毛正云,李紅艷
(甘肅省隴西縣中醫藥研究院,甘肅隴西748100)
甘肅省隴西縣是我國重要的白條黨參生產基地,在半干旱地區水分是制約黨參產量高低的主要因子之一,其他任何農業增產技術措施只有在一定水分條件下才能發揮作用。為此,進行了栽培黨參生育期間的耗水量,不同生育階段的耗水規律,水分利用率以及水肥互作效應的研究。這對分析當前黨參生產中存在的問題,確定黨參適宜種植區域,優化栽培技術等具有重要作用。
試驗地點為隴西縣柯寨鎮張家灣村,試驗地海拔1 920 m、年均溫7.2℃、≥10 ℃積溫為2 196 ℃,年平均降雨量為450.0 mm,土壤為黃綿土。采用隨機區組設計,重復3 次,小區面積4 m×2 m=8 m2,人工鐵锨開溝定植,行距20 cm,株距5.5 cm,每小區20 行,保苗90 萬株/hm2左右。
試驗共設4 個處理,處理1:N0kg/hm2、P0kg/hm2、K O kg/hm2;處理2:N 96.0 kg/hm2、P 96.0 kg/hm2、K 28.8kg/hm2;處理3:N192.0kg/hm2、P 192.0 kg/hm2、K57.6 kg/hm2;處理4:N288.0 kg/hm2、P 288.0 kg/hm2、K 86.4 kg/hm2;以處理1 為對照。
參苗定植當前,測定土壤容重和0~100 cm 土壤平均含水量,以后每隔15 天重復,4 處理12 個小區均測定1 次土壤含水量,深度為0~25 cm、25~50 cm、50~75 cm、75~100 cm。
收獲時再測定1 次土壤含水量,測定黨參產量,一、二級品率,結合實際降水量,計算耗水量。
耗水量是在植物生產過程中植物蒸騰(ranspiration)、土壤蒸發(evaporation)、植物表面蒸發及構建植物體(有機質的合成原料、細胞液和胞間液的組分等)消耗的水分數量之和,亦稱蒸騰蒸發量、騰發量、蒸散量。
采用土鉆取樣,烘干法測定土壤含水量。
黨參定植前測得0~100cm土壤容重為1.3g/cm3,土壤含水量為13.1%。土壤100 cm深度的貯水量相當于170.3 mm的降水量。根據規定日期測得不同施肥水平的土壤含水量,詳見表1。由表1 可知,對照(不施無機肥)耗水量最大,為398.7 mm;處理2 耗水量次之,為396.1 mm;處理3 耗水量最低,為393.5 mm。
栽培黨參各生長期對水分的需要量不同,不同施肥處理在各生育時期耗水量也有差異,但各處理均有3 個耗水高峰期:一是6 月中旬,孕蕾前出現第一個耗水高峰期,4 個不同施肥處理水平的耗水量依次為50.69 mm、51.6 mm、54.98 mm、53.42 mm。此時地上部分處于快速生長期,根長的生長基本完成。二是8 月上旬開花初期,出現第二個耗水高峰期,4個不同施肥處理水平的耗水量依次為50.75 mm、51.14 mm、46.2 mm、47.37 mm。此時地上莖葉生長處于旺盛生長階段,參根處于較快增重期。三是9 月下旬種子成熟前,4 個不同施肥水平的耗水量依次為38.6 mm、39.51 mm、44.45 mm、42.63 mm。9 月中旬以后,隨著早霜的來臨,地上部分鮮重明顯下降,但氣溫下降,氣候涼爽,參根快速積累有機物質。由此可見,栽培黨參生長耗水高峰與其地上地下的生長勢態有著十分密切的關系。
3 個耗水高峰期的耗水量不同,表現為依次降低,即6 月中旬>8 月上旬>9 月下旬。栽培黨參經濟產品是根,根長的生長主要在前期完成,根粗的生長整個生育期基本處于平穩增長勢態,6 月中旬前后,地上莖葉開始大量生長,參根增粗前期。因此,孕蕾前期可以認為是黨參需水臨界期,應有充足的水分供應才能保證黨參的正常生長。
黨參不同施肥水平各生育期內耗水量不同,其中以處理3 耗水量最少,表明施用無機肥在一定的用量范圍內,隨著用量的增加耗水量降低,表現出一定的“補償”功能,即存在著明顯的水肥互作效應。
栽培黨參不同施肥水平在不同生育階段的耗水量見表2,綜合4 個不同施肥水平階段耗水量總的趨勢是:定植—出苗經歷45 d,耗水量約占總耗水量的6%左右,表明黨參生長前期需水較少;出苗—孕蓄歷經59 d,耗水量急劇增加,居各生育期耗水量之首,耗水量約占總耗水量的38%左右;孕蕾—開花,歷經59 d,該期仍處于高耗水量階段,耗水量約占總耗水量的37%左右,這連續兩生育階段是黨參耗水量最多的時期;開花—收獲共40 d,耗水量逐漸降低,約占總耗水量的19%左右。

