干旱荒漠区辣椒耗水规律及对调亏灌溉的响应

干旱荒漠区辣椒耗水规律及对调亏灌溉的响应研究干旱荒漠区露地辣椒生产的耗水规律，探讨辣椒在调亏灌溉条件下的耐旱、节水、增产机理，为干旱地区辣椒合理灌溉和高效种植提供理论依据。本研究以鲜食型辣椒（陇椒2号）和制干型辣椒（美国红）为试验材料，在定植-座果期、结果盛期和结果末期分别设置充分灌溉（对照）、轻度调亏、中度调亏和重度调亏4个灌溉水平，研究调亏灌溉对辣椒生育期耗水量、耗水模数、耗水强度、植株生长及果实生产、叶片生理生化特性的影响，主要研究结果如下：1.露地栽培辣椒耗水量与灌水量极显著正相关（P<0.01，r=0.955），调亏灌溉有效降低了辣椒的耗水量，在定植-座果期和结果盛期中度和重度调亏下，陇椒2号耗水量较充分灌溉分别减少了7.49%、11.00%和14.21%、15.83%；美国红耗水量下降更明显，分别减少了9.55%、11.80%和18.33%、20.08%。在充分灌溉条件下，美国红的生育期耗水量（470.08mm）显著（P<0.05）小于陇椒2号（514.14mm），两品种耗水模数相当，均表现为结果盛期（46%）>定植-座果期（40%）>结果末期（14%），耗水强度也表现为结果盛期>定植-座果期>结果末期，美国红三个生育时期的耗水强度（4.81mm/d、4.18mm/d、2.79mm/d）均显著（P<0.05）小于陇椒2号（5.32mm/d、4.31mm/d、3.46mm/d）。调亏灌溉显著（P<0.05）降低了各调亏时期的耗水模数和耗水强度，定植-座果期中度调亏、结果盛期和结果末期调亏灌溉的美国红耗水强度均显著（P<0.05）小于陇椒2号。干旱荒漠区露地辣椒结果盛期的Kc最大，在充分灌溉条件下，陇椒2号和美国红的均为：结果盛期（1.16和1.05）>定植-座果期（0.88和0.85）>结果末期（0.85和0.69），调亏灌溉也显著（P<0.05）降低了两品种的值，结果盛期和结果末期调亏处理的两者差异显著（P<0.05）。2.定植-座果期和结果盛期中度、重度调亏灌溉显著（P<0.05）降低了辣椒株高、茎粗和叶面积指数，陇椒2号植株生长对水分亏缺更为敏感。各生育期调亏灌溉均有不同程度的减产效应，定植-座果期重度调亏和结果盛期中度、重度调亏下，陇椒2号单株果数、单果重、单株产量和总产量显著下降（P<0.05），美国红单株果数、单株产量和总产量显著降低（P<0.05），结果盛期水分亏缺导致的减产最明显，为辣椒的需水关键期。3.定植-座果期中度调亏下，陇椒2号和美国红的WUEET（13.29kg.m-3和7.44kg.m-3）和WUEI（18.76kg.m-3和10.08kg.m-3）最高，其单株干物质积累量接近对照，茎、叶、根干物质分配比例适中，最有利于果实产量形成，并能够显著（P<0.05）提高果实的VC和TSS含量。综合效果来看，干旱荒漠区露地辣椒高产、优质、节水栽培应在定植-座果期将土壤含水量控制为55%~65%f，在结果盛期和结果末期控制在75%~85%。4.调亏灌溉降低了辣椒叶片光合色素含量、Pn、Tr、Gs和PSⅡ的活性。轻度调亏下辣椒叶片Chla+b和Car含量、PSⅡ的活性下降不明显（P>0.05），但Pn和Tr下降显著（P<0.05），Gs和Ci降低，Ls值增加，叶片Pn下降是主要是由气孔因素引起的。定植-座果期中度调亏使Tr的降幅较Pn更加明显，叶片WUE达到最大，PSⅡ的Fv/Fm和ΦPSⅡ下降不明显（P>0.05），气孔限制仍是引起Pn下降的主导因素。定植-座果期重度调亏和结果盛期中度、重度调亏条件下，叶片光合色素含量、Pn、Tr、WUE均显著（P<0.05）降低，PSⅡ的Fv/Fm和ΦPSⅡ受到明显抑制（P<0.05），热耗散能力下降，PSⅡ受到严重损伤（P<0.05），Pn下降主要由非气孔因素所致。同一调亏水平下，美国红光合参数比陇椒2号的变幅小，具有较高的叶片WUE和PSⅡ光化学活性，对干旱荒漠绿洲环境具有更好的适应性。5.调亏灌溉使辣椒叶片RWC明显下降（P<0.05），WSD和Va/Vs明显增大（P<0.05），抗旱能力增强。定植-座果期轻度、中度调亏灌溉下，Pro和SS可能是陇椒2号耐旱的主要渗透调节物质；美国红则主要通过Pro的积累进行渗透调节，重度调亏下Pro成为两品种主要的渗透调节物质。结果盛期轻度和中度调亏下，两辣椒品种主要是通过Pro和SS发挥渗透调节作用，重度调亏下以SS和SP的渗透调节为主。定植-座果期中度调亏对辣椒叶片产生了一定的膜脂过氧化作用，但叶片能通过SOD和CAT酶的协同作用产生抗氧化保护，重度调亏使叶片膜脂过氧化明显加剧（P<0.05），陇椒2号的抗氧化能力明显下降；美国红能通过SOD、CAT酶和AsA的共同作用来减轻过氧化伤害。结果盛期中度、重度调亏下叶片抗氧化系统清除活性氧的能力明显下降，膜系统受到显著伤害（P<0.05），且定植-座果期重度调亏和结果盛期中度调亏对陇椒2号膜系统的伤害明显（P<0.05）大于美国红。6.定植-座果期轻度、中度调亏灌溉复水后，两辣椒品种茎粗生长、叶面积指数、叶片光合色素含量表现出补偿效应，渗透调节物质和抗氧化系统产生了生化补偿作用，使膜系统得到修复。重度调亏灌溉复水后未表现出补偿效应。研究结果表明，定植-座果期中度调亏灌溉条件下，干旱荒漠区露地栽培辣椒通过积累Pro和SS提高叶片渗透势，保证了生长及光合过程的进行；通过SOD和CAT活性氧清除机制和热耗散机制，保护膜系统，维持PSⅡ系统的光化学活性；通过增强气孔调节能力，提高叶片WUE；光合产物的分配格局更有利于果实生产；复水后茎粗生长、叶面积扩展、光合色素含量产生补偿效应，从而在不明显减产的