節(jié)水灌溉和施肥技術(shù)在棗樹中的應(yīng)用

許春娟，賈生海，趙 霞，白有帥，曹 睿

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

紅棗不僅是我國(guó)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是經(jīng)濟(jì)林果業(yè)中最具價(jià)值的一種。紅棗不僅可以直接食用也有大量的藥用成分[1]，隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，紅棗的需求量會(huì)不斷增加[2]。棗樹適應(yīng)性強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益極高[3]，因此棗樹的廣泛種植具有實(shí)際意義。我國(guó)可以種植紅棗的地區(qū)比較多，實(shí)現(xiàn)紅棗的大面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種植需要標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和田間高效管理。目前棗樹方面的研究相對(duì)較多，但近幾年存在片面追求產(chǎn)量和濫用肥料造成棗果品質(zhì)差和生態(tài)污染嚴(yán)重的現(xiàn)象[4]，再加上水資源短缺，農(nóng)業(yè)用水矛盾突出，使得棗樹的經(jīng)濟(jì)效益低導(dǎo)致棗農(nóng)的積極性不高，有棄種荒園的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的灌水施肥技術(shù)已經(jīng)不能滿足節(jié)水增產(chǎn)的要求，因此在保證經(jīng)濟(jì)林果業(yè)正常發(fā)展的同時(shí)，提倡更高效的節(jié)水灌溉施肥技術(shù)極具價(jià)值。

1 棗樹的特點(diǎn)

棗樹(Ziziphus jujuba)屬于抗旱耐瘠的經(jīng)濟(jì)林樹種，原產(chǎn)于我國(guó)黃河流域[5]，至今已有8000多年的歷史，種類達(dá)800多種[2- 3]，產(chǎn)量占全球的90%左右，至2018年種植面積達(dá)331萬hm2，產(chǎn)量達(dá)736萬t[6]。常見的有駿棗、沙棗、灰棗、大圓棗、梨棗、石樓木棗等。棗樹具有長(zhǎng)勢(shì)快、栽培簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，休眠期能承受-33.8℃的低溫[7]，防風(fēng)、固沙和減輕干熱風(fēng)、凈化空氣、調(diào)節(jié)氣候、改良土壤的積極作用。在我國(guó)西北荒漠地帶，棗樹是首選的優(yōu)良樹種，被譽(yù)為“鐵桿莊稼”[8]，其棗果營(yíng)養(yǎng)豐富被列為百果之首，可藥用也可直接食用，有“天然維生素丸”和“一日食三棗，一輩不顯老”之說[9]。棗樹具有適應(yīng)性很強(qiáng)、抗寒、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，但不耐鹽堿，種植時(shí)要注意避開鹽堿地，土壤溫度表層以下5cm處的溫度要達(dá)到12℃以上[10]，地勢(shì)開闊平坦避開低洼地，水源和供水條件充足。通氣性良好的沙土壤、膠沙混合的土壤最好，以開溝的方式種植紅棗樹要保證光照充足，南北向比較適宜[11]。棗樹種植時(shí)的選址、品種選擇、施肥、種植、幼苗質(zhì)量選擇、定值、灌水、園地翻耕、修剪、除草松土、病蟲害防治、果實(shí)管理問題等都值得重視[2]。