表1 黨參在不同時期不同施肥水平的耗水量 單位:mm

表2 黨參不同施肥水平各生育期耗水量 單位:mm
2.3.1 黨參不同施肥水平處理產量結果 由表3 可知,處理3 鮮根產量最高,為5 850.0 kg/hm2,比對照增加1 191.5 kg/hm2,增產24.48%;比處理4、處理2 分別增加516 kg/hm2、840 kg/hm2,增產9.6%、16.7%。

表3 黨參不同施肥量試驗小區鮮根產量結果
2.3.2 黨參不同施肥水平產量結果方差分析 黨參不同施肥水平產量結果的方差分析見表4,由表4可知,區組間差異不顯著,而不同施肥處理間差異達極顯著水平。

表4 黨參不同施肥量鮮根產量結果的方差分析
2.3.3 栽培黨參不同施肥水平對產量和水分利用率的影響 栽培黨參不同施肥水平下的產量、耗水量及水分利用率見表5,由表5 可知,對照處理產量最低,為4 699.5 kg/hm2,耗水量最大,為398.7 mm,水分利用率最低,1 mm 的降雨量約生產0.786 kg 的黨參鮮根。隨著施用無機肥料的增加,黨參單產提高,耗水量降低,水分利用率提高,處理3 產量最高,耗水量最小,水分利用率最高,1 mm 降雨約生產0.991 kg黨參鮮根。當施肥量再增加時,產量及水分利用率趨于下降。

表5 黨參不同施肥水平產量耗水量及水分利用率
處理2 增加1 單位施肥量時,黨參產量增加313.5 kg/hm2;當增加2 單位施肥量時,黨參產量增加1 150.5 kg/hm2,這時水肥互作效應大大提高,產量增加幅度大;當增加3 單位施肥量時,黨參產量只增加513.0 kg/hm2,水肥互作效應明顯下降。
第一,隴西半干旱區栽培黨參生長期內總耗水量約400 mm 左右,能獲得4 500 kg/hm2左右的鮮根產量,因此栽培黨參應注意土壤蓄水保墑,根據黨參對水分的需求,最佳種植區應為年降雨量500 mm左右的地區,降雨量低的地區,黨參生產不穩定。
第二,栽培黨參生育期間耗水量有3 個高峰期,分別是孕蕾前期,約6 月中旬前后開花初期,8 月上旬左右和種子成熟前期9 月中旬前后。
第三,栽培黨參不同生育階段耗水特點是:前期(定植—出苗)耗水量少,耗水量約占總耗水量的6%;中期(出苗—開花)需水量最大,此期耗水量約占總耗水量的75%;后期(開花—收獲)需水量較少,約占總耗水量的19%左右。
第四,黨參需水臨界期為孕蕾前期。
第五,栽培黨參增施無機肥料,具有“以肥調水”的“補償”功能。在一定范圍內,隨著無機肥用量的增加,極顯著的提高產量,耗水量減少,表現出良好的水肥互作效應,但相關“補償”機制還有待進一步的研究。