不同滴灌灌水處理對南疆沙區紅棗產量及品質的影響

胡家帥，鄭旭榮，王振華，何新林，李朝陽，陳文娟，扁青永

(1.石河子大學水利建筑工程學院，新疆 石河子832000;2.現代節水灌溉兵團重點實驗室，新疆 石河子 832000；3.塔里木大學水利與建筑工程學院，新疆 阿拉爾 843300)

棗(學名：Ziziphus jujuba Mill)，別稱紅棗，鼠李科棗屬植物。近年來，基于紅棗節水措施，開展了一系列節水灌溉技術研究，多數研究表明，在干旱區采用滴灌灌水技術在紅棗葉溫、品質、適應氣候、田間管理等主要方面表現最優[1]，紅棗產量隨著滴灌灌水定額的變化呈現顯著的規律性[2,3]，科學合理的滴灌灌溉制度可以有效提高灌溉水利用效率，對紅棗的生長、產量和果實品質均具有促進作用[2-7]。盡管有關滴灌紅棗研究成果已很多，但新疆滴灌紅棗技術并沒有得到當地棗農的普遍認可，根本原因在于已有對滴灌紅棗的研究多是基于常年連續滴灌紅棗，而新疆地區多是常年連續漫灌成齡棗樹，已有的研究成果并不適用現有的實際情況。本研究以新疆南疆沙區紅棗-駿棗為研究對象，以阿拉爾第一師灌溉試驗站為平臺，選擇了該試驗代表性的2種滴灌方式、3種灌溉水量和3種灌水次數，研究了漫灌改滴灌條件下不同滴灌處理對紅棗產量和果實品質的影響。為確定漫灌改滴灌適宜的滴灌灌溉制度提供重要的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2015年6-11月在新疆阿拉爾市第一師灌溉試驗站內進行，地理坐標為北緯40°37 ～40°38 ，東經81°1 ～81°13，平均海拔1 100 m，屬于暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候，無霜期較長，光照充足，晝夜溫差大，極端最高氣溫41 ℃，極端最低氣溫―33.2 ℃。墾區太陽輻射年均559.6～612.4 kJ/cm2，年均日照2 556.3～2 991.8 h。墾區雨水稀少，冬季少雪，地表蒸發強烈，年均降水量為40.2～82.5 mm，年均蒸發量1 878.6～2 558.7 mm。試驗區土壤平均干體積質量為1.37 g/m3，地下水埋深大于3.5 m，灌溉水源采用地下水。

1.2 試驗材料

以新疆阿拉爾第一師灌溉試驗站內7 a生矮化密植駿棗為試驗材料，2008年種植，2009年嫁接，常年連續漫灌。株行距0.8 m×2 m，棗樹經修剪均高約1.2 m。研究區于6月初由漫灌改為滴灌，改滴灌后肥料均隨水滴施，其他管理均與當地農戶漫灌棗樹管理措施相同。試驗地棗林改滴灌前基本特征如表1所示。

表1 試驗地棗林改滴灌前基本特征

1.3 試驗設計

棗樹的灌溉方法由常年連續漫灌改為滴灌，采用2種滴灌灌水方式，均1行2管，即在樹行兩側20 cm處各布置1根滴灌管。第1種灌溉方式為根部點源灌溉(M1)，即滴灌管只在紅棗樹干根部處自行開孔安裝滴頭，滴頭流量為4 L/h。第2種灌溉方式為均勻線源灌溉(M2)，即采用市面上較為流行的果樹專用滴灌帶，滴頭流量4 L/h，滴頭間距10 cm。每種滴灌灌水方式均設置3個灌水量水平：900 mm(W1)、1 050 mm(W2)和1 200 mm(W3)，以上灌水量水平是根據研究區2014年漫灌棗地灌溉定額1 500 mm分別節水40%、30%、20%而制定。點源滴灌方式1 050 mm灌水量水平下設置3個灌水次數水平：10次(F1)、14次(F2)、18次(F3)，以上灌水次數依據漫灌灌水次數制定。試驗共9個滴灌處理，另外設置一個漫灌CK(灌水量1 500 mm)的對照處理，每個處理均設置3個重復。試驗具體處理和灌水情況，如表2所示。