2 根系生長(zhǎng)分布規(guī)律

棗樹通過根系吸收水分和養(yǎng)分，土壤水分和養(yǎng)分是棗樹根系生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵，直接影響棗果的產(chǎn)量和品質(zhì)[12]。改變土壤水分狀況可以調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)[13]，并提升棗果產(chǎn)量及質(zhì)量[3]。棗樹的水平根具有向四周延伸生長(zhǎng)的能力，主要分布在15～35cm的土層中，50cm以下基本沒有水平根，垂直根較少卻深，主要分布在1～3m土層中，最深可達(dá)5～6m，這是棗樹抗風(fēng)沙、耐瘠薄和適應(yīng)能力強(qiáng)的根本[14]。棗樹根系集中分布的區(qū)域是水平0～50cm左右，垂直10～40cm左右土層[15]。孫三民等[16]采用環(huán)狀壕溝分層挖掘法對(duì)地表滴灌和間接地下滴灌條件下的棗樹根系分布進(jìn)行探究，得出間接滴灌下棗樹根系呈現(xiàn)深根型生長(zhǎng)趨勢(shì)，而地表滴灌下呈現(xiàn)寬淺型生長(zhǎng)。不同灌溉技術(shù)所能達(dá)到的灌溉深度的不同對(duì)棗樹根系的密度、根長(zhǎng)生長(zhǎng)分布范圍有較大的影響。傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)下，棗樹根系分布較淺，主要在表層區(qū)域；間接地下滴灌技術(shù)下，隨著灌溉深度的增加，根系的生長(zhǎng)分布由寬淺型向深根型發(fā)展[17]。因此棗樹主要根系分布范圍的研究結(jié)論有所不同。

3 不同灌溉方式和施肥方式

3.1 節(jié)水灌溉方式在棗樹中的應(yīng)用

棗果產(chǎn)量和品質(zhì)是評(píng)價(jià)棗樹的重要指標(biāo)，影響棗果產(chǎn)量和品質(zhì)的因素除了土壤本身外還有水和肥，而在提倡節(jié)水減肥的同時(shí)適時(shí)適量地滿足棗樹的生長(zhǎng)是關(guān)鍵所在。針對(duì)這一問題，學(xué)者們不斷進(jìn)行新的探索和改進(jìn)，傳統(tǒng)的大水漫灌、地面灌等灌溉技術(shù)逐漸被淘汰，新型節(jié)水灌溉技術(shù)逐漸被重視起來。我國(guó)紅棗的種植以新疆、河北、山西、陜西、山東為主要地區(qū)，占81.6%[18]。阿克蘇地區(qū)作為新疆紅棗的主產(chǎn)區(qū)，紅棗面積約714萬畝，大都以傳統(tǒng)的大水漫灌、溝灌、滴灌幼樹為主，灌溉定額達(dá)15000m3/hm2，造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)[19]。近年來學(xué)者們不斷探索將新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)運(yùn)用在林果業(yè)中取得了一些成果。

間接地下滴灌技術(shù)、砂管灌[20]和地下灌溉技術(shù)(地下滲灌[21]、涌泉根灌[22]、垂直線源灌[23]、井式灌溉[24])等高效的節(jié)水灌溉技術(shù)逐漸在林果業(yè)中應(yīng)用研究。徐镕[25]通過間接地下滴灌技術(shù)對(duì)駿棗進(jìn)行不同灌水量處理的試驗(yàn)中得出供水14L/棵是最適宜的灌水量。孫三民等[26]對(duì)駿棗進(jìn)行了間接地下滴灌和普通地表滴灌的對(duì)比，得出間接地下滴灌下棗果的生長(zhǎng)量、單果重明顯優(yōu)于地表滴灌，且間接地下滴灌技術(shù)還具有改善果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。間接地下滴灌的灌溉深度為27～35cm，比較適宜南疆區(qū)幼齡棗樹[16]。馬雁[27]在民勤地區(qū)進(jìn)行了砂管灌與普通地表滴灌對(duì)駿棗產(chǎn)量和品質(zhì)特性影響的試驗(yàn)，得出砂管灌條件下棗樹的各指標(biāo)均高于地表滴灌。地下滲灌技術(shù)和地面滴灌、管灌相比有增加棗樹坐果率的顯著優(yōu)勢(shì)，棗樹的主根集中分布在100cm以上土層，100cm以上土層中的水分是維持棗樹生長(zhǎng)的根本[21]。張志剛[24]對(duì)灰棗樹進(jìn)行灌溉試驗(yàn)得出井式灌溉相比漫灌和滴灌在沒有影響棗果產(chǎn)量品質(zhì)的前提下大大減少了灌水量和地表蒸發(fā)。車銀偉等[28]通過試驗(yàn)得出對(duì)于提高梨棗樹的產(chǎn)量、減少水分利用效率、減少落果率、促進(jìn)棗吊生長(zhǎng)方面，涌泉根灌相比管灌和滴灌均效果顯著。井式灌溉方式相比漫灌棗樹的光合參數(shù)整體差異不顯著，但井式灌溉方式在不降低其生物量的前提下有效節(jié)水且能更好地滿足中齡灰棗光合需要[29]。

