紅棗與孜然間作條件下土壤水分動(dòng)態(tài)變化及間作優(yōu)勢(shì)評(píng)價(jià)

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)

1 前言

1.1 研究背景

孜然，又名孜然芹、安息茴香，是世界第二大調(diào)味品，屬傘形科孜然芹屬,以加工提取香精,釀制調(diào)味劑、炸油、入藥為主[1]。孜然株桿高度20～50 cm,全株粉綠色或綠色泛白,光滑無(wú)毛，有芳香氣味。復(fù)傘形花序,大都頂生或腋生,花瓣白色或粉紅色呈長(zhǎng)圓形。果實(shí)為雙懸果矩圓狀卵形。在中性或微鹽堿性并且土層較厚且松散的沙壤土或壤土中生長(zhǎng)。孜然比較耐旱，種子發(fā)芽期內(nèi)要求土壤的濕度以最大持水量的80%左右最為適宜，在年均降水量300～400 mm 的地區(qū)都能生長(zhǎng)。整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中要求外界氣溫為15 ℃～25 ℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)妨礙孜然正常的生長(zhǎng)，影響品質(zhì)。適宜種植密度為450萬(wàn)株/hm2～600萬(wàn)株/hm2[2]。由于它適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱怕澇，耐瘠薄，適宜在南疆地區(qū)栽培，當(dāng)?shù)鼐S吾爾族、回族、哈薩克族等各族群眾主要利用孜然的果實(shí),將其進(jìn)行簡(jiǎn)單的粉碎處理用來(lái)制作調(diào)料,近年研究發(fā)現(xiàn)孜然的果實(shí)對(duì)于治療消化不良和胃寒腹痛等癥狀有積極作用。維吾爾族飲用的藥茶中也常常加入孜然作為配料。所以目前新疆是我國(guó)孜然最主要的產(chǎn)地[3]。同時(shí)因?yàn)樽稳簧诙?，所以可以作為棉花、玉米、果?shù)等間作的理想作物。

1.2 孜然研究存在的問(wèn)題

國(guó)內(nèi)外目前主要研究的方向是孜然產(chǎn)量構(gòu)成、育種、栽培密度，以及揮發(fā)油、貯存年限等問(wèn)題，但對(duì)于孜然各時(shí)期水分控制技術(shù)方面的研究仍存在極大的空缺。由于種植面積較小，人們通常將其與棉花等作物間作，但存在品種混雜的情況，無(wú)法找到適合間作的孜然品種，目前生產(chǎn)上種植的孜然品種大多為地方品種，種性退化，產(chǎn)量低并且不穩(wěn)定，優(yōu)良的孜然品種較少，極大地限制了孜然的產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[4]。本試驗(yàn)通過(guò)探究不同孜然品種與紅棗的土壤水分動(dòng)態(tài)變化及產(chǎn)量分析，來(lái)尋找最適宜與紅棗間作的品種。

1.3 本試驗(yàn)研究的目的和意義

1.3.1 探明紅棗-孜然間作條件下土壤水分的動(dòng)態(tài)變化

1.3.2 探明紅棗-孜然間作條件下不同品種的優(yōu)劣勢(shì)

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

焉耆孜然、葉城孜然、吐魯番地方品種、雜交一號(hào)、紅花、911、新疆孜然四號(hào)、孜然王、吐魯番孜然。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2017年4月在塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站種植，采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在試驗(yàn)站內(nèi)從西向東數(shù)第10、11兩行棗樹(shù)中劃分為9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)3. 5 m，等行距種植4行，過(guò)道0. 5 m，從南到北隨機(jī)種植9個(gè)孜然品種，兩個(gè)地頭種植同一個(gè)品種。播種后不施肥不澆水，人工除草兩次，其他管理措施與大田一致。

2.3 試驗(yàn)測(cè)定及方法

2.3.1 測(cè)量時(shí)期包括孜然出苗期，花序出現(xiàn)期,開(kāi)花期，成熟期。

(1)出苗期：50%的幼苗出土展開(kāi)第一片真葉，為出苗期；

(2)花序出現(xiàn)期：當(dāng)花序開(kāi)始出現(xiàn)的時(shí)候,為花序出現(xiàn)期；

(3)開(kāi)花期：當(dāng)植株上有個(gè)別花的花瓣完全展開(kāi),為開(kāi)花期；

(4)果熟期：6 月下旬,部分植株基生葉開(kāi)始枯黃,脫落,植株上部針葉慢慢變黃,孜然芹果實(shí)也由淺綠色變成灰褐色并逐步加深。

2.3.2 孜然的農(nóng)藝性狀

(1)株高：從50%幼苗長(zhǎng)出針葉后每品種選5株，每3 d調(diào)查一次，測(cè)量從子葉節(jié)到主莖生長(zhǎng)點(diǎn)或植株主花序頂?shù)拈L(zhǎng)度；

(2)分枝數(shù)：分支出現(xiàn)時(shí)期調(diào)查：調(diào)查并記錄一、二、三、四級(jí)分枝出現(xiàn)的時(shí)期。分支數(shù)調(diào)查：定點(diǎn)定株，每3 d調(diào)查一次，調(diào)查記錄一、二、三、四級(jí)分枝數(shù)；

