鹽堿地枸杞節(jié)水高效利用技術(shù)集成研究

尹志榮，黃建成，桂林國(guó)，張永宏

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，銀川 750002)

平羅縣位于寧夏銀川平原北部，黃河過境流程達(dá)41 km，為灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了良好條件[1]。但由于歷年來形成的大灌大排習(xí)慣，導(dǎo)致當(dāng)?shù)卮紊}堿化現(xiàn)象日益加重。枸杞被作為典型的抗鹽堿經(jīng)濟(jì)樹種被廣泛地引種栽培，獲得了較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益[2-3]。

2010年，平羅縣圍繞黃河金岸建設(shè)，在濱河大道兩側(cè)2600多畝鹽堿程度較高的土地集中種植枸杞，建設(shè)千畝以上枸杞示范園區(qū)7個(gè)，實(shí)現(xiàn)了枸杞種植規(guī)模集約化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之路。伴隨著枸杞種植面積的擴(kuò)大，大量灌溉、過度施肥、管理粗放等一系列因素引起枸杞早衰、死亡等現(xiàn)象與日俱增，傳統(tǒng)枸杞種植模式在鹽堿地上的應(yīng)用存在嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)[4]。針對(duì)于此，本文研究以溝灌節(jié)水灌溉、黑膜覆蓋保墑壓草、優(yōu)化施肥調(diào)鹽控鹽為主，其他農(nóng)藝措施為輔的綜合集成技術(shù)，為鹽堿地枸杞高產(chǎn)高效發(fā)展及土壤改良和高效利用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為：寧杞1號(hào)，株距1.5 m、行距2.0 m，栽植3年；鹽化灌淤土(基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)見表1)。試驗(yàn)地點(diǎn)位于寧夏石嘴山市平羅縣頭閘鎮(zhèn)邵家橋村枸杞種植示范園區(qū)內(nèi)。

表1 供試土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)Tab.1 The test soil basis chemical properties

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為：①溝灌，②畦灌；裂區(qū)為：①覆膜，③覆膜+優(yōu)化施肥，④優(yōu)化施肥。設(shè)計(jì)6個(gè)處理，重復(fù)3次，田間隨機(jī)排列。處理1溝灌+覆膜+優(yōu)化施肥、處理2溝灌+覆膜、處理3溝灌+優(yōu)化施肥、處理4畦灌+覆膜+優(yōu)化施肥、處理5畦灌+覆膜、處理6畦灌+優(yōu)化施肥。溝灌灌溉定額4 500 m3/hm2，畦灌灌溉定額7 500 m3/hm2，灌水時(shí)間一致，總灌水2次(因2012年降雨較多)。溝深30 cm，溝寬40 cm，枸杞統(tǒng)一植于溝中。用厚1.2 mm、寬1.6m的黑色地膜覆蓋與枸杞行間。優(yōu)化施肥按照有機(jī)肥(牛糞)30 000 kg/hm2、化肥N∶P2O5∶K2O=525∶300∶225(kg/hm2)的比例配施(基肥)，氮肥按4月上旬40%、5月下旬20%、7月下旬20%、8月中旬20%施用，其他肥料同4月上旬基施。

1.3 測(cè)定內(nèi)容

于枸杞萌芽前(4月10日)和秋果采摘后(9月20日)在枸杞植株50cm范圍內(nèi)選取固定采樣點(diǎn)，每處理3次重復(fù)取混合樣測(cè)定土壤含鹽量(采用質(zhì)量比1∶5土水比浸堤法[5])，取樣深度0～40 cm(工具土鉆)。土壤含水量分兩次測(cè)定比較，分別為灌頭水后第10 d(6月15日)用烘干稱重法測(cè)定的質(zhì)量含水量和溫度最高時(shí)期7月份(7月15日)用TDR300土壤水分儀測(cè)定的體積含水量。于夏果初期和秋果初期各檢測(cè)一次根層土壤微生物區(qū)系，微生物采用稀釋平板法[6]進(jìn)行，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基[7]、真菌采用馬丁式培養(yǎng)基[7]、放線菌采用改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基[7]進(jìn)行培養(yǎng)。于枸杞花期、夏果盛期測(cè)定葉綠素SPAD值，每處理取3株樹固定、每株樹選取枝條中上部30片葉片用SPAD520葉綠素儀監(jiān)測(cè)(均以葉面陽面為準(zhǔn))。產(chǎn)量測(cè)定為每次采摘后每個(gè)處理小區(qū)鮮果產(chǎn)量(以各處理小區(qū)內(nèi)固定10株樹的鮮果重量之和為準(zhǔn)計(jì)算)，3次重復(fù)取均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003、DPS7.0進(jìn)行作圖和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量比較

