不同水分處理對北疆枸杞植株生長與產量的影響

加孜拉, 蘇里坦, 白云崗

(1.新疆水利水電科學研究院, 新疆 烏魯木齊 830049; 2.中國科學院新疆生態與地理研究所, 荒漠與綠洲生態國家重點實驗室, 新疆 烏魯木齊 830011)

枸杞(Lyciumbarbarum)是一種多年生的落葉小灌木[1]，在中國西部地區較大面積種植，多生長在陽光充足，溫度較低，冷涼濕潤且肥沃的土壤中。枸杞具有很多優良的抗性。例如，抗嚴寒、抗旱、抗堿等，作為首選的經濟作物種植于西北干旱及半干旱地區[2-3]。新疆維吾爾自治區枸杞主要栽培于北疆，其中博爾塔拉蒙古自治州的精河縣是新疆人工種植枸杞最早、面積最大、連片最集中地方。枸杞大面積種植推動了精河縣經濟發展，同時由于水資源緊缺，一定程度上限制了枸杞種植面積的擴大，合理的的灌溉和施肥措施成了解決問的關鍵。滴灌技術能夠適時適量地進行灌溉，使作物近根區保持較高濕度和合適的養分，可有效提高作物產量[4-9]。因此，針對干旱半干旱地區經濟增長的需求，為提高枸杞產量，增加農民收入，研究枸杞節水高效栽培技術顯得尤為重要。

前人對枸杞進行了大量研究，趙琴[10]在寧夏研究了氣溫升高與干旱脅迫對寧夏枸杞生長與果實品質的影響，結果表明干旱脅迫降低了寧夏枸杞地徑、苗高、新梢長、新稍粗、葉鮮重、葉干重和葉面積，氣溫升高加劇了干旱脅迫對枸杞生長的影響。馬旭等[11]在寧夏研究了不同灌溉定額對枸杞生長和產量的影響，結果表明枸杞產量隨著灌水量的增加而增產，繼續增加灌水量產量降低，過多的灌水不利于枸杞生長。鄭艷軍等[12]在寧夏中部干旱區研究了不同灌水處理對枸杞產量和品質的影響，結果表明，枸杞產量均隨灌溉定額增大而減小，覆膜滴灌條件下有利于保持土壤水分，有效節約水資源，并提出了寧夏中部干旱區適宜灌溉制度。趙彥波等[13]在寧夏在研究了不同種植模式下灌溉定額對枸杞生長指標與產量的影響，結果表明枸杞生長指標和產量隨灌溉定額有增大而增大的趨勢，但過度增加灌溉定額反而會影響產量。杜宇旭等[14]在寧夏進行了覆膜滴灌下枸杞耗水規律研究，結果表明枸杞覆膜滴灌生育期內耗水量相比傳統畦灌平均減少了34%，生育期內灌溉定額相比傳統畦灌平均節約了52%。徐利崗等[15]在寧夏進行了干旱區枸杞滴灌灌溉制度試驗研究，結果表明隨灌水量的增加枸杞地徑及株高隨之增加，而冠幅的變化規律性不強，并提出了適宜的灌溉制度。張繼林[16]在研究了虧缺灌溉對枸杞水分利用效率和果實品質的影響，結果表明，枸杞各生長階段的耗水量隨之灌水量的增加而增加，隨著虧缺程度的加重，枝條生長速率緩慢，葉綠素含量降低。吳秀玲等[17]在寧夏研究了水分調控對寧夏枸杞光合特性及產量的影響，研究表明隨著灌水量的增加，枸杞凈光合速率與蒸騰速率增加，灌水量在一定范圍內可增產。董世德等[18]在寧夏研究了不同微灌形式對土壤水肥分布和枸杞產量的影響，地表滴灌方式下水肥耦合最好，枸杞生長狀況和產量最佳。常少剛等[19]在寧夏研究了不同灌溉量對枸杞生長發育及產量和品質的影響分析，結果表明灌溉量為2 850 m3/hm2時即可保證枸杞正常，又可以促進枸杞優質高產，同時實現了節水增效的目的。萬書勤等[20]在青海對柴達木地區滴灌水—鹽—肥綜合調控對枸杞生長和水肥利用的影響，結果表明隨著施肥比例的增加，枸杞的株高、莖粗、冠幅增長率及干鮮果產量先增加再降低，滴灌高頻施肥灌溉有利于提高枸杞的產量、灌溉水利用效率和肥料利用率。鄭國保等[21]在寧夏研究了不同灌水量對干旱區枸杞水分利用效率及產量和品質的影響，結果表明增加灌水量，枸杞各生長階段的耗水量增加，并提出了適宜的灌水量。

