磁化水灌溉对设施灵武长枣生长与果实品质的影响

贾 昊 李 玲 曹 兵

(宁夏大学农学院，宁夏回族自治区 银川 750021)

灵武长枣(ZiziphusjujubaMill.cv. Lingwuchangzao)又名马牙枣，鼠李科枣属落叶乔木，适应性强，是宁夏特色优良鲜食枣品种。枣果酸甜适口，汁浓质脆，营养丰富，适应性强，具有显著的经济、社会与生态效益，灵武长枣产业已成为宁夏灵武市的优势特色农业产业[1-2]。

农业磁化水灌溉是一项既能促进农作物营养生长又能增产的灌溉技术，其原理是灌溉水被磁化后，其结构发生了改变，原来的大分子团簇变成了单个水分子或者二聚体，水表面张力系数降低[3-5]，水密度增大，水的黏度减小，pH值升高，电导率升高，变成单个且有活力的小分子团[6-8]。这种变小的分子团在细胞代谢过程中具有更强的渗透性和溶解性，在灌溉中促进了矿物质溶解和植物根系吸收，从而更有效地促进作物的生长[9-11]。近年来磁化水处理技术已有了更广阔的应用领域。

磁化水灌溉促进作物生长和增产的效果显著，表现为叶绿素含量增加、光合作用明显加强、干物质积累增多、营养成分增加[12-13]。磁化水的利用可以一定程度地提高农作物产量，改善品质[14-16]。本试验以设施栽培的灵武长枣为研究对象，采用不同磁强的磁化水灌溉处理，测定磁化水和普通水灌溉处理下灵武长枣的枣吊生长、叶片生长、座果率、单株产量及果实品质变化，分析磁化水灌溉对其生长和品质的影响，旨在为磁化水处理在木本植物上的应用提供参考与指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2017年3月下旬至8月下旬在宁夏灵武市大泉林场灵武长枣设施栽培基地(106°14′72″E，38°04′32″N，海拔1 107 m)进行。

1.2 试验设计

以7年生灵武长枣为试验对象，平均株高1.74 m，冠幅1.4 m，株行距1.5 m×2 m，温室栽培(日光温室，长度为70 m，跨度为10 m，墙体由黏土筑成高3 m)。试验设置普通水灌溉(对照，CK)、800、1 400和1 800 gs 3个不同磁强磁化水灌溉，共4个处理。采用山东莱芜恒锐农林科技有限公司生产的农业磁化水器，根据试验设计选取3种不同磁强(ADS-800、ADS-1400、ADS-1800)的磁化器，将磁化器按N至S极垂直切割水流方向连接于主管与支管接口处，从而得到不同磁强的磁化水。以每个温棚(灵武长枣的树体大小、树形等基础指标基本一致)作为1个处理，棚内每行枣树为1个重复，重复3次，共4个温棚，12行枣树，每行枣树随机选取3株进行挂牌标记，每处理观测9株，定期测定各项指标。于3月30日开始以滴灌方式用磁化水对灵武长枣进行灌溉，至8月15日结束灌溉，期间每隔15 d灌溉1次，共灌溉10次，每次灌溉标准为田间最大持水量的70%，除灌溉水的磁强不同，供试验植株管理方式一致。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 枣吊长、枣吊粗、叶绿素含量、叶面积及叶片含水率的测定 在各处理所选取的9株枣树不同方位用不同颜色的细绳各标记5个固定枣吊，用钢卷尺和数显游标卡尺分别测量枣吊长度和枣吊粗度，每月观测一次，当月减去上月的枣吊长度、粗度为本月的净生长量，每处理测定45个枣吊，共测定5次。枣吊长与枣吊粗的增幅等于最后一次(8月22日)的枣吊长度、粗度减去第一次(4月22日)对应枣吊的长度、粗度；

从每个处理所选取的9株枣树上分别随机取5片叶(共45片)，采用便携式SPAD-502 Plus手持叶绿素仪(浙江托普仪器有限公司)测定叶片的叶绿素相对含量，用YMJ-C激光叶面积仪(浙江托普仪器有限公司)测定叶片面积。最后一次(8月22日)各处理的叶绿素和叶面积均值减去第一次(4月22日)对应的叶绿素和叶面积均值等于叶绿素、叶面积的净生长量。叶片干重采用烘干法[17]测定，按照公式计算叶片含水率：

