不同种植模式下灌溉定额对枸杞生长指标与产量的影响

赵彦波，尹 娟,2,3，程 良，吴军斌

(1.宁夏大学 土木与水利工程学院，银川 750021；2.旱区现代农业水资源高效利用教育部工程中心，银川 750021；3.宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，银川 750021)

0 引 言

宁夏中部干旱带，属大陆性干旱气候，土壤类型为砂壤土且含盐量较大，年降水量200～400 mm，灌水资源十分匮乏。枸杞是宁夏特色优势产业，干旱缺水成为制约枸杞种植产业发展的关键因素[1]。在枸杞种植过程中，为达到节约水资源提高枸杞产量的目的，选择滴灌作为主要的灌溉方式。实践证明滴灌是迄今为止农田灌溉最节水的灌溉技术之一[2]。在滴灌条件下，覆盖种植不仅能有效提高作物产量，还能达到丰产高效节水的目的。研究表明，在覆盖种植中，节水增产效果最好的是薄膜覆盖种植，其次是秸秆覆盖种植，细沙覆盖种植保水增产效果最差[3]。覆膜种植枸杞能增加土壤含水量，促进了枸杞新梢、地径和冠幅的生长以及枸杞产量的提高[4]。灌水是决定枸杞生长和枸杞产量的关键因素，研究不同灌溉定额对枸杞生长指标和产量的影响，对制定适宜宁夏中部旱区枸杞灌溉制度具有十分重要的意义[5]。目前，关于覆膜与不覆膜种植条件下，不同灌溉定额对作物生长和产量的影响研究主要集中在马铃薯、蔬菜、棉花等作物上，关于宁夏中部旱区枸杞不同种植模式下灌溉定额对其生长指标和产量的影响研究较少[6-9]。因此进行枸杞大田试验，在覆膜与不覆膜种植条件下研究不同灌溉定额对枸杞生长指标和产量的影响规律。为提高当地枸杞产量提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本试验在宁夏吴忠市同心县下马关镇开展，其平均海拔为1 730 m，位于宁夏地区中部干旱带，属于宁夏中部干旱区的典型区域，北纬36°58′48″，东经105°54′24″。多年平均降雨量200 mm，年蒸发量2 325 mm，地下水埋深在10 m以下，降雨多在7、8、9三个月，年内分配不均。该地区光照强烈、昼夜温差大，属于大陆性干旱气候。有效积温3 915.3 ℃，11月下旬结冻，3月上旬解冻，无霜期180 d。试验田土壤类型为砂壤土，土壤干容重为1.41 g/cm3，表1所示为试验田理化性质。

表1 土壤理化性质

1.2 试验设计

试验研究对象为“宁杞7号”，长势均匀，树龄3年。种植方式为覆膜和不覆膜，采用黑色薄膜覆盖，覆膜宽和膜间露地宽分别为60 cm和2.4 m。试验均采用单因素随机区组设计，枸杞灌溉定额均设7个处理：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。每个处理3个重复，共42个试验小区。各小区灌水次数相同，灌水6次，春梢生长期和开花初期各灌水1次，果熟期灌水4次。每次灌水定额相同，为小区相应灌溉定额的六分之一。每个小区种植10棵枸杞树，株行距为1 m×3 m，滴灌带采用内镶贴片式，内径16 mm、壁厚为0.15 mm、滴头流量2.0 L/h、额定工作压力0.1 MPa、滴头间距为50 cm，枸杞树处于2个滴头中间位置，滴管带距枸杞树10 cm。施肥时间、施肥种类和施肥量见表3，其他农艺措施同当地枸杞基地。试验从4月份开始到10月中旬结束。

表2 施肥种类和施肥量

1.3 测定项目与方法

地径是指苗木距地面一定距离处树干直径，用于表示苗木的长势和规格，单位为mm。测定方法：每个处理3个重复，每个重复标定3棵树，用游标卡尺测定，取其平均值。

枝条数主要测定枸杞挂果枝条，表征枸杞植株有效挂果枝条数量。测定方法：每个处理3个重复，每个重复标定3棵树测定枝条数，取其平均值。

冠幅指苗木树冠的东西方向和南北方向的平均值，用于表示苗木的长势和规格，单位为cm。测定方法：每个处理3个重复，每个重复标定3棵树进行测量冠幅，取其平均值。方法是拉直钢卷尺量取树冠的当量直径，东西向南北向各测一次。

