不同種植模式下灌溉定額對枸杞生長指標與產量的影響

趙彥波，尹 娟,2,3，程 良，吳軍斌

(1.寧夏大學 土木與水利工程學院，銀川 750021；2.旱區現代農業水資源高效利用教育部工程中心，銀川 750021；3.寧夏節水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川 750021)

0 引 言

寧夏中部干旱帶，屬大陸性干旱氣候，土壤類型為砂壤土且含鹽量較大，年降水量200～400 mm，灌水資源十分匱乏。枸杞是寧夏特色優勢產業，干旱缺水成為制約枸杞種植產業發展的關鍵因素[1]。在枸杞種植過程中，為達到節約水資源提高枸杞產量的目的，選擇滴灌作為主要的灌溉方式。實踐證明滴灌是迄今為止農田灌溉最節水的灌溉技術之一[2]。在滴灌條件下，覆蓋種植不僅能有效提高作物產量，還能達到豐產高效節水的目的。研究表明，在覆蓋種植中，節水增產效果最好的是薄膜覆蓋種植，其次是秸稈覆蓋種植，細沙覆蓋種植保水增產效果最差[3]。覆膜種植枸杞能增加土壤含水量，促進了枸杞新梢、地徑和冠幅的生長以及枸杞產量的提高[4]。灌水是決定枸杞生長和枸杞產量的關鍵因素，研究不同灌溉定額對枸杞生長指標和產量的影響，對制定適宜寧夏中部旱區枸杞灌溉制度具有十分重要的意義[5]。目前，關于覆膜與不覆膜種植條件下，不同灌溉定額對作物生長和產量的影響研究主要集中在馬鈴薯、蔬菜、棉花等作物上，關于寧夏中部旱區枸杞不同種植模式下灌溉定額對其生長指標和產量的影響研究較少[6-9]。因此進行枸杞大田試驗，在覆膜與不覆膜種植條件下研究不同灌溉定額對枸杞生長指標和產量的影響規律。為提高當地枸杞產量提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本試驗在寧夏吳忠市同心縣下馬關鎮開展，其平均海拔為1 730 m，位于寧夏地區中部干旱帶，屬于寧夏中部干旱區的典型區域，北緯36°58′48″，東經105°54′24″。多年平均降雨量200 mm，年蒸發量2 325 mm，地下水埋深在10 m以下，降雨多在7、8、9三個月，年內分配不均。該地區光照強烈、晝夜溫差大，屬于大陸性干旱氣候。有效積溫3 915.3 ℃，11月下旬結凍，3月上旬解凍，無霜期180 d。試驗田土壤類型為砂壤土，土壤干容重為1.41 g/cm3，表1所示為試驗田理化性質。

表1 土壤理化性質

1.2 試驗設計

試驗研究對象為“寧杞7號”，長勢均勻，樹齡3年。種植方式為覆膜和不覆膜，采用黑色薄膜覆蓋，覆膜寬和膜間露地寬分別為60 cm和2.4 m。試驗均采用單因素隨機區組設計，枸杞灌溉定額均設7個處理：F1：810 m3/hm2；F2：1 080 m3/hm2；F3：1 350 m3/hm2；F4：1 620 m3/hm2；F5：1 890 m3/hm2；F6：2 160 m3/hm2；F7：2 430 m3/hm2。每個處理3個重復，共42個試驗小區。各小區灌水次數相同，灌水6次，春梢生長期和開花初期各灌水1次，果熟期灌水4次。每次灌水定額相同，為小區相應灌溉定額的六分之一。每個小區種植10棵枸杞樹，株行距為1 m×3 m，滴灌帶采用內鑲貼片式，內徑16 mm、壁厚為0.15 mm、滴頭流量2.0 L/h、額定工作壓力0.1 MPa、滴頭間距為50 cm，枸杞樹處于2個滴頭中間位置，滴管帶距枸杞樹10 cm。施肥時間、施肥種類和施肥量見表3，其他農藝措施同當地枸杞基地。試驗從4月份開始到10月中旬結束。

表2 施肥種類和施肥量

1.3 測定項目與方法

地徑是指苗木距地面一定距離處樹干直徑，用于表示苗木的長勢和規格，單位為mm。測定方法：每個處理3個重復，每個重復標定3棵樹，用游標卡尺測定，取其平均值。

枝條數主要測定枸杞掛果枝條，表征枸杞植株有效掛果枝條數量。測定方法：每個處理3個重復，每個重復標定3棵樹測定枝條數，取其平均值。

冠幅指苗木樹冠的東西方向和南北方向的平均值，用于表示苗木的長勢和規格，單位為cm。測定方法：每個處理3個重復，每個重復標定3棵樹進行測量冠幅，取其平均值。方法是拉直鋼卷尺量取樹冠的當量直徑，東西向南北向各測一次。

