張洪銀 蔡嶄紅 殷韶梅 涂建軍 王昊 馬文禮

摘 ?要：通過(guò)滴灌條件下歐李樹(shù)適宜灌水下限研究，確定歐李在西北中部干旱地區(qū)沙壤土適宜灌溉定額。研究結(jié)果顯示，歐李生長(zhǎng)量指標(biāo)總體表現(xiàn)出前期較快而中期后減緩，并隨水分脅迫加劇差異顯著。在55%下限的灌水條件下，植株生長(zhǎng)表現(xiàn)最優(yōu)，株高、莖粗、葉片數(shù)、果莖平均生長(zhǎng)量分別為50 cm、 ? 5.82 mm、56個(gè)、20.25 mm，單果重15.54 g，單株產(chǎn)量229.02 g，明顯優(yōu)于其他灌水水平。從綜合效益看，水分條件適宜有利于增產(chǎn)，且經(jīng)濟(jì)效益顯著，除去水電費(fèi)成本直接效益72169.48元/hm2。結(jié)果表明，在土壤含水率占田間持水量55%下限的灌水條件下，耗水量為5009.78 m3/hm2，灌溉定額為3688.35 m3/hm2，有利于歐李作物生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)因子數(shù)量的積累。

關(guān)鍵詞：歐李;水分脅迫;滴灌;生長(zhǎng);經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類(lèi)號(hào)：S274.1 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ?論文編號(hào)：cjas20200300066

Abstract： By studying the lower limit of suitable irrigation of Cerasus humilis under drip irrigation， the proper irrigation quota of C. humilis in the sandy loam of northwest central arid region of China was determined. The results showed that the growth index of C. humilis was faster in the early stage and slower in the middle stage， and the difference was significant with the aggravation of water stress. Under the condition of 55% lower limit of irrigation， plant growth performance was the best， plant height， stem diameter， number of leaves and average fruit stem growth were 50 cm， 5.82 mm， 56 leaves and 20.25 mm， respectively， single fruit weight was 15.54 g， and yield per plant was 229.02 g， which was significantly superior to other irrigation levels. In view of the comprehensive benefit， the water condition was suitable for increasing production， excluding the cost of water and electricity， the direct benefit could be 72169.48 yuan/hm2. The results showed that the water consumption was 5009.78 m3/hm2 and the irrigation quota was 3688.35 m3/hm2 when the soil water content was 55% of the lower limit of field water holding capacity， and the condition was beneficial to crop growth and the accumulation of fruit quality factors of C. humilis.

Keywords： Cerasus humilis; Water Stress; Drip Irrigation; Growth; Economic Benefit

0 ?引言

近幾年來(lái)，隨著黃河水權(quán)寧夏分配量的減少，把高效節(jié)水技術(shù)與歐李等強(qiáng)抗旱、高收益的經(jīng)果林種植相結(jié)合的模式可行性提高，為此，在寧夏中部干旱帶地區(qū)研究滴灌條件下歐李需水規(guī)律是非常必要的[1-2]。歐李是一種耐旱耐寒、適合沙壤土和石灰石土質(zhì)且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的水果，因其鈣含量較其他水果高，是蘋(píng)果的7～10倍，是山楂的4.2倍，又稱(chēng)鈣果[3]，其生育期長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)，適應(yīng)能力強(qiáng)，是集綠化、治理水土流失、經(jīng)濟(jì)林木等多功能為一體的優(yōu)良樹(shù)種[4-6]。歐李原為野生果，后經(jīng)人工馴化栽植，其莖葉果得到高效利用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益[7-8]。試驗(yàn)所在區(qū)域土壤鹽堿化趨勢(shì)明顯，不僅地力等級(jí)有所下降，且易引發(fā)生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題[9-11]，因此，本研究通過(guò)歐李滴灌不同水分處理試驗(yàn)，利用水肥一體化抑制鹽堿化趨勢(shì)，分析水分脅迫對(duì)歐李植株生長(zhǎng)指標(biāo)及效益影響，初步確定適宜寧夏中部干旱帶平原地區(qū)的歐李灌溉定額，旨在為該地區(qū)歐李種植提供可靠的數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

