微喷时空调控对苹果树生理生态及产量的综合效应研究

《Scientia Horticulturae》：Spatiotemporal effects of micro-spray misting on microclimate, physiology, and yield of apple trees

本研究针对高温胁迫下北方半干旱区苹果产业面临的水分利用效率低和高温危害问题，通过设置不同微喷高度（H1:150cm、H2:100cm、H3:50cm）和时长（T1:2h、T2:1.5h、T3:1h、T4:0.5h）的田间试验，结合AHP-EWM-RSR综合评价模型，发现中冠层1.5h微喷（H2T2）可显著提升净光合速率（Pn）、水分利用效率（LWUE）及果实品质，RSR值达0.950，为优化果园高温应对策略提供理论依据。

　　

随着全球气候变暖加剧，北方半干旱苹果产区频繁遭遇高温胁迫，导致果树光合作用受抑制、果实品质下降，传统灌溉策略难以兼顾节水与降温需求。河南科技大学研究团队在《Scientia Horticulturae》发表论文，通过时空双维度解析微喷技术对苹果树的生理生态调控机制，为果园高温管理提供了创新方案。

研究采用田间试验设计，以‘燕富8号’苹果树为材料，设置3个微喷高度（上、中、下冠层）和4个喷时长梯度（0.5-2小时），监测果树生长、光合参数（如Pn、Tr、LWUE）、叶绿素荧光指标（Fv/Fm、Y(II)等）及产量品质。通过AHP（层次分析法）与EWM（熵权法）结合RSR（秩和比）模型进行多指标综合评价。

3.1 不同时空尺度微喷对植株生长的影响

数据显示，中冠层1.5小时处理（H2T2）在生长后期（120 DAB）树高增长最显著，较长时间微喷（H2T1）优势随生育期推进减弱，表明适度时长的中冠层微喷更利于持续促进营养生长。

3.2 SPAD值对微喷的响应

H2T2与H2T3处理在生育中后期维持较高叶绿素含量（SPAD值），90 DAB时较上冠层处理（H1T1）提升3.5%-4.6%，说明中冠层适度微喷能延缓叶片衰老。

3.3 光合特性变化

H2T2处理的净光合速率（Pn）和叶片水分利用效率（LWUE）在105 DAB时分别达18.74 μmol CO₂m^-2s^-1和6.40 mg CO₂g^-1H₂O，显著高于其他处理。非光化学淬灭（NPQ）在H2T2下保持适中水平，表明其光保护与光利用效率的平衡最佳。

3.5 果园微气候调控

所有微喷处理均降低冠层温度、提高湿度，但延长喷施时间至2小时（T1）的增益有限。H2处理（中冠层）在多数观测期降温增湿效果稳定，凸显其空间定位优势。

3.6 产量与品质分析

H2T2产量达5503.16 g/株，较H2T1提高51.3%，且可溶性固形物含量（15.83°Bx）和果形指数最优，果实硬度（7.53 kg/cm²）适中，综合品质突出。

3.8 综合评价结果

AHP-EWM-RSR模型显示，H2T2的RSR值（0.950）排名第一，H2T3（0.831）次之，二者均属“优”等级，证实中冠层1.5小时微喷为最优组合。

结论指出，中冠层1.5小时微喷可通过改善微气候增强光合能力，协调营养生长与生殖生长，实现高产优质。该研究为半干旱区苹果园高温应对提供了可推广的灌溉模式，但需通过多年试验验证其稳定性。