寧夏中部干旱帶紅枸杞滴灌水肥最優(yōu)方法研究

宋晨

摘 要：根據(jù)2017年紅寺堡區(qū)生態(tài)移民村的庭院作物種植情況的調(diào)查研究，針對(duì)寧夏中部干旱帶水資源短缺、供需矛盾突出和枸杞效益較低等問題，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，為農(nóng)民增收和高效節(jié)水灌溉提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：干旱帶；紅枸杞；滴灌；方法

我國是一個(gè)嚴(yán)重干旱缺水的國家，人均水資源占有量僅為2300 m3，只有世界人均水平的1/4。我國又是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水量就約占了總用水量的80%以上，然而法國農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的42.5%，美國為48.7%，農(nóng)業(yè)用水量不到總用水量的一半，因此節(jié)水農(nóng)業(yè)成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

一、研究方法

1.試驗(yàn)區(qū)基本情況。紅寺堡處于寧夏中部干旱帶，，年平均降水量277 mm，多年平均水面蒸發(fā)量2387.6 mm，是年降水量的8.6倍，平均徑流4.5 mm，地表水總體特征是水質(zhì)差、水量少，利用價(jià)值不高。該地區(qū)水資源十分的短缺，水資源已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要瓶頸，發(fā)展節(jié)水灌溉是推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要措施，也是必然選擇。試驗(yàn)田土壤屬沙壤土，干容重為1.41 g/cm3，田間持水率為19.47%（占干土重%），作物為紅枸杞寧杞一號(hào)，樹齡2a。2017年4月-9月降雨量為209.70 mm。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)。本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，選取灌水定額、純氮量和純磷量三個(gè)因素。以灌水定額、純氮量、純磷量為影響因素，對(duì)滴灌條件下紅枸杞產(chǎn)量、生長指標(biāo)、生理指標(biāo)等分析得出：灌水定額、純氮量、純磷量對(duì)紅枸杞干果產(chǎn)量均有顯著的影響，各因素對(duì)產(chǎn)量影響的大小順序?yàn)楣嗨~>純磷量>純氮量；采用單因素對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)不同作物膜下滴灌節(jié)水灌溉制度進(jìn)行了研究。通過對(duì)不同作物的生長指標(biāo)、生理指標(biāo)、產(chǎn)量及水分利用率等分析得出，在紅寺堡干旱缺水條件下，不同作物較為適宜的灌溉制度，研究在滴灌條件下，不同灌水定額、純氮量和純磷量對(duì)紅枸杞生長發(fā)育、生理狀況及產(chǎn)量的影響，從而確定出寧夏中部干旱帶紅寺堡區(qū)生態(tài)移民村紅枸杞滴灌水肥最優(yōu)組合方案，并為當(dāng)?shù)氐蔫坭椒N植提供理論依據(jù)。

3.試驗(yàn)實(shí)施。枸杞的種植行距為1.5 m，株距1 m，試驗(yàn)共設(shè)置9個(gè)處理，一個(gè)對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，各個(gè)處理間埋設(shè)深60cm的塑料薄膜以防止水分的側(cè)滲。灌水采用小管出流灌溉的方式，管徑為16 mm，滴頭間距為100 cm，滴頭流量為10 L/h，灌水量用水表控制?；什捎铆h(huán)狀溝施法，將有機(jī)肥、尿素、磷酸二銨以5：4：3的比例施入60 kg·667m-2的混合肥。生育期追肥采用穴施法，于開花坐果期、結(jié)果初期、盛果期、秋果采收期分別施入全年肥料設(shè)計(jì)用量的20%、30%、30%和20%，病蟲害防治措施相同。

4.觀測項(xiàng)目及方法

（1）土壤含水率。灌水前后及降雨后采用TDR（時(shí)域反射儀）測量不同深度土壤的含水率。在距樹根部20 cm處安裝1根土壤水分測管，深度為1 m。觀測深度為地表以下0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm和60-80 cm。用TDR測出的土壤含水率為體積含水率，通過計(jì)算轉(zhuǎn)化為質(zhì)量含水率。