表2 具體處理及灌水情況

注：表2中灌水量指該階段總的灌水量。

1.4 測定項目與方法

駿棗產量：駿棗收獲時每個處理的每個重復隨機選取3棵棗樹進行產量測定，最終進行平均求得平均產量值即為該處理的產量值。主要測量指標為平均公頃產量[11]。

果實縱橫徑：在果實成熟并后，各個處理每個重復選取長勢均等的棗樹3棵，每棵標記果實20個，用游標卡尺(精度0.01 mm)對果實縱橫徑進行測量，各重復取平均值作為處理的果實縱橫徑值。

果形指數：以測取的果實縱徑和橫徑的比值來表示。

單果質量及核質量：各處理稱取所有果實質量和核質量，重復3次，用電子天平(精度0.01 g)，取平均值表示。

可食率：可食率={(單果質量-單核質量)/單果質量}×100%。

總糖和還原糖：采用斐林法測定[8]。

總酸：采用酸堿滴定法測定[8]。

維生素C：采用2，6-二氯靛酚滴定法測定[8]。

1.5 數據處理

用Excel 2010、SPSS 19.0數據處理軟件進行數據處理和分析。

2 結 果

2.1 點源灌溉方式下紅棗的產量和品質變化

點源滴灌方式下不同灌水量對紅棗產量、品質的影響見表3，滴灌處理M1W3果實橫徑顯著(P<0.01)低于其他灌水處理，M1W3、M1W2果實縱徑顯著低于M1W1、CK處理，說明點源滴灌方式下增加灌水量反而會減小果實縱橫徑；M1W3處理果形指數顯著高于其他處理，分析可能是點源滴灌方式1 200 mm灌水量條件下，果實縱徑生長速度高于果實橫徑生長速度。從表4中還可以看出各處理單果質量、總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中單果質量從大到小為CK、M1W1、M1W2、M1W3，核質量從大到小依次為M1W1、CK、M1W2、M1W3，點源灌溉方式下單果質量和核質量成正相關，低水滴灌可以增加單果質量，但可食率反而低于中高水處理，說明低水滴灌使得核生長發育所需水分比例增加；總糖含量從大到小為M1W3和M1W1、CK、M1W2，M1W3、M1W1和CK處理之間差異不顯著，M1W2處理總糖含量顯著低于其他處理；點源滴灌各處理總酸含量差異不顯著，但均顯著高于漫灌CK，分析可能是由于滴灌周期短的原因；各處理維生素C含量差異極顯著，中水處理M1W2最高1.393 0 mg/g，漫灌處理CK最低0.361 2 mg/g，除了受到灌水量的影響，分析可能還與滴灌隨水施肥的施肥方式有關，隨水施肥可以提高養分肥料的吸收。點源滴灌方式下，各處理產量隨著灌水量的增加呈現先增大后減小的趨勢。

表3 點源灌溉方式下紅棗的產量和品質

注：同列數據相同字母表示差異不顯著(a=0.05)，下同。

2.2 線源灌溉方式下紅棗的產量和品質變化

線源滴灌方式下不同灌水量對紅棗產量、品質的影響見表4，滴灌處理M2W1果實橫徑和縱徑顯著(P<0.01)高于其他灌水處理，M2W2處理果實縱徑顯著低于其他處理，說明線源滴灌方式下低水灌溉會增加果實縱橫徑，這與點源滴灌方式結果相似；M2W2處理果形指數顯著低于其他處理，這與點源滴灌方式結果相同，說明1 050 mm中水滴灌對果形指數有降低影響。從表中還可以看出各處理核質量、總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中單果質量從大到小為M2W2、CK、M2W3、M2W1，核質量從大到小依次為M2W1、M2W3、CK、M2W2，線源灌溉方式下單果質量和核質量成負相關，這與點源滴灌方式結果相反，但兩種滴灌方式可食率結果相似，低水灌溉可食率均顯著低于其他處理，說明低水滴灌使得核生長發育所需水分比例增加；總糖含量從大到小為M2W1、M2W3、CK、M2W2，和點源灌溉處理相似，總糖含量隨著灌水量的增加均呈現出先減少后增大的趨勢；線源滴灌各處理總酸含量顯著高于漫灌CK，其中M2W2處理總酸含量顯著高于其他處理，這一點與點源灌溉方式結果有所差異；各處理維生素C含量差異極顯著(P<0.01)，滴灌高水處理M2W3顯著低于其他滴灌處理，漫灌處理CK最低0.361 2 mg/g，這一點與點源灌溉方式結果相同。線源滴灌方式下，各處理產量隨著灌水量的增加而增加，但低于漫灌處理。