研究田間試驗(yàn)于2019年在寧夏玉泉營(yíng)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地處寧夏中部干旱帶北部，屬于典型的溫帶大陸性氣候，地下水埋深2 m以下，土壤質(zhì)地為砂土，蒸發(fā)強(qiáng)烈，干旱少雨，晝夜溫差大。平均無(wú)霜期144～163天，≥0℃積溫3700℃左右，≥6℃積溫3500℃左右，多年平均年降水量在200 mm以下。日照充足，年日照時(shí)數(shù)平均高達(dá)3000 h，年太陽(yáng)輻射總量4950～6100 MJ/m2，極利于歐李生長(zhǎng)和有機(jī)物質(zhì)的積累。

1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以2年生歐李為研究對(duì)象，品種為‘農(nóng)大4號(hào)，灌水方式為滴灌，以灌水下限為控制因子，設(shè)置4個(gè)灌溉水平，即以作物土層平均土壤含水率占田間持水量的20%、35%、55%、65%作為灌水下限，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)處理序號(hào)為T(mén)1、T2、T3、T4，計(jì)劃濕潤(rùn)層深度為40 cm，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選中間相鄰兩行，分別在顆間和行間徑向布設(shè)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，測(cè)點(diǎn)垂向觀測(cè)深度分別為20、40、60 cm。每個(gè)小區(qū)固定標(biāo)記4株長(zhǎng)勢(shì)均勻良好的歐李樹(shù)定期監(jiān)測(cè)。

試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)處理進(jìn)行3個(gè)重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，各小區(qū)隨機(jī)排列。單個(gè)小區(qū)長(zhǎng)、寬分別為8 m和7.8 m，行距按60、200 cm的寬窄行方式布置，種植6行。1條滴灌管控制1行作物，滴灌管沿作物根部平行鋪設(shè)，滴灌管間距60 cm。

1.3 ?觀測(cè)項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)區(qū)土壤物理特性測(cè)定主要針對(duì)土壤容重、田間持水量、土壤含水量等項(xiàng)目進(jìn)行，觀測(cè)項(xiàng)目及測(cè)定方法為：（1）土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定;（2）田間持水率采用烘干法測(cè)定;（3）土壤體積含水量測(cè)定采用TRIME-PICO IPH測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定，深度分別為20、40、60 cm;（4）生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定采用電子游標(biāo)卡尺、卷尺，每個(gè)處理固定長(zhǎng)勢(shì)均勻的4棵植株定時(shí)測(cè)定;（5）產(chǎn)量測(cè)定采用精度為0.01 g電子天平秤測(cè)定，對(duì)定點(diǎn)植株、各小區(qū)的鮮果現(xiàn)場(chǎng)采摘稱(chēng)重。

1.4 ?統(tǒng)計(jì)分析方法

采用WPS 2018軟件和DPS 7.05進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，各項(xiàng)指標(biāo)均采用LSD方法做方差分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?土壤物理特性分析

試驗(yàn)區(qū)采用梅花形布點(diǎn)取樣，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤干容重為1.49 g/cm3，土壤田間持水量為22.66%;土壤養(yǎng)分測(cè)定的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量分別為15.8 g/kg、64.4 mg/kg、172 mg/kg、212 mg/kg，除氮元素缺乏外其他指標(biāo)均能滿(mǎn)足歐李植株生長(zhǎng)。

2.2 ?不同灌水處理水分利用率變化

試驗(yàn)區(qū)通過(guò)滴灌系統(tǒng)供水。因所在區(qū)域地下水埋深2 m以上，且平均降雨量不足200 mm，因此試驗(yàn)區(qū)地下水和降水均不能為作物提供有效補(bǔ)給量。但2019年6月中下旬持續(xù)10天左右陰雨天屬極端天氣，累計(jì)降雨量達(dá)到101 mm，而其他作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期無(wú)有效降雨。通過(guò)表1數(shù)據(jù)分析，T3雖然水分利用率較低，但灌溉水利用率最高，表明灌水量為3688.35 m3/hm2、耗水量為5009.78 m3/hm2的水分條件下灌溉水利用率最高。因所選研究對(duì)象為二年生植株，第一年結(jié)果，明顯看出歐李產(chǎn)量不高，導(dǎo)致各處理水分利用率均普遍較低。與前人研究所得歐李第二年掛果量較少的結(jié)果吻合，待歐李進(jìn)入豐產(chǎn)期后，產(chǎn)量大幅提高，水分利用效率隨之提升。