（2）葉綠素。葉綠素用日產(chǎn)SPAD型葉綠素計(jì)測定葉片的葉綠素，每個(gè)處理測量3株，每株測量3片葉子取其平均值。

（3）光合作用。每個(gè)處理選取3株不同植株生長健康、長勢一致、光照均勻的同位葉片。試驗(yàn)采用LI-6400便攜式光系統(tǒng)測定儀（LI-COR，Lincoln，USA），在枸杞盛果期（7月27日）進(jìn)行了光合作用觀測，8：30-18：30每隔2h測量1次葉片的生理指標(biāo)，得到光合速率pn[CO2?mol/（m2·s）]、蒸騰速率Tr[H2Ommol/（m2·s）]、氣孔導(dǎo)度Gs[H2Omol/（m2·s）]、胞間CO2濃度Ci[CO2?mol/mol]等參數(shù)。

（4）生長指標(biāo)。每個(gè)處理選取長勢較為一致的3株樣樹作為觀測株，全年不做任何修剪，并在樹冠中部的東、南、西、北4個(gè)方位分別選留1個(gè)觀測枝，于5月20號(hào)開始用鋼卷尺測量其新梢長度，用游標(biāo)卡尺測量新梢基部的粗度。

（5）產(chǎn)量及百粒重。6月下旬開始采收果實(shí)，每6-7d采收一次，9月以后每隔8-10d采收一次。各處理枸杞的總產(chǎn)量為分批次制干后的產(chǎn)量累加值。采收結(jié)束后，將各處理樣品在50 ℃恒溫條件下烘2-3h，取百粒干果稱重（四分法），重復(fù)三次，求其平均值，獲得干果百粒重。

（6）作物實(shí)際需水量計(jì)算。ET的計(jì)算：

Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET （2-1）

式中 W0，Wt—時(shí)段初和任意時(shí)間t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤層內(nèi)的儲(chǔ)水量，mm；

Wr—由于計(jì)劃濕潤層增加而增加的水量，mm；

P0—保存在土壤計(jì)劃濕潤層內(nèi)的有效降水量，mm；

K—時(shí)段t內(nèi)地下水補(bǔ)給量，mm；即K=kt，k為時(shí)段t時(shí)段內(nèi)的平均每晝夜地下水補(bǔ)給量；

M—時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量，mm；

ET—時(shí)段t內(nèi)的作物田間需水量，mm；即ET=et，e為t時(shí)段內(nèi)的平均每晝夜的作物田間需水量。

由式ET= Wr+P0+K+M-（Wt-W0） 可計(jì)算出整個(gè)生育期內(nèi)作物的實(shí)際需水量。

二、結(jié)語

從試驗(yàn)情況看，枸杞新稍生長速率呈現(xiàn)“緩慢-快速-緩慢”的生長過程；影響因素為灌水定額A>純磷量C>純氮量B，灌水定額對(duì)枸杞新稍長度有極顯著的影響，試驗(yàn)最優(yōu)水平組合為A3B3C3，因此隨著灌水量的增加其灌溉水生產(chǎn)效率在逐漸的減小，而水分生產(chǎn)效率變化不大。灌溉水生產(chǎn)效率最大的是處理3（1.04 kg·m-3），最小的是處理9（0.44 kg·m-3）；水分生產(chǎn)效率最大的是處理3（0.289 kg·m-3），最小的是處理處理2（0.234 kg·m-3），處理3較處理2增加了23.50%。

綜合考慮不同處理對(duì)紅枸杞的生長指標(biāo)、生理指標(biāo)、產(chǎn)量及百粒重等影響，得出灌水定額為13.5 m3·667m-2、純氮量為52 kg·667m-2、純磷量為39 kg·667m-2；在紅寺堡干旱缺水及水價(jià)較貴的條件下，適宜的灌溉制度為：灌水定額為13.5 m3·667m-2，灌水次數(shù)為14。因此，本研究可以為提高水資源利用率和產(chǎn)出率，優(yōu)化未來的高效節(jié)水灌溉發(fā)展決策，提供科學(xué)理論依據(jù)。endprint