm土层为2.19 mm[6]。

谢远玉等研究表明,不同土层含水率对果实膨大速度的影响不同,以0~30 cm土层的土壤含水率对果径增长影响最为显著;在高温干旱季节可采用部分根区0~30 cm土层的非充分穴灌方法,以快速提高若干个树冠内0~30 cm土层区域的土壤含水量[18]。

因此,可以对柑橘植株采取局部灌溉,这样既能满足树体需水要求,又能充分发挥抗旱灌溉的效率,节约用水量。

4 柑橘适宜土壤湿度
在果树的整个生长发育期中,缺水对植株新陈代谢和产量影响最大的时期,以及果树对缺水反应最敏感的时期称为果树的需水临界期。

一般果树新梢旺长期和幼果膨大期为第1个需水临界期,果实迅速膨大期为第2个需水临界期[19]。

根据柑橘需水相关资料,柑橘不同的生长发育期对水的需求量也不同,对土壤湿度要求也不同。

柑橘生长发育的土壤适宜湿度(含水量)为田间持水量的60%~85%(即土壤含水量15%~25%)。

2-4月为柑橘的抽梢开花期,土壤含水率为19%~24%。

5—6月为柑橘的落果及夏梢抽生期,土壤含水率为21%~24%。

7—10月为柑橘果实生长膨大期,7—8月土壤含水率为20%~25%。

9—10月是柑橘果树的生长高峰期,对水分的需要量剧增,土壤含水率为21%~26%。

11月至次年1月为果实着色成熟期,土壤含水率应为20%~24%[6]。

邹战强研究表明柑橘花芽期土壤水分控制在田间持水量的60%~65%,开花挂果期控制在65%~70%,膨大期控制在80%,成熟期控制在70%,采果后控制在60%[9]。

金初豁等研究表明,8—10月土壤含水率的高低对锦橙果实的第3次生长高峰有直接影响,植株根系分布层土壤含水率为20%~25%(即田间持水量的78%以上);土壤含水率低20%、叶片水势在-7.09、叶片水分饱和亏达6%,可作为生长期灌水的生理指标[13-15]。

张云贵等研究表明,锦橙2—4月抽梢开花期的土壤含水量为20.1%~24.5%,5—6月生
理落果及夏梢抽发期的土壤含水量为20.8%~24.07%,7—10月果实膨大期的土壤含水量为20.7%~24.2%,11—12月果实成熟后花芽分化期的土壤含水量为20.2%~25.7%[20]。

梅颖研究表明,四会甜橙萌芽水土壤水分为60%,抽梢水为75%,保果水为80%[21]。

柑橘90%以上的须根和吸收根系分布在10~40 cm土层。

王跃生通过多年观测表明,当喷水量在22.5~30 mm时,耕作层土壤水分可增加10%~30%,土壤可湿润30~50 cm,基本能满足柑橘需水量。

因此,柑橘喷灌湿润层深度定在30~40 cm土层较为适[22]。

杨文研究表明,脐橙的灌溉计划湿润层深度为40 cm,开花坐果期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%,果实膨大期的土壤含水量为田间持水量的55%~70%,果实着色期和成熟期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%[11]。

周静研究表明,柑橘生产中的最佳红壤水分含量为
75%[23]。

据西南农业大学研究资料显示,厚度小于30 cm的紫色丘陵坡地土层的抗旱能力最多为7 d,土层厚度50 cm以上的可达15 d,坡顶上、坡腰土和坡脚土的抗旱能力分别为3~5 d、5~10 d、10~15 d。

根据重庆地区黏质壤土的保水能力(田间持水量为26%~27%),紫色黏壤土适宜的土壤含水量为20%~25%,低于20%,即相当于低于田间持水量的75%,为灌水指标[24]。

彭良志研究表明,伏秋干旱期间果园覆盖10~20 cm厚的稻草或秸秆杂草等,0~20 cm土层的含水量增加3%~12%,表层土温下降10~15 ℃,能有效减缓表层土壤蒸发量,提高果树抗旱能力[4]。