3.2 施肥方式和施肥比例在棗樹中的應(yīng)用

肥料的有效利用和棗樹的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)也備受關(guān)注，施肥方式的不同和施肥比例等都會(huì)影響棗樹對(duì)肥料的利用。付倩雯等[30]通過溝施、穴施、輻射狀施、撒施等施肥方式分別對(duì)棗樹進(jìn)行施肥，得出輻射狀施肥方式在棗果產(chǎn)量增加和品質(zhì)的改善上均起到顯著的促進(jìn)作用，在棗樹的高效栽培中急需大力推廣。高疆生等[31]確定出適合幼齡棗樹的施肥方案氮磷鉀(N+P2O5+K2O，kg/667m2)為萌芽期:19.2+19.2+11.6，開花期:8+12+10，坐果期:6.7+6.7+16.6。馮治磊等[32]對(duì)灰棗樹進(jìn)行施肥試驗(yàn)得出適宜的施肥處理為開花期至展葉期主施氮肥，少量配施磷鉀肥，開花期至坐果期主施磷肥，少量配施氮肥，坐果期至果實(shí)膨大期氮磷鉀肥配施，鉀肥適量增多。劉國(guó)宏等[33]對(duì)成齡灰棗進(jìn)行施肥處理，確定出合理的方案為尿素70kg/667m2，硫酸鉀44kg/667m2。胡新艷等[34]將氨基酸肥、礦物質(zhì)肥、稀土肥對(duì)冬棗果實(shí)品質(zhì)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，得出礦物質(zhì)肥的效果最好。馮曉東等[35]對(duì)梨棗進(jìn)行了澆水、澆完全營(yíng)養(yǎng)液、施復(fù)合肥、施復(fù)合肥加澆水的水肥處理，得出施復(fù)合肥結(jié)合澆水效果最佳。柴仲平等[36]對(duì)紅棗進(jìn)行了沼肥的不同施肥方式試驗(yàn)，得出噴施沼肥效果最佳。王斌等[37]對(duì)大瓜棗進(jìn)行盆栽試驗(yàn)得出追求坐果和產(chǎn)量時(shí)，施氮磷鉀肥的適宜比例為2∶1∶2，促進(jìn)棗樹生長(zhǎng)時(shí)適宜的氮磷鉀比例為2∶1.5∶3。武之新和成春彥[38]通過試驗(yàn)得出7～8年和28～30年樹齡的金絲小棗最適宜施肥量分別為每株純氮24.6g、磷肥(P2O5)17.3g，比例為1.0∶0.7和純氮0.48g、磷肥(P2O5)0.24g、鉀肥0.35g，比例為1.0∶0.51∶0.73；對(duì)于適齡的金絲小棗樹，鉀肥是提高產(chǎn)量的必要措施。

4 存在的問題

(1)棗園田間管理模式簡(jiǎn)單，栽培管理技術(shù)落后粗放，棗樹的修剪整形較少，落花落果嚴(yán)重，造成產(chǎn)量大大降低。病蟲害防治措施不全面、不及時(shí)，壞果和裂果占比較大，使紅棗的產(chǎn)量低可食率下降，經(jīng)濟(jì)效益低下。

(2)灌溉方式大都采用傳統(tǒng)的漫灌、溝灌等，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，水分利用率低。施肥方式簡(jiǎn)單、肥料單一，灌水、施肥不定時(shí)，也不精準(zhǔn)。施肥方案?jìng)鹘y(tǒng)，肥料利用率低，不能及時(shí)適量地滿足棗樹對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，棗樹長(zhǎng)勢(shì)緩慢，棗果品質(zhì)差。

