不同水肥組合滴灌對黃花菜產(chǎn)量及土壤水分的影響

程良 李應(yīng)海 李金澤

摘要 [目的]研究不同水肥處理對寧夏中部干旱帶土壤水分及黃花菜產(chǎn)量的影響，探索適合該地區(qū)的黃花菜灌溉制度。[方法]試驗選用甘肅大烏嘴為材料，采用正交試驗設(shè)計方法設(shè)置了低水（W1）2 250 m3/hm2、中水（W2）3 000 m3/hm2、高水（W3）3 750 m3/hm2，低肥（F1）450 kg/hm2、中肥（F2）675 kg/hm2、高肥（F3）900 kg/hm2，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶滴灌種植方式為對照（CK），共10個組合處理。[結(jié)果]農(nóng)戶滴灌種植方式與不同滴灌水肥一體化灌溉處理間土壤含水率均在各次灌水后發(fā)生顯著變化，隨著灌水量的增大，各層土壤含水率相應(yīng)增大，20～40 cm土層土壤含水率最大，為5.54%～28.29%;處理組黃花菜產(chǎn)量總體上高于對照組，黃花菜產(chǎn)量隨著灌水量與施肥量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。[結(jié)論]黃花菜在豐水年下滴灌水肥一體化灌溉最優(yōu)的是W2F2處理，該處理下黃花菜產(chǎn)量為15 417 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 寧夏中部干旱帶;黃花菜;滴灌;水肥一體

中圖分類號 TV 93;S 274 ?文獻標(biāo)識碼 A ?文章編號 0517-6611（2021）14-0188-03

Abstract [Objective] To study the effects of different water and fertilizer treatments on soil moisture content and the yield of daylily in the central arid zone of Ningxia， and explore the suitable irrigation schedule for daylily. [Method] Dawuzui， Gansu Province was used as the test materials in the experiment. The orthogonal design method was used to set 10 combinations of low water （W1） 2 250 m3/hm2， medium water （W2） 3 000 m3/hm2， high water（W3） 3 750 m3/hm2， low fertilizer（F1） 450 kg/hm2， medium fertilizer（F2） 675 kg/hm2， high fertilizer（F3） 900 kg/hm2， with local farmers drip irrigation method as control （CK）. [Result]Compared with local farmers drip irrigation method（CK）， ?the soil moisture content in different waterfertilizer integrated drip irrigation treatments had significant changes after each irrigation. With the increase of irrigation water amount， the moisture content in each soil layer increased，and the moisture content in 20-40 cm soil layer was the highest（5.54%-28.29%）. The yield of daylily in treatment groups was higher than that in control group， and the yield of daylily in treatment groups increased first and then decreased with the increase of irrigation water amount and fertilization amount. ?[Conclusion] W2F2 was the best irrigation treatment for daylily in high water year， and the yield of daylily under this treatment was 15 417 kg/hm2.

Key words Central arid zone of Ningxia; Daylily; Drip irrigation; Integration of water and fertilizer

作者簡介 程良（1997—），男，陜西漢中人，碩士研究生，研究方向：節(jié)水灌溉。*通信作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事節(jié)水灌溉研究。

