不同灌水處理對枸杞產量和品質的影響

鄭艷軍，尹 娟,2,3，尹 亮，程 良

(1.寧夏大學土木與水利工程學院，銀川 750021；2.旱區現代農業水資源高效利用教育部工程中心，銀川 750021； 3.寧夏節水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川 750021)

枸杞(Lycium barbarum L.)系茄科植物屬多年生落葉灌木，其果、葉及根系中都含有人體需要的蛋白質、維生素、氨基酸和微量元素，是名貴的中藥材和很好的滋補品。目前，寧夏枸杞種植面積達5.667 萬hm2，占全國枸杞種植面積的45%以上，而且枸杞各項有效成分均高于其他產區的枸杞。不同的生長環境和種植栽培技術又影響枸杞良好品質的形成，研究結果表明，一定的水分虧缺不僅不會降低枸杞產量和品質，甚至還可以提高枸杞產量和品質。寧夏地區灌溉枸杞主要以大水漫灌，溝灌為主，大量的水無謂流失和蒸發，水分利用效率不高，而中部干旱區又面臨著水資源緊缺等問題，制約該地區枸杞產業的可持續發展和農民增收，因此合理的灌溉制度管理措施成為今后枸杞生產實踐中急需解決的問題。本試驗以“寧杞7號”為試材，在滴灌條件下對枸杞全生育期內進行不同灌水量的試驗處理，探討不同種植方式(覆膜與不覆膜)，不同灌溉定額對枸杞果實品質及節水效果的影響，提出符合本地區滴灌枸杞適宜的灌溉定額，為本地區枸杞的節水灌溉和生產實踐提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗于2015年4-10月在寧夏中部干旱區典型區域的同心縣開展。試驗田所在地海拔1 730 m，位于36°58′48″N、105°54′24″E。該地區干旱少雨，降雨集中，蒸發強烈，風大沙多，日照充足。土壤類型為沙壤土，土壤容重為 1.41 g/cm3，在自然和人為因素的影響下，土地有沙化和鹽堿化趨勢。

試驗枸杞品種為“寧杞7號”，樹齡3 a，長勢均勻。枸杞全生育期內的降水量為91.9 mm。試驗田土壤理化特性見表1。

表1 土壤理化特性

1.2 試驗設計

枸杞在覆膜和不覆膜2種種植方式下采用完全隨機區組試驗設計方法，灌溉定額設計7個處理水平，3次重復，共 42 個試驗小區。各小區灌水次數相同，灌水6次，春梢生長期1次，開花初期灌水1次，果熟期灌水4次。每次灌水量相同，是試驗小區相應灌溉定額的1/6，除春灌和冬灌外，其他灌水時間和灌溉定額見表2。覆膜寬和膜間露地寬分別為60 cm和2.4 m。株行距 1 m×3 m，一行10 棵枸杞樹為一個小區。滴灌帶采用內鑲貼片式，內徑16 mm、壁厚為0.15 mm、滴頭間距為50 cm、滴頭流量2.0 L/h、額定工作壓力0.1 MPa，枸杞樹處于2個滴頭中間位置，滴灌帶距枸杞樹10 cm。其他管理措施同當地枸杞大田栽培管理。