(3)新型節(jié)水灌溉技術(shù)相比傳統(tǒng)灌溉技術(shù)較復(fù)雜，成本較高，棗農(nóng)缺乏農(nóng)業(yè)技術(shù)且不愿意去嘗試。棗農(nóng)傳統(tǒng)觀念比較深，認(rèn)為水灌的越多越好，造成水資源浪費(fèi)的同時(shí)反而造成棗樹長(zhǎng)勢(shì)緩慢。

5 新型節(jié)水灌溉施肥技術(shù)優(yōu)勢(shì)及未來研究改進(jìn)方向

5.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相同灌水條件下地下滲灌與地面滴灌、管灌相比，棗樹的產(chǎn)量提高2.84%～25.70%、水分利用效率提高8.02%～18.96%[21]。新型節(jié)水灌溉方式不僅提高了水分利用效率、棗果的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且灌溉水利用效率也顯著提高。輻射狀施肥方式與不施肥、溝施、穴施、撒施施肥方式相比，干徑增長(zhǎng)量提高了19.17%、新稍長(zhǎng)度和直徑分別提高了3.97cm和12.4%、棗吊長(zhǎng)度提高了1.31cm，凈光合速率相比溝施提高了19.9%，單株產(chǎn)量最高為0.77kg/株，相比不施肥、溝施、穴施、撒施方式分別提高了123%、45%、35%、11%[30]。高疆生等[31]確定出的施肥方案和氮磷鉀施肥比例下幼齡棗樹的株高、二次枝粗度、葉綠素含量以及葉片對(duì)氮磷鉀的吸收均較佳，產(chǎn)量較好。高效施肥技術(shù)促進(jìn)了紅棗生長(zhǎng)量，提高了棗樹光能利用率，增加產(chǎn)量的同時(shí)改善果實(shí)品質(zhì)，為棗樹的大面積高效栽培提供理論支撐。

5.2 改進(jìn)方向

施肥方式會(huì)影響肥料使用效益，也是提高產(chǎn)量的重要措施之一[37]。目前果樹采用的施肥方式主要有溝施、環(huán)狀施肥、輻射狀施肥、撒施、葉片噴肥等方式。對(duì)于棗樹的施肥方式可以推廣輻射狀溝施[29]、水肥一體化等高效施肥技術(shù)，進(jìn)行不同生育時(shí)期的配比施肥[30，36]，也可以不同肥料復(fù)合[34]，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)棗樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。棗樹的施肥比例也至關(guān)重要，可以分棗樹不同生育期[30，36- 37]確定最優(yōu)施肥比例，提高肥料利用率，節(jié)約成本。

灌溉方式可以參考徐镕、孫三民等[25- 26]對(duì)間接地下滴灌技術(shù)的研究進(jìn)一步完善，對(duì)導(dǎo)水裝置的直徑、埋深進(jìn)一步探究。西北地區(qū)干旱少雨蒸發(fā)強(qiáng)度大，對(duì)于林果業(yè)的發(fā)展探究減少地表蒸發(fā)、提高水分利用效率的新型節(jié)水灌溉技術(shù)更加必要，加上棗樹深根性的特點(diǎn)，進(jìn)一步拓展研究地下灌溉等節(jié)水灌溉技術(shù)更加重要。孫三民等[16]得出間接地下滴灌條件下適宜南疆地區(qū)幼齡棗樹的灌溉深度可以推廣應(yīng)用在成齡棗樹和其它地區(qū)林果業(yè)中，解決水資源匱乏問題的同時(shí)使節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)一步成熟完善。砂管灌技術(shù)可以參考馬雁[27]的試驗(yàn)運(yùn)用在其它地區(qū)林果業(yè)的發(fā)展中，尤其是干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)度大的地區(qū)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源和提高棗果產(chǎn)量品質(zhì)的共贏。對(duì)不同灌溉方式下的棗樹根系分布范圍進(jìn)行探究，對(duì)更精確地滿足棗樹根系對(duì)養(yǎng)分和水分的需求具有指導(dǎo)意義。加強(qiáng)棗園田間管理，提升棗果品質(zhì)和品牌影響力，節(jié)約水資源的同時(shí)提升棗農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)林果業(yè)更好發(fā)展。