前人對枸杞灌溉的研究都集中在寧夏等地區，新疆枸杞灌溉制度方面的研究甚少。因此，本試驗以不同分水分處理對枸杞生長發育、果實產量的影響，討論和對比灌水對枸杞的生長發育情況的影響，最終找出適宜北疆枸杞栽培的適宜灌溉制度，以期為該地區今后枸杞灌溉提供科學的依據。

1 研究區概況及方法

1.1 研究區概況與試驗方法

試驗于2019年3—11月在新疆維吾爾自治區博爾塔拉州精河縣內(46°25′30″N，90°04′01″E)，試驗區屬于大陸性北溫帶干旱氣候，空氣干燥，風勢較大，年降雨量小，蒸發量大。極端最低氣溫為-53 ℃，最高達36.5 ℃。多年均降水量161 mm，多年平均蒸發量約為1 624 mm，無霜期平均為103 d。試驗區地下水埋深大于5 m，土壤質地為黏壤土，0—60 cm土層平均干容重1.36 g/cm3，田間持水率為26%。

供試作物為精枸1號，播種株距為1 m，行距為1.8 m。試驗采用單翼迷宮式滴灌帶，滴頭間距為30 cm，滴頭設計流量3.2 L/h，采用1行2管模式。灌溉水源為井水，采用水泵供水和水表計量，采用施肥罐進行施肥，試驗點土壤肥力狀況詳見表1。

表1 試驗點土壤肥力狀況

試驗設6個不同灌溉定額處理，灌水次數為10次，6個不同灌水定額額分別為3 300，4 200，5 100，6 000，6 900，7 800 m3/hm2，設一個對照CK處理灌溉定額為6 000 m3/hm2，灌水7次(表2)。

表2 枸杞試驗地淺埋式滴灌試驗設計

1.2 數據獲取方法

記錄枸杞各生育期物候期，在枸杞各生育期選擇長勢基本相同的3株枸杞測定株高、莖粗，冠幅，分別用鋼尺，游標卡尺測量所選枸杞的株高，莖粗。定株測定枸杞產量。使用SPSS 15.0和Excel軟件對試驗數據進行整理與分析。

2 結果與分析

2.1 枸杞生育期劃分

枸杞為茄科枸杞屬多年生落葉灌木。中醫用枸杞的果實和根入藥。枸杞是種國重要的植物資源之一，是栽培歷史久、適應范圍廣、經濟效益大的一種木本經濟作物。

物候期反映植物在氣候方面的適應性(表3)。試驗區枸杞年齡為5 a，氣溫上升土壤解凍后經過一個緩苗的過程，4月中旬萌芽，5月上旬開始展葉，5月下旬春梢開始生長，春梢生長一直延續到7月上旬，7月上旬達到新梢旺盛期。6月上旬枸杞開始現蕾開花，6月下旬開始結果，7月上旬頭茬果成熟，7月中旬至8月中旬夏果成熟，8月下旬到月下旬秋梢生長，10月上旬開始落葉，11月上旬進入休眠期。

表3 試驗區枸杞物候期

2.2 不同水分處理對枸杞株高的影響

株高的增長與培育穩定豐產型樹形密切相關，只有達到一定的株高才能促使枸杞側的生長。表4為不同水分處理對枸杞株高的影響結果。

由表4可知，各處理枸杞整個生育期株高變化趨勢基本相同，春梢生長期和開花期株高急劇增長，結果期株高增長相對緩慢。不同水分處理對枸杞株高有不同的影響。在不同水分情況下，枸杞株高隨著灌水量的增加而增加，枸杞株高年增長量表現為：W6>W5>W4>W3>W2>W1，W6處理株高最大，W1處理株高最小，株高年增長量分別為為61.4 cm和32.7 cm。

表4 不同水分處理對北疆枸杞株高的影響

圖1為不同對灌水次數對枸杞株高的影響結果。從圖1可看出，不同灌水次數下，枸杞株高變化趨勢大體相同，都具有：展葉期至結果期急劇增長，結果期株高增長相對緩慢。整個生育期灌水10次處理株高普遍高于灌水7次處理，株高年增長量分別為49.6 cm和37.1 cm，灌水10次處理株高比灌水7次處理株高11%。

