不同水肥组合滴灌对黄花菜产量及土壤水分的影响

程良 李应海 李金泽

摘要 [目的]研究不同水肥处理对宁夏中部干旱带土壤水分及黄花菜产量的影响，探索适合该地区的黄花菜灌溉制度。[方法]试验选用甘肃大乌嘴为材料，采用正交试验设计方法设置了低水（W1）2 250 m3/hm2、中水（W2）3 000 m3/hm2、高水（W3）3 750 m3/hm2，低肥（F1）450 kg/hm2、中肥（F2）675 kg/hm2、高肥（F3）900 kg/hm2，以当地农户滴灌种植方式为对照（CK），共10个组合处理。[结果]农户滴灌种植方式与不同滴灌水肥一体化灌溉处理间土壤含水率均在各次灌水后发生显著变化，随着灌水量的增大，各层土壤含水率相应增大，20～40 cm土层土壤含水率最大，为5.54%～28.29%;处理组黄花菜产量总体上高于对照组，黄花菜产量随着灌水量与施肥量的增加呈现先增大后减小的变化趋势。[结论]黄花菜在丰水年下滴灌水肥一体化灌溉最优的是W2F2处理，该处理下黄花菜产量为15 417 kg/hm2。

关键词 宁夏中部干旱带;黄花菜;滴灌;水肥一体

中图分类号 TV 93;S 274  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）14-0188-03

Abstract [Objective] To study the effects of different water and fertilizer treatments on soil moisture content and the yield of daylily in the central arid zone of Ningxia， and explore the suitable irrigation schedule for daylily. [Method] Dawuzui， Gansu Province was used as the test materials in the experiment. The orthogonal design method was used to set 10 combinations of low water （W1） 2 250 m3/hm2， medium water （W2） 3 000 m3/hm2， high water（W3） 3 750 m3/hm2， low fertilizer（F1） 450 kg/hm2， medium fertilizer（F2） 675 kg/hm2， high fertilizer（F3） 900 kg/hm2， with local farmers drip irrigation method as control （CK）. [Result]Compared with local farmers drip irrigation method（CK），  the soil moisture content in different waterfertilizer integrated drip irrigation treatments had significant changes after each irrigation. With the increase of irrigation water amount， the moisture content in each soil layer increased，and the moisture content in 20-40 cm soil layer was the highest（5.54%-28.29%）. The yield of daylily in treatment groups was higher than that in control group， and the yield of daylily in treatment groups increased first and then decreased with the increase of irrigation water amount and fertilization amount.  [Conclusion] W2F2 was the best irrigation treatment for daylily in high water year， and the yield of daylily under this treatment was 15 417 kg/hm2.

Key words Central arid zone of Ningxia; Daylily; Drip irrigation; Integration of water and fertilizer

作者簡介 程良（1997—），男，陕西汉中人，硕士研究生，研究方向：节水灌溉。*通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事节水灌溉研究。

