枸杞精準(zhǔn)滴灌效益及土壤水分動態(tài)變化對比

李鋒 劉曉彤 羅健航 趙營 王海廷 張學(xué)軍

摘要：以寧杞7號為指示品種，研究了滴灌對枸杞園土壤水分動態(tài)變化規(guī)律的影響，以及不同水肥處理對枸杞產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，2種水肥處理下土壤水分動態(tài)變化規(guī)律具有一致性，土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，滴灌量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2處理（常規(guī)滴灌區(qū)）的土壤水分變化范圍為15%～35%;滴灌量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2處理（精準(zhǔn)滴灌區(qū)）的土壤水分變化范圍在5%～20%，常規(guī)滴灌土壤水分明顯高于精準(zhǔn)滴灌區(qū)。精準(zhǔn)滴灌較常規(guī)滴灌增產(chǎn)13.3%，節(jié)本增效3.12萬元/hm2。

關(guān)鍵詞：枸杞;滴灌;土壤水分;動態(tài)變化

中圖分類號：S567.1 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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

土壤環(huán)境與作物的生長息息相關(guān)[1 - 3 ]，土壤水分、溫度等環(huán)境因子是干旱區(qū)作物生存和發(fā)展的主要限制因子[4 - 5 ]。遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)是實時反映環(huán)境因子的先進(jìn)手段。隨著精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們對農(nóng)產(chǎn)品安全越來越重視，實時取得農(nóng)田信息、農(nóng)田土壤因子變得更加重要[6 ]。土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)可對土壤溫濕度、含水率等參數(shù)進(jìn)行在線實時監(jiān)測，將這些參數(shù)應(yīng)用于節(jié)水滴灌，有助于對農(nóng)田水分管理工作按照科學(xué)的方案進(jìn)行。傳統(tǒng)的土壤墑情信息監(jiān)測手段，方法單一，且耗費人力，不能實時連續(xù)在線監(jiān)測[7 ]。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)為土壤信息的實時獲取提供了準(zhǔn)確有效的手段，不受時空限制，可進(jìn)行實時監(jiān)測，獲得數(shù)據(jù)的精確度和效率大大提高[8 ]。枸杞是寧夏主要優(yōu)勢作物之一，枸杞土壤環(huán)境因子的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對限制枸杞生長的主要環(huán)境因子的調(diào)控有重要作用[9 ]。在寧夏引黃灌區(qū)對枸杞園土壤水分、溫度等環(huán)境因子實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上調(diào)控枸杞水肥的研究較少。我們以枸杞品種寧杞7號為指示品種，設(shè)置精準(zhǔn)滴灌和常規(guī)滴灌兩個水肥處理，研究了滴灌對枸杞園土壤水分的動態(tài)變化規(guī)律的影響，以期為寧夏枸杞滴灌區(qū)水肥管理提供技術(shù)支撐。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 試驗區(qū)概況

試驗在寧夏中寧縣恩和鎮(zhèn)大地生態(tài)有限公司枸杞基地（37° 29′ 39″ E、105° 46′ 03″N）進(jìn)行，年平均氣溫9.5 ℃，年平均日照時數(shù)2 979.9 h，年平均降水量209 mm，地貌平坦，土層厚，土壤類型為砂質(zhì)土。供試期間5 — 8月份共降水17次，平均降水量為5.6 mm，最大降水量為27.5 mm。試驗布設(shè)氣象站1套。

1.2 ? 供試材料

指示枸杞品種為寧杞7號，樹齡3 a。

1.3 ? 試驗方法

試驗共設(shè)2個處理，分別為精準(zhǔn)滴灌（PI）與常規(guī)滴灌（CI）。精準(zhǔn)滴灌總量232.4 mm，施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2，控灌面積為1.14 hm2。常規(guī)滴灌總量262.4 mm，施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2，控灌面積為3.58 hm2。處理PI比處理CI滴灌量、施肥量總量分別減少15%、63.5%。肥料分別為尿素（含N 46%）、磷酸銨（含N 12.0%、P2O5 61.0%）、硫酸鉀（含K2O 52.0%）。每處理分別布設(shè)無線土壤水分監(jiān)測設(shè)備1套，每套監(jiān)測設(shè)備分別在20 cm和50 cm各埋設(shè)1個土壤水分傳感器。試驗于5月上旬至7月下旬在枸杞的關(guān)鍵物候期（現(xiàn)蕾-開花期至夏果期）進(jìn)行。行株距3 m×1 m，栽植密度 ?3 300株/hm2，其余管理同大田。具體水肥管理見表1。

1.4 ? 數(shù)據(jù)采集與測定

1.4.1 ? ?數(shù)據(jù)采集設(shè)備 ? ?引進(jìn)國外先進(jìn)的水肥一體化智能裝備，包括CaiposWeb物聯(lián)網(wǎng)中央數(shù)據(jù)平臺、IrriWave物聯(lián)網(wǎng)無線自動滴灌控制器、CaipoWave+物聯(lián)網(wǎng)無線控制節(jié)點電磁閥及環(huán)境監(jiān)測設(shè)備。

1.4.2 ? ?數(shù)據(jù)監(jiān)測指標(biāo) ? ?監(jiān)測的數(shù)據(jù)有降水量、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽輻射、空氣溫濕度、氣壓和土壤水分。