收稿日期 2020-10-22

寧夏中部干旱帶位于西北內(nèi)陸，遠離海洋，干旱少雨、蒸發(fā)強烈的氣候特點導(dǎo)致了該區(qū)域水資源的極其匱乏[1-2]，加之近20年來氣候變化導(dǎo)致氣候變化波動加劇，農(nóng)業(yè)不穩(wěn)定性增加，春夏季干旱加劇，干旱時間延長，對該地區(qū)造成的損失增大[3];同時，水資源利用效率較低這一問題嚴重制約著該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟的發(fā)展[4-5]。黃花菜因其多年生、兼具食藥價值、產(chǎn)量較高、投入相對較少等特點，正逐漸成為新型的蔬菜產(chǎn)業(yè)，同時也是寧夏近幾年新引進的經(jīng)濟作物，但其產(chǎn)業(yè)發(fā)展同時又受制于該區(qū)水資源匱乏現(xiàn)狀[6-7]。近年來，市場對黃花菜的需求不斷擴大，確保黃花菜的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切問題。高嘉寧等[8]通過大田試驗研究了不同氮、磷、鉀配比對黃花菜產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明施用氮磷鉀對黃花菜產(chǎn)量的增產(chǎn)效果明顯，增產(chǎn)率達36.06%，其中氮肥增產(chǎn)效果最顯著，磷肥次之，鉀肥最差。尹新彥等[9]研究了不同種類及濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對黃花菜開花性狀和產(chǎn)量性狀的影響，結(jié)果表明3種生長調(diào)節(jié)劑對黃花菜花期的影響較小，但對其產(chǎn)量性狀的影響較大。相關(guān)研究試驗因素較為單一，而涉及水肥一體灌溉對黃花菜產(chǎn)量的影響研究較少。隨著節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣，節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)從推廣面積和產(chǎn)業(yè)發(fā)展上都取得了顯著成果。未來節(jié)水灌溉及水肥一體化技術(shù)將取代傳統(tǒng)的溝渠地面灌溉施肥，成為我國水肥高效利用事業(yè)發(fā)展的主流和重點[10-11]。因此，滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用與推廣對黃花菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為重要[12-13]。筆者通過采用不同水肥處理，探究適宜寧夏中部干旱帶黃花菜生長的滴灌水肥一體化灌溉制度。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在寧夏吳忠市鹽池縣花馬池鎮(zhèn)盈德村，地理位置位于107.405 411°E，37.784 2 °N，日照長，溫差大，屬于典型的大陸性季風(fēng)氣候，干旱少雨，光能豐富，日照充足，年平均氣溫7.8 ℃，晝夜溫差大，年降水量180～280 mm，蒸發(fā)量1 800～2 200 mm。試驗區(qū)依托寧夏鹽池縣黃花及蔬菜新品種引進示范基地，基地灌溉利用花馬池鎮(zhèn)盈德村已建成的高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)，灌溉水源為鹽環(huán)頂管理處揚黃水。該試驗區(qū)氣候條件、土壤情況、水源情況具有很好的代表性。試驗區(qū)土壤為砂壤土，土壤pH 8.84，全鹽含量0.24 g/kg，有機質(zhì)含量10.50 g/kg，全氮含量355.00 mg/kg，堿解氮含量47.90 mg/kg，有效磷含量6.80 mg/kg，速效鉀含量107.00 mg/kg。

表1中黃花菜生育期6個月的降雨量數(shù)據(jù)用距平（多年均值）百分率法計算，近似劃分出試驗區(qū)2020年的豐平枯水年。采用《水文情報預(yù)報規(guī)范》（GB/T 22482—2008）中的距平百分率 P 作為劃分徑流豐平枯的標(biāo)準，計算公式如下：

P =某年年降雨量-多年平均降雨量多年平均降雨量×100%（1）

代入數(shù)據(jù)，計算可得 P =61%>25%（豐水年），所以近似認為試驗區(qū)2020年為豐水年。

1.2 試驗方案

1.2.1 試驗設(shè)計。

試驗作物為3年生大烏嘴黃花，行穴距為140 cm×40 cm，穴距規(guī)格為長10 cm，寬10 cm，深18 cm。每穴栽植4株，栽植密度為71 460株/hm2。采用完全組合試驗設(shè)計，設(shè)置水肥處理：低水（W1）2 250 m3/hm2、中水（W2）3 000 m3/hm2、高水（W3）3 750 m3/hm2，低肥（F1）450 kg/hm2、中肥（F2）675 kg/hm2、高肥（F3）900 kg/hm2，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶滴灌種植方式為對照（CK），共10個處理，每個處理重復(fù)2次，共20個小區(qū)，小區(qū)長36.0 m、寬4 m。黃花菜水肥一體化滴灌灌溉制度試驗設(shè)計見表2。

1.2.2 監(jiān)測指標(biāo)與方法。

1.2.2.1 土壤含水率的測定。利用環(huán)刀法測得試驗區(qū)土壤田間持水量為20.56%，測得土壤容重為1.40 g/cm3。使用土壤水分測量儀V1.21（型號Winfo-100）監(jiān)測10、20、30、40、60、80 cm 6個層面土壤體積含水率，生育期約每15 d測1次，灌水前后、降雨前后、收獲后加測1次[14-15]，并將測得體積含水率換算為常用的質(zhì)量含水率[16-17]。

1.2.2.2 產(chǎn)量及其外觀指標(biāo)的測定。花期前每處理小區(qū)隨機選取一行5 m長度的黃花菜采樣區(qū)域，萌蕾開花期（6月下旬至8月上旬）約40 d，每天早上按各小區(qū)劃定的采樣區(qū)采樣并稱重，待采樣期結(jié)束后累加并換算為單位面積產(chǎn)量;在采收的前、中、后期各選1天測定各采樣區(qū)5朵黃花菜的單花重、花長和花粗。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗原始數(shù)據(jù)的前期處理采用Excel 2010軟件，使用SPSS 21.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行因素方差分析和顯著性檢驗分析，最后利用Origin 2019b軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥處理對黃花菜生育期土壤水分含量的影響