圖1 土壤含水量比較Fig.1 Soil water content comparison

從不同時(shí)期兩次測(cè)定結(jié)果來看(圖1)，土壤質(zhì)量含水量與體積含水量變化趨勢(shì)相同，處理1、2、3呈遞減趨勢(shì)、處理4、5、6呈遞增趨勢(shì)，兩種灌溉技術(shù)措施與優(yōu)化施肥、覆膜技術(shù)措施集成后土壤含水量表現(xiàn)相反，但是同一水平下，處理1的含水量高于處理4(即溝灌+覆膜+優(yōu)化施肥>畦灌+覆膜+優(yōu)化施肥)。

2.2 萌芽前與秋果后根層土壤鹽分變化

萌芽前土壤全鹽是不同點(diǎn)位混合樣的檢測(cè)值，從表2中可明顯看出，秋果后溝灌處理的土壤全鹽整體低于畦灌處理，且處理1、2相比萌芽期全鹽分別下降12.3%和15.8%，而畦灌處理發(fā)生明顯積鹽現(xiàn)象。

表2 萌芽前與秋果后土壤全鹽變化Tab.2 The soil total salt change in before bud and after Autumn fruit

2.3 枸杞生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)

2.3.1 春稍生長(zhǎng)量及葉綠素SPAD值

由表3可知，溝灌處理的1、3與畦灌處理的4、5、6在春稍生長(zhǎng)量上呈極顯著性差異，而溝灌處理的2只與畦灌處理的6呈極顯著性差異，與4、5均無顯著性差異，說明在溝灌和畦灌兩種灌溉方式下，優(yōu)化施肥的主導(dǎo)作用要大于覆膜。對(duì)于葉綠素SPAD值而言，溝灌各處理與畦灌各處理均呈極顯著性差異，且6月21日測(cè)定值中各處理間差異也極顯著，而8月15日測(cè)定值中各處理間1和2差異顯著，與處理3差異極顯著，處理4和6無顯著性差異，但與處理5差異極顯著。另外，溝灌處理的兩項(xiàng)測(cè)定值整體高于畦灌處理，至秋季枸杞二次生長(zhǎng)時(shí)葉片中葉綠素SPAD值增加，說明溝灌+覆膜+優(yōu)化施肥集成技術(shù)節(jié)水抑鹽的同時(shí)有效促進(jìn)了枸杞的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3.2 果實(shí)品質(zhì)

由不同處理枸杞鮮果總糖、總酸、維生素C含量來看(圖2)，各處理指標(biāo)變化不甚明顯，處理1、2、3總糖、總酸略高于處理4、5、6，而維生素略低，整體果實(shí)品質(zhì)良好。

2.4 土壤地力改善情況

因該枸杞種植區(qū)域頻臨黃河，大面積為河灘低洼鹽堿地，枸杞于2010年栽植，栽植深度較淺(20 cm內(nèi))，所以土壤養(yǎng)分及微生物分析僅為根層20 cm內(nèi)的變化情況。

表3 枸杞春稍生長(zhǎng)量及葉綠素SPAD值測(cè)定Tab.3 Wolfberry spring slightly growth and chlorophyll SPAD value determination

注：小寫字母代表5%顯著水平，大寫字母代表1%極顯著水平。

圖2 枸杞果實(shí)品質(zhì)比例圖Fig.2 Wolfberry fruit quality scale drawing

2.4.1 土壤養(yǎng)分

從根層土壤養(yǎng)分結(jié)果來看(表4)，相比萌芽前，處理1、2、3在秋果采摘后的有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷含量均有不同程度增加，而處理4、5、6僅為有機(jī)質(zhì)、速效磷含量增加、速效氮含量反而減少，整體有效養(yǎng)分含量偏低。

2.4.2 土壤微生物

于夏果初期(6月20日)和秋果初期(9月1日)各檢測(cè)了一次土壤微生物區(qū)系(圖3)，秋果初期土壤微生物總數(shù)高于夏果初期，說明此時(shí)土壤微生物活性較強(qiáng)，而且明顯看出處理1在夏果初期微生物總數(shù)、真菌、細(xì)菌數(shù)量最少，放線菌數(shù)量處于中間，而到秋果初期呈相反態(tài)勢(shì)，微生物總數(shù)、真菌、細(xì)菌數(shù)量達(dá)到最高，放線菌數(shù)量增加最少。真菌數(shù)量增加說明鹽堿土壤通氣狀況有所改善，細(xì)菌數(shù)量增加說明鹽堿土壤肥力狀況提高，放線菌數(shù)量減少說明鹽堿土壤有機(jī)質(zhì)含量增加[8]。表明隨著枸杞生育期的即將結(jié)束，溝灌+覆膜+優(yōu)化施肥三項(xiàng)技術(shù)的集成相比其他技術(shù)表現(xiàn)出了顯著的改良促進(jìn)作用，有效提升了土壤活力并改善了土壤生物活性。

