水分調控對寧夏枸杞光合特性及產量的影響

吳秀玲，李 智，尹 娟,3,4

(1.寧夏農業勘察設計院，銀川 750021；2.寧夏大學土木與水利工程學院，銀川 750021；3.旱區現代農業水資源高效利用教育部工程中心，銀川 750021；4.寧夏節水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川 750021)

枸杞作為寧夏的主要經濟作物，由于其對土壤環境適應性較強，對溫度、光照、土壤要求不嚴格，可在旱地、沙地、鹽堿地上種植，因此被譽為干旱地區鹽漬化土壤改良的先鋒植物[1-3]。由于枸杞耗水量大且對水分反應特別敏感，目前枸杞生產的水分管理缺乏科學的量化指標，不能對水分進行合理利用，造成水資源的浪費[4]。根據研究區目前的生產現狀和研究情況，針對寧夏中部干旱帶特殊的環境條件研究生育期不同灌水量對大田滴灌枸杞的影響，探討適合寧夏滴灌枸杞生長的水分條件，對枸杞的生理指標及產量進行試驗分析，并提出符合本地區滴灌枸杞適宜的灌水量，為生產實踐提供一定科學依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗區基本情況

試驗于2015年4-10月在寧夏吳忠市同心縣下馬關鎮進行，試驗站所在地海拔1 730 m，地理位置為北緯36°58′48″、東經105°54′24″。土壤類型為沙壤土，容重為1.41(g/cm3)，由于土層含沙量大，在自然和人為因素的影響下，土地有沙化和鹽堿化趨勢，土壤理化性質見表1。

表1 試驗田土壤理化性質

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組排列，共設4個處理，3次重復，灌溉定額如下： W1：1 350 m3/hm2；W2：1 620 m3/hm2；W3：1 890 m3/hm2；W4：2 160 m3/hm2。株行距1 m×3 m，10棵枸杞樹為一個小區，共12個試驗小區。除春灌和冬灌外，在枸杞整個生育期內灌水6次，即營養生長期、盛花期、果實膨大期、勝果期、秋果生長期和秋果采收期各1次。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，距滴灌帶距離為10 cm。

1.3 測定項目及方法

(1)葉片光合生理參數：于2015年 8月30 日8∶00-18∶00，利用北京力高泰科技有限公司生產的LI-6400手持式光合作用測量系統，每2 h測定一次，每個處理測定3個重復，每個重復待穩定后讀取10個數據。該系統能在短時間內同步獲得活體葉片的光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(InTCO2)等一系列生理生態參數。

(2)葉片水分利用效率：凈光和速率和蒸騰速率之間的比值。

(3)灌溉水分利用效率：作物產量和灌水量的比值。

(4)產量：枸杞夏果于2015年7月8日第一次采樣，以后每間隔8d采樣一次，于8月23日截止。每個小區選擇3株枸杞，采摘稱重，統計計算每種處理的理論產量(鮮重)。

2 試驗結果與分析

2.1 不同灌溉定額對枸杞光合特性的影響

從圖1可以看出，各處理枸杞凈光合速率(Pn)呈雙峰曲線變化，出現光合午休現象，在10∶00出現了第一個峰值，分別為23.16、26.21、24.43、27.55 μmol/(m2·s)，并于16∶00出現了第二個峰值。各處理上午的凈光和速率明顯大于下午，這主要是由于經過上午的光合作用后，葉片中的光和產物積累而發生反饋抑制的原因[5]。光和速率以處理W4最高，處理W3次之，處理W1最低，表明枸杞的凈光和速率與灌水量呈正相關關系。

Tr與Pn有相似的變化趨勢，處理W1、W2、W3、W4呈雙峰曲線變化趨勢，第一峰值出現在10∶00左右，分別為6.58、8.35、8.47、8.7 mmol/(m2·s)，并于16：00出現了第二個峰值。日平均蒸騰速率日變化大小為W1

各處理胞間CO2濃度變化規律一致，在14∶00前呈下降的趨勢，14∶00以后開始上升。胞間CO2濃度以處理W1最高，處理W2次之，處理W4最低，表明胞間CO2濃度隨著灌水量的增加而降低。

綜上，隨著灌水量的增加，枸杞凈光合速率與蒸騰速率增加，而胞間CO2濃度隨之減少。

圖1 各處理下葉片光和特性的日變化

圖2 不同灌水處理枸杞葉片LWUE的日變化

2.2 不同灌溉定額對葉片水分利用效率的影響

植物葉片水分利用效率(LWUE)是衡量植物水分消耗與物質生產之間關系的重要綜合指標，可通過公式LWUE=Pn/Tr求得，其中Pn和Tn分別為葉片的光和速率和蒸騰速率[7]。不同灌水處理下的LWUE變化趨勢一致，即都有一個由低到高，在到低的變化過程(圖2)。不同處理LWUE峰值出現的時間均在12∶00左右，其值在8∶00～10∶00之間變化不大，它們間的差異很小，而14∶00以后處理W4的LWUE明顯高于其他處理。從各處理的LWUE日均值可以看出，處理W4最高，為3.64 μmol/mmol，處理W1次之，為3.39 μmol/mmol，處理W2最低，為2.94 μmol/mmol。

2.3 不同灌水處理對滴灌枸杞產量和灌溉水分利用效率的影響

不同處理下，滴灌枸杞的產量和灌溉水分利用效率如表2。從表2可看出，處理W1產量最低，與其他處理相差10.26%以上；處理W4灌溉水分利用效率最低，與其他處理相差12.26%以上。綜合考慮枸杞產量和灌溉水分利用效率，處理W2產量和灌溉水分利用效率最高，可實現水分利用的高產高效，達到節水灌溉的目的，該處理全生育期內(2015年4-10月)灌溉定額為1 620 m3/hm2，生育期內灌水6次。

表2 不同處理下滴灌枸杞的產量、灌溉水分利用效率

3 討論與結論

3.1 討 論

本試驗是在大田條件下，通過控制玉米不同生育期灌水量從而控制土壤含水量，測定玉米的光和參數及產量對玉米不同程度水分虧缺的響應。但測定不同水分條件下玉米的光和參數時均在同一天測定，未考慮到由于水分虧缺造成的作物生育期延遲，且外界環境對其準確性有很大干擾[7]。因此，在試驗設計時，如何選擇適宜的灌溉定額指標、如何排除因滴灌引起鹽分積累的影響等，這些問題均需要改善，從而進一步完善節水灌溉理論基礎。

3.2 結 論

本文依托在寧夏中部干旱帶同心縣設立的試驗區，設置4個不同灌溉定額處理水平，在滴灌條件下進行枸杞灌溉試驗，依據不同灌水處理下的枸杞光合特性、水分利用效率及產量水平等，研究提出滴灌枸杞合理的灌溉參數，主要結論如下：

(1)凈光和速率以處理W4最高，處理W3次之，處理W1最低。隨著灌水量的增加，枸杞凈光合速率與蒸騰速率增加，而胞間CO2濃度隨之減少。

(2)從各處理的LWUE日均值可以得出，處理W4最高，處理W1次之，處理W2最低。

(3)綜合作物產量和灌溉水分利用效率，滴灌枸杞以1 620 m3/hm2(W2處理)為節水高效的灌溉定額。

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