表4 線源灌溉方式下紅棗的產量和品質

2.3 灌水次數對紅棗產量和品質的影響

點源滴灌方式下不同灌水次數對紅棗產量、品質的影響見表5，W2F3處理果實縱橫徑、單果質量、核質量顯著(P<0.01)高于W2F1、W2F2處理，說明點源滴灌方式下增加灌水次數可以有效增大果實縱橫徑、單果質量、核質量；各處理隨著灌水次數的增加，果形指數逐漸增加、可食率逐漸減小，但二者差異均不顯著，說明灌水次數對點源滴灌紅棗果形指數和可食率沒有顯著影響。各處理總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中總糖質量從大到小為W2F1、W2F3、W2F2，總酸含量從大到小為W2F2、W2F3、W2F1，低頻滴灌總糖含量顯著最高、總酸顯著最低，說明低頻和高頻滴灌更有利于糖分的積累；各處理維生素C含量差異極顯著，隨著灌水次數的增加呈現降低的趨勢，均極顯著高于漫灌處理0.361 2 mg/g，分析可能是滴灌灌水次數多、灌水定額小，肥料以蒸發形式損失相對較大。各處理產量隨著灌水次數的增加而增加。

表5 灌水次數對紅棗產量和品質的影響

3 討 論

本研究中滴灌灌溉定額最低設置為900 mm，比有關文獻[9,10]研究的最高灌溉定額(720、948 mm)還要高，主要原因是本研究圍繞漫灌改滴灌開展，所用地塊為常年連續漫灌棗地，盲目過多的降低灌溉定額必然會大面積減產，本試驗結果也印證此點：低水900 mm灌溉定額下各處理紅棗生長受到顯著抑制，冠幅低于中高水處理20 cm，產量顯著降低。

本研究中線源滴灌方式下其總酸含量隨著灌水量的增加均呈現出先增加后減少的趨勢，點源滴灌方式下其維生素C含量隨著灌水量的增加均呈現出先增加后減少的趨勢，這與有關文獻[2]研究結果類似；無論是點源灌溉還是線源灌溉，其總糖含量隨著灌水量的增加均呈現出先減小后增大的趨勢，這與有關文獻[2]研究結果總糖含量隨著灌水量的增加呈現先提高后降低的趨勢有所矛盾，可能是受灌溉定額偏大的影響，本研究各處理灌溉定額大約是此文獻各處理灌溉定額的2倍。本研究發現綜合所有品質和產量分析，點源滴灌方式相比線源灌溉方式較優，但線源滴灌方式總糖含量整體優于點源滴灌方式。相關文獻[9]研究發現滴灌相比漫灌，維生素C含量會增加，但總糖含量降低，單果質量增大，果形指數降低，這與本研究中線源滴灌M2W2處理結果類似；但M2W2處理總糖含量遠高于該文獻[9]滴灌的總糖含量，可能是受到紅棗品種和灌水量的影響。本研究發現增加灌水次數可以增加果實的縱橫徑、單果質量和核質量，但果形指數和可食率差異性并不顯著；總糖、總酸和維生素C的含量隨著灌水次數的增加反而降低，但產量卻隨著灌水次數的增加而增加，說明增加灌水次數可以增加產量但品質會有所影響，這與有關文獻[11]研究結果有相似之處。

本研究大部分滴灌處理果實含糖量和所有滴灌處理的維生素C含量均高于漫灌對照處理，且高于相關文獻[12]，綜合產量和品質分析，所有處理中W2F1和W2F3處理效果較好，說明在最大限度滿足紅棗田間需水要求的條件下，合理的滴灌灌溉方式和灌溉制度可以有效提高紅棗的產量和果實品質，但紅棗是多年生植物，影響其產量和果實品質的因素繁多，一年的試驗還不足以確定W2F1和W2F3滴灌灌溉制度是否最優，還需要進行長期試驗做進一步的研究。

4 結 語

在南疆沙區成齡棗樹上，無論是點源滴灌方式還是線源滴灌方式，中水滴灌可以降低果形指數，低水滴灌可食率均顯著低于中高水滴灌處理，總糖含量均隨著灌水量的增加呈現出先減少后增大的趨勢。但在產量、維生素C含量、總酸含量等方面，點源滴灌方式和線源滴灌方式的規律性有所差異。

增加滴灌灌水次數可以增加產量，但會降低果實品質。

綜合產量和品質分析，所有滴灌處理中灌溉定額1 050 mm、灌水次數10次和灌溉定額1 050 mm、灌水次數18次處理效果較好，相比漫灌不但節約灌溉水量30%，還可以提高紅棗果實品質。

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