枸杞产量的测定：测定枸杞产量时，以每个小区为一个单元，测定42个小区的枸杞鲜质量。

1.4 数据处理

通过Excel 2010和DPS 软件整理和分析数据。

2 结果与分析

2.1 不同灌水处理对枸杞地径的影响

不同种植模式枸杞生育期地径随时间变化规律如图1所示。覆膜种植各灌水处理下，枸杞地径随时间不断增大，其中处理F4(1 620 m3/hm2)地径生长最快。七月中旬到八月中旬枸杞地径生长旺盛，八月中旬以后地径生长速度有所减缓。不覆膜种植各灌水处理下枸杞地径随时间的变化规律与覆膜种植枸杞地径随时间变化规律相似，其中处理F5(1 890 m3/hm2)地径生长最为旺盛，覆膜枸杞地径生长速率大于不覆膜。不同灌水定额枸杞地径方差分析见表3，方差分析结果表明，覆膜与不覆膜种植不同灌水处理对枸杞地径生长影响显著(P<0.05)。

图1 不同种植模式下枸杞生育期地径变化规律

覆膜种植枸杞，地径随灌溉定额的增大而增大，当灌溉定额增大到1 620 m3/hm2(F4处理)时，地径达到最大，最大为3.89 cm。灌溉定额大于1 620 m3/hm2(F4处理)时，地径随着灌溉定额的增加而减小。不覆膜种植枸杞，地径随灌溉定额变化规律与覆膜种植相似，当灌溉定额增大到1 890 m3/hm2(F5处理)时，枸杞地径达到最大，最大为3.66 cm。同一灌溉定额下，处理F4和F5地径生长量最大，且覆膜枸杞地径大于不覆膜枸杞地径。出现以上规律的原因是覆膜减缓了土壤水分蒸发，保存土壤水分，提高土壤温度，促进了枸杞根系的生长发育，所以在覆膜种植条件下，枸杞地径生长量大于不覆膜。而七月中旬到八月中旬日照充足，枸杞生长发育旺盛，地径生长速度达到最大。

2.2 不同灌溉定额对枸杞枝条数的影响

枝条数方差分析见表3，方差分析表明，不同种植模式下灌溉定额对枸杞枝条数影响显著(P<0.05)。覆膜种植枸杞枝条数平均值为79，不覆膜种植枸杞枝条数平均值为75。同一灌溉定额下，除了F7处理外，覆膜植株枝条数大于不覆膜植株枝条数。说明覆膜种植能促进枸杞枝条的生长。不同种植模式下枸杞枝条数随灌溉定额变化规律如图2所示，整个生育期灌水处理从F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，覆膜枸杞枝条数随灌溉定额的增加而增大，灌水处理从F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)时，枸杞枝条数随灌溉定额的增大而减小。灌溉定额为1 620 m3/hm2(F4处理)时，植株枝条数达到最大，最大为98条。不覆膜条件下灌溉定额从F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，枸杞枝条数随灌溉定额的增大而增大，灌溉定额从F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)，枸杞枝条数随灌溉定额的增大而减小。灌溉定额为1 620 m3/hm2(F4处理)时，植株枝条数达到最大，最大为83。两种种植模式下，枸杞枝条数随灌溉定额的变化规律相似，覆膜达到最大枝条数所对应的灌溉定额小于与不覆膜，说明覆膜具有良好的保水效果。

