红枣与孜然间作条件下土壤水分动态变化及间作优势评价

(塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)

1 前言

1.1 研究背景

孜然，又名孜然芹、安息茴香，是世界第二大调味品，属伞形科孜然芹属,以加工提取香精,酿制调味剂、炸油、入药为主[1]。孜然株杆高度20～50 cm,全株粉绿色或绿色泛白,光滑无毛，有芳香气味。复伞形花序,大都顶生或腋生,花瓣白色或粉红色呈长圆形。果实为双悬果矩圆状卵形。在中性或微盐碱性并且土层较厚且松散的沙壤土或壤土中生长。孜然比较耐旱，种子发芽期内要求土壤的湿度以最大持水量的80%左右最为适宜，在年均降水量300～400 mm 的地区都能生长。整个生长发育过程中要求外界气温为15 ℃～25 ℃，温度过高或过低都会妨碍孜然正常的生长，影响品质。适宜种植密度为450万株/hm2～600万株/hm2[2]。由于它适应性强，耐旱怕涝，耐瘠薄，适宜在南疆地区栽培，当地维吾尔族、回族、哈萨克族等各族群众主要利用孜然的果实,将其进行简单的粉碎处理用来制作调料,近年研究发现孜然的果实对于治疗消化不良和胃寒腹痛等症状有积极作用。维吾尔族饮用的药茶中也常常加入孜然作为配料。所以目前新疆是我国孜然最主要的产地[3]。同时因为孜然生育期短，所以可以作为棉花、玉米、果树等间作的理想作物。

1.2 孜然研究存在的问题

国内外目前主要研究的方向是孜然产量构成、育种、栽培密度，以及挥发油、贮存年限等问题，但对于孜然各时期水分控制技术方面的研究仍存在极大的空缺。由于种植面积较小，人们通常将其与棉花等作物间作，但存在品种混杂的情况，无法找到适合间作的孜然品种，目前生产上种植的孜然品种大多为地方品种，种性退化，产量低并且不稳定，优良的孜然品种较少，极大地限制了孜然的产量和品质的提高[4]。本试验通过探究不同孜然品种与红枣的土壤水分动态变化及产量分析，来寻找最适宜与红枣间作的品种。

1.3 本试验研究的目的和意义

1.3.1 探明红枣-孜然间作条件下土壤水分的动态变化

1.3.2 探明红枣-孜然间作条件下不同品种的优劣势

2 材料与方法

2.1 试验材料

焉耆孜然、叶城孜然、吐鲁番地方品种、杂交一号、红花、911、新疆孜然四号、孜然王、吐鲁番孜然。

2.2 试验设计

2017年4月在塔里木大学园艺试验站种植，采取随机区组设计，在试验站内从西向东数第10、11两行枣树中划分为9个小区，每个小区长3. 5 m，等行距种植4行，过道0. 5 m，从南到北随机种植9个孜然品种，两个地头种植同一个品种。播种后不施肥不浇水，人工除草两次，其他管理措施与大田一致。

2.3 试验测定及方法

2.3.1 测量时期包括孜然出苗期，花序出现期,开花期，成熟期。

(1)出苗期：50%的幼苗出土展开第一片真叶，为出苗期；

(2)花序出现期：当花序开始出现的时候,为花序出现期；

(3)开花期：当植株上有个别花的花瓣完全展开,为开花期；

(4)果熟期：6 月下旬,部分植株基生叶开始枯黄,脱落,植株上部针叶慢慢变黄,孜然芹果实也由浅绿色变成灰褐色并逐步加深。

2.3.2 孜然的农艺性状

(1)株高：从50%幼苗长出针叶后每品种选5株，每3 d调查一次，测量从子叶节到主茎生长点或植株主花序顶的长度；

(2)分枝数：分支出现时期调查：调查并记录一、二、三、四级分枝出现的时期。分支数调查：定点定株，每3 d调查一次，调查记录一、二、三、四级分枝数；

(3)小伞数：定点定株，每3 d调查一次，调查记录一、二、三、四各级分枝上复伞形花序数，小伞形花序数；

(4)开花数：定点定株，每3 d调查一次，调查记录一、二、三、四各级分枝上复伞形花序和小伞形花序的开花数。

2.3.3 孜然的产量通过考种获得，并通过以下公式进行计算：

产量=株数*粒数*千粒重/1 000 000

2.3.4 土壤含水量的测定：用取土器取土层深度为0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm，80～100 cm的土样，烘干称重获得。并采用以下公式计算：

土壤含水量%=(湿土重量-干土重量)/干土重量

2.4 数据处理

采用Microsoft Excel和DPS软件进行数据处理。

3 结果与分析

表1 不同品种孜然农艺性状表

注：小写字母(a、b、c)(P=0. 05)表示差异达显著水平(以下各表均相同)

NOTE：Lowercase letters (a，b，c)(P=0. 05) represents the difference was significant

3.1 不同品种孜然农艺性状的对比

由表1可知，植株高度大小顺序为新疆孜然四号>孜然王>吐鲁番孜然>叶城孜然>焉耆孜然>红花>杂交一号>吐鲁番地方品种>911。分支数多少依次为911、杂交一号、新疆孜然、焉耆孜然、红花、吐鲁番孜然、孜然王、叶城孜然、吐鲁番地方品种。在与孜然产量紧密相关的开花数和结果数方面，9个品种的顺序为焉耆孜然>911品种>吐鲁番孜然>杂交一号>叶城孜然>红花>吐鲁番地方品种>新疆孜然四号>孜然王。总体来看，新疆孜然四号在株高、分支数、复伞形花序数、小伞数等方面较其他品种有显著差异，但在开花结果数上，焉耆孜然和911明显优于其他品种，且与其他品种存在显著性差异。

