磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗生長與果實品質(zhì)的影響

賈 昊 李 玲 曹 兵

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏回族自治區(qū) 銀川 750021)

靈武長棗(ZiziphusjujubaMill.cv. Lingwuchangzao)又名馬牙棗，鼠李科棗屬落葉喬木，適應(yīng)性強(qiáng)，是寧夏特色優(yōu)良鮮食棗品種。棗果酸甜適口，汁濃質(zhì)脆，營養(yǎng)豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會與生態(tài)效益，靈武長棗產(chǎn)業(yè)已成為寧夏靈武市的優(yōu)勢特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)[1-2]。

農(nóng)業(yè)磁化水灌溉是一項既能促進(jìn)農(nóng)作物營養(yǎng)生長又能增產(chǎn)的灌溉技術(shù)，其原理是灌溉水被磁化后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，原來的大分子團(tuán)簇變成了單個水分子或者二聚體，水表面張力系數(shù)降低[3-5]，水密度增大，水的黏度減小，pH值升高，電導(dǎo)率升高，變成單個且有活力的小分子團(tuán)[6-8]。這種變小的分子團(tuán)在細(xì)胞代謝過程中具有更強(qiáng)的滲透性和溶解性，在灌溉中促進(jìn)了礦物質(zhì)溶解和植物根系吸收，從而更有效地促進(jìn)作物的生長[9-11]。近年來磁化水處理技術(shù)已有了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

磁化水灌溉促進(jìn)作物生長和增產(chǎn)的效果顯著，表現(xiàn)為葉綠素含量增加、光合作用明顯加強(qiáng)、干物質(zhì)積累增多、營養(yǎng)成分增加[12-13]。磁化水的利用可以一定程度地提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)[14-16]。本試驗以設(shè)施栽培的靈武長棗為研究對象，采用不同磁強(qiáng)的磁化水灌溉處理，測定磁化水和普通水灌溉處理下靈武長棗的棗吊生長、葉片生長、座果率、單株產(chǎn)量及果實品質(zhì)變化，分析磁化水灌溉對其生長和品質(zhì)的影響，旨在為磁化水處理在木本植物上的應(yīng)用提供參考與指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗于2017年3月下旬至8月下旬在寧夏靈武市大泉林場靈武長棗設(shè)施栽培基地(106°14′72″E，38°04′32″N，海拔1 107 m)進(jìn)行。

1.2 試驗設(shè)計

以7年生靈武長棗為試驗對象，平均株高1.74 m，冠幅1.4 m，株行距1.5 m×2 m，溫室栽培(日光溫室，長度為70 m，跨度為10 m，墻體由黏土筑成高3 m)。試驗設(shè)置普通水灌溉(對照，CK)、800、1 400和1 800 gs 3個不同磁強(qiáng)磁化水灌溉，共4個處理。采用山東萊蕪恒銳農(nóng)林科技有限公司生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)磁化水器，根據(jù)試驗設(shè)計選取3種不同磁強(qiáng)(ADS-800、ADS-1400、ADS-1800)的磁化器，將磁化器按N至S極垂直切割水流方向連接于主管與支管接口處，從而得到不同磁強(qiáng)的磁化水。以每個溫棚(靈武長棗的樹體大小、樹形等基礎(chǔ)指標(biāo)基本一致)作為1個處理，棚內(nèi)每行棗樹為1個重復(fù)，重復(fù)3次，共4個溫棚，12行棗樹，每行棗樹隨機(jī)選取3株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，每處理觀測9株，定期測定各項指標(biāo)。于3月30日開始以滴灌方式用磁化水對靈武長棗進(jìn)行灌溉，至8月15日結(jié)束灌溉，期間每隔15 d灌溉1次，共灌溉10次，每次灌溉標(biāo)準(zhǔn)為田間最大持水量的70%，除灌溉水的磁強(qiáng)不同，供試驗植株管理方式一致。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 棗吊長、棗吊粗、葉綠素含量、葉面積及葉片含水率的測定 在各處理所選取的9株棗樹不同方位用不同顏色的細(xì)繩各標(biāo)記5個固定棗吊，用鋼卷尺和數(shù)顯游標(biāo)卡尺分別測量棗吊長度和棗吊粗度，每月觀測一次，當(dāng)月減去上月的棗吊長度、粗度為本月的凈生長量，每處理測定45個棗吊，共測定5次。棗吊長與棗吊粗的增幅等于最后一次(8月22日)的棗吊長度、粗度減去第一次(4月22日)對應(yīng)棗吊的長度、粗度；