表3 不同处理下枸杞生长指标和产量方差分析

图2 不同种植模式下枸杞枝条数的变化规律

2.3 不同灌水处理对枸杞冠幅的影响

冠幅是用来衡量苗木长势的参考标准，枸杞冠幅方差分析见表3，方差分析表明，两种不同种植模式下不同灌水处理对枸杞冠幅影响显著(P<0.05)。

枸杞生育期冠幅变化规律见图3，由图3可知，覆膜种植，枸杞生育期冠幅随时间不断增大。七月中旬到八月中旬冠幅生长最为迅猛。不覆膜种植，枸杞生育期冠幅随时间变化规律与覆膜相似，同一灌水定额下，不覆膜冠幅对应的折线斜率小于覆膜，说明同一灌水处理覆膜明显促进了枸杞冠幅的生长，在相同的生长周期内，覆膜土壤水分含量大，枸杞冠幅生长较快。由表3可知，覆膜种植，冠幅NS平均值为125.81 cm，冠幅EW平均值为129.45 cm；不覆膜种植，冠幅NS平均值为116.26 cm，冠幅EW平均值为125.24 cm，东西向冠幅明显大于南北向冠幅。主要是因为枸杞朝南北向进行种植，株距为1 m，东西向行距为3 m，有利于枸杞枝条的延伸。同一灌溉定额，覆膜枸杞冠幅均大于不覆膜枸杞冠幅，说明覆膜种植明显改善了枸杞长势。覆膜条件下，灌溉定额小于1 890 m3/hm2(F5处理)时，冠幅EW随着灌溉定额的增大而增大；灌溉定额大于1 890 m3/hm2(F5处理)时，冠幅EW随着灌溉定额的增大而减小，枸杞冠幅EW达到最大的灌溉定额为1 890 m3/hm2(F5处理)；灌溉定额小于1 620 m3/hm2(F4处理)时，冠幅NS随着灌溉定额的增大而增大，灌溉定额大于1 620 m3/hm2(F4处理)时，冠幅NS随着灌溉定额的增大而减小，枸杞冠幅NS达到最大的灌溉定额为1 620 m3/hm2(F4处理)。不覆膜条件下，枸杞冠幅随着灌溉定额的变化规律与覆膜相似，灌溉定额为1 620 m3/hm2(F4处理)和1 890 m3/hm2(F5处理)时，枸杞冠幅达到最大。说明枸杞冠幅的生长不仅与灌溉定额有关，还与种植间距、光照、风向等自然因素的有关。

图3 不同种植模式下枸杞生育期冠幅的变化规律

2.4 不同灌水处理对枸杞产量的影响

不同灌水处理枸杞产量见表3，覆膜与不覆膜条件下，F4、F2处理枸杞产量极显著地高于其他各处理(P<0.01)且枸杞产量最高均为F4(1 620 m3/hm2)处理，达到10 400.7和9 923.4 kg/hm2，覆膜枸杞最高产量大于不覆膜。两种不同种植方式下枸杞产量随灌溉定额有相同的变化趋势，当灌溉定额小于1 620 m3/hm2(F4处理)时，枸杞产量随灌溉定额的增大而增大，当灌溉定额超过1 620 m3/hm2(F4处理)时，枸杞产量随灌溉定额的增大而减小。说明覆膜与不覆膜种植枸杞达到最高产量的灌溉定额为F4处理(1 620 m3/hm2)。图4表示覆膜与不覆膜枸杞生长量与产量随灌溉定额的变化规律，即随着灌溉定额的增大而先增大后减小，枸杞生长指标与产量随灌水处理呈同步变化。枸杞生长量越大，相对应的产量也越高。枸杞生长量越小，枸杞产量也相对较低，说明枸杞各生长指标与产量随灌溉定额保持相同的变化趋势。对比覆膜和不覆膜灌水F6、F7处理枸杞生长量和产量可知，过量灌溉会降低枸杞生长量和产量，且覆膜枸杞生长量和产量下降量更大。

图4 枸杞生长指标与产量随灌溉定额变化关系

2.5 枸杞生长指标与产量的相关性分析

覆膜与不覆膜枸杞各生长指标与产量相关分析见表4，由于灌水处理F2产量较高，主要原因是在3次重复中，灌水F2处理有2次随机在同一排中，且单株枸杞测产较高，再加上地块底肥差异较大以及F2处理植株早期长势较好造成的，因此在进行相关性分析时剔除了F2处理下的生长量与产量。

相关分析表明，覆膜种植条件下枸杞各生长指标之间彼此相关，且相关性显著(P*<0.05)。枸杞地径、冠幅与产量之间相关性不显著，而枝条数与产量之间相关性显著(P*<0.05)，说明枸杞生育期各生长指标对产量有影响。不覆膜种植条件下各生长指标之间彼此相关，且相关性显著(P*<0.05)。地径与产量相关性不显著，冠幅、枝条数与产量之间相关性显著(P*<0.05)，说明覆膜与不覆膜种植枸杞，其产量受挂果枝条数的影响最大，即前期对枸杞植株的修枝剪叶以及调整有效枝条数量非常关键。

