南疆盆地虧缺灌溉和覆膜對(duì)油莎豆生物量及產(chǎn)量的影響

丁 雅， 楊建明， 李 利， 張志浩， 曾凡江

（1.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046；2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所新疆荒漠植物根系生態(tài)與植被修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊 830011；3.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊 830011；4.新疆策勒荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，新疆策勒 848300；5.新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)和草原局生態(tài)保護(hù)修復(fù)處，新疆烏魯木齊 830011）

水分是植物生長(zhǎng)最重要的限制因素［1-2］，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，一貫高投入、高產(chǎn)出的思路致使作物生長(zhǎng)發(fā)育中灌水過(guò)量的現(xiàn)象嚴(yán)重。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，2019年農(nóng)業(yè)灌溉用水占總用水量的61.15%［3］，水資源的過(guò)度損耗制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。尤其是干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，水資源極度匱乏，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉顯得尤為重要。

在水資源匱乏的干旱區(qū)，一般會(huì)采用滴灌和覆膜相結(jié)合的模式保持土壤濕度，提高作物對(duì)水分的利用效率。滴灌作為一種新型灌溉方式，因其顯著提高灌溉效率、減少土壤蒸發(fā)量、提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等特性，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用［4-9］。覆膜在農(nóng)田應(yīng)用中起到了增溫、增濕、保水、保墑的重要作用，能夠明顯增加作物的產(chǎn)量，提高水分利用效率，在西北干旱區(qū)應(yīng)用較為廣泛［10］。

油莎豆（Cyperus esculentus）屬莎草科莎草屬一年生草本植物，原產(chǎn)于非洲埃及以及尼羅河沿岸地區(qū)。1960 年我國(guó)從保加利亞引進(jìn)［11］，并在北京、內(nèi)蒙古、河南、新疆等地栽培。油莎豆具有強(qiáng)大的分蘗能力，莖分化成葉，地上莖葉高度達(dá)到1.0～1.5 m［12］，富含纖維素、粗蛋白等物質(zhì)，可供食草動(dòng)物食用；其地下塊莖富含油脂、淀粉、糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，含油率約20%～32%，在榨油后還可以生產(chǎn)淀粉、制糖、釀酒［13-15］。因此，油莎豆是一種具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、利用價(jià)值高等特點(diǎn)，且集糧、油、牧于一體的新型經(jīng)濟(jì)作物［16］。油莎豆抗逆性強(qiáng)、耐貧瘠、根系發(fā)達(dá)，在沙質(zhì)土、鹽堿地、壤土等地中均可種植，但是在沙質(zhì)土中種植效果最佳［17］。

南疆地區(qū)水資源匱乏，滴灌已成為高效的區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉方式，但針對(duì)油莎豆覆膜及虧缺灌溉條件下實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和高效水分利用的研究較少，尤其是不同情境下油莎豆最佳虧缺灌溉管理模式理論、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)均很匱乏。因此，筆者通過(guò)研究虧缺灌溉的田間管理方式對(duì)油莎豆產(chǎn)量、品質(zhì)以及水分利用效率的影響，以期獲得南疆盆地最佳的灌溉高產(chǎn)管理模式，為實(shí)現(xiàn)油莎豆在生產(chǎn)中的節(jié)水和高產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆庫(kù)爾勒市西南部哈拉玉宮鄉(xiāng)（41°36′N，86°3′E），地處孔雀河沖積扇上部，地勢(shì)東北高，西南低，平均海拔904 m。屬溫帶大陸性氣候，無(wú)霜期長(zhǎng)，年平均無(wú)霜期180 d，最長(zhǎng)達(dá)190 d，最短為170 d；晝夜溫差大，1 月平均氣溫-9 ℃，7 月平均氣溫26.50 ℃，平均氣溫年較差35.5 ℃；日照充足，年平均日照時(shí)數(shù)3045 h；夏季干旱少雨，年平均降水量57 mm，年最大蒸發(fā)量為2788.2 mm，降雨集中在每年5—10 月，其中6 月最多。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為砂壤土，0～40 cm土壤理化性質(zhì)：田間持水量為18%，土壤容重為1.58 g·cm-3，有機(jī)質(zhì)含量為4588.55 mg·kg-1，水解氮含量為28.41 mg·kg-1，有效磷含量為9.89 mg·kg-1，速效鉀含量為73.783 mg·kg-1，pH 為7.6；試驗(yàn)區(qū)地處沙漠前緣區(qū)，植被稀少，在自然狀況下，種子繁殖困難。庫(kù)爾勒境內(nèi)季節(jié)性河流均屬于降雨、積雪融水和冰川融水綜合補(bǔ)給性河流。本區(qū)地下水埋深14 m左右，因此夏季降水是自然植被所需水分的主要來(lái)源［18］。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