從每個處理所選取的9株棗樹上分別隨機(jī)取5片葉(共45片)，采用便攜式SPAD-502 Plus手持葉綠素儀(浙江托普儀器有限公司)測定葉片的葉綠素相對含量，用YMJ-C激光葉面積儀(浙江托普儀器有限公司)測定葉片面積。最后一次(8月22日)各處理的葉綠素和葉面積均值減去第一次(4月22日)對應(yīng)的葉綠素和葉面積均值等于葉綠素、葉面積的凈生長量。葉片干重采用烘干法[17]測定，按照公式計算葉片含水率：

葉片含水率=(葉片濕重-葉片干重)/葉片濕重×100%

(1)。

1.3.2 座果率與單株產(chǎn)量的測定 座果率：開花初期(4月下旬)自每個觀測樣株選取5個棗吊(每處理45個棗吊)，在棗吊兩端用彩線進(jìn)行標(biāo)記，從4月20號開始，每隔7 d觀測一次，同時計數(shù)單個棗吊標(biāo)記長度內(nèi)的花數(shù)，到6月8日總共計數(shù)7次，7次開花數(shù)之和為總花量。7月底果實成熟后期，計數(shù)單個棗吊標(biāo)記長度內(nèi)的座果數(shù)，按照公式計算座果率[18]：

座果率=座果數(shù)/總花量×100%

(2)。

單株產(chǎn)量：在果實成熟期，計數(shù)每個觀測樣株單株結(jié)實數(shù)，稱量果實單果重，按照公式計算單株產(chǎn)量(每個處理中包含9棵樹)：

單株產(chǎn)量=單株結(jié)實數(shù)×果實單果重

(3)。

1.3.3 果實縱橫徑與果實品質(zhì)測定 在果實成熟期(8月底)，從每處理所標(biāo)記植株的東、西、南、北以及上、中、下、里、外選取40個外觀良好、大小相似的棗果測定果實品質(zhì)，其中單果的橫徑、縱徑與質(zhì)量用不銹鋼數(shù)顯卡尺(0～20 cm，上海申韓量具有限公司)與電子天平測定。從每份單株果實樣品中取其果肉，采用蒽酮比色法[19]測定可溶性總糖含量，NaOH直接滴定法測定有機(jī)酸含量[20]，鉬藍(lán)比色法測定Vc含量[21]；利用手持?jǐn)?shù)顯折光儀(上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司)測定可溶性固形物含量[22]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用 Microsoft Office Excel 2010 進(jìn)行初步整理與計算；采用SPSS 25.0和Origin 9.0分別進(jìn)行方差分析與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗棗吊生長的影響

2.1.1 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗棗吊長度的影響 由圖1可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理下靈武長棗棗吊長度的生長有顯著差異(P=0.047<0.05)。其中，ADS-1800處理棗吊長度增幅最大，達(dá)到5.63 cm；CK棗吊長度增幅最小，為2.30 cm；ADS-1800處理的棗吊長較CK高3.33 cm，棗吊凈生長量較CK增加15.60%。綜上，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理可促進(jìn)靈武長棗棗吊長度的增加，其中ADS-1800處理的作用效果最好。

2.1.2 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗棗吊粗度的影響 由表1可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理下靈武長棗棗吊粗度的生長無顯著差異(P=0.657>0.05)。其中ADS-1800處理的棗吊粗度增幅最大，為0.686 mm，較CK增加0.044 mm；而ADS-800處理增幅最小，為0.536 mm，較CK減小了0.11 mm。表明磁化水處理強(qiáng)度越大，棗吊增粗越明顯。

2.2 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉片生長的影響

2.2.1 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉片葉綠素含量的影響 由圖2可知，各處理葉片平均葉綠素含量均隨著時間的推移呈遞增的趨勢。其中ADS-1800處理的平均葉綠素含量最高，為44.98%，ADS-1400處理最低。方差分析表明4個處理中靈武長棗葉綠素含量間無顯著差異(P=0.993>0.05)。1 400 gs磁強(qiáng)的磁化水處理對葉片葉綠素含量有抑制作用，而1 800 gs磁強(qiáng)的磁化水對葉片葉綠素含量有促進(jìn)作用。

表1 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗栆吊粗度的影響Table 1 Effect of magnetized water irrigation on the hanging thickness of Lingwuchangzao in facility /mm

2.2.2 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉片面積的影響 由圖3可知，ADS-1800處理的葉面積凈生長量最高，為2.09 cm2；而ADS-1400處理的葉面積凈生長量最低，為0.80 cm2。方差分析表明，3種磁強(qiáng)磁化水灌溉處理對靈武長棗葉面積的影響無顯著差異(P=0.077>0.05)。故磁化水灌溉對靈武長棗葉片面積無明顯作用。