表4 枸杞生长指标与产量相关性分析

枸杞地径、枝条数、冠幅和产量表现出上述规律的原因是，覆膜减缓了土壤水分蒸发，增大了土壤含水量，改善了土壤环境，为枸杞生长发育提供了充足的水分和适宜的土壤温度，促进了枸杞地径、枝条、冠幅的生长，提高了产量[10]。但随着灌溉定额的持续增加，土壤含水量过大，土壤孔隙减少，土壤通气性变差，枸杞根系有氧呼吸减缓，抑制了植株的正常生长和发育，进而地径、枝条、冠幅生长变缓，降低了产量[11]。不覆膜种植枸杞，土壤表面蒸发量大，土壤含水量比较低，供给枸杞生长的土壤水分相对较少，所以不覆膜枸杞地径、枝条、冠幅小于覆膜枸杞。随着灌溉定额的持续增加，土壤含水量过大，土壤中空气含量减少，加剧了枸杞根系无氧呼吸，抑制了枸杞生长[12]。而枸杞早期各生长指标的良好生长发育为枸杞正常开花结果奠定了一定营养基础，为后期枸杞果实生长积累了充足的养分[13]。所以枸杞生长量与产量随灌溉定额呈通趋势变化。

综上所述，灌水是决定枸杞生长量和产量的关键因素，制定合理的灌溉制度，既可以节约水资源又能提高产量。覆膜措施减少了土壤水分蒸发，保证枸杞植株需水量，增加植株生长量和提高果实产量。但在覆膜种植条件下，过量灌溉会抑制枸杞的生长和产量的提高[14]。试验结果表明，覆膜种植条件下，枸杞生育期灌溉定额为1 620 m3/hm2时，枸杞产量达到最大。

3 结 论

(1)在一定灌溉定额范围内，相对于不覆膜种植枸杞，覆膜种植能促进枸杞生长。覆膜和不覆膜枸杞地径、冠幅、枝条数均随灌溉定额的增大，呈现先增大后减小的规律。灌溉定额为F4(1 620 m3/hm2)时，覆膜枸杞地径、冠幅、枝条数最大，且均大于不覆膜枸杞地径、冠幅、枝条数的最大值。

(2)覆膜与不覆膜条件下，灌溉定额对枸杞产量影响显著。灌溉定额从F1(810 m3/hm2)到F4(1 620 m3/hm2)，枸杞产量随灌溉定额的增大而增大；灌溉定额从F4(1 620 m3/hm2)到F7(2 430 m3/hm2)，枸杞产量随灌溉定额的增大而减小，灌溉定额为F4(1 620 m3/hm2)时枸杞产量最大，为10 400.7 kg/hm2；不覆膜条件下，枸杞产量随灌溉定额变化规律与覆膜相似，灌溉定额为F4(1 620 m3/hm2)时枸杞产量最大，为9 923.4 kg/hm2。覆膜枸杞最高产量大于不覆膜枸杞最高产量。

(3)覆膜与不覆膜条件下枸杞生长指标(地径、枝条数和冠幅)和产量随灌溉定额的变化趋势相同，即长势良好的枸杞其植株产量较高。枸杞地径、冠幅与产量之间相关性不显著，枝条数与产量之间相关性显著(P*<0.05)，挂果枝条数对枸杞产量影响最大。

4 讨 论

宁夏中部干旱区常年光照强度大，降雨量少，土壤水分蒸发量大，因此大大降低了土壤水分含量。而覆膜种植枸杞能有效降低枸杞棵间蒸发，增加土壤含水率，促进枸杞生长发育，提高枸杞产量[15,16]。

综上所述，相对于不覆膜种植，覆膜种植枸杞能有效促进枸杞生长量，植株生长指标优于不覆膜种植。覆膜种植能显著提高枸杞产量，增加农户的经济收入。在覆膜条件下，枸杞生长量与产量均达到最大时的灌溉定额为1 620 m3/hm2(F4处理)，当灌溉定额大于1 620 m3/hm2(F4处理)时，枸杞生长量与产量随灌溉定额的增大而减小，说明覆膜种植枸杞灌溉定额过大会影响枸杞长势和产量。覆膜种植模式下，枸杞枝条数与其产量相关系数最大，说明植株有效挂果枝条数能影响其产量。

试验中覆膜种植枸杞只考虑了灌溉定额对枸杞生长指标和产量的影响，没有考虑覆膜条件下土壤养分对枸杞生长量与产量的影响，以及枸杞生长指标与产量之间具体存在哪种确切的关系等研究还不够清晰，笔者将在接下来的工作中会做进一步更深入的研究。

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