精准灌溉调度提升高密度苹果园水分利用效率与经济收益的综合研究

为解决干旱半干旱地区水资源短缺对高密度苹果园可持续发展的挑战，研究人员开展了一项结合传感器精准灌溉(ETS/SMS)、亏缺灌溉(RDI/SDI)和遮阳网(S1/S0)的综合性研究。结果表明：RDI-SMS-S1组合在2022年实现最高水分生产率(WPc)15.9 kg/m3和经济水生产率(EWPc)2.8 $/m3，为缺水地区果园管理提供了节水增效的创新方案。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，干旱半干旱地区的农业用水矛盾日益突出。传统园艺正向高密度果园转型，但随之而来的水资源高消耗问题成为制约可持续发展的瓶颈。苹果作为全球广泛种植的经济作物，在伊朗等干旱地区面临严重的水资源压力。高密度果园虽然能提高单位面积产量，但其水分利用效率(WP_c)与经济效益的平衡问题尚未得到系统研究。

针对这一难题，伊朗马什哈德大学的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表了一项开创性研究。该团队通过为期两年(2021-2022)的田间试验，首次综合评估了传感器精准灌溉(ETS/SMS)、亏缺灌溉策略(RDI/SDI)和遮阳网(S1/S0)对高密度苹果园水分生产率(WP_{c)和经济指标(EWPc/EEP)的交互影响。研究采用M9砧木'金冠'苹果树，建立了一套包含土壤水分监测、植物生理参数测定和经济分析的完整技术体系。}

关键技术方法包括：1)基于蒸发皿(ETS)和土壤水分传感器(SMS)的精准灌溉调度；2)设置全灌溉(FI)、调亏灌溉(RDI)和持续亏缺灌溉(SDI)三种水分处理；3)使用FieldScout TDR 350土壤水分仪实时监测；4)测定茎水势(SWP)、气孔导度(g_s)等生理指标；5)建立包含水电消耗的经济模型。

3.1 灌溉用水量
数据显示SMS比ETS节水11%，遮阳网(S1)较无遮阳网(S0)再降13%。SDI实现40%的节水幅度，但RDI在维持产量的前提下节水15%。

3.3 植物水分状态
茎水势(SWP)监测揭示：RDI在水分敏感期后能恢复至FI水平，而SDI持续低于-2.19 MPa。遮阳网使SWP提高0.15-0.27 MPa，证实其改善植株水分状况的作用。

3.5 产量与水分生产率
RDI-SMS-S1组合在2022年创下WP_c 15.9 kg/m³的纪录，较传统FI-ETS-S0提高121%。值得注意的是，SDI虽减产26%，但其WP_c仍达11.5 kg/m³，显示节水潜力。

3.7 经济指标
经济分析表明RDI-SMS-S1的EWP_c达2.8 /m³，EEP为4.7/kWh，较对照提升134%。遮阳网通过减少A级果损耗，使市场优质果比例提升至91%。

这项研究为干旱区果园管理提供了重要范式：通过RDI在55-105天花后关键期实施60%水分调控，结合土壤水分实时监测和遮阳网应用，可实现节水-提质-增效的多重目标。特别值得注意的是，研究首次量化了遮阳网对灌溉需求的降低效应(13%)，并证实其在改善果园微气候方面的协同作用。该成果为全球干旱区高价值果树栽培的可持续发展提供了可复制的技术模板，其建立的经济评价体系也为农业水资源管理决策提供了新工具。