2.3 ?不同灌水處理對(duì)歐李生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.3.1 ?不同灌水處理對(duì)歐李株高的影響 ?株高是水分對(duì)冠層結(jié)構(gòu)影響的重要指標(biāo)之一，能夠比較客觀地反映植株生長(zhǎng)規(guī)律[12-13]。由圖1可以看出，不同處理不同時(shí)段的株高變化過(guò)程中，歐李株高生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致，5月中旬前由于觀測(cè)植株高度存在一定差異，生長(zhǎng)趨勢(shì)變化不大，快速增長(zhǎng)持續(xù)到6月下旬，該節(jié)點(diǎn)以后增長(zhǎng)放緩，9月后植株基本停止生長(zhǎng)。從數(shù)據(jù)分析結(jié)果看，不同灌水處理?xiàng)l件下，歐李前期株高差異不顯著，但自6月中旬以后表現(xiàn)出明顯差異，土壤含水量保持在田間持水量為20%的處理生長(zhǎng)總量為42.37 cm，而土壤含水量保持在田間持水量為55%的處理生長(zhǎng)總量為50 cm，增幅達(dá)18%，但灌水量最大的處理增幅反而降低至17.2%，表明灌水過(guò)量或不足均不利于植株增高。

2.3.2 ?不同灌水處理對(duì)歐李枝條長(zhǎng)的影響 ?枝條長(zhǎng)是植株生長(zhǎng)變化的直觀表現(xiàn)[14-15]。本試驗(yàn)以基生枝為監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并對(duì)新生叢生枝的個(gè)數(shù)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。由圖2可以看出，相同處理不同時(shí)段的植株枝條長(zhǎng)變化過(guò)程總體為增長(zhǎng)趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為前期增長(zhǎng)較快，最小增長(zhǎng)率為18%，最大增長(zhǎng)率為25%，而后期增長(zhǎng)放緩，最大增長(zhǎng)率為6%，表明后期植株已形成相對(duì)穩(wěn)定的樹(shù)體，可滿(mǎn)足生理需要，該階段主要以滿(mǎn)足果實(shí)快速膨脹和干物質(zhì)積累為目的。不同灌水處理在初期對(duì)枝條生長(zhǎng)影響不明顯，考慮到這個(gè)階段氣溫不高、蒸發(fā)量不大，加上樹(shù)冠不大，所需水分較小，但中期以后，最小灌溉水平枝條累積增長(zhǎng)量與最大值相差15.42 cm，表明枝條生長(zhǎng)對(duì)水分的依賴(lài)性明顯增強(qiáng)，水分脅迫對(duì)枝條生長(zhǎng)的抑制作用明顯，水分虧缺導(dǎo)致的結(jié)果是叢生枝數(shù)量明顯減少。

2.3.3 ?不同灌水處理對(duì)歐李莖粗的影響 ?試驗(yàn)以標(biāo)記的上年基生枝為監(jiān)測(cè)目標(biāo)。由圖3可知，各處理總體表現(xiàn)為前中期莖粗增長(zhǎng)量比較平穩(wěn)，后期增長(zhǎng)加速，表明植株和果實(shí)在生長(zhǎng)高峰期內(nèi)莖粗增長(zhǎng)量相對(duì)穩(wěn)定，而后期在果實(shí)累積量基本穩(wěn)定的時(shí)段內(nèi)水分對(duì)莖粗的影響特別明顯。對(duì)于水分虧缺的T1莖粗從始至終就表現(xiàn)出明顯的差異，而在水分適宜條件下數(shù)值表現(xiàn)出無(wú)顯著性差異，水分盈余時(shí)數(shù)值表現(xiàn)出不太顯著的差異，表明水分脅迫有明顯抑制莖粗增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而灌水過(guò)度同樣不利于莖粗增長(zhǎng)。