1.2.1 試驗(yàn)材料 供試油莎豆品種為“豐產(chǎn)2 號(hào)”，于2020 年5 月10 日種植，9 月20 日收獲，全生育期130 d。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)區(qū)由孔雀河沖積土形成，土質(zhì)肥沃，因此播種前不用施底肥，播種后進(jìn)行追肥。播種時(shí)間在5 月10 日，采用油莎豆穴播機(jī)播種，播種量為75 kg·hm-2，株距12.5 cm，行距30 cm。滴灌帶鋪設(shè)為一機(jī)二管，1條滴灌帶灌溉2行油莎豆的種植模式，油莎豆行距30 cm，毛管間距60 cm，生育期共滴水7次，每小區(qū)單獨(dú)滴水，由水表控制滴水量。出苗后期追肥，施肥方式為水肥一體化，每次灌水時(shí)將所需肥量準(zhǔn)確稱量后，溶于水中，通過(guò)滴灌管路直接送達(dá)油莎豆根系附近，其中尿素75 kg·hm-2，菌肥105 kg·hm-2。試驗(yàn)設(shè)置覆膜和水分控制2個(gè)處理，其中覆膜包括含覆膜（M）和不覆膜（NM）處理，水分控制包含3個(gè)處理，分別為：CK為當(dāng)?shù)爻Ｓ玫牡喂喙喔戎贫?，灌溉量?316.45 m3·hm-2，T1 處理的灌溉量為3431.40 m3·hm-2，T2處理的灌溉量為4133.85 m3·hm-2。在整個(gè)生育期的灌水量見(jiàn)表1。

表1 油莎豆不同處理灌溉制度設(shè)置Tab.1 Different treatments in irrigation system of Cyperus esculentus

1.2.3 生物量的測(cè)定 根據(jù)油莎豆生長(zhǎng)周期和試驗(yàn)的目標(biāo)，在油莎豆生長(zhǎng)末期（9 月）進(jìn)行采樣。對(duì)各處理小區(qū)內(nèi)生物量進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

（1）種植密度：采用計(jì)數(shù)方法，統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣方內(nèi)的單叢數(shù)量。

（2）草、根、塊莖干物質(zhì)量：在生長(zhǎng)末期（9月）進(jìn)行采樣，因油莎豆屬于克隆植物，分蘗數(shù)量大，以樣方內(nèi)油莎豆單叢群體作為單個(gè)樣本進(jìn)行生物量相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。通過(guò)挖取樣方中所有植株，將草、根、塊莖分離并分別裝袋，放入烘箱烘至恒重后稱量，干重作為草、根、塊莖的生物量。

（3）地上/地下生物量：地上生物量為地上部分所有干物質(zhì)量；地下生物量為地下部分所有干物質(zhì)量。

（4）根冠比：

（5）產(chǎn)量：產(chǎn)量按樣方統(tǒng)計(jì)，計(jì)算草、塊莖樣方產(chǎn)量，根據(jù)樣方產(chǎn)量換算成公頃產(chǎn)量。

（6）生育期耗水量（ET，m3）測(cè)定，采用水分平衡公式計(jì)算［19］：

式中：P為時(shí)段內(nèi)降雨量（mm），本試驗(yàn)地降雨稀少，大多為陣雨，又因蒸發(fā)極強(qiáng)，陣雨不能有效被油莎豆吸收，因此本試驗(yàn)忽略降雨量；M為生育期灌溉量（mm），油莎豆的灌溉為滴灌；SW1 為播前土壤貯水量（mm）；SW2為收獲期土壤貯水量（mm）；D為時(shí)段內(nèi)的地下水補(bǔ)給量（mm），本試驗(yàn)地下水埋深在14 m以下，無(wú)地下水補(bǔ)給［18］，故本試驗(yàn)忽略地下水補(bǔ)給量（mm）。

（7）水分利用效率：由油莎豆產(chǎn)量和耗水量計(jì)算所得。

式中：Y為干草/塊莖產(chǎn)量（kg·hm-2）；ET為生育期耗水量（m3）。

1.2.4 品質(zhì)的測(cè)定

（1）粗脂肪及粗蛋白：粗脂肪采用GB/T 6433-2006食品中粗脂肪的測(cè)定；粗蛋白采用GB/T 6432-2018食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定。

