滴灌條件下不同灌水定額對(duì)農(nóng)大4號(hào)歐李生長(zhǎng)指標(biāo)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

殷韶梅 張洪銀 蔡嶄紅 吳佳瑞 王昊 馬文禮

(寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏 銀川 750024)

歐李(Prunes humilis)屬薔薇科櫻屬灌木，是我國(guó)特有的野生植物資源，果實(shí)是第3代功能小水果，鮮果鈣含量位居水果榜首，故又稱“鈣果”，且含有豐富的維生素、糖、微量元素、花青素。歐李由于其根系強(qiáng)大，具有雨季集水，旱時(shí)避旱的強(qiáng)抗旱機(jī)制，具有良好的水土保持效果，同時(shí)歐李抗逆性強(qiáng)，具有抗嚴(yán)寒、耐干旱、耐鹽堿、耐貧瘠等特點(diǎn)，是改良土壤、防止水土流失的優(yōu)良樹(shù)種，作為我國(guó)西北干旱地區(qū)退耕還林的先鋒樹(shù)種，生態(tài)功能顯著。近年來(lái)，歐李在寧夏地區(qū)的種植面積逐年增長(zhǎng)并且果產(chǎn)品加工研究也在有序進(jìn)行。寧夏農(nóng)墾簡(jiǎn)泉農(nóng)場(chǎng)地處賀蘭山東麓，位于寧夏石嘴山市惠農(nóng)區(qū)境內(nèi)，地處石炭井溝溝口，極易形成狹管效應(yīng)而增大風(fēng)力，導(dǎo)致該地區(qū)大風(fēng)和沙塵暴天氣較多。由于地處引黃灌區(qū)唐徠渠支渠第二農(nóng)場(chǎng)渠末梢，地下水位高，地區(qū)干旱少雨，原生鹽漬化和次生鹽漬化均存在，使得鹽堿土及鹽漬化土地大面積分布。因此，為保證農(nóng)場(chǎng)職工經(jīng)濟(jì)收入穩(wěn)定，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，改良土壤質(zhì)地，歐李作為抗旱、耐鹽堿的理想果樹(shù)被引入簡(jiǎn)泉農(nóng)場(chǎng)。寧夏農(nóng)墾西夏王酒業(yè)有限公司于2019年1月發(fā)布新品西夏王果力鈣果酒，為今后鈣果產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)定不同灌溉定額，研究其對(duì)歐李生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在確定適宜該地區(qū)的歐李栽培最佳灌溉定額，以期為后續(xù)歐李產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展提供可靠的技術(shù)參數(shù)及推廣依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于寧夏農(nóng)墾簡(jiǎn)泉農(nóng)場(chǎng)農(nóng)六隊(duì)(E106°28′30″，N39°03′22″，海拔1104.77m)，屬于大陸性干旱氣候，多年平均降水量185mm，年均蒸發(fā)量1320mm，年均氣溫5.8～9.4℃，年日照時(shí)數(shù)3060～3217h，無(wú)霜期160d左右，霜期始于10月下旬，終于4月上旬，全年多風(fēng)。0～20cm土層土壤pH值8.65，全鹽0.7g·kg-1，全氮0.903g·kg-1，有機(jī)質(zhì)19.2g·kg-1，堿解氮41mg·kg-1，速效鉀167.7mg·kg-1，有效磷8.19mg·kg-1。20～40cm土層土壤pH值8.78，全鹽0.8g·kg-1，全氮0.772g·kg-1，有機(jī)質(zhì)15.7g·kg-1，堿解氮34mg·kg-1，速效鉀103.8mg·kg-1，有效磷6.57mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年4月開(kāi)始，9月結(jié)束，供試品種三年生歐李。試驗(yàn)材料為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的歐李苗木農(nóng)大系列，“農(nóng)大4號(hào)”與“農(nóng)大6號(hào)”作為主栽品種與授粉品種，栽培比例為4∶1，每8行“農(nóng)大4號(hào)”接2行“農(nóng)大6號(hào)”，本試驗(yàn)主要測(cè)定對(duì)象為“農(nóng)大4號(hào)”，該品種為加工主栽品種，用于制汁和釀酒。種植方式為寬窄行，寬行2.0m，窄行0.4m，歐李株距0.7m，滴灌帶鋪設(shè)方式為1帶2行，滴頭流量2.4L·h-1，滴頭間距0.3m。試驗(yàn)設(shè)計(jì)為單因素試驗(yàn)，以灌溉定額為因素，設(shè)定8個(gè)水平，分別為M1:923.55m3·hm-2；M2:1385.25m3·hm-2；M3:1847.1m3·hm-2；M4:2308.8m3·hm-2；M5:2770.65m3·hm-2；M6:3232.35m3·hm-2；M7:3694.2m3·hm-2；M8:4155.9m3·hm-28個(gè)水平。灌水周期為10d左右(如遇大降雨，灌水日期延后1d)，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共24個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)由5根滴灌帶控制10行歐李，8行“農(nóng)大4號(hào)”和2行“農(nóng)大6號(hào)”，小區(qū)長(zhǎng)度10.0m，小區(qū)面積為120m2，試驗(yàn)總面積1920m2，合計(jì)0.192hm2。灌溉水源為井水，灌水量從試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)口處的電子水表讀取，安裝壓力表保證灌水壓力恒定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