圖1 不同灌水次數對北疆枸杞株高的影響

2.3 不同水分處理對枸杞莖粗的影響

莖粗是衡量枸杞生長情況的重要指標之一，當枸杞根系周圍水分充足時枸杞莖粗加大，不足時莖粗減小，水分影響著枸杞各個器官的生長，因此合理調節水分對于枸杞生長有著不可或缺的影響。表5為不同水分處理對枸杞莖粗變化的影響結果。

表5 不同水分處理對北疆枸杞莖粗的影響

由表5可知，各處理枸杞莖粗變化趨勢大體相同，都具有：展葉期至春梢生長期莖粗增長緩慢，結果期株高增長相對緩慢。春梢生長期和開花期枸杞莖粗生長旺盛，到了結果期莖粗增長緩慢。不同水分處理對枸杞莖粗有不同的影響。在不同水分情況下，枸杞莖粗年凈增長量，隨著灌水量的增加而增加，當灌水量增大到一定程度時莖粗增幅變小，枸杞莖粗凈增長量大小表現為：W4>W3>W5>W6>W2>W1，W4處理莖粗凈增長量高于其他處理，為1.39 cm，W1處理莖粗凈增長量最小，為0.61 cm。

圖2為不同對灌水次數對枸杞莖粗的影響。從圖2可看出，不同灌水次數下，枸杞株高變化趨勢大體相同，都具有：展葉期莖粗增長緩慢，春梢期至現蕾期莖粗急劇增長，結果期莖粗增長緩慢。整個生育期灌水10次處理莖粗普遍高于灌水7次處理，莖粗年凈增長量分別為1.39 cm和0.84 cm，灌水10次處理莖粗凈增長量比灌水7次處理莖粗凈增長量高39%。

圖2 不同灌水次數對北疆枸杞莖粗的影響

2.4 不同水分處理對枸杞冠幅的影響

冠幅是衡量作物長勢的重要指標，合理調控水分有利于冠幅增長，直接影響枸杞產量的高低。表6為不同水分處理對枸杞冠幅大小的影響。從表6可看出，各處理枸杞冠幅大小變化趨勢大體相同，都具有：春梢生長期冠幅增生長旺盛，結果期后冠幅增長緩慢。不同水分處理對枸杞冠幅大小有不同的影響。在不同水分情況下，枸杞冠幅年凈增長量，隨著灌水量的增加而增加，枸杞冠幅凈增長量大小表現為：W6>W5>W4>W3>W2>W1，W6處理莖粗凈增長量高于其他處理，為63 cm，W1處理莖粗凈增長量最小，為38 cm。

表6 不同水分處理對北疆枸杞冠幅的影響

圖3為不同對灌水次數對枸杞冠幅的影響結果。從圖3可看出，不同灌水次數下，枸杞株高變化趨勢大體相同，都具有展葉期莖粗增長緩慢，春梢期至開花期冠幅急劇增長，結果后冠幅增長緩慢。整個生育期灌水10次處理冠幅大小普遍大于灌水7次處理，冠幅年凈增長量分別為為57 cm和48 m，灌水10次處理冠幅凈增長量比灌水7次處理莖粗凈增長量大19%。

圖3 不同灌水次數對北疆枸杞冠幅的影響

2.5 不同水分處理枸杞耗水規律分析

表7為枸杞不同水分處理各生育期階段耗水量。因枸杞是無限花絮灌木，在枸杞生育期中枝條會不斷地開花和結果。由表7可知，枸杞生育前期研究區氣溫較低，枸杞生長緩慢，則需水量就小。隨著春梢的生長，枸杞需水量也逐步增加，到了開花期—結果期是枸杞需水達到高峰，即結果期是枸杞需水臨界期，結果期需水強度也達到最大值。枸杞各生育階段耗水強度表現為：結果期>開花期>春梢生長期>秋梢生長期>萌芽—展葉期，各處理結果期耗水量最大，占總耗水量的38.8%～41.2%。

表7 不同水分處理下北疆枸杞各生育階段耗水量

2.6 枸杞耗水量與產量、水分利用效率的關系

作物耗水量與產量之間的關系是確定合理灌溉定額，優化灌溉制度的重要基礎。圖4為本次試驗枸杞耗水量與產量的關系。從圖4可知，枸杞耗水量與產量的關系呈二次拋物線關系，并且具有很好的線性回歸相關性(R2=0.975 1)，枸杞產量隨之耗水量的增加而增加，當耗水量增加到一定程度時，產量反而降低。W1，W2處理產量和耗水量都低于其他處理，說明過低的耗水量不利于產量的形成。W6處理耗水量最大，但產量卻不是最高，耗水量為828.1 mm，產量為12 420 kg/hm2，比產量最高的處理W4低1 780 kg/hm2，說明耗水量過高也不利于產量的形成。枸杞的產量與耗水量之間的曲線擬合模型為：