枸杞產量的測定：測定枸杞產量時，以每個小區為一個單元，測定42個小區的枸杞鮮質量。

1.4 數據處理

通過Excel 2010和DPS 軟件整理和分析數據。

2 結果與分析

2.1 不同灌水處理對枸杞地徑的影響

不同種植模式枸杞生育期地徑隨時間變化規律如圖1所示。覆膜種植各灌水處理下，枸杞地徑隨時間不斷增大，其中處理F4(1 620 m3/hm2)地徑生長最快。七月中旬到八月中旬枸杞地徑生長旺盛，八月中旬以后地徑生長速度有所減緩。不覆膜種植各灌水處理下枸杞地徑隨時間的變化規律與覆膜種植枸杞地徑隨時間變化規律相似，其中處理F5(1 890 m3/hm2)地徑生長最為旺盛，覆膜枸杞地徑生長速率大于不覆膜。不同灌水定額枸杞地徑方差分析見表3，方差分析結果表明，覆膜與不覆膜種植不同灌水處理對枸杞地徑生長影響顯著(P<0.05)。

圖1 不同種植模式下枸杞生育期地徑變化規律

覆膜種植枸杞，地徑隨灌溉定額的增大而增大，當灌溉定額增大到1 620 m3/hm2(F4處理)時，地徑達到最大，最大為3.89 cm。灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，地徑隨著灌溉定額的增加而減小。不覆膜種植枸杞，地徑隨灌溉定額變化規律與覆膜種植相似，當灌溉定額增大到1 890 m3/hm2(F5處理)時，枸杞地徑達到最大，最大為3.66 cm。同一灌溉定額下，處理F4和F5地徑生長量最大，且覆膜枸杞地徑大于不覆膜枸杞地徑。出現以上規律的原因是覆膜減緩了土壤水分蒸發，保存土壤水分，提高土壤溫度，促進了枸杞根系的生長發育，所以在覆膜種植條件下，枸杞地徑生長量大于不覆膜。而七月中旬到八月中旬日照充足，枸杞生長發育旺盛，地徑生長速度達到最大。

2.2 不同灌溉定額對枸杞枝條數的影響

枝條數方差分析見表3，方差分析表明，不同種植模式下灌溉定額對枸杞枝條數影響顯著(P<0.05)。覆膜種植枸杞枝條數平均值為79，不覆膜種植枸杞枝條數平均值為75。同一灌溉定額下，除了F7處理外，覆膜植株枝條數大于不覆膜植株枝條數。說明覆膜種植能促進枸杞枝條的生長。不同種植模式下枸杞枝條數隨灌溉定額變化規律如圖2所示，整個生育期灌水處理從F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，覆膜枸杞枝條數隨灌溉定額的增加而增大，灌水處理從F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)時，枸杞枝條數隨灌溉定額的增大而減小。灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)時，植株枝條數達到最大，最大為98條。不覆膜條件下灌溉定額從F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，枸杞枝條數隨灌溉定額的增大而增大，灌溉定額從F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)，枸杞枝條數隨灌溉定額的增大而減小。灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)時，植株枝條數達到最大，最大為83。兩種種植模式下，枸杞枝條數隨灌溉定額的變化規律相似，覆膜達到最大枝條數所對應的灌溉定額小于與不覆膜，說明覆膜具有良好的保水效果。