3.2 间作孜然分支期土壤水分空间分布动态变化

从图1可看出，在0～20 cm土壤中的水分红枣单作和孜然间作的水分没有较大的差别，孜然间作的耗水量略大于红枣单作的耗水量，说明孜然在分支期会消耗一定量的水。而在40～100 cm的土壤深度下，间作孜然的土壤含水量大于红枣单作的含水量，表明红枣的根系主要集中在此地域；在孜然的分支期，随着土壤深度的增加，土壤含水量出现逐渐增长的趋向，且孜然间作的含水量大于红枣单作的含水量，说明在红枣中间作孜然对于保持土壤水分有积极作用，有益于孜然和红枣的进一步生长。

图1 间作孜然分支期土壤水分空间分布动态变化

3.3 间作孜然收获期土壤水分空间分布动态变化

由图2可知，在孜然收获期，间作孜然和红枣单作的变化趋势基本一致，红枣单作的土壤含水量大于孜然间作的土壤含水量，说明在孜然的收获期需要消耗大量的水。在地表水分缺乏的情况下，为了满足自身的需要，植物的根系逐渐向下生长，以便利用更多的水分。在红枣与孜然间作模式下，为了保持孜然的产量和枣树的正常生长，在孜然收获前应该适当加大灌水量以满足孜然生长结实的需要。

图2 间作孜然收获期土壤水分空间分布动态变化

3.4 间作孜然时间分布变化规律

由表2可知，在5月19号，孜然间作的土壤含水量和红枣单作的含水量基本一致，并且各土层间的水分差异不明显，说明在孜然的生长前期，孜然的耗水量并不大，对土壤水分无影响。在6月19日，土壤的含水量远低于5月19日的土壤含水量，孜然间作的土壤含水量要小于红枣单作的含水量，说明当孜然处于结实收获期时，会消耗大量的水，在降水缺乏的地区，需要适当的灌溉水。

表2 间作孜然时间分布变化规律

3.5 间作条件下各孜然品种产量比较

图3 间作孜然各品种产量

由图3可知，在同样面积、同样条件下间作孜然和红枣，收获的焉耆孜然的产量最高，达到695. 706 kg/hm2，911产量次之，为636. 784 5 kg/hm2，叶城孜然、杂交一号和吐鲁番孜然的产量相差不大，孜然王和新疆孜然四号的产量最低，不到300 kg/hm2。由此可知，在相同条件下，焉耆孜然和911这两种孜然更适合和红枣进行间作。

4 讨论

李艳梅等人研究说明将温室秋冬茬芹菜生长发育状况划分出 4 个生育期，苗期、叶丛初期、中期和后期比较发现，芹菜需水量表现为逐渐增大、生育后期达到顶峰的特征。需水强度先增加后减少再增加，且叶丛后期的需水强度较苗期有较大提升[5]。本试验在孜然分支期和结实期所测得的土壤含水量也能说明此规律，在孜然间作的前期，土壤的含水量与红枣单作的含水量基本一致，在孜然的结实期，土壤的含水量被大量消耗。张晓娟等人的研究说明不同栽培与灌溉方式会明显影响芹菜的生长发育，覆膜滴灌的芹菜在整个生育期内比其他处理生长旺盛，产量和水分生产效率均高，与露地沟灌相对比，增产25. 1%，节水36%，是最佳的高效节水栽培方式[6]。聂斌等人的研究说明芹菜不同生育期需水量的大小随不同灌溉方式不同有较大差异，全生育期内不同处理的耗水规律变化基本一致，表现为多叶生长期耗水量较小，立心期耗水量明显增加，心叶生长期耗水量达到峰值，供水量越高，累积耗水量及日耗水强度越大[7]。

甘付华等人的研究表明单株粒数、千粒重、单株产量均随密度的增加而呈下降趋势。低密度处理100万株/hm2上述三项指标均高于其它处理。220 万株/hm2产量最高，达到 1 636.9 kg/hm2，较 100万株/hm2、140万株/hm2、355万株/hm2分别提高24. 1%、14. 8%和2. 9%[8]。本试验结果说明产量高的孜然和单作的孜然差别不大，说明间作并不会减少孜然的产量，孜然和红枣间作可以提高经济效益。陈秀香的研究表明孜然芹在15 kg/hm2、22. 5 kg/hm2、30 kg/hm2等三种播量处理下，播量22. 5 kg/hm2的千粒重、产量最高[9]。说明孜然芹播量不能过大或过小，播量大了虽然可以保证一定的株数，但因株数增加，穗数也增加，会导致每穗的穗粒数减少,造成籽粒不饱满，千粒重减轻，最终导致产量低下。因此，孜然芹要播量适量，密度适宜，才能做到合理密植，提高产量。

5 结论

5.1 九个品种在农艺性状上表现为，新疆孜然四号在株高、分支数、复伞形花序数、小伞数等方面较其他品种有显著差异，但在开花结果数上，焉耆孜然和911明显优于其他品种，且与其他品种存在显著性差异。

5.2 分支期在0～20 cm土壤中的水分红枣单作和孜然间作的水分差别不大，而在40～100 cm的土壤深度下，间作孜然的土壤含水量大于红枣单作的含水量，说明，在红枣中间作孜然对于保持土壤水分有积极作用。

5.3 红枣单作的土壤含水量大于孜然间作的土壤含水量，且在各个土壤层都是如此，说明孜然的收获期需要消耗大量的水。由此可知，在孜然收获前应该大量浇水以满足孜然的生长结实需要。

5.4 焉耆孜然的产量最高，达到695. 706 kg/hm2，911产量次之，为636. 784 5 kg/hm2，孜然王和新疆孜然四号的产量最低，不到300 kg/hm2，表明焉耆孜然和911更适合与红枣间作。