圖4 北疆枸杞滴灌耗水量與產量的關系

y=-0.072 6x2+101x-21 396 (R2=0.975 1)

(1)

模型求得：當枸杞耗水量為663 mm時，所對應的產量最高，為13 920 kg/hm2。

水分利用效率WUE是指作物消耗單位水分所生產的同化物質的量，提高作物水分利用效率可以降低獲得一定產量的需水量，從而達到節水的目的。圖5為枸杞耗水量與水分利用效率、產量的關系圖。從圖5可以看出，枸杞水分利用效率WUE與枸杞生育期內耗水量之間的關系呈二次拋物線關系，并且也具有很好的線性回歸相關性(R2=0.98)。枸杞水分利用效率隨之耗水量的增加而增加，當耗水量增加到一定程度時，水分利用效率反而降低。此次試驗W3處理的水分利用率(WUE)最高，為1.45 kg/mm，W6處理的WUE最低，僅為0.9 kg/mm。枸杞的水分利用效率WUE與耗水量之間的曲線擬合模型為：

圖5 北疆枸杞滴灌耗水量與水分利用效率、產量的關系

y=-6E-06x2+0.007 3x-0.619 8

(R2=0.981 2)

(2)

由模型求得：當枸杞耗水量為552 mm時，所對應的水分利用效率最高，達1.58 kg/mm，對應的枸杞產量為12 420 kg/hm2。

從本次試驗結果(表8)來分析，當耗水量583 mm增加到676 mm時，枸杞產量從12 703.5 kg/hm2提高到14 200.5 kg/hm2，枸杞產量提高了1 497 kg/hm2，與此同時，枸杞水分利用效率從1.45 kg/mm減少到1.46 kg/mm，水分利用效率WUE并沒有發生明顯的降低。

表8 北疆枸杞不同水分處理產量

3 討 論

枸杞的株高、莖粗和冠幅等指標是衡量枸杞植株生長發育的重要指標，在枸杞的生育期內株高、莖粗和冠幅大小可以說明枸杞植株的營養好壞，枸杞生長狀況良好是保證枸杞產量的前提。本文通過不同灌水量對枸杞生長的影響研究表明，不同灌水量處理枸杞長勢表現不同，隨著灌溉量的增加，枸杞株高、幅寬和莖粗表現為增加趨勢。枸杞耗水量與產量、耗水量與水分利用效率WUE的關系均呈二次拋物線關系。從節水和高產的角度考慮，認為枸杞最優耗水量在580～670 mm間時，枸杞達到最高產量。

試驗中枸杞只考慮了灌溉定額對枸杞生理生長和產量的影響，沒有考滴灌條件下土壤養分對枸杞生長量與產量的影響。同時，關于枸杞生長指標與產量之間具體存在哪種確切的關系等目前研究的還不夠清晰，需在接下來的研究工作中深入研究。

4 結 論

(1) 枸杞株高隨著滴灌灌水量的增加而增加，枸杞株高年增長量表現為：W6>W5>W4>W3>W2>W1，隨著灌水量的增加而增加。

(2) 枸杞莖粗年凈增長量，隨著滴灌灌水量的增加而增加，當灌水量增大到一定程度時莖粗增幅變小。

(3) 滴灌方式下枸杞各生育階段耗水強度表現為：結果期>開花期>春梢生長期>秋梢生長期>萌芽—展葉期；枸杞耗水量與產量、耗水量與水分利用效率WUE的關系均呈二次拋物線關系。

(4) 從節水和高產的角度考慮，認為枸杞最優耗水量在580～670 mm間，即灌溉定額360～400 m3/hm2時，產量和水分利用效率達到最優組合。因此，本文推薦北疆地區枸杞適宜灌溉制度為：枸杞全生育期滴灌定額為5 700 m3/hm2，每次灌水定額為570 m3/hm2，灌水次數為10次，萌芽期—展葉期灌水1次，春梢生長期灌水2次，現蕾—開花期灌水1次，結果期灌水4次，秋梢生長期灌水2次。