枸杞精準滴灌效益及土壤水分動態變化對比

李鋒 劉曉彤 羅健航 趙營 王海廷 張學軍

摘要：以寧杞7號為指示品種，研究了滴灌對枸杞園土壤水分動態變化規律的影響，以及不同水肥處理對枸杞產量的影響。結果表明，2種水肥處理下土壤水分動態變化規律具有一致性，土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，滴灌量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2處理（常規滴灌區）的土壤水分變化范圍為15%～35%;滴灌量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2處理（精準滴灌區）的土壤水分變化范圍在5%～20%，常規滴灌土壤水分明顯高于精準滴灌區。精準滴灌較常規滴灌增產13.3%，節本增效3.12萬元/hm2。

關鍵詞：枸杞;滴灌;土壤水分;動態變化

中圖分類號：S567.1 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）10-0015-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.10.004

Abstract：Taking Ningqi 7 was used as an indicator cultivar， the effect of drip irrigation on the dynamic change of soil moisture in wolfberry orchard and the effect of different water and fertilizer treatments on the yield of wolfberry were studied. The results showed that the dynamic change rules of soil moisture in the two water and fertilizer treatments are consistent， and the soil moisture content is mainly influenced by drip irrigation. The variation range of soil moisture under the treatment of drip irrigation 262.4 mm + fertilizer application N 325.6 kg/hm2， P2O5 316.2 kg/hm2 and K2O 300.0 kg/hm2（the conventional drip irrigation area） was 15%～35%.The variation range of soil moisture under the treatment of drip irrigation 232.4 mm + fertilizer application N 178.2 kg/hm2， P2O5 105.4 kg/hm2 and K2O 60.4 kg/hm2 （the precise drip irrigation area） is 5%～20%. The soil moisture content of the conventional drip irrigation was significantly higher than that of the precision drip irrigation. Compared with the conventional drip irrigation， the precision drip irrigation increased production by 13.3%， saving 31 200 yuan/hm2.

Key words：Wolfberry;Drip irrigation;Soil moisture;Dynamic change

土壤環境與作物的生長息息相關[1 - 3 ]，土壤水分、溫度等環境因子是干旱區作物生存和發展的主要限制因子[4 - 5 ]。遠程監測技術是實時反映環境因子的先進手段。隨著精確農業的發展和人們對農產品安全越來越重視，實時取得農田信息、農田土壤因子變得更加重要[6 ]。土壤墑情實時監測系統可對土壤溫濕度、含水率等參數進行在線實時監測，將這些參數應用于節水滴灌，有助于對農田水分管理工作按照科學的方案進行。傳統的土壤墑情信息監測手段，方法單一，且耗費人力，不能實時連續在線監測[7 ]。基于物聯網技術的無線傳感網絡為土壤信息的實時獲取提供了準確有效的手段，不受時空限制，可進行實時監測，獲得數據的精確度和效率大大提高[8 ]。枸杞是寧夏主要優勢作物之一，枸杞土壤環境因子的實時監測數據對限制枸杞生長的主要環境因子的調控有重要作用[9 ]。在寧夏引黃灌區對枸杞園土壤水分、溫度等環境因子實時監測的基礎上調控枸杞水肥的研究較少。我們以枸杞品種寧杞7號為指示品種，設置精準滴灌和常規滴灌兩個水肥處理，研究了滴灌對枸杞園土壤水分的動態變化規律的影響，以期為寧夏枸杞滴灌區水肥管理提供技術支撐。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 試驗區概況

試驗在寧夏中寧縣恩和鎮大地生態有限公司枸杞基地（37° 29′ 39″ E、105° 46′ 03″N）進行，年平均氣溫9.5 ℃，年平均日照時數2 979.9 h，年平均降水量209 mm，地貌平坦，土層厚，土壤類型為砂質土。供試期間5 — 8月份共降水17次，平均降水量為5.6 mm，最大降水量為27.5 mm。試驗布設氣象站1套。

1.2 ? 供試材料

指示枸杞品種為寧杞7號，樹齡3 a。

1.3 ? 試驗方法

試驗共設2個處理，分別為精準滴灌（PI）與常規滴灌（CI）。精準滴灌總量232.4 mm，施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2，控灌面積為1.14 hm2。常規滴灌總量262.4 mm，施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2，控灌面積為3.58 hm2。處理PI比處理CI滴灌量、施肥量總量分別減少15%、63.5%。肥料分別為尿素（含N 46%）、磷酸銨（含N 12.0%、P2O5 61.0%）、硫酸鉀（含K2O 52.0%）。每處理分別布設無線土壤水分監測設備1套，每套監測設備分別在20 cm和50 cm各埋設1個土壤水分傳感器。試驗于5月上旬至7月下旬在枸杞的關鍵物候期（現蕾-開花期至夏果期）進行。行株距3 m×1 m，栽植密度 ?3 300株/hm2，其余管理同大田。具體水肥管理見表1。

1.4 ? 數據采集與測定

1.4.1 ? ?數據采集設備 ? ?引進國外先進的水肥一體化智能裝備，包括CaiposWeb物聯網中央數據平臺、IrriWave物聯網無線自動滴灌控制器、CaipoWave+物聯網無線控制節點電磁閥及環境監測設備。

1.4.2 ? ?數據監測指標 ? ?監測的數據有降水量、風速、風向、太陽輻射、空氣溫濕度、氣壓和土壤水分。

1.4.3 ? ?枸杞產量測定 ? ?在枸杞采摘期選取長勢均勻的枸杞觀測樣株，共計20株。枸杞夏果期對觀測樣株單獨采摘，將每次采摘量相加，按照1∶4.5 kg折成干果產量。

1.5 ? 數據處理

應用 Excel 軟件進行試驗數據處理。

2 ? 結果與分析

2.1 ? 土壤水分動態變化規律

由圖1、2可知，土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，處理CI土壤水分變化范圍為15%～ 35%，處理PI土壤水分變化范圍在5%～ 20%，處理CI各土層土壤水分高于處理PI，土壤含水量主要隨灌水量的增大而增大。在每次滴水肥后土壤水分有迅速增加的趨勢，5月14日20 cm土層土壤水分明顯增加，而50 cm土層土壤水分基本沒有發生變化，這主要是因為氣候干燥土壤含水量低，再加上枸杞處在營養生長期間需要大量水分所致。7月22日以后枸杞的生長主要消耗土壤中的水分，降水對土壤水分的補充較少，土壤含水量隨時間的推移呈下降的趨勢。處理CI灌水量較大，灌水前后土壤含水量變化幅度較大，深層滲漏較大;處理PI土壤含水量的變化相對比較平穩，灌水前后變化幅度較小，說明232.4 mm的滴灌量可滿足枸杞生長階段對水分的需要。

2.2 ? 枸杞產量和經濟效益

由表2可以看出，處理PI較處理CI產量高，增產率為13.3%，節本增效3.12萬元/ hm2。即處理PI在節水14.9%、節肥63.5%的基礎上產量沒有降低，產值有所增加。

3   結論與討論

土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，常規滴灌總量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2處理的土壤水分變化范圍為15%～ 35%;精準滴灌總量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2處理土壤水分變化范圍在5%～20%，前者土層土壤水分明顯高于后者，即土壤含水量主要隨灌水量的增大而增大。適當的水肥可以提高枸杞產量，過量或過低的水肥都不利于枸杞的生長[12 - 14 ]。在試驗設置的水肥管理范圍內，精準滴灌處理在節水14.9%、節肥63.5%的基礎上較常規滴灌處理產量高，增產率為13.3%，節本增效3.12萬元/hm2。

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（本文責編：楊 ? ?杰）