叶片含水率=(叶片湿重-叶片干重)/叶片湿重×100%

(1)。

1.3.2 座果率与单株产量的测定 座果率：开花初期(4月下旬)自每个观测样株选取5个枣吊(每处理45个枣吊)，在枣吊两端用彩线进行标记，从4月20号开始，每隔7 d观测一次，同时计数单个枣吊标记长度内的花数，到6月8日总共计数7次，7次开花数之和为总花量。7月底果实成熟后期，计数单个枣吊标记长度内的座果数，按照公式计算座果率[18]：

座果率=座果数/总花量×100%

(2)。

单株产量：在果实成熟期，计数每个观测样株单株结实数，称量果实单果重，按照公式计算单株产量(每个处理中包含9棵树)：

单株产量=单株结实数×果实单果重

(3)。

1.3.3 果实纵横径与果实品质测定 在果实成熟期(8月底)，从每处理所标记植株的东、西、南、北以及上、中、下、里、外选取40个外观良好、大小相似的枣果测定果实品质，其中单果的横径、纵径与质量用不锈钢数显卡尺(0～20 cm，上海申韩量具有限公司)与电子天平测定。从每份单株果实样品中取其果肉，采用蒽酮比色法[19]测定可溶性总糖含量，NaOH直接滴定法测定有机酸含量[20]，钼蓝比色法测定Vc含量[21]；利用手持数显折光仪(上海仪电物理光学仪器有限公司)测定可溶性固形物含量[22]。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用 Microsoft Office Excel 2010 进行初步整理与计算；采用SPSS 25.0和Origin 9.0分别进行方差分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 磁化水灌溉对设施灵武长枣枣吊生长的影响

2.1.1 磁化水灌溉对设施灵武长枣枣吊长度的影响 由图1可知，不同磁强磁化水灌溉处理下灵武长枣枣吊长度的生长有显著差异(P=0.047<0.05)。其中，ADS-1800处理枣吊长度增幅最大，达到5.63 cm；CK枣吊长度增幅最小，为2.30 cm；ADS-1800处理的枣吊长较CK高3.33 cm，枣吊净生长量较CK增加15.60%。综上，不同磁强磁化水灌溉处理可促进灵武长枣枣吊长度的增加，其中ADS-1800处理的作用效果最好。

2.1.2 磁化水灌溉对设施灵武长枣枣吊粗度的影响 由表1可知，不同磁强磁化水灌溉处理下灵武长枣枣吊粗度的生长无显著差异(P=0.657>0.05)。其中ADS-1800处理的枣吊粗度增幅最大，为0.686 mm，较CK增加0.044 mm；而ADS-800处理增幅最小，为0.536 mm，较CK减小了0.11 mm。表明磁化水处理强度越大，枣吊增粗越明显。

2.2 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶片生长的影响

2.2.1 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶片叶绿素含量的影响 由图2可知，各处理叶片平均叶绿素含量均随着时间的推移呈递增的趋势。其中ADS-1800处理的平均叶绿素含量最高，为44.98%，ADS-1400处理最低。方差分析表明4个处理中灵武长枣叶绿素含量间无显著差异(P=0.993>0.05)。1 400 gs磁强的磁化水处理对叶片叶绿素含量有抑制作用，而1 800 gs磁强的磁化水对叶片叶绿素含量有促进作用。

表1 磁化水灌溉对设施灵武长枣栆吊粗度的影响Table 1 Effect of magnetized water irrigation on the hanging thickness of Lingwuchangzao in facility /mm

2.2.2 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶片面积的影响 由图3可知，ADS-1800处理的叶面积净生长量最高，为2.09 cm2；而ADS-1400处理的叶面积净生长量最低，为0.80 cm2。方差分析表明，3种磁强磁化水灌溉处理对灵武长枣叶面积的影响无显著差异(P=0.077>0.05)。故磁化水灌溉对灵武长枣叶片面积无明显作用。

图3 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶面积的影响Fig.3 Effect of magnetized water irrigation on leaf area of Lingwuchangzao in facility