表3 不同處理下枸杞生長指標和產量方差分析

圖2 不同種植模式下枸杞枝條數的變化規律

2.3 不同灌水處理對枸杞冠幅的影響

冠幅是用來衡量苗木長勢的參考標準，枸杞冠幅方差分析見表3，方差分析表明，兩種不同種植模式下不同灌水處理對枸杞冠幅影響顯著(P<0.05)。

枸杞生育期冠幅變化規律見圖3，由圖3可知，覆膜種植，枸杞生育期冠幅隨時間不斷增大。七月中旬到八月中旬冠幅生長最為迅猛。不覆膜種植，枸杞生育期冠幅隨時間變化規律與覆膜相似，同一灌水定額下，不覆膜冠幅對應的折線斜率小于覆膜，說明同一灌水處理覆膜明顯促進了枸杞冠幅的生長，在相同的生長周期內，覆膜土壤水分含量大，枸杞冠幅生長較快。由表3可知，覆膜種植，冠幅NS平均值為125.81 cm，冠幅EW平均值為129.45 cm；不覆膜種植，冠幅NS平均值為116.26 cm，冠幅EW平均值為125.24 cm，東西向冠幅明顯大于南北向冠幅。主要是因為枸杞朝南北向進行種植，株距為1 m，東西向行距為3 m，有利于枸杞枝條的延伸。同一灌溉定額，覆膜枸杞冠幅均大于不覆膜枸杞冠幅，說明覆膜種植明顯改善了枸杞長勢。覆膜條件下，灌溉定額小于1 890 m3/hm2(F5處理)時，冠幅EW隨著灌溉定額的增大而增大；灌溉定額大于1 890 m3/hm2(F5處理)時，冠幅EW隨著灌溉定額的增大而減小，枸杞冠幅EW達到最大的灌溉定額為1 890 m3/hm2(F5處理)；灌溉定額小于1 620 m3/hm2(F4處理)時，冠幅NS隨著灌溉定額的增大而增大，灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，冠幅NS隨著灌溉定額的增大而減小，枸杞冠幅NS達到最大的灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)。不覆膜條件下，枸杞冠幅隨著灌溉定額的變化規律與覆膜相似，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)和1 890 m3/hm2(F5處理)時，枸杞冠幅達到最大。說明枸杞冠幅的生長不僅與灌溉定額有關，還與種植間距、光照、風向等自然因素的有關。

圖3 不同種植模式下枸杞生育期冠幅的變化規律

2.4 不同灌水處理對枸杞產量的影響

不同灌水處理枸杞產量見表3，覆膜與不覆膜條件下，F4、F2處理枸杞產量極顯著地高于其他各處理(P<0.01)且枸杞產量最高均為F4(1 620 m3/hm2)處理，達到10 400.7和9 923.4 kg/hm2，覆膜枸杞最高產量大于不覆膜。兩種不同種植方式下枸杞產量隨灌溉定額有相同的變化趨勢，當灌溉定額小于1 620 m3/hm2(F4處理)時，枸杞產量隨灌溉定額的增大而增大，當灌溉定額超過1 620 m3/hm2(F4處理)時，枸杞產量隨灌溉定額的增大而減小。說明覆膜與不覆膜種植枸杞達到最高產量的灌溉定額為F4處理(1 620 m3/hm2)。圖4表示覆膜與不覆膜枸杞生長量與產量隨灌溉定額的變化規律，即隨著灌溉定額的增大而先增大后減小，枸杞生長指標與產量隨灌水處理呈同步變化。枸杞生長量越大，相對應的產量也越高。枸杞生長量越小，枸杞產量也相對較低，說明枸杞各生長指標與產量隨灌溉定額保持相同的變化趨勢。對比覆膜和不覆膜灌水F6、F7處理枸杞生長量和產量可知，過量灌溉會降低枸杞生長量和產量，且覆膜枸杞生長量和產量下降量更大。

圖4 枸杞生長指標與產量隨灌溉定額變化關系

2.5 枸杞生長指標與產量的相關性分析

覆膜與不覆膜枸杞各生長指標與產量相關分析見表4，由于灌水處理F2產量較高，主要原因是在3次重復中，灌水F2處理有2次隨機在同一排中，且單株枸杞測產較高，再加上地塊底肥差異較大以及F2處理植株早期長勢較好造成的，因此在進行相關性分析時剔除了F2處理下的生長量與產量。

相關分析表明，覆膜種植條件下枸杞各生長指標之間彼此相關，且相關性顯著(P*<0.05)。枸杞地徑、冠幅與產量之間相關性不顯著，而枝條數與產量之間相關性顯著(P*<0.05)，說明枸杞生育期各生長指標對產量有影響。不覆膜種植條件下各生長指標之間彼此相關，且相關性顯著(P*<0.05)。地徑與產量相關性不顯著，冠幅、枝條數與產量之間相關性顯著(P*<0.05)，說明覆膜與不覆膜種植枸杞，其產量受掛果枝條數的影響最大，即前期對枸杞植株的修枝剪葉以及調整有效枝條數量非常關鍵。

