柴達木巴隆地區枸杞滴灌水肥耦合效應研究

劉得俊，李潤杰

(青海省水利水電科學研究所，青海省流域水循環與生態重點實驗室，青海省水資源高效利用工程技術研究中心， 青海西寧 810001)

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柴達木巴隆地區枸杞滴灌水肥耦合效應研究

劉得俊，李潤杰

(青海省水利水電科學研究所，青海省流域水循環與生態重點實驗室，青海省水資源高效利用工程技術研究中心， 青海西寧 810001)

[目的]探討科學、高效的柴達木枸杞施肥、灌水模式。[研究]以3年生紅枸杞為試材，研究了不同水肥組合對柴達木地區枸杞產量的影響。[結果]灌水量對枸杞產量的影響大于施肥量，但是過多的施肥量和灌溉量并不利于枸杞產量的增加，中肥(607.50 kg/hm2)和中水灌溉施肥(5 010.00 m3/hm2)組合為該試驗水肥調控的最佳組合，可取得較高的枸杞產量。[結論]為柴達木地區枸杞高產栽培提供了科學依據。

枸杞；滴灌；水肥耦合；柴達木

水肥一體化滴灌是一種局部、高頻率供水的灌溉技術，具有節水、省肥，可使作物近根區保持較高濕度以及合適養分濃度的特點，有利于作物的生長，可有效提高作物產量和品質[1]。發展水肥一體化技術是我國實現農業可持續發展的戰略要求，具有廣闊的發展空間和生產潛力。枸杞是青海省柴達木地區的主導特色產業之一，發展柴達木地區枸杞產業，提高枸杞品質和產量是枸杞產業發展的關鍵所在。受干旱氣候特征的影響，科學高效施肥灌溉管理是枸杞提質增產的保證。因此，對該地區進行枸杞滴灌施肥水肥精量施用技術研究顯得至關重要。目前，我國對滴灌技術的應用及滴灌的節水效應研究較多。國內外學者對滴灌施肥中的養分和水分運移規律及增產機理等進行了大量研究，尤其在保護地栽培方面的研究較多[2]。而有關柴達木地區滴灌施肥的水肥耦合及水肥生產函數研究較少。王磊等[3-4]進行了水肥一體化技術的推廣應用研究，未定量評價滴灌施肥條件下各因子的產量效應。筆者研究柴達木巴隆地區枸杞滴灌施肥最佳水肥施用量及不同水肥因子對枸杞產量的效應，以期為柴達木巴隆地區枸杞高產栽培提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于青海省柴達木盆地巴隆地區，屬大陸性氣候，特點是降水稀少，空氣干燥；光照充足，輻射強烈；氣候溫和，熱量條件好；氣溫日較差較大。年平均氣溫3.3～4.3 ℃，≥0 ℃積溫為2 340～2 593 ℃，多年平均年日照時數為2 954～3 227 h，日照百分率為66.4%～72.6%，為全國日照時數的高值區。巴隆地區太陽輻射量688.48～743.83 kJ/cm2。土壤類型為灰棕漠土，質地偏砂、多砂壤土。耕地土壤有機質含量8～12 g/kg，含鹽量0.1%～0.2%，pH 8.2～7.5。1.2 試驗設計 設9個處理(表1)，共27個試驗小區。小區長15 m，寬10 m。每個試驗小區栽植5行枸杞，每行15株，株行距為1 m×2 m。每處理3次重復，隨機排列組合。另設大田漫灌為對照小區。

(1)施肥設計：以當地經濟作物的施肥量為對照(CK)，設3個施肥處理，分別為CK[高肥(F3)]，CK施肥量的70%[中肥(F2)]，CK施肥量的50%[低肥(F1)](表1)。

(2)灌水設計：設3個灌溉水平，分別為當地經濟作物水分控制下限(田間持水量)的70%(W1)、55%(W2)和40%(W3)(表1)。控制滴頭正下方土壤水分含量高于土壤水分下限，達到水分下限時進行灌溉，灌水量達到田間持水量的95%時停止灌溉。

表1 試驗設計

1.3 測定項目與方法 土壤含水量采用烘干法測定。枸杞生長季內每10 d對土壤含水量進行1次觀測，降雨前、降雨后、灌水前、灌水后、生育階段轉變時，加測土壤含水量。觀測深度從地表起至主要根系活動層，每隔10 cm觀測1層。灌水量根據試驗設計進行觀測，記錄灌水時間和灌水量。枸杞成熟之后，每隔1 d采摘1次枸杞，稱量鮮重，晾曬風干，測定干重。

1.4 數據處理及分析 采用Excel 2010對進行數據處理和繪圖，用SPSS統計分析軟件進行非線性回歸分析和差異顯著性檢驗[5]。應用Excel軟件的數據分析工具轉換試驗數據，建立多元非線性回歸方程[6]。

2 結果與分析

各小區進行單打單收，測定干果產量(表2)，并進行SPSS多元非線性回歸分析，建立一個包含交互項的二元二次數學模型[2]。

表2 施肥量和灌水量對枸杞產量的影響

Table 2 Effects of amount of fertilization and irrigation on the yield oflyciumchincnseMill

處理Treatments干果產量Dryfruityieldkg/hm2施肥量Fertilizeramountkg/hm2灌溉量Irrigationamountm2/hm2W3F1818.25421.052984.70W3F2885.45561.003003.45W3F3906.45722.703112.20W2F1985.50427.953824.85W2F21033.05554.253903.60W2F31177.80561.004216.05W1F31172.40554.855156.70W1F21133.10729.605660.25W1F11005.00430.656252.30