表4 根層20 cm土壤養(yǎng)分狀況Tab.4 20 cm root zone soil nutrient status

圖3 不同時(shí)期土壤微生物比例圖Fig.3 Different periods microbial scale drawing

2.5 產(chǎn)量效果及經(jīng)濟(jì)效益

統(tǒng)計(jì)分析各處理的干果產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益(表5)，溝灌處理的產(chǎn)量高，獲得的純收入多，其中處理2的純收入高于處理1、處理3，說明溝灌結(jié)合覆膜技術(shù)對(duì)于作物增產(chǎn)增收有顯著作用。畦灌處理下，處理6、處理5的純收入也較高，這就證明不論采用何種灌水方式，覆膜、優(yōu)化施肥的改良增產(chǎn)效果都很突出。

3 討 論

枸杞在寧夏不同區(qū)域的栽培種植方式一般都是平作漫灌、大量施肥模式，針對(duì)平羅鹽堿地而言，傳統(tǒng)模式所引起的次生鹽漬化現(xiàn)象已較為普遍，而本試驗(yàn)所研究的技術(shù)集成模式不僅可有效緩解及預(yù)防次生鹽漬化、達(dá)到改良及高效利用的目的，更可以為當(dāng)?shù)罔坭疆a(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟新的技術(shù)方法，具體可從3個(gè)方面表明：

表5 產(chǎn)量及效益分析Tab.5 Yield and Benefit analysis

(1)平羅為干旱缺水地區(qū)，實(shí)行溝灌節(jié)水灌溉技術(shù)既節(jié)約大量的水資源，又能充分滿足枸杞生育期所需的水分，水分利用率有效提高，枸杞增產(chǎn)增收明顯。

(2)隨著枸杞種植面積的擴(kuò)大，干旱、管理粗放、病蟲害嚴(yán)重、雜草叢生等問題一一暴露。而枸杞覆膜種植方式有利于防止水分蒸發(fā)散失，增強(qiáng)保墑、增溫、調(diào)溫、增肥作用，減少病害發(fā)生，抑制雜草叢生[9]，獲得枸杞產(chǎn)量及效益俱佳。

(3)鹽堿地枸杞進(jìn)行優(yōu)化施肥一方面大大減少了化肥施用量，減少了成本投入；另一方面，避免了過度施肥造成的二次污染，有效增加了其他養(yǎng)分的含量。

4 結(jié) 論

本研究與2012年進(jìn)行，2010-2011年開展了2年的相關(guān)單項(xiàng)技術(shù)定位試驗(yàn)研究，同時(shí)于2011年開展了溝灌+(常規(guī)、優(yōu)化)施肥+覆沙、溝灌+(常規(guī)、優(yōu)化)施肥+覆膜的集成試驗(yàn)研究，因此，2012年在前期研究的基礎(chǔ)上，將溝灌、優(yōu)化施肥、覆膜三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集成，研究針對(duì)寧夏平羅鹽堿地高效利用的枸杞綜合栽培管理技術(shù)。

結(jié)果表明，溝灌+覆黑膜+優(yōu)化施肥技術(shù)集成在節(jié)水40%的前提下，水分利用率提高1.5倍，土壤鹽分下降12.3%～15.8%，土壤有機(jī)質(zhì)增加17.5%、速效氮增加70.7%、速效磷增加30%以上，土壤微生物活性增強(qiáng)，枸杞生長(zhǎng)發(fā)育旺盛，品質(zhì)優(yōu)良，相比農(nóng)民不覆膜及傳統(tǒng)施肥下產(chǎn)量提高68%，純收入增加93%。該集成技術(shù)的研究與應(yīng)用對(duì)寧夏鹽堿地枸杞的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

[1] 王隨繼,閆云霞,康躍虎.寧夏平羅鹽堿地排水渠道穩(wěn)定性影響因素分析[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2011,(30)2:19-22.

[2] 李發(fā)明,劉世增,滿多清，等.枸杞高產(chǎn)栽培技術(shù)在鹽堿地的應(yīng)用研究[J].甘肅科技,2008,(24)13:158-160.

[3] 班乃榮,張永宏.寧夏銀北地區(qū)鹽堿地枸杞栽培技術(shù)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2004,(4):55-57.

[4] 尹志榮,張永宏,桂林國(guó)，等.寧夏銀北鹽堿地枸杞節(jié)水技術(shù)改良[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,(11):185-190.

[5] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,2000.

[6] 張瑜斌,林 鵬,魏小勇，等.鹽度對(duì)稀釋平板法研究紅樹林區(qū)土壤微生物數(shù)量的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008,(3):1 287-1 295.

[7] 沈 萍,陳向東.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,2007:15-20.

[8] 卞立紅,高鳳清,汪 洋，等.大慶鹽堿土壤中微生物的分離純化[J].高師理科學(xué)科,2010,30(3):74-77.

[9] 陳永金,陳亞寧,薛 燕.干旱區(qū)植物耗水量的研究與進(jìn)展[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2004,18(6):152-157.