圖3 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉面積的影響Fig.3 Effect of magnetized water irrigation on leaf area of Lingwuchangzao in facility

2.2.3 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉片含水率的影響 由表2可知，從時間來看，6、7月葉片含水率明顯增高，到8月開始明顯下降。從處理來看，4-5月ADS-800處理的葉片含水率增幅最大，為30.13%；CK的增幅最小，為9.68%。5-6月ADS-1400處理的葉片含水率增幅最大，為45.44%；ADS-800最小，為28.02%。6-7月幾乎不變，而7-8月呈下降趨勢。方差分析表明，各處理間無顯著差異(P=0.973>0.05)。

2.3 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗果實座果率及單株產(chǎn)量的影響

2.3.1 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗果實座果率的影響 由圖4可知，ADS-1400處理的設(shè)施靈武長棗座果率與ADS-800處理、CK間存在極顯著差異(P=0.0004<0.01)，與ADS-1800間無極顯著差異，其中ADS-1400處理的設(shè)施武靈長棗座果率最高，為3.51%，較CK提高了1.8個百分點(diǎn)；而CK最低，為1.71%?？梢?種磁強(qiáng)磁化水灌溉處理均可提高靈武長棗座果率。

表2 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗葉片含水率的影響Table 2 Effect of magnetized water irrigation on water content of leaves of Lingwuchangzao in facility /%

注：不同大寫字母代表在0.01水平上差異極顯著(P<0.01)。下同。Note: Different capital letters indicate extremely significant difference at 0.01 level. The same as following.圖4 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗果實座果率的影響Fig.4 Effect of magnetized water irrigation on fruit setting rate of Lingwuchangzao in facility

圖6 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗縱橫經(jīng)的影響Fig.6 Effect of magnetized water irrigation on vertical and horizontal longitude of Lingwuchangzao in facility

圖5 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗單株產(chǎn)量的影響Fig.5 Effect of magnetized water irrigation on yield per plant of Lingwuchangzao in facility

2.3.2 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗單株產(chǎn)量的影響 由圖5可知，CK和ADS-800處理的設(shè)施靈武長棗單株產(chǎn)量與ADS-1400、ADS-1800處理間有極顯著差異(P=0.000 1<0.01)，其中ADS-1400處理增產(chǎn)效果最明顯，單株產(chǎn)量最高，達(dá)7.62 kg，較CK增加31.38%；CK的單株產(chǎn)量最低，為5.80 kg。因此，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理均可提高靈武長棗的單株產(chǎn)量。

2.4 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗果實縱橫經(jīng)的影響

由圖6可知，未經(jīng)磁化水灌溉(CK)的設(shè)施靈武長棗果實橫徑最高，為31.43 mm；ADS-800處理果實橫徑最低。說明磁強(qiáng)磁化水灌溉對果實橫徑有抑制作用。不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理的靈武長棗果實縱徑與橫徑表現(xiàn)一致。其中CK果實縱徑最大，為45.18 mm；ADS-800處理果實縱徑最小，為37.73 mm，較CK降低了16.5%。

2.5 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗單果鮮重的影響

由圖7可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理后靈武長棗果實單果鮮重均較CK(17.04 g)有所下降。其中ADS-800處理單果鮮重最低，為14.60 g，較CK下降了14.32%?？梢姴煌艔?qiáng)磁化水灌溉處理均對靈武長棗單果鮮重有影響。

圖7 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗單果鮮重的影響Fig.7 Effect of magnetized water irrigation on fresh weight of single fruit of Lingwuchangzao in facility

2.6 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗果實品質(zhì)的影響

2.6.1 磁化水灌溉對果實可溶性固形物的影響 果實的可溶性固形物含量是評價其品質(zhì)的指標(biāo)之一[23]。由圖8可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理與CK的靈武長棗果實可溶性固形物含量間有極顯著差異(P=0.000 1<0.01)，其中ADS-800處理可溶性固形物含量最高，達(dá)27.67%，較CK增加了5.50個百分點(diǎn)。說明不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理可以增加靈武長棗的可溶性固形物含量。

圖8 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗可溶性固形物含量的影響Fig.8 Effect of magnetized water irrigation on soluble solids content of Lingwuchangzao in facility

2.6.2 磁化水灌溉對果實可溶性糖含量的影響 棗果實中可溶性糖含量是反映其風(fēng)味及品質(zhì)評價的重要指標(biāo)。由圖9可知，ADS-800處理的靈武長棗的可溶性糖含量極顯著高于其他處理(P=0.000 5<0.01)，達(dá)到25.22%，較CK增加了4.38個百分點(diǎn)；且不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理的可溶性糖含量均高于CK。說明磁強(qiáng)磁化水灌溉可使靈武長棗的可溶性糖含量增加。