由于枸杞產量是施肥量(X1)和灌水量(X2)2個因素共同作用的結果，所以因變量與2種因素X1和X2間的函數關系可用二次效應曲面來描述[2]。

式中，Y為回歸值，即枸杞產量；X1、X2為2個自變量，即枸杞的施肥量和灌水量。將二元非線性模型轉化為五元一次線性模型Y=a+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5，進行線性回歸分析，線性轉化后的數據見表3。模型的相關性達到0.980，說明模型中枸杞產量和水肥使用量呈極相關，F值為14.224，其顯著水平為0.027(P<0.05)，表明存在真實的(顯著的)五元一次線性回歸方程，即存在真實的二元二次非線性回歸方程。

表3 線性轉換后數據

經過回歸分析，得到枸杞產量五元一次線性回歸方程：

Y=-89.892 0+2.673 0X1+0.668 0X2+0.000 2X3±0.033 0X4-0.001 0X5

將其還原為二元非線性回歸模型

Y=-89.892 0+2.673 0X1+0.668 0X2+0.002 0X1X2-0.033 0X12-0.001 0X22

對二元二次回歸方程最大值求解[7]，得到Y最大值為1 136.85 kg/hm2，施肥量(X1)和灌水量(X2)分別為607.50 kg/hm2和5 010.00 m3/hm2，即全生育期合理施肥量和灌水量。

3 結論

(1)利用二元二次多項式建立枸杞水肥生產函數，探討枸杞產量與灌水量和施肥量的關系。結果表明，柴達木巴隆地區枸杞產量的影響主次為灌水量、施肥量；水肥兩因素交互作用都表現為正效應，即只有水肥配施才能保證枸杞的產量。水肥生產函數中二次項系數為負，說明過多的施肥量和灌溉量不利于枸杞產量的增加。將灌水量和施肥量因子分開，進行單因子枸杞產量回歸關系研究，可以看出不同施肥處理組合對枸杞產量的影響關系與對寧夏地區[8]和德令哈地區[4]的研究結論一致；不同施肥條件對枸杞產量存在著明顯的差異，隨著施肥量的增加，枸杞的鮮果產量和干果產量先增加后下降，這與萬書勤等[9]的研究結論一致；不同水分處理條件下枸杞生長量表現不同，隨著灌水量的增加，枸杞的產量增加，達到一定值后隨著灌水量的增加枸杞產量反而降低，這與寧夏等地的研究成果相似[10]。

(2)合理的灌溉量、施肥量與作物產量有著密切的關系。大量研究表明，在旱地條件下隨著灌水量的增加，肥料的生產效率提高，而隨著施肥量的增加，水分利用效率亦相應提高。筆者通過水肥生產函數最大值求解，得出在取得枸杞最大產量1 136.85 kg/hm2時，施肥量和灌水量分別為607.50 kg/hm2和5 010.00 m3/hm2，僅從產量角度評價，以中肥和中水施肥灌溉組合為該試驗水肥調控的最佳組合，可取得較高的枸杞產量。

[1] 張承林，鄧蘭生.水肥一體化技術[M].北京：中國農業出版社，2012.

[2] 毛達如.植物營養研究方法[M].2版.北京：中國農業大學出版社，2005.

[3] 王磊，潘起來，李潤杰，等.水肥一體化技術在柴達木枸杞上的應用[J].青海大學學報(自然科學版)，2015，33(2)：23-28.

[4] 王春蘭，譚建萍，馬明呈，等.不同施肥處理對枸杞生長及產量、品質的影響[J].青海農林科技，2013(3)：1-6.

[5] 薛薇.基于SPSS的數據分析[M].北京：中國人民大學出版社，2014.

[6] 劉有毅.數據轉換與Excel軟件在多元非線性回歸分析中的應用[J].上海應用技術學院學報(自然科學版)，2003，3(2)：82-85.

[7] 龔江，石培春，李春燕.巧用Excel解決多元非線性回歸分析[J].農業網絡信息，2011(1)：46-48.

[8] 王三英，蔡國軍，張寶琳，等.配方施肥對枸杞品質及產量的影響[J].經濟林研究，2012，30(3)：61-65.[9] 萬書勤，康躍虎，劉士平，等.柴達木地區滴灌水一鹽一肥綜合調控對構杞生長和水肥利用的影響[J].節水灌溉，2016(5)：37-41，47.

[10] 徐利崗，杜歷，鮑子云，等.干旱區枸杞滴灌灌溉制度試驗研究[J].節水灌溉，2016(4)：1-6，10.

Study on Coupling Effect of Water and Fertilizer onLyciumchincnseMill.under Drip Fertigation in Chaidamu Balong Area

LIU De-jun, LI Run-jie

(Institute of Water Resources and Hydropower Research of Qinghai Province,Watershed Hydrological Cycle Ecology Key Laboratory in Qinghai Province, Xining, Qinghai 810001)

[Objective] The study aimed to explore the scientific and efficient fertilization and watering mode of chaidamuLyciumchincnseMill.. [Method] With 3 year oldLyciumchincnseMill. as test materials,the effects of different water and fertilizer combinations on yield of Chinese wolfberry were studied in the chgaidam region. [Result] Effect of irrigation onLyciumchincnseMill.output is greater than the amount of fertilizer, but after fertilization and irrigation amount is not conducive to increase the yield ofLyciumchincnseMill., the best combination in fertilizer and water for irrigation and fertilization combination mode of regulation of the test of water and fertilizer, which can obtain high yield ofLyciumchincnseMill..

LyciumchincnseMill; Drip irrigation; Fertigation;Chaidamu

青海省農業科技成果轉化與推廣計劃項目(2014-NS-522)；工程技術研究中心(2016-GX-G06)。

劉得俊(1980- )，男，青海互助人，副研究員，從事水資源與生態保護研究。

2016-09-09

S 507

A

0517-6611(2016)32-0117-02