表2 灌水時間和灌溉定額 m3/hm2

1.3 測定項目

枸杞產量(鮮重):每個試驗小區選擇3株枸杞，采摘鮮果稱重，統計計算每種處理的產量。

總糖含量的測定 采用中華人民共和國國家標準附錄B測定方法測定。

β-胡蘿卜素含量測定 采用中華人民共和國國家標準附錄B測定方法測定。

甜菜堿含量測定 采用《中華人民共和國藥典》中測定方法測定。

1.4 數據處理方法

試驗數據采用Excel2010、DPS14.0進行統計分析處理和作圖。

2 結果與分析

2.1 不同灌水處理對枸杞產量的影響

不同灌水處理枸杞產量見表3。方差分析表明，不同灌水處理對枸杞鮮果產量影響差異顯著(P<0.05)；不同種植方式對枸杞鮮果產量影響差異顯著(P<0.05)。從表3可以看出，當灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜與不覆膜枸杞產量均隨灌溉定額的增大而增大，等于1 620 m3/hm2(F4處理)時，產量均達到最大。當灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜與不覆膜枸杞產量均隨灌溉定額增大而減小。在覆膜與不覆膜條件下，枸杞產量最高的處理均為1 620 m3/hm2(F4處理)，覆膜條件下F4處理的產量為1.040 07 萬kg/hm2，不覆膜條件下F4處理的產量為9 923.4 kg/hm2，覆膜比不覆膜的產量高 4.81%。

表3 不同灌水處理枸杞產量(鮮重) kg/hm2

注：表中同行肩標大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)，小寫字母不同表示差異顯著，下同(P<0.05)。

從表3還可以得出，覆膜枸杞平均產量比不覆膜的平均產量高0.71%，當灌溉定額小于等于1 890 m3/hm2(F5處理)時，覆膜枸杞平均產量比不覆膜的平均產量高7.42%，當灌溉定額大于等于2 160 m3/hm2(F6處理)時，覆膜枸杞平均產量比不覆膜枸杞平均產量低16.03%。原因是當灌溉定額小于等于1 890 m3/hm2(F5處理)時，覆膜具有保水增墑及改善土壤理化性質，提高土壤肥力，抑制雜草生長，減輕病害的作用，能夠為枸杞提供適宜的生長環境，有利于產量的提高。當灌溉定額大于等于2 160 m3/hm2(F6處理)時，F6和F7處理灌溉定額較大，覆膜會抑制土壤水分蒸發，這使得覆膜條件下F6和F7處理土壤含水率過大，從而導致土壤通氣不良，影響植物根細胞呼吸作用。這些原因使得不覆膜條件下F6和F7處理比覆膜條件下F6和F7處理根系更易吸水，從而產量也高。說明灌溉定額在一定范圍內，覆膜與不覆膜相比可提高枸杞產量，但過高的灌溉定額不利于覆膜枸杞產量的提高，甚至會使覆膜枸杞產量低于不覆膜枸杞產量。

說明灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜與不覆膜枸杞產量均最高，且覆膜比不覆膜的產量高 4.81%。當灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時，枸杞產量均隨灌溉定額的增大而增大，當灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，枸杞產量均隨灌溉定額增大而減小。

2.2 不同灌水處理對枸杞總糖含量的影響

不同種植模式下枸杞總糖含量變化規律見圖1，不同灌水處理枸杞總糖含量見表4。經方差分析可知，不同種植模式對枸杞總糖含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞總糖含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，達到47.82%，灌溉定額為2 160 m3/hm2(F6處理)的總糖含量最低，其值為44.48%；不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，其值為47.79%，灌溉定額為1 350 m3/hm2(處理F3)的總糖含量最低，其值為45.49%。覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的高1.05%，當灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜方式下，不同灌水處理的總糖含量高于不覆膜的，分別高出：0.67%、0.32%、0.13%、0.06%；當灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，不覆膜方式下，不同灌水處理的總糖含量要高于覆膜的，分別高出：2.42%、5.22%、1.12%。