（2）可溶性糖及可溶性淀粉：采用蒽酮法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，對(duì)不同處理之間進(jìn)行單因素方差分析和Duncan 多重比較，P＜0.05 為差異顯著，P＞0.05 為差異不顯著，利用Excel進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)油莎豆種植密度及根冠比的影響

由圖1 可知，油莎豆種植密度隨著灌溉量增加呈下降趨勢(shì)，且覆膜條件下的種植密度均高于未覆膜條件下的。其中，覆膜條件下，T2 處理的種植密度均顯著低于其他處理（P＜0.05），較T1和CK分別降低了35.14%和17.24%；未覆膜處理下，T2處理種植密度同覆膜處理下變化一致，均低于T1和CK，分別顯著下降35.48%和3.59%（P＜0.05）；根冠比的變化趨勢(shì)同種植密度相反，隨著灌溉量增加呈增加趨勢(shì)，同時(shí)也表現(xiàn)為覆膜處理下根冠比的變化高于未覆膜處理。在覆膜和未覆膜處理下，不同水處理間均無(wú)顯著差異（P＞0.05），其中覆膜處理下，CK處理較T1、T2處理根冠比增加22.41%和12.68%，未覆膜處理下，CK 處理較T1、T2 處理根冠比增加17.80%和12.36%，增加的幅度較覆膜處理較少。由此可知，覆膜對(duì)種植密度和根冠比的影響比水處理大。

圖1 不同處理對(duì)油莎豆種植密度和根冠比影響Fig.1 Effects of different treatments on planting density and root shoot ratio of Cyperus esculentus

2.2 不同處理對(duì)油莎豆干物質(zhì)量的影響

由表2可知，覆膜處理下油莎豆單叢總物質(zhì)量、草干重、塊莖干重和塊莖比隨灌溉量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，T2M 處理的總物質(zhì)量比其他處理顯著提高了4.90%～13.25%（P＜0.05）；T2M 處理的塊莖干物質(zhì)量較T1M和CKM 分別提高了15.62%和36.95%（P＜0.05）；T2M 處理的塊莖比T1M 顯著提高15.83%（P＜0.05），與CKM 處理差異不顯著（P＞0.05）；不同水處理間的草干物質(zhì)量差異不明顯（P＞0.05）。油莎豆草比和根比隨著灌溉量增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)；根干物質(zhì)量隨灌溉量增加則呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，不同水處理間的草比、根比和根干物質(zhì)量差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

表2 不同處理對(duì)油莎豆群體干物質(zhì)量的影響Tab.2 Effects of different treatments on the dry matter of Cyperus esculentus population

未覆膜油莎豆的單叢總干物質(zhì)量、草干重、塊莖干重和塊莖比變化趨勢(shì)同覆膜一致，隨灌溉量增加呈增加-降低趨勢(shì)，其中T2M 處理的總干物質(zhì)量較CKM 處理顯著提高16.98%（P＜0.05）；T2M 處理的塊莖干物質(zhì)量和塊莖比T1M 分別顯著提高了19.27%和42.95%（P＜0.05）；T2M 處理的草干物質(zhì)量較CKM 和T1M 分別提高了21.63%和25.63%，不同水處理間差異不顯著（P＞0.05）。

覆膜滴灌油莎豆總干物質(zhì)量、塊莖干物質(zhì)量和塊莖比分別比未覆膜處理平均高24.07%、20.90%和3.19%，在T1 和T2 處理的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；覆膜處理油莎豆草干物質(zhì)量和根干物質(zhì)量比未覆膜處理下平均增加20.02%～24.27%；相比未覆膜處理，覆膜的油莎豆草比和根比分別平均降低4.81%和10.46%，二者差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 不同處理對(duì)油莎豆品質(zhì)的影響

由表3可知，覆膜處理油莎豆草的粗脂肪、粗蛋白、可溶性淀粉、可溶性糖含量隨灌水量增加呈先增加再降低的趨勢(shì)，而且不同水處理間差異不顯著（P＞0.05），其中T2M處理的草粗脂肪較其他處理分別增加36.11%和27.78%；與T2M 處理相比，T1M 和CKM 處理的草粗蛋白分別降低20.21%和11.54%；可溶性淀粉和可溶性糖表現(xiàn)一致，均在T2M處理下最大。

