宁夏中部干旱带红枸杞滴灌水肥最优方法研究

宋晨

摘 要：根据2017年红寺堡区生态移民村的庭院作物种植情况的调查研究，针对宁夏中部干旱带水资源短缺、供需矛盾突出和枸杞效益较低等問题，采用正交试验设计，为农民增收和高效节水灌溉提供了理论依据和技术支撑。

关键词：干旱带；红枸杞；滴灌；方法

我国是一个严重干旱缺水的国家，人均水资源占有量仅为2300 m3，只有世界人均水平的1/4。我国又是个农业大国，农业用水量就约占了总用水量的80%以上，然而法国农业用水量占总用水量的42.5%，美国为48.7%，农业用水量不到总用水量的一半，因此节水农业成为我国现代农业发展的一个重要方向。

一、研究方法

1.试验区基本情况。红寺堡处于宁夏中部干旱带，，年平均降水量277 mm，多年平均水面蒸发量2387.6 mm，是年降水量的8.6倍，平均径流4.5 mm，地表水总体特征是水质差、水量少，利用价值不高。该地区水资源十分的短缺，水资源已成为经济社会发展的主要瓶颈，发展节水灌溉是推动传统农业向现代农业转变的重要措施，也是必然选择。试验田土壤属沙壤土，干容重为1.41 g/cm3，田间持水率为19.47%（占干土重%），作物为红枸杞宁杞一号，树龄2a。2017年4月-9月降雨量为209.70 mm。

2.试验设计。本试验采用正交试验设计方法，选取灌水定额、纯氮量和纯磷量三个因素。以灌水定额、纯氮量、纯磷量为影响因素，对滴灌条件下红枸杞产量、生长指标、生理指标等分析得出：灌水定额、纯氮量、纯磷量对红枸杞干果产量均有显著的影响，各因素对产量影响的大小顺序为灌水定额>纯磷量>纯氮量；采用单因素对比试验设计，对不同作物膜下滴灌节水灌溉制度进行了研究。通过对不同作物的生长指标、生理指标、产量及水分利用率等分析得出，在红寺堡干旱缺水条件下，不同作物较为适宜的灌溉制度，研究在滴灌条件下，不同灌水定额、纯氮量和纯磷量对红枸杞生长发育、生理状况及产量的影响，从而确定出宁夏中部干旱带红寺堡区生态移民村红枸杞滴灌水肥最优组合方案，并为当地的枸杞种植提供理论依据。

3.试验实施。枸杞的种植行距为1.5 m，株距1 m，试验共设置9个处理，一个对照，每个处理设3次重复，各个处理间埋设深60cm的塑料薄膜以防止水分的侧渗。灌水采用小管出流灌溉的方式，管径为16 mm，滴头间距为100 cm，滴头流量为10 L/h，灌水量用水表控制。基肥采用环状沟施法，将有机肥、尿素、磷酸二铵以5：4：3的比例施入60 kg·667m-2的混合肥。生育期追肥采用穴施法，于开花坐果期、结果初期、盛果期、秋果采收期分别施入全年肥料设计用量的20%、30%、30%和20%，病虫害防治措施相同。

4.观测项目及方法

（1）土壤含水率。灌水前后及降雨后采用TDR（时域反射仪）测量不同深度土壤的含水率。在距树根部20 cm处安装1根土壤水分测管，深度为1 m。观测深度为地表以下0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm和60-80 cm。用TDR测出的土壤含水率为体积含水率，通过计算转化为质量含水率。

（2）叶绿素。叶绿素用日产SPAD型叶绿素计测定叶片的叶绿素，每个处理测量3株，每株测量3片叶子取其平均值。

（3）光合作用。每个处理选取3株不同植株生长健康、长势一致、光照均匀的同位叶片。试验采用LI-6400便携式光系统测定仪（LI-COR，Lincoln，USA），在枸杞盛果期（7月27日）进行了光合作用观测，8：30-18：30每隔2h测量1次叶片的生理指标，得到光合速率pn[CO2?mol/（m2·s）]、蒸腾速率Tr[H2Ommol/（m2·s）]、气孔导度Gs[H2Omol/（m2·s）]、胞间CO2浓度Ci[CO2?mol/mol]等参数。

（4）生长指标。每个处理选取长势较为一致的3株样树作为观测株，全年不做任何修剪，并在树冠中部的东、南、西、北4个方位分别选留1个观测枝，于5月20号开始用钢卷尺测量其新梢长度，用游标卡尺测量新梢基部的粗度。

（5）产量及百粒重。6月下旬开始采收果实，每6-7d采收一次，9月以后每隔8-10d采收一次。各处理枸杞的总产量为分批次制干后的产量累加值。采收结束后，将各处理样品在50 ℃恒温条件下烘2-3h，取百粒干果称重（四分法），重复三次，求其平均值，获得干果百粒重。

（6）作物实际需水量计算。ET的计算：

Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET （2-1）

式中 W0，Wt—时段初和任意时间t时的土壤计划湿润层内的储水量，mm；

Wr—由于计划湿润层增加而增加的水量，mm；

P0—保存在土壤计划湿润层内的有效降水量，mm；

K—时段t内地下水补给量，mm；即K=kt，k为时段t时段内的平均每昼夜地下水补给量；

M—时段t内的灌溉水量，mm；

ET—时段t内的作物田间需水量，mm；即ET=et，e为t时段内的平均每昼夜的作物田间需水量。

由式ET= Wr+P0+K+M-（Wt-W0） 可计算出整个生育期内作物的实际需水量。

二、结语

从试验情况看，枸杞新稍生长速率呈现“缓慢-快速-缓慢”的生长过程；影响因素为灌水定额A>纯磷量C>纯氮量B，灌水定额对枸杞新稍长度有极显著的影响，试验最优水平组合为A3B3C3，因此随着灌水量的增加其灌溉水生产效率在逐渐的减小，而水分生产效率变化不大。灌溉水生产效率最大的是处理3（1.04 kg·m-3），最小的是处理9（0.44 kg·m-3）；水分生产效率最大的是处理3（0.289 kg·m-3），最小的是处理处理2（0.234 kg·m-3），处理3较处理2增加了23.50%。

综合考虑不同处理对红枸杞的生长指标、生理指标、产量及百粒重等影响，得出灌水定额为13.5 m3·667m-2、纯氮量为52 kg·667m-2、纯磷量为39 kg·667m-2；在红寺堡干旱缺水及水价较贵的条件下，适宜的灌溉制度为：灌水定额为13.5 m3·667m-2，灌水次数为14。因此，本研究可以为提高水资源利用率和产出率，优化未来的高效节水灌溉发展决策，提供科学理论依据。endprint