1.4.3 ? ?枸杞產(chǎn)量測定 ? ?在枸杞采摘期選取長勢均勻的枸杞觀測樣株，共計20株。枸杞夏果期對觀測樣株單獨采摘，將每次采摘量相加，按照1∶4.5 kg折成干果產(chǎn)量。

1.5 ? 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用 Excel 軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 土壤水分動態(tài)變化規(guī)律

由圖1、2可知，土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，處理CI土壤水分變化范圍為15%～ 35%，處理PI土壤水分變化范圍在5%～ 20%，處理CI各土層土壤水分高于處理PI，土壤含水量主要隨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趨勢，5月14日20 cm土層土壤水分明顯增加，而50 cm土層土壤水分基本沒有發(fā)生變化，這主要是因為氣候干燥土壤含水量低，再加上枸杞處在營養(yǎng)生長期間需要大量水分所致。7月22日以后枸杞的生長主要消耗土壤中的水分，降水對土壤水分的補(bǔ)充較少，土壤含水量隨時間的推移呈下降的趨勢。處理CI灌水量較大，灌水前后土壤含水量變化幅度較大，深層滲漏較大;處理PI土壤含水量的變化相對比較平穩(wěn)，灌水前后變化幅度較小，說明232.4 mm的滴灌量可滿足枸杞生長階段對水分的需要。

2.2 ? 枸杞產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

由表2可以看出，處理PI較處理CI產(chǎn)量高，增產(chǎn)率為13.3%，節(jié)本增效3.12萬元/ hm2。即處理PI在節(jié)水14.9%、節(jié)肥63.5%的基礎(chǔ)上產(chǎn)量沒有降低，產(chǎn)值有所增加。

3   結(jié)論與討論

土壤水分含量主要受滴灌量的影響較大，常規(guī)滴灌總量262.4 mm+施N 325.6 kg/hm2、P2O5 316.2 kg/hm2、K2O 300.0 kg/hm2處理的土壤水分變化范圍為15%～ 35%;精準(zhǔn)滴灌總量232.4 mm+施N 178.2 kg/hm2、P2O5 105.4 kg/hm2、K2O 60.4 kg/hm2處理土壤水分變化范圍在5%～20%，前者土層土壤水分明顯高于后者，即土壤含水量主要隨灌水量的增大而增大。適當(dāng)?shù)乃士梢蕴岣哞坭疆a(chǎn)量，過量或過低的水肥都不利于枸杞的生長[12 - 14 ]。在試驗設(shè)置的水肥管理范圍內(nèi)，精準(zhǔn)滴灌處理在節(jié)水14.9%、節(jié)肥63.5%的基礎(chǔ)上較常規(guī)滴灌處理產(chǎn)量高，增產(chǎn)率為13.3%，節(jié)本增效3.12萬元/hm2。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張 ? 浩，王新平，張亞峰，等. ?干旱荒漠區(qū)不同生活型植物生長對降雨量變化的響應(yīng)[J]. ?生態(tài)學(xué)雜志，2015，34（7）：1847-1853.

[2] 蘇春杰. ?溫室環(huán)境多因子耦合對番茄生長調(diào)控效應(yīng)研究及模型構(gòu)建[D]. ?楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018.

[3] 劉志奇. ?作物生長可控環(huán)境優(yōu)化控制方法的研究[D]. ?天津：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，2016.

[4] 李新樂，吳 ? 波，張建平，等. ?白刺沙包淺層土壤水分動態(tài)及其對不同降雨量的響應(yīng)[J]. ?生態(tài)學(xué)報，2019，39（15）：1-8.

[5] 袁 ? 孟. 喀斯特地區(qū)土壤溫度和水分特征研究[D]. ?昆明：云南師范大學(xué)，2015.

[6] 蔡紹堂，麻碩琪，樂英高，等. ?一種農(nóng)田環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法[J]. ?四川理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，31（2）：69-74.

[7] 張緒利. 土壤墑情信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D]. ?西安：西安科技大學(xué)，2015.

[8] 馬 ? 力，王 ? 輝，楊林章，等. ?基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的土壤溫度水分遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建和運行[J]. ?土壤，2014，46（3）：526-533.

[9] ?張源沛，鄭國保，孔德杰，等. ?不同灌水量對枸杞土壤水分動態(tài)及蒸散耗水規(guī)律的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（31）：64-67.

[10] 黃仲冬. ?農(nóng)田土壤水分動態(tài)與滴灌需水量隨機(jī)模擬[D]. ?北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2016.

[11] 趙 ? 靜，師尚禮，齊廣平，等. ?滴灌量對土壤水分和苜蓿生長的影響[J]. ?山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（7）：48-52.

[12] 劉高軍. ?施氮對小麥、多花黑麥草生長特性及土壤硝態(tài)氮的影響[D]. ?蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[13] 王秉龍，羅世武，炎寬將，等. ?氮磷鉀配施水平對飼用甜高粱產(chǎn)量的影響[J]. ?甘肅農(nóng)業(yè)科技，2010（12）：12-14.

[14]申培增，關(guān)參政，張乾元. ?萘乙酸對溫床枸杞插穗促根效果的影響[J]. ?甘肅農(nóng)業(yè)科技，2018（9）：1-3.

（本文責(zé)編：楊 ? ?杰）