圖1 不同種植模式下枸杞總糖含量變化規律

處理覆 膜總糖/%甜菜堿/[g·(100g)-1]胡蘿卜素/%不覆膜總糖/%甜菜堿/[g·(100g)-1]胡蘿卜素/%F146．43±8．91aA1．16±0．37cB0．36±0．041abA46．12±5．12aA1．69±0．21aA0．35±0．030aAF246．63±7．35abA1．12±0．21cC0．40±0．044cB46．48±6．19eC1．64±0．35cB0．37±0．045abAF345．55±6．87cbA1．08±0．14aA0．41±0．037bA45．49±4．50cA1．51±0．35bA0．36±0．048cBF447．82±6．84dB1．32±0．32bBC0．41±0．035cAB47．79±5．08aB1．77±0．30abA0．38±0．008dBF544．70±7．03cB1．15±0．38bcB0．39±0．034aB45．78±4．15bA1．70±0．32cAB0．36±0．032ecBF644．48±7．48eC1．10±0．32dB0．38±0．051eD46．80±6．52abA1．46±0．25dB0．38±0．022abBF745．73±6．30bA1．23±0．18bA0．39±0．023dbC46．24±7．15bcA1．69±0．24ecB0．38±0．031cdA平均值46．391．170．3945．911．640．37

注：同一列中字母相同代表差異不顯著，小寫字母代表顯著性差異(P<0.05，LSD)，以大寫字母代表顯著差異極顯著水平(P<0.01，LSD)。

從圖1可以看出，枸杞總糖含量隨采收時間的不同呈現出一定的變化規律。覆膜方式下，枸杞總糖含量隨時間變化呈“先增后降”變化規律，枸杞總糖含量峰值在7月，在不同采收時間枸杞果實中總糖含量表現為 7月>8月>6月。不覆膜方式下，枸杞總糖含量隨時間總體呈“逐漸增加”變化規律，枸杞總糖含量峰值出現在8月，在不同采收時間枸杞果實中總糖含量表現為 8月>7月>6月。主要因為8月份是枸杞果熟期，灌水次數多且量大，而覆膜又抑制了水分蒸發，使得土壤中的水分很多，枸杞根部呼吸作用受到影響，從而影響到總糖含量的下降，但不覆膜就不會出現這種情況，適宜的土壤水分虧缺有利于枸杞果總糖含量的增加。

說明在覆膜和不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的高1.05%。覆膜枸杞總糖含量隨時間變化呈“先增后降”變化規律，不覆膜枸杞總糖含量隨時間總體呈“正增長”變化規律。

2.3 不同灌溉定額對枸杞甜菜堿含量的影響

甜菜堿是枸杞果、葉、柄中主要生物堿之一，是枸杞對脂質代謝或抗脂肪肝作用的主要成分。不同種植模式下枸杞甜菜堿含量變化規律見圖2，不同灌水處理枸杞甜菜堿含量見表4。方差分析結果表明，不同種植模式對枸杞甜菜堿含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞甜菜堿含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的甜菜堿含量最高，達到每100 g甜菜堿含量1.32 g，其次是F7、F1、F5、F2、F6、F3處理，F4處理下的枸杞甜菜堿含量比F7、F1、F5、F2、F6、F3處理下的甜菜堿含量分別高7.32%、13.79%、14.78%、17.86%、20%、22.22%，最高值比最低值高達1.22倍；不覆膜方式下，枸杞甜菜堿含量最高的是灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)，達到每100 g甜菜堿含量1.77 g，其次分別是F5、F1、F7、F2、F3、F6處理，F4處理下的枸杞甜菜堿含量比F5、F1、F7、F2、F3、F6處理下的枸杞甜菜堿含量分別高4.12%、4.73%、4.73%、7.93%、17.22%、21.23%。

圖2 不同種植模式下枸杞甜菜堿含量變化規律

從圖2可以看出，枸杞甜菜堿含量在不同采收階段呈現不同的變化規律。覆膜枸杞甜菜堿含量隨時間呈“先降后增”的變化規律，在不同采收時間枸杞果實中甜菜堿含量表現為 8月>6月>7月,枸杞甜菜堿含量峰值出現在果熟期(8月)；不覆膜枸杞甜菜堿含量隨時間呈“逐漸降低”的變化規律，在不同采收時間枸杞甜菜堿含量峰值期為6月，7月的甜菜堿含量居中，8月的枸杞甜菜堿含量最低。原因在于6月采收的枸杞果屬結在老眼枝條上的頭茬果，老眼枝條經過一年的生長營養積累，枝上葉片多且大，結出的果實枸杞甜菜堿含量高。8月份采收的枸杞為夏果，夏果結在當年新長出的枝條上，枝上葉片少而小，營養含量少，結出枸杞甜菜堿含量降低。