自歐李萌芽期至9月下旬果實(shí)成熟收獲完畢試驗(yàn)結(jié)束，每隔10d左右測(cè)定1次，測(cè)定指標(biāo)為株高、枝條長(zhǎng)、冠幅。株高、枝條長(zhǎng)、冠幅采用鋼卷尺測(cè)量。每小區(qū)處理測(cè)量5株果樹(shù)取平均值。

1.3.2 產(chǎn)量的測(cè)定

果實(shí)成熟期對(duì)各處理歐李果實(shí)分別進(jìn)行采收。每個(gè)小區(qū)測(cè)定5株果實(shí)的單枝結(jié)果重量、單株結(jié)果重量。

667m2產(chǎn)量=單株結(jié)果重量×面積系數(shù)

1.3.3 品質(zhì)的測(cè)定

用游標(biāo)卡尺測(cè)定單株果實(shí)的橫徑、縱徑；總糖，蒽銅比色法；有機(jī)酸，酸堿滴定法；可溶性固形物，用WYT-J型手持糖度折光儀測(cè)定，每個(gè)處理中選取3個(gè)果實(shí)測(cè)定，取平均值；維生素C，2,6-二氯靛酚滴定法；鈣，原子吸收分光光度法。

2 結(jié)果分析

2.1 生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量主成分分析

由表1可以看出，不同灌溉梯度均對(duì)歐李“農(nóng)大4號(hào)”產(chǎn)生一定的影響。隨著水分脅迫加劇，產(chǎn)量均出現(xiàn)下降趨勢(shì)；反之，當(dāng)灌溉水過(guò)量時(shí)，產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)；灌溉量達(dá)到T6水平左右時(shí)，產(chǎn)量最大。株高是考察歐李樹(shù)生長(zhǎng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，其表現(xiàn)為隨灌水量的增加株高變化差異達(dá)極顯著；以T6處理的株高最高，其次是T7和T5處理，灌水量較低的T1處理株高較其他處理明顯偏低，其他生長(zhǎng)指標(biāo)基本與株高變化趨勢(shì)相同；結(jié)果表明，歐李樹(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量變化均與灌水量呈一元二次方程曲線函數(shù)，二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)值，表現(xiàn)出開(kāi)口向下的拋物線形態(tài)，符合生物學(xué)規(guī)律。

采用主成分分析法計(jì)算因子成分矩陣，對(duì)初始因子成分矩陣進(jìn)行方差最大旋轉(zhuǎn)。選取3個(gè)主成分作為初始因子，選取的3個(gè)主成分的方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了99.49%，提取了所有的信息量，足夠描述生長(zhǎng)的總體水平。其中，成分1的方差貢獻(xiàn)率為36.01%、成分2的方差貢獻(xiàn)率為33.59%、成分3的方差貢獻(xiàn)率為29.89%。3個(gè)主成分的線性組合模型和綜合得分系數(shù)見(jiàn)表2，指標(biāo)經(jīng)得分歸一化處理，得出各指標(biāo)權(quán)重，其系數(shù)得分權(quán)重由大到小依次是株高>單果重>冠幅>產(chǎn)量>莖粗>枝條長(zhǎng)，見(jiàn)表2。

表2 成分得分系數(shù)矩陣及其權(quán)重

2.2 不同灌水處理對(duì)歐李產(chǎn)量的影響

由表3可以看出，試驗(yàn)耗水量隨灌溉定額的增加而增加，產(chǎn)量隨灌溉定額先增大后減小，T6產(chǎn)量最高，歐李產(chǎn)量以T1為對(duì)照，T2增產(chǎn)22.0%，T3增產(chǎn)42.40%，T4增產(chǎn)62.74%，T5增產(chǎn)69.72%，T6增產(chǎn)74.37%，T7增產(chǎn)63.47%，T8增產(chǎn)49.16%，這說(shuō)明對(duì)于滴灌條件下“農(nóng)大4號(hào)”歐李來(lái)說(shuō)，適宜的灌溉定額可以獲得最大產(chǎn)量，水分供應(yīng)過(guò)于充足可能會(huì)造成土壤水分深層滲漏，浪費(fèi)水資源，也有可能造成土壤孔隙度太小不利于根系呼吸作用，造成作物減產(chǎn)。而水分虧缺則由于植株蒸騰大于棵間蒸發(fā)，不能滿足歐李植株正常需水，影響歐李枝條正常生長(zhǎng)，水分、養(yǎng)分等不能及時(shí)供應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。通過(guò)試驗(yàn)處理的歐李產(chǎn)量(Y)與耗水量(ETc)數(shù)據(jù)分析可以得出，歐李產(chǎn)量與耗水量存在很好的二次函數(shù)關(guān)系：