5 降雨量与柑橘需水量
柑橘正常生长发育期需要年降雨量1 000~1 500 mm、土壤相对含水量60%~80%。

柑橘生长期年降雨量低于1 000 mm以下,果實总体表现为果小且风味差。

年降雨量不宜超过1 500 mm,降雨量过大时,果实风味淡,易裂果。

柑橘不同生长阶段对土壤水分需求不尽相同,自然降雨和灌溉是果园土壤水分主要的补充来源。

其中,自然降雨的土壤渗透量是果树生长发育可以直接利用的水分。

降雨形成的径流量和植被冠层截留量是无法被植被利用的,为无效降雨。

降雨量与无效降雨之间的差值,或降雨量中被作物生产直接或间接利用的水量称为有效降雨量。

不同的降雨量有不同的降雨有效利用系数(见表1),有效降雨量=每旬实际降雨量×降雨有效利用系数(k)。

通过计算作物不同生育期的蒸散量和需水系数,计算出作物不同生育期需水量,然后结合同期有效降雨量确定作物需要灌溉或滴灌的定量值。

当实际有效降雨量大于当前作物需水量时,作物不需灌溉;当实际有效降雨量小于当前作物需水量时,两者的差值,即为灌溉量[6-9]。

张泉指出,在作物根系计划湿润层水分和自然降雨无法满足作物生长所需水分的情况下,需要通过灌溉来满足作物正常生长需求,其灌溉补充的水量称为净灌溉需水量,年内各阶段净灌溉需水量=年内各阶段需水量-年内各阶段有效雨量[25]。

3 柑橘行间与树下土壤水分消耗规律
柑橘果园土壤水分主要靠自然降雨和人工补给,并以自然降雨为主。

而土壤供水能力与水源、土壤自身水分性状有关。

自然降雨和土壤水分条件能否与果树生理需水相协调,将直接影响果树生产。

从柑橘生长周期来看,柑橘的生理需水高峰期为春梢—花期、果实迅速增大期。

研究结果显示,通常1 cm厚的土层可以蓄水1 mm左右,有效土層的厚薄直接影响到土壤含水量和柑橘的抗旱能力。

伏秋干旱季节,柑橘园每天的耗水量为4~5 mm(即每667 m2 2.7~3.3 m3),柑橘果园有效土层1 m的土壤蓄水可供维持20 d左右[4]。

柑橘耗水区域主要为树下、树冠下、树间,分析不同区域柑橘耗水的分布规律有利于灌溉技术的确定。

广东省潮州市的试验结果表明,1)柑橘树间和树冠下的水分消耗基本一致,耗水量主要集中在上层土壤(0~15 cm)。

垂直分布则不同(随着土层深度的增加,土层耗水量逐渐降低):0~15 cm土层的耗水量,树间为9.15 mm,树冠下为7.31 mm;25~35 cm土层的耗水量,树间为1.55 mm,树冠下为1.85 mm。

2)树下的土壤水分消耗总量较少,各土层间差异较小,0~15 cm土层为2.23 mm,25~35 cm土层为2.19 mm[6]。

谢远玉等研究表明,不同土层含水率对果实膨大速度的影响不同,以0~30 cm土层的土壤含水率对果径增长影响最为显著;在高温干旱季节可采用部分根区0~30 cm土层的非充分穴灌方法,以快速提高若干个树冠内0~30 cm土层区域的土壤含水量[18]。

因此,可以对柑橘植株采取局部灌溉,这样既能满足树体需水要求,又能充分发挥抗旱灌溉的效率,节约用水量。

4 柑橘适宜土壤湿度
在果树的整个生长发育期中,缺水对植株新陈代谢和产量影响最大的时期,以及果树对缺水反应最敏感的时期称为果树的需水临界期。

一般果树新梢旺长期和幼果膨大期为第1个需水临界期,果实迅速膨大期为第2个需水临界期[19]。

根据柑橘需水相关资料,柑橘不同的生长发育期对水的需求量也不同,对土壤湿度要求也不同。

柑橘生长发育的土壤适宜湿度(含水量)为田间持水量的60%~85%(即土壤含水量15%~25%)。

2-4月为柑橘的抽梢开花期,土壤含水率为19%~24%。

5—6月为柑橘的落果及夏梢抽生期,土壤含水率为21%~24%。

7—10月为柑橘果实生长膨大期,7—8月土壤含水率为20%~25%。

9—10月是柑橘果树的生长高峰期,对水分的需要量剧增,土壤含水率为21%~26%。

11月至次年1月为果实着色成熟期,土壤含水率应为20%~24%[6]。

邹战强研究表明柑橘花芽期土壤水分控制在田间持水量的60%~65%,开花挂果期控制在65%~70%,膨大期控制在80%,成熟期控制在70%,采果后控制在60%[9]。

金初豁等研究表明,8—10月土壤含水率的高低对锦橙果实的第3次生长高峰有直接影响,植株根系分布层土壤含水率为20%~25%(即田间持水量的78%以上);土壤含水率低20%、叶片水势在-7.09、叶片水分饱和亏达6%,可作为生长期灌水的生理指标[13-15]。