表3 不同處理對(duì)油莎豆草品質(zhì)的影響Tab.3 Effects of different treatments on the quality of Cyperus esculentus grass

未覆膜處理油莎豆草的粗脂肪、粗蛋白、可溶性物質(zhì)與覆膜處理變化趨勢(shì)一致。T2NM處理的粗脂肪、粗蛋白、可溶性物質(zhì)含量均高于其他處理，且不同水處理之間差異不顯著（P＞0.05）。

與未覆膜處理相比，覆膜處理油莎豆草的粗脂肪、粗蛋白、可溶性淀粉和可溶性糖含量較高，且隨灌溉量的增加，呈先增加后降低趨勢(shì)。覆膜的草粗脂肪、可溶性淀粉、可溶性糖含量比未覆膜平均提高58.82%、3.35%和17.20%，二者之間差異不顯著（P＞0.05）；覆膜的草平均粗蛋白含量比不覆膜處理增加了5.59%，T2 和T1 處理的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。相同水處理下，覆膜處理的草品質(zhì)均高于未覆膜的。

由表4可知，覆膜處理的油莎豆塊莖的粗脂肪、粗蛋白、可溶性淀粉、可溶性糖含量隨灌溉量的增加呈增加-降低趨勢(shì)。其中，塊莖的粗蛋白含量在T2M處理下顯著高于CKM（P＜0.05），增加34.58%，粗脂肪、可溶性淀粉、可溶性糖含量在T2M 處理下最大，高于其他處理，但是水處理間差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

表4 不同處理對(duì)油莎豆塊莖品質(zhì)的影響Tab.4 Effects of different treatments on the quality of Cyperus esculentus tuber

未覆膜處理的油莎豆塊莖的粗脂肪、粗蛋白、可溶性淀粉、可溶性糖含量隨灌溉量增加先增加后降低，且水處理間差異不顯著（P＞0.05）。T2M處理的塊莖粗脂肪含量較T1M 和CKM 處理分別增加1.06%和15.96%；與T2M 處理相比，T1M 和CKM 處理的塊莖粗蛋白含量分別降低0.82%～12.89%；T2M處理的塊莖可溶性淀粉含量較其他處理增加1.78%～7.36%，而可溶性糖含量較其他處理增加13.22%和4.58%。

覆膜和未覆膜處理的塊莖品質(zhì)指標(biāo)變化趨勢(shì)一致，均隨灌溉量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。其中覆膜處理塊莖的粗脂肪含量和可溶性淀粉、可溶性糖含量均高于未覆膜的，分別平均增加了7.48%、2.56%和2.55%，且水處理間差異不顯著（P＞0.05）。與未覆膜相比，覆膜塊莖的粗蛋白平均降低2.55%，不同水處理間的差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

整體來(lái)看，油莎豆草和塊莖的品質(zhì)指標(biāo)覆膜/未覆膜處理下，變化趨勢(shì)基本保持一致，均隨灌溉量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)；在覆膜處理下，塊莖的粗脂肪、可溶性淀粉和可溶性糖含量最高，比草的平均增加85.21%、69.77%和72.89%；未覆膜處理的塊莖平均可溶性淀粉和可溶性糖含量比草的平均增加70.78%和72.18%，增加的幅度較大，說(shuō)明在生長(zhǎng)后期，地上部分光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)可能被運(yùn)輸?shù)降叵?，促進(jìn)地下生物量的生長(zhǎng)；覆膜/未覆膜處理下，草和塊莖的粗蛋白含量的變化沒(méi)有明顯的區(qū)別，水處理間無(wú)明顯差異，說(shuō)明地上-地下粗蛋白含量相對(duì)比較穩(wěn)定，受農(nóng)業(yè)措施影響較小。

2.4 不同處理對(duì)油莎豆產(chǎn)量和水分利用效率的影響

由表5 可知，耗水量隨灌溉量的增加呈遞增趨勢(shì)，這與郭彬等［20］對(duì)番茄的研究一致，CK 顯著高于T1 和T2 處理（P＜0.05）。在相同水分控制下，覆膜處理的田間耗水量低于未覆膜處理，且兩者差異不明顯（P＞0.05）。

表5 不同處理對(duì)產(chǎn)量和水分利用效率的影響Tab.5 Effects of different treatments on the yield and water use efficiency of Cyperus esculentus

