盐分对椰子的长期生长、水分消耗和产量的影响外文翻译资料

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盐分对椰子的长期生长、水分消耗和产量的影响

摘要：实际测定根系吸水和水分利用以及研究水质对蒸发蒸腾（ET）的影响，对于理解根区过程和植物生长模型的发展是必不可少的。本研究的假设是多年生果树作物的根区应激反应机制是动态的，这取决于树木的成熟度和繁殖能力。通过在一定的盐度条件下研究椰树的长期ET，生物量产量和果实产量来测试这一点。通过用导电率（EC）为1.8、4.8和12dS的水灌溉，在大型称重排水渗透仪中将土壤溶液中的盐度水平升高维持6年。盐度动态起作用的长期后果是增加对水的消耗和植物生长的相对负面反应，这可能被解释为累积效应或增加的敏感性。在树木成熟并开始生产果实后，对盐度的敏感性稳定在最高测量水平。根据先前的文献，发现椰树对盐度的耐受性远低于预期。灌溉低盐度（EC =1.8dS）水的树木几乎是用5年后用EC = 4 dS水灌溉的树木的两倍大小（基于ET和生长速率）。较大的树木的果实产量比较小的受盐影响的树木高35-50％。由于生长和产量严重下降，发现具有非常高的灌溉水EC（8和12dS）的长期灌溉在商业上是不切实际的。结果提出了关于椰树耐盐性机制的性质的问题，表明用更高而不是更低质量的水灌溉日期的动机，并且对建模者正确选择日期以及其他多年生作物的盐度响应函数提出了特殊挑战。

1. 引言

盐度导致渗透不平衡，减少水分吸收和蒸腾，并降低作物产量。盐度对作物长期生长的影响包括随着离子在植物组织中被吸收和积累而对生理过程产生的毒性后果，以及将能量从生长和生产转移到胁迫耐受或避免机制的成本（伯恩斯坦1975; 芒斯，2002)。植物功能和生长涉及多方面，相互关联的生物和物理因素，不仅由渗透胁迫和特定离子毒性决定，而且还通过土壤水含量和水力传导率的反馈机制改变土壤 - 水的可用性。由于这些复杂性和难以整合和扩大涉及特定离子的亚细胞机制，目前植物对盐度响应的定量描述依赖于对全植物和老龄尺响应的理解和分析（沙尼和孟加拉，2005; 沙尼等人，2007)。

用于灌溉的咸水管理通常基于过量水的施用，旨在维持最小根区盐度，从而避免或最小化盐度导致的产量减少（艾尔斯和韦斯特科特1985)。当灌溉水富含浓盐时，作物产量的最大化取决于提供植物水需求（蒸腾，T）和蒸发损失以及通过浸出维持最小土壤溶液盐度。蒸发蒸腾（ET）要求通常通过测量或计算潜在或参考ET（）来估算，这是气候的函数，并通过使用考虑植物大小（覆盖）和生理阶段的作物因子（艾伦等人，1998).一般来说，从计算ET时不考虑盐度，但有人认为，由于预期的盐度导致的减少，这种遗漏可能导致对ET的过高估计。

同时依赖于气候和土壤类型（达德利等人，2008), 最大化生产的浸出要求在很大程度上取决于灌溉水的盐度和灌溉作物的相对耐受性（罗兹，1974)。因此，关于每种特定作物对盐度条件的响应的信息对于理解植物 - 土壤相互作用和适当管理盐水灌溉水是至关重要的。

人们普遍认为，盐度条件带来的生物量减少与蒸腾作用的同等减少有关（德威特1958；蔡尔兹和汉克斯，1975；孟加拉等人，2003；沙尼等人，2007)。相对（生物量）产量（Y）因此可以根据其与相对ET的比例关系计算（ETr）（汉克斯1974)：

； (1)

下标m表示最大值。因此，允许计算ET的水平衡测量可用作生物量产量和产量的指标（孟加拉等人，2003)。

以色列南部阿拉瓦地区的特点是年度（A级）为3200 毫米，降水量仅为25毫米。换句话说，一年中的总降雨量不会超过单个夏季（14毫米）的最大。其他许多的典型干旱地区，南方的水资源有限，质量低。每年从当地含水层提取3900万盐水（EC 为2.8-6 dS）水，另外还有800万的河流水用于农业。高品质的水（EC lt;0.6 dS）是限于反渗透脱盐产生的约5％的水。