(3)小傘數(shù)：定點(diǎn)定株，每3 d調(diào)查一次，調(diào)查記錄一、二、三、四各級(jí)分枝上復(fù)傘形花序數(shù)，小傘形花序數(shù)；

(4)開(kāi)花數(shù)：定點(diǎn)定株，每3 d調(diào)查一次，調(diào)查記錄一、二、三、四各級(jí)分枝上復(fù)傘形花序和小傘形花序的開(kāi)花數(shù)。

2.3.3 孜然的產(chǎn)量通過(guò)考種獲得，并通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

產(chǎn)量=株數(shù)*粒數(shù)*千粒重/1 000 000

2.3.4 土壤含水量的測(cè)定：用取土器取土層深度為0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm，80～100 cm的土樣，烘干稱重獲得。并采用以下公式計(jì)算：

土壤含水量%=(濕土重量-干土重量)/干土重量

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3 結(jié)果與分析

表1 不同品種孜然農(nóng)藝性狀表

注：小寫(xiě)字母(a、b、c)(P=0. 05)表示差異達(dá)顯著水平(以下各表均相同)

NOTE：Lowercase letters (a，b，c)(P=0. 05) represents the difference was significant

3.1 不同品種孜然農(nóng)藝性狀的對(duì)比

由表1可知，植株高度大小順序?yàn)樾陆稳凰奶?hào)>孜然王>吐魯番孜然>葉城孜然>焉耆孜然>紅花>雜交一號(hào)>吐魯番地方品種>911。分支數(shù)多少依次為911、雜交一號(hào)、新疆孜然、焉耆孜然、紅花、吐魯番孜然、孜然王、葉城孜然、吐魯番地方品種。在與孜然產(chǎn)量緊密相關(guān)的開(kāi)花數(shù)和結(jié)果數(shù)方面，9個(gè)品種的順序?yàn)檠申茸稳?911品種>吐魯番孜然>雜交一號(hào)>葉城孜然>紅花>吐魯番地方品種>新疆孜然四號(hào)>孜然王?？傮w來(lái)看，新疆孜然四號(hào)在株高、分支數(shù)、復(fù)傘形花序數(shù)、小傘數(shù)等方面較其他品種有顯著差異，但在開(kāi)花結(jié)果數(shù)上，焉耆孜然和911明顯優(yōu)于其他品種，且與其他品種存在顯著性差異。

3.2 間作孜然分支期土壤水分空間分布動(dòng)態(tài)變化

從圖1可看出，在0～20 cm土壤中的水分紅棗單作和孜然間作的水分沒(méi)有較大的差別，孜然間作的耗水量略大于紅棗單作的耗水量，說(shuō)明孜然在分支期會(huì)消耗一定量的水。而在40～100 cm的土壤深度下，間作孜然的土壤含水量大于紅棗單作的含水量，表明紅棗的根系主要集中在此地域；在孜然的分支期，隨著土壤深度的增加，土壤含水量出現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨向，且孜然間作的含水量大于紅棗單作的含水量，說(shuō)明在紅棗中間作孜然對(duì)于保持土壤水分有積極作用，有益于孜然和紅棗的進(jìn)一步生長(zhǎng)。

圖1 間作孜然分支期土壤水分空間分布動(dòng)態(tài)變化

3.3 間作孜然收獲期土壤水分空間分布動(dòng)態(tài)變化

由圖2可知，在孜然收獲期，間作孜然和紅棗單作的變化趨勢(shì)基本一致，紅棗單作的土壤含水量大于孜然間作的土壤含水量，說(shuō)明在孜然的收獲期需要消耗大量的水。在地表水分缺乏的情況下，為了滿足自身的需要，植物的根系逐漸向下生長(zhǎng)，以便利用更多的水分。在紅棗與孜然間作模式下，為了保持孜然的產(chǎn)量和棗樹(shù)的正常生長(zhǎng)，在孜然收獲前應(yīng)該適當(dāng)加大灌水量以滿足孜然生長(zhǎng)結(jié)實(shí)的需要。

圖2 間作孜然收獲期土壤水分空間分布動(dòng)態(tài)變化

3.4 間作孜然時(shí)間分布變化規(guī)律

由表2可知，在5月19號(hào)，孜然間作的土壤含水量和紅棗單作的含水量基本一致，并且各土層間的水分差異不明顯，說(shuō)明在孜然的生長(zhǎng)前期，孜然的耗水量并不大，對(duì)土壤水分無(wú)影響。在6月19日，土壤的含水量遠(yuǎn)低于5月19日的土壤含水量，孜然間作的土壤含水量要小于紅棗單作的含水量，說(shuō)明當(dāng)孜然處于結(jié)實(shí)收獲期時(shí)，會(huì)消耗大量的水，在降水缺乏的地區(qū)，需要適當(dāng)?shù)墓喔人?/p>