2.2.3 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶片含水率的影响 由表2可知，从时间来看，6、7月叶片含水率明显增高，到8月开始明显下降。从处理来看，4-5月ADS-800处理的叶片含水率增幅最大，为30.13%；CK的增幅最小，为9.68%。5-6月ADS-1400处理的叶片含水率增幅最大，为45.44%；ADS-800最小，为28.02%。6-7月几乎不变，而7-8月呈下降趋势。方差分析表明，各处理间无显著差异(P=0.973>0.05)。

2.3 磁化水灌溉对设施灵武长枣果实座果率及单株产量的影响

2.3.1 磁化水灌溉对设施灵武长枣果实座果率的影响 由图4可知，ADS-1400处理的设施灵武长枣座果率与ADS-800处理、CK间存在极显著差异(P=0.0004<0.01)，与ADS-1800间无极显著差异，其中ADS-1400处理的设施武灵长枣座果率最高，为3.51%，较CK提高了1.8个百分点；而CK最低，为1.71%。可见3种磁强磁化水灌溉处理均可提高灵武长枣座果率。

表2 磁化水灌溉对设施灵武长枣叶片含水率的影响Table 2 Effect of magnetized water irrigation on water content of leaves of Lingwuchangzao in facility /%

注：不同大写字母代表在0.01水平上差异极显著(P<0.01)。下同。Note: Different capital letters indicate extremely significant difference at 0.01 level. The same as following.图4 磁化水灌溉对设施灵武长枣果实座果率的影响Fig.4 Effect of magnetized water irrigation on fruit setting rate of Lingwuchangzao in facility

图6 磁化水灌溉对设施灵武长枣纵横经的影响Fig.6 Effect of magnetized water irrigation on vertical and horizontal longitude of Lingwuchangzao in facility

图5 磁化水灌溉对设施灵武长枣单株产量的影响Fig.5 Effect of magnetized water irrigation on yield per plant of Lingwuchangzao in facility

2.3.2 磁化水灌溉对设施灵武长枣单株产量的影响 由图5可知，CK和ADS-800处理的设施灵武长枣单株产量与ADS-1400、ADS-1800处理间有极显著差异(P=0.000 1<0.01)，其中ADS-1400处理增产效果最明显，单株产量最高，达7.62 kg，较CK增加31.38%；CK的单株产量最低，为5.80 kg。因此，不同磁强磁化水灌溉处理均可提高灵武长枣的单株产量。

2.4 磁化水灌溉对设施灵武长枣果实纵横经的影响

由图6可知，未经磁化水灌溉(CK)的设施灵武长枣果实横径最高，为31.43 mm；ADS-800处理果实横径最低。说明磁强磁化水灌溉对果实横径有抑制作用。不同磁强磁化水灌溉处理的灵武长枣果实纵径与横径表现一致。其中CK果实纵径最大，为45.18 mm；ADS-800处理果实纵径最小，为37.73 mm，较CK降低了16.5%。

2.5 磁化水灌溉对设施灵武长枣单果鲜重的影响

由图7可知，不同磁强磁化水灌溉处理后灵武长枣果实单果鲜重均较CK(17.04 g)有所下降。其中ADS-800处理单果鲜重最低，为14.60 g，较CK下降了14.32%。可见不同磁强磁化水灌溉处理均对灵武长枣单果鲜重有影响。

图7 磁化水灌溉对设施灵武长枣单果鲜重的影响Fig.7 Effect of magnetized water irrigation on fresh weight of single fruit of Lingwuchangzao in facility

2.6 磁化水灌溉对设施灵武长枣果实品质的影响

2.6.1 磁化水灌溉对果实可溶性固形物的影响 果实的可溶性固形物含量是评价其品质的指标之一[23]。由图8可知，不同磁强磁化水灌溉处理与CK的灵武长枣果实可溶性固形物含量间有极显著差异(P=0.000 1<0.01)，其中ADS-800处理可溶性固形物含量最高，达27.67%，较CK增加了5.50个百分点。说明不同磁强磁化水灌溉处理可以增加灵武长枣的可溶性固形物含量。

图8 磁化水灌溉对设施灵武长枣可溶性固形物含量的影响Fig.8 Effect of magnetized water irrigation on soluble solids content of Lingwuchangzao in facility