圖9 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗可溶性糖含量的影響Fig.9 Effect of magnetized water irrigation on soluble sugar content of Lingwuchangzao in facility

2.6.3 磁化水灌溉對果實有機(jī)酸含量的影響 有機(jī)酸是決定水果味感的重要成分。由圖10可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理的靈武長棗的有機(jī)酸含量無顯著差異(P=0.055>0.05)；其中ADS-1800處理的有機(jī)酸含量最高，為1.26%，較CK增加了0.38個百分點(diǎn)。說明磁化水灌溉可增加靈武長棗果實有機(jī)酸含量。

圖10 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗有機(jī)酸含量的影響Fig.10 Effect of magnetized water irrigation on organic acid content of Lingwuchangzao in facility

2.6.4 磁化水灌溉對果實Vc含量的影響 靈武長棗Vc含量豐富，有“活維生素丸”的美稱。由圖11可知，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理靈武長棗果實Vc含量不同。其中ADS-1400處理的果實Vc含量最高，為13.20 mg·100 g-1，較CK增加了1.91 mg·100 g-1；CK的Vc含量最低，僅為11.30 mg·100g-1。方差分析表明，不同處理間靈武長棗果實Vc含量無顯著差異(P=0.369>0.05)。

圖11 磁化水灌溉對設(shè)施靈武長棗Vc含量的影響Fig.11 Effect of magnetized water irrigation on Vc content of Lingwuchangzao in facility

3 討論

磁化水處理可以促進(jìn)植物對土壤養(yǎng)分的吸收利用，并加快地下部分生長，改善植物品質(zhì)，提高產(chǎn)量[24-26]。王俊花等[27]研究了磁化水對黃瓜種子活力、葉綠素含量、產(chǎn)量及品質(zhì)等方面的影響，發(fā)現(xiàn)磁化水浸種可提高黃瓜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率；且使產(chǎn)量大幅度提高，平均高達(dá)22.5%；改善了黃瓜品質(zhì)，表現(xiàn)為Vc含量顯著提高，可溶性蛋白質(zhì)含量不同程度地提高，其增加幅度與品種有關(guān)，這與本試驗結(jié)果具有一致性，說明磁化水處理可以有效提高果實品質(zhì)和產(chǎn)量。

本研究結(jié)果表明，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉能有效提高靈武長棗的單株產(chǎn)量，這與磁化水灌溉能促進(jìn)水稻有效穗生長、增加結(jié)實率、提高單株產(chǎn)量[28-29]以及磁化水灌溉可以促進(jìn)苜蓿植株生長[30]、提高芹菜和豌豆水分利用率和產(chǎn)量[31]的結(jié)果具有一致性。朱練峰等[32]研究表明，通過使用磁化強(qiáng)度為2 000 gs的永久磁鐵型磁化器對棗樹進(jìn)行磁化灌溉可以影響棗樹的光合特性，也可能導(dǎo)致果樹產(chǎn)量和品質(zhì)變化[33]。本研究采用ADS-800、ADS-1400、ADS-1800 3種不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理對靈武長棗營養(yǎng)生長、座果率、單株產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響進(jìn)行了分析，試驗結(jié)果與前人在冬棗[34]上的研究結(jié)果相似，表明磁化水灌溉可以促進(jìn)靈武長棗生長、提高單株產(chǎn)量及果實品質(zhì)。但是一年的磁化水灌溉結(jié)果并不能篩選出對靈武長棗生長最有利的磁化強(qiáng)度值，因此合理磁化強(qiáng)度的選擇仍需要做進(jìn)一步的試驗研究。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同磁強(qiáng)磁化水灌溉處理對靈武長棗棗吊長度、單株產(chǎn)量、可溶性固形物與可溶性糖含量有促進(jìn)作用。ADS-1800處理對棗吊生長的促進(jìn)作用最大，ADS-1400處理的增產(chǎn)效果最顯著，ADS-800處理可顯著提高果實可溶性固形物和可溶性糖含量。本研究探明磁化水灌溉對靈武長棗生長、果實品質(zhì)、產(chǎn)量等方面都有一定的影響，為揭示磁化水處理對木本植物的影響提供了參考，生產(chǎn)中可以根據(jù)定向培育目標(biāo)選擇使用，但不同土壤條件、樹齡等的適宜磁化水灌溉技術(shù)還需進(jìn)一步測定比較，磁化水對樹木生長和果實品質(zhì)的作用機(jī)理還需要深入研究。