2.4 ?不同灌水處理對(duì)歐李果實(shí)指標(biāo)的影響

2.4.1 ?不同灌水處理對(duì)歐李果莖的影響 ?在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育期間，水分是果實(shí)品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素之一，果徑大小是土壤供水是否充足的直觀展現(xiàn)[16-18]。隨水分脅迫加劇，果徑差異越發(fā)顯著，差異性變化節(jié)點(diǎn)越靠前。由表2可以看出，灌溉水平最低的處理在6月就表現(xiàn)出了明顯差異，而灌溉水平高的處理自始至終均無(wú)明顯差異，果實(shí)累積趨于均衡，表明水分脅迫對(duì)果徑的影響明顯。

2.4.2 ?不同灌水處理對(duì)歐李效益的影響 ?受環(huán)境、苗木長(zhǎng)勢(shì)、環(huán)境及栽培等方面因素的影響，試驗(yàn)區(qū)各小區(qū)單枝結(jié)果部位較短，單果重在水分充足的情況下表現(xiàn)較好，最高為11.35 g，這與前人試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，但產(chǎn)量未達(dá)到峰值[19-20]。由表3看出，土壤含水量保持在田間持水量的55%時(shí)，產(chǎn)量最高，除去水電費(fèi)等直接費(fèi)用，直接收益達(dá)到試驗(yàn)的最大值72169.48元/hm2，而灌溉水平為田間持水量20%的收益只有最高水平的35%，且單個(gè)果小，單果重輕，中后期由于果實(shí)生長(zhǎng)高峰期耗水量加大，部分葉片出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象，表明隨著水分脅迫程度加劇，歐李果實(shí)性狀因子累積量呈先遞增后遞減趨勢(shì)，水分條件適宜條件有利于歐李果實(shí)產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)量的積累，經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)到最大值。

3 ?結(jié)論

在寧夏中北部干旱區(qū)將歐李作為經(jīng)濟(jì)型林果引種，土壤性狀、自然條件等均能滿(mǎn)足歐李生長(zhǎng)，雖然歐李耐旱，為了能達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化，也必須要保證適宜灌水量，既要滿(mǎn)足植株生長(zhǎng)指標(biāo)前期高速生長(zhǎng)，又要保證中后期果實(shí)營(yíng)養(yǎng)素含量快速積累，特別是要滿(mǎn)足植株在春季萌芽至開(kāi)花前、幼果膨大期、果實(shí)生長(zhǎng)高峰期等節(jié)點(diǎn)的需水要求。對(duì)不同水分處理下歐李的生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量的分析表明，耗水量為5009.78 m3/hm2、灌溉定額為3688.35 m3/hm2時(shí)更有利于植株生長(zhǎng)和果實(shí)積累，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 ?討論

歐李具有很強(qiáng)的抗旱性，但要使其經(jīng)濟(jì)效益趨于最大化，就必須精準(zhǔn)灌溉，對(duì)照前人的研究，水分脅迫對(duì)歐李生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量均有顯著的影響[21-22]，與此同時(shí)，過(guò)度水分脅迫使得土壤含水量過(guò)低明顯抑制植株生長(zhǎng)，生理指標(biāo)被抑制趨勢(shì)明顯[23-25]，與本次研究一致，而在干旱地區(qū)歐李關(guān)鍵生育期，如花期受氣溫低及無(wú)有效降雨等不利影響、果實(shí)膨大期需水量明顯增加的特點(diǎn)，還沒(méi)有統(tǒng)一的灌溉標(biāo)準(zhǔn)，本次研究給出適宜灌溉定額確保了歐李的穩(wěn)產(chǎn)，但是否達(dá)到產(chǎn)量峰值及經(jīng)濟(jì)效益最大臨界值還有待于進(jìn)一步深入研究。

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