椰树是干旱地区高度可变的树木作物;到目前为止，在阿拉瓦南部种植了超过520公顷（65,000棵树），占该国总日期水果产量的25％以上。阿拉瓦的椰树种植园用河流或咸水灌溉（EC = 2.5-5.5 dS）。成熟种植园的年商业用水量达到2500毫米，6月至9月单棵成熟树木的平均日灌溉量（典型树木间距为9mtimes;9m）为950升。

目前对盐度压力条件下椰树行为的理解主要归功于Furr和合作者在20世纪60年代发表的文献（弗尔和阿姆斯特朗1962; 弗尔等人，1966；弗尔和里姆，1968)。根据这些文献，作物已被分类为“耐盐作物”（马斯，1990, 1993 )，在土壤饱和糊状物EC（ECe）中的临界值为4.0 dS，在该临界值下，对盐度没有反应，随后每增加1 dSECe，产量（生物量产量）减少3.6％。椰树在根部具有明显的离子排斥机制，如通过测量钠和氯化物。弗尔等(1966)，Ttipler等。(2007)。Djibril等人的研究(2005)建议这种机制和随后的日期耐受水平是品种特定的。有人认为，盐度对椰树的影响主要是由于土壤和植物之间的渗透势梯度（Ttipler等人，2007)。

在准备工作中，Ttipler等人。 (2007) 发现盐度降低了幼年、未生育椰树的吸水量和生长量，并且树木对盐度的营养反应明显大于文献中通常提到的。处理12个月末的相对营养覆盖率和相对累积 ET随着土壤溶液盐度的增加呈线性下降。ECe每增加1 dS减少率为10％。这种日期对盐度的反应不仅比以前布雷斯勒等人(1982) ，马斯(1990),报道的要大得多。但随着盐度的增加，也没有显示出阈值的迹象。

表1 阿拉瓦土壤（TypicTorriuvent）的理化性质

即使在最低测试水平下，当ECe从3 dS增加时，产量也会降低。具有较高植物生长率的椰树预计更快地达到更高的经济潜力。并允许果园管理更多的水果负荷。（Zaid和Arias Limenez,1999年）。盐度对产量和质量影响的性质尚不清楚。

关于椰树或其他果树对包括盐度在内的环境因素造成的长期反应，几乎没有可用的数据。多年研究的固有挑战包括这样一个事实，即生理过程和反应机制可能是累积或动态的，并且随着树木从无果实的幼年生长到成熟的果实阶段而不同。实际上测量水量吸收和使用以及水质对ET的影响对于量化土壤 - 水- 植物相互作用机制以及理解和模拟作物生长和土壤过程的努力尤为重要。我们假设多年生果树作物的根区盐度胁迫响应机制随树龄和物候生长阶段的变化而变化。本研究的目的是研究椰树的ET、生长和果实产量。作为当树木从幼苗发育到成熟根区盐分的一个函数。

2. 材料和方法

2.1. 称重式蒸渗仪

将来自组织培养的20株椰树幼苗（ZvieliNursery，Kinneret，Israel）种植在以色列南部阿拉瓦研发站（lat.29◦53` N;长53◦3`E）土壤（TypicTorriuvent），在1999年12月，20 立方米体积的称重排水渗透仪中，土壤水力特性给出表格1。幼苗在均匀的高质量条件下（EC = 0.5 dS加营养素的足够水）生长12个月，此时开始盐度处理（2001年1月）。