表3 不同水分處理對(duì)歐李產(chǎn)量及水分利用效率的影響

Y=-0.0013ETc2+10.288ETc-6476.9,R2=0.9862

二次函數(shù)關(guān)系存在一個(gè)極大值，即拋物線頂點(diǎn)處，該處歐李產(chǎn)量(Y)達(dá)到最大值，此時(shí)的耗水量為歐李的作物需水量。利用二次函數(shù)的性質(zhì)，計(jì)算得出ETc(Ymax)=3956.9m3·hm-2，Ymax=13877.5kg·hm-2。這說(shuō)明ETc=3956.9m3·hm-2，即263.80m3·667m-2，是歐李充分灌溉與非充分灌溉的臨界點(diǎn)。少于3956.9m3·hm-2則非充分灌溉，超過(guò)則為過(guò)量灌溉。水分過(guò)量供應(yīng)并不一定能夠保證歐李的高產(chǎn)和高水分利用效率，水分虧缺可以實(shí)現(xiàn)歐李的高水分利用效率但產(chǎn)量相對(duì)較低。水分利用效率隨灌溉定額呈遞減的趨勢(shì)。

2.3 不同灌水處理對(duì)歐李品質(zhì)的影響

從表4可以看出，不同水分處理單果重表現(xiàn)為處理T1與T5、T4構(gòu)成顯著差異，T8與T5、T4之間構(gòu)成顯著差異；隨著灌溉定額的增加，歐李的單果重呈先增大后減小的趨勢(shì)，單果重大小范圍為2.69～7.67g；T6的單果重達(dá)到最大值，7.67g/個(gè)。

表4 不同水分處理對(duì)歐李果實(shí)品質(zhì)的影響

歐李果實(shí)橫、縱徑隨著水分供應(yīng)程度的增加而增大。并且橫徑大小均小于縱經(jīng)的大小，說(shuō)明成熟的歐李果實(shí)呈直徑小于高度的近似圓柱形狀。因此，水分虧缺會(huì)影響果實(shí)橫、縱徑的生長(zhǎng)，進(jìn)而造成歐李果實(shí)單果重的減小。水分虧缺對(duì)歐李果實(shí)總糖含量影響不大，各處理總糖含量在8.6%左右。水分虧缺會(huì)增加果實(shí)總酸含量，其中T1、T2、T3、T4與T8之間構(gòu)成顯著差異。水分虧缺會(huì)增加果實(shí)中的維生素C含量，T6、T7、T8與T1呈顯著差異。水分虧缺會(huì)增加果實(shí)中的鈣含量。T1、T2、T3、T4與T5、T6、T7、T8呈顯著差異。

3 結(jié)論

通過(guò)不同水分處理對(duì)歐李生長(zhǎng)指標(biāo)的影響分析發(fā)現(xiàn)，歐李的株高、枝條長(zhǎng)、冠幅均隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，水分虧缺嚴(yán)重的T1對(duì)水分比較敏感，株高、枝條長(zhǎng)、冠幅均顯著小于其余處理；水分供應(yīng)充足的T8對(duì)水分也比較敏感，株高、枝條長(zhǎng)、冠幅均顯著高于其余處理；通過(guò)不同水分處理對(duì)歐李產(chǎn)量及水分利用效率的影響分析發(fā)現(xiàn)，歐李的產(chǎn)量與耗水量呈二次函數(shù)關(guān)系，相關(guān)性良好；并且通過(guò)二次函數(shù)模型，確定歐李耗水量為262.22m3·667m-2，可以獲得1173.63kg·667m-2的高產(chǎn)。耗水量與水分利用效率呈反比；通過(guò)不同水分處理對(duì)歐李品質(zhì)的影響分析發(fā)現(xiàn)，歐李的單果重隨耗水量的增加而增加，并且單果重與耗水量呈線性關(guān)系，相關(guān)性良好。造成歐李單果重減小的最大原因是水分影響了歐李的橫徑和縱徑。橫徑和縱徑均隨耗水量的增加而增加。不同水分處理歐李果實(shí)中總糖含量差異不大，而水分虧缺時(shí)歐李果實(shí)中總酸和鈣的含量、維生素C的含量呈增加趨勢(shì)。