說明灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的甜菜堿含量在覆膜與不覆膜2種條件下都是最高。覆膜枸杞甜菜堿含量隨時間呈“先降后增”的變化規律，不覆膜枸杞甜菜堿含量隨時間呈“逐漸降低”的變化規律。

2.4 不同灌溉定額對枸杞胡蘿卜素含量的影響

胡蘿卜素作為寧夏枸杞藥用品質指標之一，對枸杞優良品質形成具有重要作用。不同種植模式下枸杞胡蘿卜素含量變化規律見圖3，不同灌水處理枸杞胡蘿卜素含量見表4。經方差分析可知，不同種植模式對枸杞胡蘿卜素含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞胡蘿卜素含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜和不覆膜條件下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞胡蘿卜素含量均最高，最高值分別為覆膜的達到0.41%，不覆膜的為0.38%；與不覆膜相比，覆膜條件下的枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。覆膜條件下，不同灌水處理的枸杞胡蘿卜素含量大小順序為F4>F3>F2>F7>F5>F6>F1；不覆膜條件下，不同灌水處理的枸杞胡蘿卜素含量大小順序為F4>F6>F7>F2>F5>F3>F1。

圖3 不同種植模式下枸杞胡蘿卜素含量變化規律

從圖3可以看出，不同灌水處理下的枸杞果實胡蘿卜素在不同時期枸杞胡蘿卜素含量的變化趨勢不同。在覆膜和不覆膜方式下，枸杞胡蘿卜素含量均隨采收時間呈“逐漸增加”變化規律，枸杞胡蘿卜素含量峰值均出現在果熟期(8月)，在不同采收時間枸杞果實中胡蘿卜素含量表現為 8月>7月>6月，說明適宜的灌水次數和灌水周期能促進胡蘿卜素的生成，有利提高枸杞的胡蘿卜素含量。

說明覆膜和不覆膜條件下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞胡蘿卜素含量均最高，枸杞胡蘿卜素含量均隨采收時間呈“逐漸增加”變化規律，與不覆膜相比，覆膜條件下的枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。

3 結 語

(1)在覆膜和不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞總糖含量、甜菜堿含量、胡蘿卜素含量均最高。覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的枸杞總糖含量高1.05%，而覆膜枸杞甜菜堿含量則低于不覆膜，但與不覆膜相比，覆膜枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。

(2)覆膜條件下，枸杞總糖含量隨采收時間變化呈“先增后降”變化規律，枸杞甜菜堿含量隨采收時間呈“先降后增”的變化規律，枸杞胡蘿卜素含量隨采收時間呈“逐漸增加”變化規律。不覆膜條件下，枸杞總糖含量和胡蘿卜素含量均隨采收時間總體呈“逐漸增加”變化規律，但甜菜堿含量隨采收時間呈“逐漸降低”的變化規律。

(3)覆膜與不覆膜條件下，枸杞產量最高的處理均為1 620 m3/hm2(F4處理)，覆膜枸杞產量最大為1.040 07 萬kg/hm2，不覆膜枸杞產量最大為9 923.40 kg/hm2，覆膜比不覆膜的產量高 4.81%。當灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜與不覆膜枸杞產量均隨灌溉定額的增大而增大，當灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時，覆膜與不覆膜枸杞產量均隨灌溉定額增大而減小，過多的灌水不利于枸杞生長。

由于本試驗進行的條件和時間限制，綜合上述各指標最優灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)，所得結果為初步研究結果，還需進一步的試驗驗證。

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