油莎豆草產(chǎn)量隨灌溉量增加呈增加-降低的趨勢(shì)，與不覆膜的相比，覆膜處理油莎豆草產(chǎn)量平均提高19.29%。覆膜處理草T2M處理的產(chǎn)量最高，較T1M和CKM分別增加6.45%和21.12%，但差異不顯著（P＞0.05）；未覆膜處理草產(chǎn)量在T2NM 處理最高，較T1NM 和CKNM 處理分別增加了25.64%和21.63%，不同處理下未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

油莎豆塊莖產(chǎn)量同草產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致，隨灌溉量增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，覆膜處理的油莎豆塊莖平均產(chǎn)量較未覆膜處理增加了20.90%。覆膜塊莖產(chǎn)量在T2M處理下最高，較其他處理顯著增加36.95%和15.63%（P＜0.05）；未覆膜塊莖產(chǎn)量在T2NM 處理最高，比T1NM 和CKNM 處理提高42.95%和15.81%，處理間差異顯著（P＜0.05）。

水分利用效率指的是作物消耗單位水量所產(chǎn)生的干物質(zhì)量。由表5 可知，草和塊莖的水分利用效率受水分控制影響顯著（P＜0.05），其隨著灌水量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)。與CKM 處理相比，T2M 處理的草和塊莖的水分利用效率分別顯著增加了38.63%和34.33%（P＜0.05）；T2NM處理的草和塊莖的水分利用效率分別為0.55 kg·m-3和0.68 kg·m-3，與CKNM處理相比，T2NM處理的草和塊莖的水分利用效率分別顯著提高38.91%和34.33%（P＜0.05）。與未覆膜處理相比，覆膜處理的草和塊莖的水分利用效率最高，其中覆膜處理和不覆膜處理的草的水分利用效率差異不顯著（P＞0.05），而在T1M、T2M 和CKM 處理的塊莖水分利用效率較T1NM、T2NM、CKNM 處理分別顯著提高27.71%、19.12%、19.13%（P＜0.05）。

綜上可知，灌溉量和田間耗水量的變化規(guī)律基本保持一致，但是草、塊莖產(chǎn)量和水分利用效率均隨灌溉量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，由此可見(jiàn)灌水量及耗水量大的情況下，油莎豆的產(chǎn)量和水分利用效率不一定大。在同一灌溉量條件下，覆膜處理下草、塊莖的產(chǎn)量及水分利用效率高于未覆膜處理，且在T2處理最大。

3 討論

地膜覆蓋與裸地相比可以提高土壤中的溫度，促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)，減少土壤中水分的蒸發(fā)，保持土壤的濕度，提高土壤中的水分利用效率［21-27］，而且覆膜條件下的作物生長(zhǎng)勢(shì)及干物質(zhì)積累優(yōu)于裸地。在干旱少雨地區(qū)，覆膜種植是大田種植的普遍方式。相關(guān)研究表明，覆膜處理能提高光合速率，促進(jìn)干物質(zhì)積累，提高單位面積以及作物水分利用率［28-29］。本研究也表明，覆膜較未覆膜種植密度、根冠比、平均草、塊莖產(chǎn)量以及平均水分利用效率都有一定程度的增加。其中，與未覆膜相比，覆膜處理的種植密度和根冠比平均增加19.83%和1.74%，平均草、塊莖產(chǎn)量分別增加19.29%和20.90%，平均水分利用效率分別提高14.98%和18.01%，且均在T2處理下達(dá)到最大。

植物的生長(zhǎng)受到水分的調(diào)控。水分過(guò)多、過(guò)少促使植物長(zhǎng)期處于不利的生長(zhǎng)環(huán)境，從而限制了根系的活性，降低根系的面積，影響地上、地下生物量的分配［30-32］。對(duì)西藍(lán)花的研究表明，干物質(zhì)量和產(chǎn)量隨水量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)［33］，小麥、甜椒也表現(xiàn)出一致規(guī)律［34-35］，但是對(duì)4 種牧草的研究則表明，地上部分隨水量增加呈持續(xù)增加趨勢(shì)，而地下生物量則呈下降趨勢(shì)［36］。在覆膜/無(wú)膜條件下，草、塊莖干物質(zhì)量及產(chǎn)量隨著灌水量（T1～CK）增加呈先增加后降低趨勢(shì)，與上述研究相似。T2M、T1NM、T2NM 處理下的干物質(zhì)量及草、塊莖產(chǎn)量差異顯著（P＜0.05），在T2M、T2NM處理下平均總干物質(zhì)量、總產(chǎn)量（草、塊莖合計(jì)）最大（2107.18 g，1174.99 kg），較T1M、T1NM 分別增加了27.02%和28.99%，較CKM、CKNM增加13.12%和18.19%。