2.6.2 磁化水灌溉对果实可溶性糖含量的影响 枣果实中可溶性糖含量是反映其风味及品质评价的重要指标。由图9可知，ADS-800处理的灵武长枣的可溶性糖含量极显著高于其他处理(P=0.000 5<0.01)，达到25.22%，较CK增加了4.38个百分点；且不同磁强磁化水灌溉处理的可溶性糖含量均高于CK。说明磁强磁化水灌溉可使灵武长枣的可溶性糖含量增加。

图9 磁化水灌溉对设施灵武长枣可溶性糖含量的影响Fig.9 Effect of magnetized water irrigation on soluble sugar content of Lingwuchangzao in facility

2.6.3 磁化水灌溉对果实有机酸含量的影响 有机酸是决定水果味感的重要成分。由图10可知，不同磁强磁化水灌溉处理的灵武长枣的有机酸含量无显著差异(P=0.055>0.05)；其中ADS-1800处理的有机酸含量最高，为1.26%，较CK增加了0.38个百分点。说明磁化水灌溉可增加灵武长枣果实有机酸含量。

图10 磁化水灌溉对设施灵武长枣有机酸含量的影响Fig.10 Effect of magnetized water irrigation on organic acid content of Lingwuchangzao in facility

2.6.4 磁化水灌溉对果实Vc含量的影响 灵武长枣Vc含量丰富，有“活维生素丸”的美称。由图11可知，不同磁强磁化水灌溉处理灵武长枣果实Vc含量不同。其中ADS-1400处理的果实Vc含量最高，为13.20 mg·100 g-1，较CK增加了1.91 mg·100 g-1；CK的Vc含量最低，仅为11.30 mg·100g-1。方差分析表明，不同处理间灵武长枣果实Vc含量无显著差异(P=0.369>0.05)。

图11 磁化水灌溉对设施灵武长枣Vc含量的影响Fig.11 Effect of magnetized water irrigation on Vc content of Lingwuchangzao in facility

3 讨论

磁化水处理可以促进植物对土壤养分的吸收利用，并加快地下部分生长，改善植物品质，提高产量[24-26]。王俊花等[27]研究了磁化水对黄瓜种子活力、叶绿素含量、产量及品质等方面的影响，发现磁化水浸种可提高黄瓜种子的发芽势、发芽率；且使产量大幅度提高，平均高达22.5%；改善了黄瓜品质，表现为Vc含量显著提高，可溶性蛋白质含量不同程度地提高，其增加幅度与品种有关，这与本试验结果具有一致性，说明磁化水处理可以有效提高果实品质和产量。

本研究结果表明，不同磁强磁化水灌溉能有效提高灵武长枣的单株产量，这与磁化水灌溉能促进水稻有效穗生长、增加结实率、提高单株产量[28-29]以及磁化水灌溉可以促进苜蓿植株生长[30]、提高芹菜和豌豆水分利用率和产量[31]的结果具有一致性。朱练峰等[32]研究表明，通过使用磁化强度为2 000 gs的永久磁铁型磁化器对枣树进行磁化灌溉可以影响枣树的光合特性，也可能导致果树产量和品质变化[33]。本研究采用ADS-800、ADS-1400、ADS-1800 3种不同磁强磁化水灌溉处理对灵武长枣营养生长、座果率、单株产量及果实品质的影响进行了分析，试验结果与前人在冬枣[34]上的研究结果相似，表明磁化水灌溉可以促进灵武长枣生长、提高单株产量及果实品质。但是一年的磁化水灌溉结果并不能筛选出对灵武长枣生长最有利的磁化强度值，因此合理磁化强度的选择仍需要做进一步的试验研究。

4 结论

本研究结果表明，不同磁强磁化水灌溉处理对灵武长枣枣吊长度、单株产量、可溶性固形物与可溶性糖含量有促进作用。ADS-1800处理对枣吊生长的促进作用最大，ADS-1400处理的增产效果最显著，ADS-800处理可显著提高果实可溶性固形物和可溶性糖含量。本研究探明磁化水灌溉对灵武长枣生长、果实品质、产量等方面都有一定的影响，为揭示磁化水处理对木本植物的影响提供了参考，生产中可以根据定向培育目标选择使用，但不同土壤条件、树龄等的适宜磁化水灌溉技术还需进一步测定比较，磁化水对树木生长和果实品质的作用机理还需要深入研究。