表4 枸杞生長指標與產量相關性分析

枸杞地徑、枝條數、冠幅和產量表現出上述規律的原因是，覆膜減緩了土壤水分蒸發，增大了土壤含水量，改善了土壤環境，為枸杞生長發育提供了充足的水分和適宜的土壤溫度，促進了枸杞地徑、枝條、冠幅的生長，提高了產量[10]。但隨著灌溉定額的持續增加，土壤含水量過大，土壤孔隙減少，土壤通氣性變差，枸杞根系有氧呼吸減緩，抑制了植株的正常生長和發育，進而地徑、枝條、冠幅生長變緩，降低了產量[11]。不覆膜種植枸杞，土壤表面蒸發量大，土壤含水量比較低，供給枸杞生長的土壤水分相對較少，所以不覆膜枸杞地徑、枝條、冠幅小于覆膜枸杞。隨著灌溉定額的持續增加，土壤含水量過大，土壤中空氣含量減少，加劇了枸杞根系無氧呼吸，抑制了枸杞生長[12]。而枸杞早期各生長指標的良好生長發育為枸杞正常開花結果奠定了一定營養基礎，為后期枸杞果實生長積累了充足的養分[13]。所以枸杞生長量與產量隨灌溉定額呈通趨勢變化。

綜上所述，灌水是決定枸杞生長量和產量的關鍵因素，制定合理的灌溉制度，既可以節約水資源又能提高產量。覆膜措施減少了土壤水分蒸發，保證枸杞植株需水量，增加植株生長量和提高果實產量。但在覆膜種植條件下，過量灌溉會抑制枸杞的生長和產量的提高[14]。試驗結果表明，覆膜種植條件下，枸杞生育期灌溉定額為1 620 m3/hm2時，枸杞產量達到最大。

3 結 論

(1)在一定灌溉定額范圍內，相對于不覆膜種植枸杞，覆膜種植能促進枸杞生長。覆膜和不覆膜枸杞地徑、冠幅、枝條數均隨灌溉定額的增大，呈現先增大后減小的規律。灌溉定額為F4(1 620 m3/hm2)時，覆膜枸杞地徑、冠幅、枝條數最大，且均大于不覆膜枸杞地徑、冠幅、枝條數的最大值。

(2)覆膜與不覆膜條件下，灌溉定額對枸杞產量影響顯著。灌溉定額從F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，枸杞產量隨灌溉定額的增大而增大；灌溉定額從F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)，枸杞產量隨灌溉定額的增大而減小，灌溉定額為F4(1 620 m3/hm2)時枸杞產量最大，為10 400.7 kg/hm2；不覆膜條件下，枸杞產量隨灌溉定額變化規律與覆膜相似，灌溉定額為F4(1 620 m3/hm2)時枸杞產量最大，為9 923.4 kg/hm2。覆膜枸杞最高產量大于不覆膜枸杞最高產量。

(3)覆膜與不覆膜條件下枸杞生長指標(地徑、枝條數和冠幅)和產量隨灌溉定額的變化趨勢相同，即長勢良好的枸杞其植株產量較高。枸杞地徑、冠幅與產量之間相關性不顯著，枝條數與產量之間相關性顯著(P*<0.05)，掛果枝條數對枸杞產量影響最大。

4 討 論

寧夏中部干旱區常年光照強度大，降雨量少，土壤水分蒸發量大，因此大大降低了土壤水分含量。而覆膜種植枸杞能有效降低枸杞棵間蒸發，增加土壤含水率，促進枸杞生長發育，提高枸杞產量[15,16]。

綜上所述，相對于不覆膜種植，覆膜種植枸杞能有效促進枸杞生長量，植株生長指標優于不覆膜種植。覆膜種植能顯著提高枸杞產量，增加農戶的經濟收入。在覆膜條件下，枸杞生長量與產量均達到最大時的灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)，當灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，枸杞生長量與產量隨灌溉定額的增大而減小，說明覆膜種植枸杞灌溉定額過大會影響枸杞長勢和產量。覆膜種植模式下，枸杞枝條數與其產量相關系數最大，說明植株有效掛果枝條數能影響其產量。

試驗中覆膜種植枸杞只考慮了灌溉定額對枸杞生長指標和產量的影響，沒有考慮覆膜條件下土壤養分對枸杞生長量與產量的影響，以及枸杞生長指標與產量之間具體存在哪種確切的關系等研究還不夠清晰，筆者將在接下來的工作中會做進一步更深入的研究。

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