收稿日期 2020-10-22

宁夏中部干旱带位于西北内陆，远离海洋，干旱少雨、蒸发强烈的气候特点导致了该区域水资源的极其匮乏[1-2]，加之近20年来气候变化导致气候变化波动加剧，农业不稳定性增加，春夏季干旱加剧，干旱时间延长，对该地区造成的损失增大[3];同时，水资源利用效率较低这一问题严重制约着该区域农业生产和社会经济的发展[4-5]。黄花菜因其多年生、兼具食药价值、产量较高、投入相对较少等特点，正逐渐成为新型的蔬菜产业，同时也是宁夏近几年新引进的经济作物，但其产业发展同时又受制于该区水资源匮乏现状[6-7]。近年来，市场对黄花菜的需求不断扩大，确保黄花菜的优质高产是当前产业发展的迫切问题。高嘉宁等[8]通过大田试验研究了不同氮、磷、钾配比对黄花菜产量的影响，结果表明施用氮磷钾对黄花菜产量的增产效果明显，增产率达36.06%，其中氮肥增产效果最显著，磷肥次之，钾肥最差。尹新彦等[9]研究了不同种类及浓度的植物生长调节剂对黄花菜开花性状和产量性状的影响，结果表明3种生长调节剂对黄花菜花期的影响较小，但对其产量性状的影响较大。相关研究试验因素较为单一，而涉及水肥一体灌溉对黄花菜产量的影响研究较少。随着节水灌溉技术的推广，节水农业技术从推广面积和产业发展上都取得了显著成果。未来节水灌溉及水肥一体化技术将取代传统的沟渠地面灌溉施肥，成为我国水肥高效利用事业发展的主流和重点[10-11]。因此，滴灌等节水灌溉技术的应用与推广对黄花菜产业的发展尤为重要[12-13]。笔者通过采用不同水肥处理，探究适宜宁夏中部干旱带黄花菜生长的滴灌水肥一体化灌溉制度。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在宁夏吴忠市盐池县花马池镇盈德村，地理位置位于107.405 411°E，37.784 2 °N，日照长，温差大，属于典型的大陆性季风气候，干旱少雨，光能丰富，日照充足，年平均气温7.8 ℃，昼夜温差大，年降水量180～280 mm，蒸发量1 800～2 200 mm。试验区依托宁夏盐池县黄花及蔬菜新品种引进示范基地，基地灌溉利用花马池镇盈德村已建成的高效节水灌溉系统，灌溉水源为盐环顶管理处扬黄水。该试验区气候条件、土壤情况、水源情况具有很好的代表性。试验区土壤为砂壤土，土壤pH 8.84，全盐含量0.24 g/kg，有机质含量10.50 g/kg，全氮含量355.00 mg/kg，碱解氮含量47.90 mg/kg，有效磷含量6.80 mg/kg，速效钾含量107.00 mg/kg。

表1中黄花菜生育期6个月的降雨量数据用距平（多年均值）百分率法计算，近似划分出试验区2020年的丰平枯水年。采用《水文情报预报规范》（GB/T 22482—2008）中的距平百分率 P 作为划分径流丰平枯的标准，计算公式如下：

P =某年年降雨量-多年平均降雨量多年平均降雨量×100%（1）

代入数据，计算可得 P =61%>25%（丰水年），所以近似认为试验区2020年为丰水年。

1.2 试验方案

1.2.1 试验设计。

试验作物为3年生大乌嘴黄花，行穴距为140 cm×40 cm，穴距规格为长10 cm，宽10 cm，深18 cm。每穴栽植4株，栽植密度为71 460株/hm2。采用完全组合试验设计，设置水肥处理：低水（W1）2 250 m3/hm2、中水（W2）3 000 m3/hm2、高水（W3）3 750 m3/hm2，低肥（F1）450 kg/hm2、中肥（F2）675 kg/hm2、高肥（F3）900 kg/hm2，以当地农户滴灌种植方式为对照（CK），共10个处理，每个处理重复2次，共20个小区，小区长36.0 m、宽4 m。黄花菜水肥一体化滴灌灌溉制度试验设计见表2。

1.2.2 监测指标与方法。

1.2.2.1 土壤含水率的测定。利用环刀法测得试验区土壤田间持水量为20.56%，测得土壤容重为1.40 g/cm3。使用土壤水分测量仪V1.21（型号Winfo-100）监测10、20、30、40、60、80 cm 6个层面土壤体积含水率，生育期约每15 d测1次，灌水前后、降雨前后、收获后加测1次[14-15]，并将测得体积含水率换算为常用的质量含水率[16-17]。

1.2.2.2 产量及其外观指标的测定。花期前每处理小区随机选取一行5 m长度的黄花菜采样区域，萌蕾开花期（6月下旬至8月上旬）约40 d，每天早上按各小区划定的采样区采样并称重，待采样期结束后累加并换算为单位面积产量;在采收的前、中、后期各选1天测定各采样区5朵黄花菜的单花重、花长和花粗。

1.3 数据处理

试验原始数据的前期处理采用Excel 2010软件，使用SPSS 21.0软件对试验数据进行因素方差分析和显著性检验分析，最后利用Origin 2019b软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同水肥处理对黄花菜生育期土壤水分含量的影响

