《Scientia Horticulturae》：Analysis of pathway differences in sap flow response of Prunus salicina under water gradient conditions
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本研究针对李树(Prunus salicina)在不同土壤水分条件下的液流调控机制不明确的问题，通过设置充分灌溉(G1)、重度水分胁迫(G2)、适度灌溉(G3)和自然对照(G4)四个水分梯度，结合结构方程模型(SEM)分析环境因子对液流的直接和间接影响。研究发现液流主导驱动因子随土壤水分变化而转变：自然条件下主要受大气干旱(VPD=0.800)控制，重度胁迫下气温(0.439)成为主控因子，适度灌溉时风速(-0.445)与土壤水分(0.265)共同作用。所有模型拟合良好(CFI,GFI>0.95)，揭示了液流调控从气象主导到土壤主导的转变规律，为寒区果园精准灌溉提供了理论依据。
在全球气候变化加剧和极端天气频发的背景下，农业水资源的高效利用与合理管理已成为可持续农业发展的核心议题。李树(Prunus salicina)作为我国北方寒区的重要经济果树，其生长发育和果实品质高度依赖水分供应。树木的液流动态反映了其水分运输和调控能力，是评估果树水分状况和生态适应性的关键指标。然而，现有研究多集中于单一环境因子的相关性分析，难以揭示多因子间的复杂因果关系，且缺乏不同水分条件下液流调控关键因子转化规律的系统比较，这限制了果园水分精准管理策略的制定。
为解决上述问题，内蒙古农业大学能源与交通工程学院的研究团队在《Scientia Horticulturae》上发表了题为"水分梯度条件下李树液流响应的路径差异分析"的研究论文。该研究基于不同水分处理（充分灌溉G1、重度水分胁迫G2、适度灌溉G3和自然对照G4）的果园试验，整合液流动态监测与同步气象、土壤水分数据，采用结构方程模型(SEM)量化分析了环境因子对李树液流的驱动路径与强度。
研究团队运用了几个关键技术方法：采用热脉冲速度(HPV)传感器实时监测树干液流，使用ATMOS41气象站监测太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)和风速(Ws)等气象因子，并通过EM50土壤水分传感器测量5个深度的土壤水分含量。数据分析采用MATLAB R2022a进行预处理，利用AMOS 24.0软件构建结构方程模型，通过比较拟合指数(CFI)、拟合优度指数(GFI)等指标评估模型效果。
3.1. 试验期间环境因子的动态特征
研究表明，太阳辐射和气温呈现显著的季节特征和同步变化趋势，7月份达到年度最高值（辐射346 W·m-2，气温27℃）。相对湿度与饱和水汽压差(VPD)呈显著负相关，VPD在夏季达到0.35-1.87 kPa，反映出典型的夏季高温干燥环境。不同水分处理的土壤含水量差异明显，G1处理保持较高水平（约27.0%），G3处理为中等水平（约20.0%），G2处理最低（最低至9.7%），G4处理受自然降雨影响波动较大。
3.2. 不同水分梯度下李树液流的多时间尺度动态变化
在小时尺度上，液流呈现典型的双峰型日变化规律：06:30开始上升，13:30达到峰值，20:30降至最低。充分灌溉处理(G1)液流速率最高（0.02-0.07 L·h-1），而重度水分胁迫处理(G2)显著降低（0.00-0.03 L·h-1）。在日尺度上，7-8月液流速率较高，4月和10月较低，表现出明显的季节波动特征。月累积液流量在8月达到峰值，G1处理始终高于其他处理。
3.3. 李树液流调控机制分析
结构方程模型显示，六个环境因子可解释李树液流38.4%的变异。影响液流的环境因子按重要性排序为：风速、气温和土壤含水量。风速和土壤含水量与液流呈负相关（标准化总影响系数分别为-0.445和-0.177），而气温呈正相关（0.221）。不同水分处理下液流的关键控制因子存在显著差异：G4处理主要受VPD(0.800)和RH(0.640)驱动；G3处理中风速(-0.445)成为主导因子；G2处理气温(0.439)是主要驱动力；G1处理土壤水分(0.265)起主导作用。
3.4. 不同水分梯度下李树液流调控机制差异
液流的总解释率在四个处理组间差异显著：G1为9.2%，G2为65.0%，G3为38.4%，G4为70.6%。在土壤含水量较低的G2和G4处理中，李树液流对外部环境因子的敏感性增强，而在水分供应充足的G1和G3处理中，液流更多受植株内部生理调控机制控制。
研究结论表明，李树液流受多因子协同调控，其主导驱动因子随水分梯度发生显著转变。在自然条件下，液流主要受大气干旱控制；在水分胁迫条件下，气温成为主要驱动因子；而在适度灌溉条件下，风速与土壤水分共同影响液流。结构方程模型能有效揭示液流的多因子耦合调控机制，所有模型均表现出良好的拟合优度。这一发现不仅深化了对果树水分生理调控理论的认识，也为果园精准灌溉和水资源优化配置提供了科学依据。通过实时监测液流动态，结合土壤水分和气象预报，可以建立精细化水分管理系统，实现按需灌溉和精准调控，从而提高李树的抗旱性和水分利用效率。
该研究的创新之处在于首次系统揭示了不同水分条件下李树液流调控路径的转变规律，为寒区果园水分管理提供了理论支持和技术参考。未来研究可结合多年份观测数据，进一步验证模型的稳定性和适用性，为果园智慧灌溉提供更可靠的科学基础。
