全 文 ：中国生态农业学报 2009年 11月 第 17卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2009, 17(6): 1288−1291


* 国家科技支撑计划项目“耗水型果树减蒸降耗及种植管理节水技术集成与示范”(2007BAD69B07)资助
孙宏勇(1974~), 男, 博士, 副研究员, 研究方向为农田节水机理与技术。E-mail: hysun@sjziam.ac.cn
收稿日期: 2009-03-02 接受日期: 2009-05-11
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.01288
调亏灌溉在果树上应用的研究进展*
孙宏勇 张喜英 邵立威
(中国科学院农业水资源重点实验室 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050021)
摘 要 我国果树具有栽培面积大、经济效益高等特点, 但其耗水量较大，同时我国又是水资源缺乏的国家，
在果树上实行节水灌溉势在必行。本文综述了调亏灌溉的定义、发展及其在果树上的应用和对果树产量、品
质等的影响, 探讨了调亏灌溉研究中存在的问题, 并提出展望。
关键词 调亏灌溉 果树 节水 水分利用率 果实品质
中图分类号: S66; S275 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)06-1288-04
Regulated deficit irrigation and its application on fruit trees
SUN Hong-Yong, ZHANG Xi-Ying, SHAO Li-Wei
(Key Laboratory of Agricultural Water Resources, Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and
Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021, China)
Abstract Water resource is shortage in China, while fruit trees need much water to normal growth. So, the developing
of water saving technique is inevitable in the orchard. The concept, research state and application of Regulated Deficit Irriga-
tion (RDI) technique on fruit tree production are briefly presented in this study. Based on the state of research, existing obstacles and
future development with the application of RDI technique in fruit tree production are discussed.
Key words Regulated deficit irrigation, Fruit tree, Water saving, Water use efficiency, Fruit quality
(Received March 2, 2009; accepted May 11, 2009)
我国果树栽培面积 2001 年已达到 873 万 hm2,
产量 7 218万 t, 分别占世界果树栽培面积和产量的
18.0%和 15.2%, 均居世界第 1位。其中, 苹果、梨、