试验设计生育期共灌水13次，绘制不同水肥处理10、20、30、40、60、80 cm 6个土层的土壤含水率动态变化曲线，以处理W1F2、W2F2、W3F2为例，其他省略。从图1可以看出，整个生育期中，黄花菜根区不同深度土壤含水率变化规律基本一致（60、80 cm土层除外），在各次灌水后50 cm 土层以上土壤含水率发生显著变化，各层土壤含水率随着灌水量的增加而增加，30、40、80 cm深度土壤含水率较大（5.54%～28.29%），60、80 cm土层深度灌水前后土壤含水率的变化幅度较小，是因为土层计划湿润层为60 cm，灌水后水分未入渗至60 cm及以下，含水率波动幅度较小。作物根层土壤含水率处于较理想的范围，为黄花菜提供了有利的水分生长环境，在生育期黄花菜长势旺盛、较为均匀[18]。从图2可以看出，黄花菜抽薹期土壤剖面水分含量随深度的增加呈现先增大后减小的变化趋势。这表明滴灌黄花菜不同处理的土壤水分主要贮存在30 cm处，生长所需水分主要来自0～40 cm土层的水分。

2.2 不同水肥处理对黄花菜产量及外观指标的影响

从表3可以看出，随着灌水量及施肥量的增加，黄花菜产量呈现先增加后减小的变化趋势，W2F2（中水中肥）处理产量最高（15 417 kg/hm2），W2F1（中水低肥）处理次之，W1F1（低水低肥）处理产量最低。从黄花菜产量来看，适宜的水肥条件可以提高黄花菜产量，与CK（对照）相比最大增产幅度达27.95%[19]。方差分析表明，灌水量对黄花菜产量的影响达到显著水平（ P <0.05），而施肥量、水肥耦合的交互作用对黄花菜产量的影响不显著（ P >0.05）。LSD多重比较检验表明，W1（低水）和W2（中水）处理、W2（中水）和W3（高水）处理的产量均差异显著（ P <0.05），与W2（中水）和W3（高水）处理相比，W1（低水）和W2（中水）處理的产量差异更为显著。水肥是影响黄花菜生长及产量的重要因素，只有水肥关系协调，才有助于提高水和肥的利用效率，实现低投入、高产[20];滴灌条件下水肥耦合存在阈值反应，低于阈值，增加水肥投入有增产效果;高于阈值，可能导致减产[21]。该试验在不同水肥条件下黄花菜产量表现不同，当水分不足时适量增加灌水量有利于提高黄花菜的产量，但过高的水肥使用量会减少黄花菜的产量[22-24]。

方差分析表明，不同水肥处理对黄花菜外观指标（单花重、花长、花粗）没有显著影响（ P =0.05）。不同水肥处理黄花菜单花重从3.92 g到4.22 g不等，其中处理W1F2、W1F3、W2F2单花重较大，分别为4.19、4.20和4.22 g;不同处理黄花菜花长为11.6～12.4 cm，其中处理W2F2、W2F3、W3F3花长较大，分别为12.2、12.4和12.2 cm;不同处理黄花菜花粗从8.47 mm到9.42 mm不等，其中处理W2F2、W3F2、W3F3花粗较大，分别为9.16、9.03和9.42 mm。综合考虑，灌水量与施肥量对黄花菜外观指标的影响不显著，处理W2F2总体外观指标较好[25]。

3 结论

（1）整体来看，在各次灌水后土壤含水率发生显著变化，随着灌水量的增大，上层土壤含水率同期相应增大，20～40 cm土层土壤含水率最大，为5.54%～28.29%。

（2）黄花菜的产量随着灌水量和施肥量的增加呈先增加后减小的变化趋势，且灌水量对黄花菜的产量有显著影响，综合来看不同水肥处理对黄花菜外观指标的影响不显著。

（3）3年生大乌嘴黄花菜在丰水年下适宜的水肥一体化滴灌灌溉制度：灌溉定额3 000 m3/hm2，全生育期灌水13次，萌芽出土期300 m3/hm2、展叶期675 m3/hm2、抽薹期540 m3/hm2、萌蕾开花期1 080 m3/hm2、秋季生长期405 m3/hm2;施含营养元素N、P、K的复合肥共675 kg/hm2，全生育期共施肥8次，其中萌芽出土期135 kg/hm2、展叶期270 kg/hm2、抽薹期90 kg/hm2、萌蕾开花期180 kg/hm2。在此处理下，大乌嘴黄花菜的产量可达15 417 kg/hm2。

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