枸杞精准滴灌效益及土壤水分动态变化对比

李锋 刘晓彤 罗健航 赵营 王海廷 张学军

摘要：以宁杞7号为指示品种，研究了滴灌对枸杞园土壤水分动态变化规律的影响，以及不同水肥处理对枸杞产量的影响。结果表明，2种水肥处理下土壤水分动态变化规律具有一致性，土壤水分含量主要受滴灌量的影响较大，滴灌量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2处理（常规滴灌区）的土壤水分变化范围为15%～35%;滴灌量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2处理（精准滴灌区）的土壤水分变化范围在5%～20%，常规滴灌土壤水分明显高于精准滴灌区。精准滴灌较常规滴灌增产13.3%，节本增效3.12万元/hm2。

关键词：枸杞;滴灌;土壤水分;动态变化

中图分类号：S567.1         文献标志码：A         文章编号：1001-1463（2019）10-0015-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.10.004

Abstract：Taking Ningqi 7 was used as an indicator cultivar， the effect of drip irrigation on the dynamic change of soil moisture in wolfberry orchard and the effect of different water and fertilizer treatments on the yield of wolfberry were studied. The results showed that the dynamic change rules of soil moisture in the two water and fertilizer treatments are consistent， and the soil moisture content is mainly influenced by drip irrigation. The variation range of soil moisture under the treatment of drip irrigation 262.4 mm + fertilizer application N 325.6 kg/hm2， P2O5 316.2 kg/hm2 and K2O 300.0 kg/hm2（the conventional drip irrigation area） was 15%～35%.The variation range of soil moisture under the treatment of drip irrigation 232.4 mm + fertilizer application N 178.2 kg/hm2， P2O5 105.4 kg/hm2 and K2O 60.4 kg/hm2 （the precise drip irrigation area） is 5%～20%. The soil moisture content of the conventional drip irrigation was significantly higher than that of the precision drip irrigation. Compared with the conventional drip irrigation， the precision drip irrigation increased production by 13.3%， saving 31 200 yuan/hm2.

Key words：Wolfberry;Drip irrigation;Soil moisture;Dynamic change

土壤环境与作物的生长息息相关[1 - 3 ]，土壤水分、温度等环境因子是干旱区作物生存和发展的主要限制因子[4 - 5 ]。远程监测技术是实时反映环境因子的先进手段。随着精确农业的发展和人们对农产品安全越来越重视，实时取得农田信息、农田土壤因子变得更加重要[6 ]。土壤墒情实时监测系统可对土壤温湿度、含水率等参数进行在线实时监测，将这些参数应用于节水滴灌，有助于对农田水分管理工作按照科学的方案进行。传统的土壤墒情信息监测手段，方法单一，且耗费人力，不能实时连续在线监测[7 ]。基于物联网技术的无线传感网络为土壤信息的实时获取提供了准确有效的手段，不受时空限制，可进行实时监测，获得数据的精确度和效率大大提高[8 ]。枸杞是宁夏主要优势作物之一，枸杞土壤环境因子的实时监测数据对限制枸杞生长的主要环境因子的调控有重要作用[9 ]。在宁夏引黄灌区对枸杞园土壤水分、温度等环境因子实时监测的基础上调控枸杞水肥的研究较少。我们以枸杞品种宁杞7号为指示品种，设置精准滴灌和常规滴灌两个水肥处理，研究了滴灌对枸杞园土壤水分的动态变化规律的影响，以期为宁夏枸杞滴灌区水肥管理提供技术支撑。

1   材料与方法

1.1   试验区概况

试验在宁夏中宁县恩和镇大地生态有限公司枸杞基地（37° 29′ 39″ E、105° 46′ 03″N）进行，年平均气温9.5 ℃，年平均日照时数2 979.9 h，年平均降水量209 mm，地貌平坦，土层厚，土壤類型为砂质土。供试期间5 — 8月份共降水17次，平均降水量为5.6 mm，最大降水量为27.5 mm。试验布设气象站1套。

1.2   供试材料

指示枸杞品种为宁杞7号，树龄3 a。

1.3   试验方法

试验共设2个处理，分别为精准滴灌（PI）与常规滴灌（CI）。精准滴灌总量232.4 mm，施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2，控灌面积为1.14 hm2。常规滴灌总量262.4 mm，施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2，控灌面积为3.58 hm2。处理PI比处理CI滴灌量、施肥量总量分别减少15%、63.5%。肥料分别为尿素（含N 46%）、磷酸铵（含N 12.0%、P2O5 61.0%）、硫酸钾（含K2O 52.0%）。每处理分别布设无线土壤水分监测设备1套，每套监测设备分别在20 cm和50 cm各埋设1个土壤水分传感器。试验于5月上旬至7月下旬在枸杞的关键物候期（现蕾-开花期至夏果期）进行。行株距3 m×1 m，栽植密度  3 300株/hm2，其余管理同大田。具体水肥管理见表1。

1.4   数据采集与测定

1.4.1    数据采集设备    引进国外先进的水肥一体化智能装备，包括CaiposWeb物联网中央数据平台、IrriWave物联网无线自动滴灌控制器、CaipoWave+物联网无线控制节点电磁阀及环境监测设备。

1.4.2    数据监测指标    监测的数据有降水量、风速、风向、太阳辐射、空气温湿度、气压和土壤水分。

1.4.3    枸杞产量测定    在枸杞采摘期选取长势均匀的枸杞观测样株，共计20株。枸杞夏果期对观测样株单独采摘，将每次采摘量相加，按照1∶4.5 kg折成干果产量。

1.5   数据处理

应用 Excel 软件进行试验数据处理。

2   结果与分析

2.1   土壤水分动态变化规律

由图1、2可知，土壤水分含量主要受滴灌量的影响较大，处理CI土壤水分变化范围为15%～ 35%，处理PI土壤水分变化范围在5%～ 20%，处理CI各土层土壤水分高于处理PI，土壤含水量主要随灌水量的增大而增大。在每次滴水肥后土壤水分有迅速增加的趋势，5月14日20 cm土层土壤水分明显增加，而50 cm土层土壤水分基本没有发生变化，这主要是因为气候干燥土壤含水量低，再加上枸杞处在营养生长期间需要大量水分所致。7月22日以后枸杞的生长主要消耗土壤中的水分，降水对土壤水分的补充较少，土壤含水量随时间的推移呈下降的趋势。处理CI灌水量较大，灌水前后土壤含水量变化幅度较大，深层渗漏较大;处理PI土壤含水量的变化相对比较平稳，灌水前后变化幅度较小，说明232.4 mm的滴灌量可满足枸杞生长阶段对水分的需要。

2.2   枸杞产量和经济效益

由表2可以看出，处理PI较处理CI产量高，增产率为13.3%，节本增效3.12万元/ hm2。即处理PI在节水14.9%、节肥63.5%的基础上产量没有降低，产值有所增加。

3   结论与讨论

土壤水分含量主要受滴灌量的影响较大，常规滴灌总量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2处理的土壤水分变化范围为15%～ 35%;精准滴灌总量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2处理土壤水分变化范围在5%～20%，前者土层土壤水分明显高于后者，即土壤含水量主要随灌水量的增大而增大。适当的水肥可以提高枸杞产量，过量或过低的水肥都不利于枸杞的生长[12 - 14 ]。在试验设置的水肥管理范围内，精准滴灌处理在节水14.9%、节肥63.5%的基础上较常规滴灌处理产量高，增产率为13.3%，节本增效3.12万元/hm2。

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（本文责编：杨    杰）