桃、李子和柿子产量均为世界之首, 柿子和梨产量
分别占世界总产量的 71.5%和 52.9%, 苹果和李子产
量占世界产量的 40%左右[1]。果树是耗水量较大的
作物, 梨树、葡萄、苹果树耗水量分别达 750 mm、
701 mm、695 mm[2]或更多[3], 而品质较好的苹果、
梨和葡萄主要分布在年降水量 500 mm 左右及其以
下的干旱半干旱地区。同时, 我国又是水资源相对
短缺的国家, 人均水资源量仅占世界平均水资源量
的 1/4左右。因此, 对果园节水灌溉技术的研究是节
水农业研究的重要内容, 而调亏灌溉是目前国内外
应用比较广泛的最有效节水灌溉措施之一。
1 调亏灌溉的提出
1.1 调亏灌溉的定义
调控亏水度灌溉(Regulated deficit irrigation, 简
称调亏灌溉 , RDI)是一种在非充分灌溉 (Non-full
irrigation)或限水灌溉(Limited irrigation)基础上发展
延伸的新型灌溉策略。调亏灌溉是澳大利亚维多利
亚州持续农业灌溉研究所 Tatura 中心的科学家们在
20世纪 70年代中期研究提高密植果园(桃树)生产率
过程中, 首次提出并得到实际验证的一种节水灌溉
管理技术。但是, 调亏灌溉与非充分灌溉又有所不
同, 其主要区别在于前者是从作物的生理角度出发,
根据作物对水分亏缺的反应, 人为主动地施加一定
程度的水分胁迫, 以影响作物的生理生化过程, 对
作物进行抗旱锻炼, 提高作物的后期抗旱能力, 即
通过作物自身的变化来实现高的水分利用效率。因
此, 调亏灌溉是一种主动利用水分胁迫正面影响的
灌溉技术, 是对传统灌溉理论的突破。
1.2 调亏灌溉的原理
调亏灌溉的原理是主动利用植物本身的生理特
性, 在节水灌溉的基础上, 进一步节省水分。植物的
第 6期 孙宏勇等: 调亏灌溉在果树上应用的研究进展 1289


根和冠既相互依赖又相互竞争, 在一定的环境条件
下, 根冠比是一个相对稳定的数值, 这是由植物遗
传因素决定的。当环境条件发生变化时, 根和冠处
于竞争地位, 植物能够自动把所获得的营养分配给
最能缓解资源胁迫的器官, 使其所受伤害最小, 以
避免物种的灭绝。调亏灌溉利用大多数果树在生长
季节不同阶段营养生长与果实生长的速度差异, 即
果实的生长曲线一般呈“S”型或双“S”型, 而枝
条生长曲线则为抛物线型, 通过土壤水分管理调控
植物根系的生长发育, 从而影响地上部分的生长及
水势。同时, 叶水势可调节气孔开度, 即水分亏缺通
过根系间接控制作物的蒸腾作用 , 既达到控制植
株生长, 提高果实品质和产量, 减少大量果树夏剪
工作量和劳动成本, 同时又节省灌溉用水的目的。
近年来许多研究发现[4,5], 调亏灌溉不仅可减少
作物蒸腾还可减少棵间蒸发。脱落酸(ABA)是控制
气孔开度的主要传输信号, 当调亏时期土壤逐渐干
燥时, 木质部携带的 ABA 信号向叶片输送, 叶片
ABA 浓度增加, 使气孔开度降低、阻力增大, 蒸腾
速率下降, 作物的生理耗水减少, 叶片水分利用效
率提高。调亏灌溉减少作物棵间蒸发主要是因为土
壤水分含量较低, 而表层土壤蒸发和根系吸水使表
层土壤含水量通常在毛管断裂含水量以下, 因此下
层土壤水分仅能以水汽扩散方式通过上层的干燥土
壤向大气散失, 导致水汽通量减少, 抑制了蒸发。
2 国内外果树调亏灌溉研究进展
调亏灌溉制度在国内外在果树栽培上的应用已
比较广泛。1975年澳大利亚维多利亚持续农业灌溉
研究所的科学家 Chalmers[6]等在桃树上首次进行了
调亏灌溉研究, 此后许多学者在多种果树上进行了
研究。
2.1 调亏灌溉对果树生理生态指标的影响研究
调亏灌溉的早期研究主要在果树上进行。国外
学者对桃树、梨树、苹果等在调亏灌溉下的生理生
化反应、需水规律和调亏时期、调亏程度等做了大
量研究, 发现调亏灌溉能明显抑制果树的营养生长,
大幅减少果树需水量和剪枝量, 而对果实产量的影