张云贵等研究表明,锦橙2—4月抽梢开花期的土壤含水量为20.1%~24.5%,5—6月生理落果及夏梢抽发期的土壤含水量为20.8%~24.07%,7—10月果实膨大期的土壤含水量为20.7%~24.2%,11—12月果实成熟后花芽分化期的土壤含水量为20.2%~25.7%[20]。

梅颖研究表明,四会甜橙萌芽水土壤水分为60%,抽梢水为75%,保果水为80%[21]。

柑橘90%以上的须根和吸收根系分布在10~40 cm土层。

王跃生通过多年观测表明,当喷水量在22.5~30 mm时,耕作层土壤水分可增加10%~30%,土壤可湿润30~50 cm,基本能满足柑橘需水量。

因此,柑橘喷灌湿润层深度定在30~40 cm土层较为适[22]。

杨文研究表
明,脐橙的灌溉计划湿润层深度为40 cm,开花坐果期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%,果实膨大期的土壤含水量为田间持水量的55%~70%,果实着色期和成熟期的土壤含水量为田间持水量的45%~55%[11]。

周静研究表明,柑橘生产中的最佳红壤水分含量为
75%[23]。

据西南农业大学研究资料显示,厚度小于30 cm的紫色丘陵坡地土层的抗旱能力最多为7 d,土层厚度50 cm以上的可达15 d,坡顶上、坡腰土和坡脚土的抗旱能力分别为3~5 d、5~10 d、10~15 d。

根据重庆地区黏质壤土的保水能力(田间持水量为26%~27%),紫色黏壤土适宜的土壤含水量为20%~25%,低于20%,即相当于低于田间持水量的75%,为灌水指标[24]。

彭良志研究表明,伏秋干旱期间果园覆盖10~20 cm厚的稻草或秸秆杂草等,0~20 cm土层的含水量增加3%~12%,表层土温下降10~15 ℃,能有效减缓表层土壤蒸发量,提高果树抗旱能力[4]。

5 降雨量与柑橘需水量
柑橘正常生长发育期需要年降雨量1 000~1 500 mm、土壤相对含水量60%~80%。

柑橘生长期年降雨量低于1 000 mm以下,果实总体表现为果小且风味差。

年降雨量不宜超过1 500 mm,降雨量过大时,果实风味淡,易裂果。

柑橘不同生长阶段对土壤水分需求不尽相同,自然降雨和灌溉是果园土壤水分主要的补充来源。

其中,自然降雨的土壤渗透量是果树生长发育可以直接利用的水分。

降雨形成的径流量和植被冠层截留量是无法被植被利用的,为无效降雨。

降雨量与无效降雨之间的差值,或降雨量中被作物生产直接或间接利用的水量称为有效降雨量。

不同的降雨量有不同的降雨有效利用系数(见表1),有效降雨量=每旬实际降雨量×降雨有效利用系数(k)。

通过计算作物不同生育期的蒸散量和需水系数,计算出作物不同生育期需水量,然后结合同期有效降雨量确定作物需要灌溉或滴灌的定量值。

当实际有效降雨量大于当前作物需水量时,作物不需灌溉;当实际有效降雨量小于当前作物需水量时,两者的差值,即为灌溉量[6-9]。

张泉指出,在作物根系计划湿润层水分和自然降雨无法满足作物生长所需水分的情况下,需要通过灌溉来满足作物正常生长需求,其灌溉补充的水量称为净灌溉需水量,年内各阶段净灌溉需水量=年内各阶段需水量-年内各阶段有效雨量[25]。

3 柑橘行间与树下土壤水分消耗规律
柑橘果园土壤水分主要靠自然降雨和人工补给,并以自然降雨为主。

而土壤供水能力与水源、土壤自身水分性状有关。

自然降雨和土壤水分条件能否与果树生理需水相协调,将直接影响果树生产。

从柑橘生长周期来看,柑橘的生理需水高峰期为春梢—花期、果实迅速增大期。

研究结果显示,通常1 cm厚的土层可以蓄水1 mm左右,有效土层的厚薄直接影响到土壤含水量和柑橘的抗旱能力。

伏秋干旱季节,柑橘园每天的耗水量为4~5 mm(即每667 m2 2.7~3.3 m3),柑橘果园有效土层1 m的土壤蓄水可供维持20 d左右[4]。

柑橘耗水区域主要为树下、树冠下、树间,分析不同区域柑橘耗水的分布規律有利于灌溉技术的确定。

广东省潮州市的试验结果表明,1)柑橘树间和树冠下的水分消耗基本一致,耗水量主要集中在上层土壤(0~15 cm)。

垂直分布则不同(随着土层深度的增加,土层耗水量。

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