每个蒸渗仪由一个带有土壤的PVC容器，一个与土壤接触的高导电多孔介质（rockwool）底层组成，排水管道由相同材料制成，从蒸渗仪底部向下延伸（孟加拉和沙尼，2002)。rockwool排水延伸部分在下部土壤边界处不允许饱和，同时允许水从土壤中移出并被收集。将各个渗透仪放置在方形称重平台上，每个角上都有称重传感器。在这项为期七年的研究过程中，随着棕榈树从幼苗到成熟树木的发育，它们的大小（包括根系）大大增加。随着树木的发育，为了维持自然生长并避免根系发育恶化或水储存日变化（△W）的大幅波动，在2003年冬季所有容器的容积从1米增加到2.5（1.4米直径，1.7米高），在2005年冬季，10个测渗计用两种最低盐度水平（EC为1.8 dS和4 dS）处理的水也增加到10（直径2.8米，高1.7米）。选择冬季进行树木移植，以利用相对温和的天气条件和低ET率。渗透仪中的修改涉及增加它们的根区体积（2003年1.5和2005年7.5 ）用新的良好浸出的土壤。浸出分数（LF）和盐度处理在整个实验期间保持恒定，与蒸渗仪尺寸无关。

在每个蒸渗仪中，有四个温度补偿称重传感器（在10渗透仪中，型号：H8C-N5-10K-6YB，ZemicInc.和2.5米3渗透仪，型号：5123-D3-2.0t-20p1，RevereTransducersInc.）并联连接，提供10 VDC的激励电压，最大输出为30 plusmn;0.03 mV。2.5和10体积渗透仪的最大称量容量分别为8和36吨。16位可编程逻辑控制器（SLC-503，罗克韦尔自动化公司）接收3.5-21 mA的模拟电流输入，并将该跨度划分为2个16段，分辨率为plusmn;55和plusmn;15.5 g（相当于plusmn;0.02和plusmn;0.065mm）。将模拟输入转换为数字输出（6200-32,200）并通过RS-232电缆传输到计算机。通过绘制增加的已知重量与数字输出的关系，对每个蒸渗仪进行校准。

渗透仪具有自动制备和输送灌溉水的自动系统。将预先制备的浓缩盐和肥料溶液在混合槽中称重，并用脱盐处理使其达到最终溶液（EC = 0.5-0.8 dS）水。灌溉水被抽到通过4个8升/小时滴头（Netam，TelAviv，Israel），在4米高的支架上并从那里通过重力提供给每个蒸渗仪。将离开渗透仪的排水收集在与整个系统一起称重的容器中。排水容器每天在04:00清空。通过每次每日排水事件之前和之后的重量差计算排水量。

2.2.灌溉盐度处理

以三次重复评估四种灌溉水盐度（ECi）水平，ECi= 1.8,4,8 和12 dS。盐度水平是由于添加浓度的NaCl和CaCl2的结果，使得两种盐等效地影响溶液活性，加上肥料的添加。在当地推广服务推荐的水平和商业种植园实施，将肥料平均添加到灌溉水中。典型的灌溉水含有6.43mmolN，0.042mmol和加入0.63mmolO作为硝酸铵，磷酸和硝酸钾肥料负责向灌溉水中添加约0.8-1.2 dS。对于ECi的1.8,4,8和12dS的浸出分数为0.22，0.25，0.4和0.45。通过调节每个灌溉速率来维持12 dS。根据其实际ET按日水量平衡计算。与当地商业种植园一样，进行了分枝去除，植物保护和修剪等活动。

在修剪之前，每年对新叶进行标记和计数。通过在树干上确保自动缩回的卷尺并将其末端连接到生长的叶子，不断监测每棵树上最新叶的生长速度。每周对测量带的延伸部分进行读数。根据需要将胶带转移到新出现的叶子中。每年11月，叶片的角度大于45°的进行修剪并记录其鲜重。每年3月至4月开花。相对于树木的大小，花朵变稀。大约0.4花（水果在前一年每片叶片都留下一束）水果被稀释到每束250个。每周使用标准电子卡尺评估果实直径（分辨率和准确度为分别为0.01和0.1毫米）。每年九月收获果实。对收获的果实进行计数并称重。每天使用桶型水平衡方程计算蒸发蒸腾量：

ET = Ir - Dr △W (2)

式中I为灌溉，Dr是排水，△ W是重量的变化。使用温度补偿电导率仪的直接读数，分析来自烘干土壤样品和排水样品的饱和糊状物提取物的EC（Page等人， 1982) （cyberscan500，Eutech Instruments，新加坡）。

2.3.产量和蒸发蒸腾响应函数

作物对盐度的响

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