試驗設(shè)計生育期共灌水13次，繪制不同水肥處理10、20、30、40、60、80 cm 6個土層的土壤含水率動態(tài)變化曲線，以處理W1F2、W2F2、W3F2為例，其他省略。從圖1可以看出，整個生育期中，黃花菜根區(qū)不同深度土壤含水率變化規(guī)律基本一致（60、80 cm土層除外），在各次灌水后50 cm 土層以上土壤含水率發(fā)生顯著變化，各層土壤含水率隨著灌水量的增加而增加，30、40、80 cm深度土壤含水率較大（5.54%～28.29%），60、80 cm土層深度灌水前后土壤含水率的變化幅度較小，是因為土層計劃濕潤層為60 cm，灌水后水分未入滲至60 cm及以下，含水率波動幅度較小。作物根層土壤含水率處于較理想的范圍，為黃花菜提供了有利的水分生長環(huán)境，在生育期黃花菜長勢旺盛、較為均勻[18]。從圖2可以看出，黃花菜抽薹期土壤剖面水分含量隨深度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。這表明滴灌黃花菜不同處理的土壤水分主要貯存在30 cm處，生長所需水分主要來自0～40 cm土層的水分。

2.2 不同水肥處理對黃花菜產(chǎn)量及外觀指標(biāo)的影響

從表3可以看出，隨著灌水量及施肥量的增加，黃花菜產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，W2F2（中水中肥）處理產(chǎn)量最高（15 417 kg/hm2），W2F1（中水低肥）處理次之，W1F1（低水低肥）處理產(chǎn)量最低。從黃花菜產(chǎn)量來看，適宜的水肥條件可以提高黃花菜產(chǎn)量，與CK（對照）相比最大增產(chǎn)幅度達27.95%[19]。方差分析表明，灌水量對黃花菜產(chǎn)量的影響達到顯著水平（ P <0.05），而施肥量、水肥耦合的交互作用對黃花菜產(chǎn)量的影響不顯著（ P >0.05）。LSD多重比較檢驗表明，W1（低水）和W2（中水）處理、W2（中水）和W3（高水）處理的產(chǎn)量均差異顯著（ P <0.05），與W2（中水）和W3（高水）處理相比，W1（低水）和W2（中水）處理的產(chǎn)量差異更為顯著。水肥是影響黃花菜生長及產(chǎn)量的重要因素，只有水肥關(guān)系協(xié)調(diào)，才有助于提高水和肥的利用效率，實現(xiàn)低投入、高產(chǎn)[20];滴灌條件下水肥耦合存在閾值反應(yīng)，低于閾值，增加水肥投入有增產(chǎn)效果;高于閾值，可能導(dǎo)致減產(chǎn)[21]。該試驗在不同水肥條件下黃花菜產(chǎn)量表現(xiàn)不同，當(dāng)水分不足時適量增加灌水量有利于提高黃花菜的產(chǎn)量，但過高的水肥使用量會減少黃花菜的產(chǎn)量[22-24]。

方差分析表明，不同水肥處理對黃花菜外觀指標(biāo)（單花重、花長、花粗）沒有顯著影響（ P =0.05）。不同水肥處理黃花菜單花重從3.92 g到4.22 g不等，其中處理W1F2、W1F3、W2F2單花重較大，分別為4.19、4.20和4.22 g;不同處理黃花菜花長為11.6～12.4 cm，其中處理W2F2、W2F3、W3F3花長較大，分別為12.2、12.4和12.2 cm;不同處理黃花菜花粗從8.47 mm到9.42 mm不等，其中處理W2F2、W3F2、W3F3花粗較大，分別為9.16、9.03和9.42 mm。綜合考慮，灌水量與施肥量對黃花菜外觀指標(biāo)的影響不顯著，處理W2F2總體外觀指標(biāo)較好[25]。

3 結(jié)論

（1）整體來看，在各次灌水后土壤含水率發(fā)生顯著變化，隨著灌水量的增大，上層土壤含水率同期相應(yīng)增大，20～40 cm土層土壤含水率最大，為5.54%～28.29%。

（2）黃花菜的產(chǎn)量隨著灌水量和施肥量的增加呈先增加后減小的變化趨勢，且灌水量對黃花菜的產(chǎn)量有顯著影響，綜合來看不同水肥處理對黃花菜外觀指標(biāo)的影響不顯著。

（3）3年生大烏嘴黃花菜在豐水年下適宜的水肥一體化滴灌灌溉制度：灌溉定額3 000 m3/hm2，全生育期灌水13次，萌芽出土期300 m3/hm2、展葉期675 m3/hm2、抽薹期540 m3/hm2、萌蕾開花期1 080 m3/hm2、秋季生長期405 m3/hm2;施含營養(yǎng)元素N、P、K的復(fù)合肥共675 kg/hm2，全生育期共施肥8次，其中萌芽出土期135 kg/hm2、展葉期270 kg/hm2、抽薹期90 kg/hm2、萌蕾開花期180 kg/hm2。在此處理下，大烏嘴黃花菜的產(chǎn)量可達15 417 kg/hm2。

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