表2 間作孜然時(shí)間分布變化規(guī)律

3.5 間作條件下各孜然品種產(chǎn)量比較

圖3 間作孜然各品種產(chǎn)量

由圖3可知，在同樣面積、同樣條件下間作孜然和紅棗，收獲的焉耆孜然的產(chǎn)量最高，達(dá)到695. 706 kg/hm2，911產(chǎn)量次之，為636. 784 5 kg/hm2，葉城孜然、雜交一號(hào)和吐魯番孜然的產(chǎn)量相差不大，孜然王和新疆孜然四號(hào)的產(chǎn)量最低，不到300 kg/hm2。由此可知，在相同條件下，焉耆孜然和911這兩種孜然更適合和紅棗進(jìn)行間作。

4 討論

李艷梅等人研究說(shuō)明將溫室秋冬茬芹菜生長(zhǎng)發(fā)育狀況劃分出 4 個(gè)生育期，苗期、葉叢初期、中期和后期比較發(fā)現(xiàn)，芹菜需水量表現(xiàn)為逐漸增大、生育后期達(dá)到頂峰的特征。需水強(qiáng)度先增加后減少再增加，且葉叢后期的需水強(qiáng)度較苗期有較大提升[5]。本試驗(yàn)在孜然分支期和結(jié)實(shí)期所測(cè)得的土壤含水量也能說(shuō)明此規(guī)律，在孜然間作的前期，土壤的含水量與紅棗單作的含水量基本一致，在孜然的結(jié)實(shí)期，土壤的含水量被大量消耗。張曉娟等人的研究說(shuō)明不同栽培與灌溉方式會(huì)明顯影響芹菜的生長(zhǎng)發(fā)育，覆膜滴灌的芹菜在整個(gè)生育期內(nèi)比其他處理生長(zhǎng)旺盛，產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率均高，與露地溝灌相對(duì)比，增產(chǎn)25. 1%，節(jié)水36%，是最佳的高效節(jié)水栽培方式[6]。聶斌等人的研究說(shuō)明芹菜不同生育期需水量的大小隨不同灌溉方式不同有較大差異，全生育期內(nèi)不同處理的耗水規(guī)律變化基本一致，表現(xiàn)為多葉生長(zhǎng)期耗水量較小，立心期耗水量明顯增加，心葉生長(zhǎng)期耗水量達(dá)到峰值，供水量越高，累積耗水量及日耗水強(qiáng)度越大[7]。

甘付華等人的研究表明單株粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量均隨密度的增加而呈下降趨勢(shì)。低密度處理100萬(wàn)株/hm2上述三項(xiàng)指標(biāo)均高于其它處理。220 萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量最高，達(dá)到 1 636.9 kg/hm2，較 100萬(wàn)株/hm2、140萬(wàn)株/hm2、355萬(wàn)株/hm2分別提高24. 1%、14. 8%和2. 9%[8]。本試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明產(chǎn)量高的孜然和單作的孜然差別不大，說(shuō)明間作并不會(huì)減少孜然的產(chǎn)量，孜然和紅棗間作可以提高經(jīng)濟(jì)效益。陳秀香的研究表明孜然芹在15 kg/hm2、22. 5 kg/hm2、30 kg/hm2等三種播量處理下，播量22. 5 kg/hm2的千粒重、產(chǎn)量最高[9]。說(shuō)明孜然芹播量不能過(guò)大或過(guò)小，播量大了雖然可以保證一定的株數(shù)，但因株數(shù)增加，穗數(shù)也增加，會(huì)導(dǎo)致每穗的穗粒數(shù)減少,造成籽粒不飽滿，千粒重減輕，最終導(dǎo)致產(chǎn)量低下。因此，孜然芹要播量適量，密度適宜，才能做到合理密植，提高產(chǎn)量。

5 結(jié)論

5.1 九個(gè)品種在農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)為，新疆孜然四號(hào)在株高、分支數(shù)、復(fù)傘形花序數(shù)、小傘數(shù)等方面較其他品種有顯著差異，但在開(kāi)花結(jié)果數(shù)上，焉耆孜然和911明顯優(yōu)于其他品種，且與其他品種存在顯著性差異。

5.2 分支期在0～20 cm土壤中的水分紅棗單作和孜然間作的水分差別不大，而在40～100 cm的土壤深度下，間作孜然的土壤含水量大于紅棗單作的含水量，說(shuō)明，在紅棗中間作孜然對(duì)于保持土壤水分有積極作用。

5.3 紅棗單作的土壤含水量大于孜然間作的土壤含水量，且在各個(gè)土壤層都是如此，說(shuō)明孜然的收獲期需要消耗大量的水。由此可知，在孜然收獲前應(yīng)該大量澆水以滿足孜然的生長(zhǎng)結(jié)實(shí)需要。

5.4 焉耆孜然的產(chǎn)量最高，達(dá)到695. 706 kg/hm2，911產(chǎn)量次之，為636. 784 5 kg/hm2，孜然王和新疆孜然四號(hào)的產(chǎn)量最低，不到300 kg/hm2，表明焉耆孜然和911更適合與紅棗間作。