作物的品質(zhì)不僅受自身遺傳特性的影響，水分、土壤以及外界環(huán)境因子也是其影響因素，其中水分是影響品質(zhì)的重要因素，水分過(guò)多或者過(guò)少，均影響?zhàn)B分的積累。馬薇等［37］研究發(fā)現(xiàn)，隨著灌溉定額的增加，馬鈴薯品質(zhì)含量逐漸增加。溫鵬飛等［38］研究赤霞珠果實(shí)品質(zhì)的結(jié)果也證明適宜的水分促進(jìn)果實(shí)品質(zhì)的提高。高彥婷等［39］對(duì)葡萄的研究表明輕度水分脅迫有助于果實(shí)中有效糖分的積累，促進(jìn)品質(zhì)的增加。而朱峻嶺等［40］在對(duì)油莎豆的研究結(jié)果表明，隨著灌水量的增加，油莎豆塊莖中粗蛋白、總糖、淀粉、粗脂肪呈先增加后降低的趨勢(shì)，本研究中油莎豆草和塊莖的品質(zhì)指標(biāo)隨灌溉量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，與上述研究結(jié)果呈現(xiàn)一致規(guī)律。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，適宜的虧水灌溉有利于增加番茄中蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性，降低相關(guān)轉(zhuǎn)化酶的活性，抑制糖分的分解增加其可溶性物質(zhì)合成的含量［20,41］。因此，在本研究中T2M 處理的油莎豆草和塊莖的可溶性糖和可溶性淀粉含量最大。控制灌溉量的油莎豆草和塊莖的可溶性物質(zhì)比當(dāng)?shù)爻Ｓ霉喔攘坑兴岣摺?/p>

諸多研究表明，適當(dāng)減少灌溉量可以提高水分利用效率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)［42-44］。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在不同處理下，對(duì)應(yīng)的油莎草、塊莖及水分利用效率間有差異，且T2 處理的油莎豆草、塊莖總產(chǎn)量及水分利用效率均為最高值，其中草總產(chǎn)量及水分利用率分別為3974.55 kg·hm-2和0.64 kg·m-3，塊莖總產(chǎn)量和水分利用率為5253.85 kg·hm-2和0.84 kg·m-3。塊莖的產(chǎn)量和水分利用率普遍高于草的。而且在灌溉量一致的情況下，地下部分對(duì)水分利用的效率高于地上部分，這是由于地上部分的蒸騰和蒸散作用導(dǎo)致水分散失過(guò)多。由此可見(jiàn)，灌水量及耗水量大的油莎豆其產(chǎn)量和水分利用效率不一定大，反而導(dǎo)致水分流失或者蒸發(fā)，造成滴灌效率降低，浪費(fèi)水資源。

4 結(jié)論

本研究以油莎豆為研究對(duì)象，分別對(duì)虧缺灌溉和覆膜處理下油莎豆成熟期形態(tài)特征、品質(zhì)以及產(chǎn)量等特征進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

（1）覆膜處理的均高于未覆膜處理，覆膜后油莎豆草和塊莖的產(chǎn)量及水分利用效率顯著提高，產(chǎn)量和水分利用效率均在T2處理達(dá)到最大，同一水平處理下，覆膜高于未覆膜。

（2）灌水量過(guò)高和過(guò)低影響油莎豆草、塊莖養(yǎng)分和品質(zhì)的分配，減少灌水量可以改善油莎豆草、塊莖的品質(zhì)，覆膜處理油莎豆草和塊莖的粗脂肪、可溶性淀粉和可溶性糖含量均高于未覆膜條件下，其中在T2 處理下油莎豆的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到最大。

（3）對(duì)于南疆盆地油莎豆的種植，綜合考慮水分利用效率，產(chǎn)量以及品質(zhì)指標(biāo)，T2 覆膜（4133.85 m3·hm-2）不僅提高了油莎豆的品質(zhì)和產(chǎn)量，而且提高了水分利用效率，也節(jié)約水資源，因此，本研究中，在覆膜條件下，灌溉定額為4133.85 m3·hm-2的灌溉模式具有明顯的經(jīng)濟(jì)和節(jié)水效益。