响甚小。Chalmers[6]在桃树上的研究结果表明: 即使
水分亏缺使果树产生了萎蔫现象, 光合作用和有机
物由叶片向果实的运输过程也未终止。调亏时期可
以根据果实生长的双“S”曲线来确定。Ebel 等 [7]
的苹果树调亏灌溉研究表明: 调亏灌溉处理的果实
乙烯含量明显高于对照, 主要是由于正常成熟期呼
吸作用增加的结果。Ebel 等[8]在苹果树上的研究表
明: 调亏期间, 枝条水势、叶片气孔导度达到最小值,
均低于对照。与充分灌水相比较, 调亏期间果实生
长速率是充分灌水果实生长速率的一半, 灌溉全部
恢复后, 枝条水势、叶片气孔导度、果实生长速率
迅速达到对照水平。Assaf等[9]提出利用苹果树的果
实生长曲线进行灌溉的调整和控制, 比运用气孔开
度、叶水势、树干生长等间接变量进行灌水控制和
产量预测, 更有利于种植者操作。
2.2 调亏灌溉果树节水增产机理研究
20世纪 80年代后, 调亏灌溉研究开始从现象向
机理深入, 主要探讨调亏灌溉的节水增产机理, 随
着研究的不断深入, 该机理逐渐明朗化。调亏灌溉
在控制果树营养生长的同时, 通过提高坐果率、增
加单果重和果实数量使产量增加。营养生长期内实
施调亏灌溉, 果树的枝条生长量降低, 且降低量与
水分亏缺程度呈比例; 调亏灌溉结束后的复水期间,
果实生长显著提高, 且下一个生长季果树开花率明
显增加。国内曾德超等于 1988年开始研究桃树调亏
灌溉[10]。李光永等[11]研究充分灌溉与调亏灌溉条件
下桃树滴灌的耗水量发现, 与充分灌溉相比, 调亏
灌溉对产量无影响, 但灌水量减少 32%, 并有效抑
制了枝条生长。黄兴法等[12]研究充分灌溉与调亏灌
溉条件下苹果树微喷灌耗水量的结果表明: 与充分
灌溉相比, 调亏灌溉对产量无影响, 而灌水量减少
17%~20%, 耗水量减少 10%~11%, 并有效地抑制了
枝条生长。两者的研究都表明, 调亏灌溉提高了果
树的水分利用效率, 且有效地抑制了枝条的生长。
Girona 等[13]利用大型蒸渗仪对水分亏缺条件下梨树
的蒸腾和土壤水动态进行了研究, 得到了相对于灌
溉的极限土壤可利用水量, 指出梨树并没有完全利
用蒸渗仪里面的水分, 调亏灌溉虽导致梨树的茎干
生长降低了 8%, 但灌溉用水节约 40%。程福厚等[14]
进行调亏灌溉对鸭梨果实生长、产量、品质影响的
研究表明: 鸭梨果实生长前中期实施调亏灌溉, 可
显著降低成熟期果实的果形指数 ; 中期亏水处理 ,
结束水分亏缺后, 果实呈显著加快生长趋势; 前期
控水处理期间, 干物质含量高于对照, 但并未抑制
果实的生长发育和果实最终的大小, 对产量、品质
和储藏期有提高趋势。
2.3 调亏灌溉对果实品质的影响研究
20世纪 90年代以后, 调亏灌溉由研究果树产量
提高转向品质改善, 测试指标也由原来的定性描述
转向定量化调亏指标的研究, 以期科学并易于操作
地运用调亏灌溉这一管理体系。
马福生等[15]综合考虑不同时期调亏处理对梨、
枣树各项指标的影响, 认为果实成熟期重度调亏处
理在减产不显著条件下, 改善了枣的品质, 明显提
1290 中国生态农业学报 2009 第 17卷


高了水分利用效率, 是实施调亏灌溉的最佳阶段。
程福厚等[16]的研究表明: 鸭梨果实生长前中期实施
调亏灌溉, 可显著降低果实的果形指数; 控水处理
期间果实含水量明显低于对照, 调亏灌溉对产量、
单果重、品质及贮藏性有提高的趋势。对苹果的试
验结果表明: 水分亏缺可增加果实的成熟度, 经调
亏处理的果树, 果实可溶性固形物含量提高, 淀粉
降解延后, 色泽及硬度未受影响。因此, 果树生长季
早期利用调亏灌溉技术 , 基本不会降低果实品质 ,
对某些树种还有改善品质的功效。Loveys等[17]对葡
萄的研究表明: 调亏灌溉处理水分利用效率比普通
滴灌提高 59.0%, 需水量减少 46.0%, 产量减少
13.8%, 但葡萄和葡萄酒品质大大改善。Caspari等[18]
对梨树进行的调亏灌溉试验表明, 梨的品质(硬度、
糖度与矿物质含量等)与充分灌溉无明显差异, 但在
储藏期的前 4 周内, 果实硬度明显下降, 由储藏前
的 37.5N降低至 32~33N。Yesim等[19]在土耳其对西
瓜进行的调亏灌溉试验发现, 水分亏缺可提高果实
的可溶性固形物含量, 瓜皮的厚度变薄, 糖含量增
加, 但对酸度影响不明显。Ebel等[7]对苹果调亏灌溉
的研究表明: 调亏累积效应导致果实可溶性固体物
质含量提高 , 淀粉含量降低 , 酸累积降低 ; 并提出
光合速率和有机物转化过程的变化是提高可溶性固
体物质在调亏果实中含量的主要原因。调亏处理的
果实比对照硬度高, 主要是因为干旱胁迫改变了果
实软化的生理机制; 果实颜色未受影响, 调亏果实
在储存过程中与对照相比, 有较少的灼伤, 提高了
储存质量。
2.4 调亏灌溉的广泛研究
20世纪 90年代后, 许多学者开始对调亏灌溉下
肥料利用效率、咸水灌溉、在其他不同作物上的应
用等进行了研究, 研究范围越来越广。1998 年康绍
忠等[20]研究了调亏灌溉对玉米生理指标及水分利用
效率的影响。此后, 调亏灌溉对小麦、玉米和棉花
等作物的适用性以及节水增产增益效果的研究报道
增多。孟兆江等[21]对夏玉米调亏灌溉的生理机制与
指标进行了初步探索, 张喜英等[22]以冬小麦为材料
进行了调亏灌溉试验研究。对棉花、大豆和梨等作
物的调亏灌溉研究表明, 调亏灌溉可提高作物水分
生产效率和改善产品品质[23−26]。刘明池等[27−29]研究
了调亏灌溉对草莓、樱桃和番茄的产量和品质的影
响, 发现调亏灌溉对果实品质有显著提高作用, 但
产量有所下降。调亏灌溉在温室黄瓜、蚕豆、苜蓿
等不同作物上的研究也取得了一定成果[30−32]。
3 存在的问题
调亏灌溉作为一种有别于传统节水灌溉的新型
有效节水方式, 自提出并相继应用以来, 已显示了
巨大的应用潜力。其在节约灌溉用水、增加产量、
提高水分利用效率、改善品质及减少修剪工作量等
方面起到了一定的作用。尽管该技术具有诸多生产
与利用潜力, 作为一种起步较晚的灌水策略, 不可
避免地存在一些问题。
(1) 调亏灌溉作为单项节水技术已日趋成熟 ,
但从农业生产应用的角度考虑还远远不够, 需要开
展与其他高产栽培技术的综合配套研究, 如调亏灌
溉与养分利用的耦合研究、调亏灌溉与种植密度的
配合等问题。调亏灌溉会影响植物个体形态和生化
变化, 如株高降低、叶面积减少等, 对 N、P、K 的
需求也和充分灌溉有所不同。研究调亏灌溉条件下
作物的合理密植栽培模式、不同营养元素的配方施
肥等, 对改善群体结构, 提高水肥利用效率都有重
要作用。
(2) 调亏综合指标的研究。调亏灌溉最终目标是
提高作物或果实产量和改善品质, 因此应以调亏对
土壤水分、作物生理生态影响等定量指标作为调亏
灌溉的依据。这些调亏灌溉的综合指标, 除能直接
或间接反映对作物产量和品质的影响外, 还要能准
确定量调亏灌溉水量, 以实现精量灌溉。
(3) 如何结合不同地区的经济发展状况和农民
素质, 根据不同作物及作物的不同生长阶段提出可
行性较强、易操作、易推广的调亏灌溉技术体系值
得进一步研究。
4 研究展望
调亏灌溉技术虽然取得了很好的应用效果, 但
并不是适用于所用作物, 即使同一种作物因生育期
不同, 对其要求也不同, 这就造成该技术在实施中
存在一定的难度。因此, 应因地制宜, 针对作物特点
采取具体的调亏灌溉措施, 结合不同作物高产栽培
技术进行调亏灌溉。随着科学技术的不断进步 ,
信息技术在节水灌溉中的应用越来越广泛, 未来在
深入探索调亏灌溉机理与应用的基础上, 将建立一
种以依据作物生命需水信号与精量控制灌溉相结合
的新型调亏灌溉技术, 实现节水、丰产、优质的目标。
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