胡家?guī)?，鄭旭榮，王振華，何新林，李朝陽，陳文娟，扁青永

(1.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，新疆 石河子832000;2.現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000；3.塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

棗(學(xué)名：Ziziphus jujuba Mill)，別稱紅棗，鼠李科棗屬植物。近年來，基于紅棗節(jié)水措施，開展了一系列節(jié)水灌溉技術(shù)研究，多數(shù)研究表明，在干旱區(qū)采用滴灌灌水技術(shù)在紅棗葉溫、品質(zhì)、適應(yīng)氣候、田間管理等主要方面表現(xiàn)最優(yōu)[1]，紅棗產(chǎn)量隨著滴灌灌水定額的變化呈現(xiàn)顯著的規(guī)律性[2,3]，科學(xué)合理的滴灌灌溉制度可以有效提高灌溉水利用效率，對紅棗的生長、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)均具有促進(jìn)作用[2-7]。盡管有關(guān)滴灌紅棗研究成果已很多，但新疆滴灌紅棗技術(shù)并沒有得到當(dāng)?shù)貤椶r(nóng)的普遍認(rèn)可，根本原因在于已有對滴灌紅棗的研究多是基于常年連續(xù)滴灌紅棗，而新疆地區(qū)多是常年連續(xù)漫灌成齡棗樹，已有的研究成果并不適用現(xiàn)有的實(shí)際情況。本研究以新疆南疆沙區(qū)紅棗-駿棗為研究對象，以阿拉爾第一師灌溉試驗(yàn)站為平臺，選擇了該試驗(yàn)代表性的2種滴灌方式、3種灌溉水量和3種灌水次數(shù)，研究了漫灌改滴灌條件下不同滴灌處理對紅棗產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響。為確定漫灌改滴灌適宜的滴灌灌溉制度提供重要的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2015年6-11月在新疆阿拉爾市第一師灌溉試驗(yàn)站內(nèi)進(jìn)行，地理坐標(biāo)為北緯40°37 ～40°38 ，東經(jīng)81°1 ～81°13，平均海拔1 100 m，屬于暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候，無霜期較長，光照充足，晝夜溫差大，極端最高氣溫41 ℃，極端最低氣溫―33.2 ℃。墾區(qū)太陽輻射年均559.6～612.4 kJ/cm2，年均日照2 556.3～2 991.8 h。墾區(qū)雨水稀少，冬季少雪，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量為40.2～82.5 mm，年均蒸發(fā)量1 878.6～2 558.7 mm。試驗(yàn)區(qū)土壤平均干體積質(zhì)量為1.37 g/m3，地下水埋深大于3.5 m，灌溉水源采用地下水。

1.2 試驗(yàn)材料

以新疆阿拉爾第一師灌溉試驗(yàn)站內(nèi)7 a生矮化密植駿棗為試驗(yàn)材料，2008年種植，2009年嫁接，常年連續(xù)漫灌。株行距0.8 m×2 m，棗樹經(jīng)修剪均高約1.2 m。研究區(qū)于6月初由漫灌改為滴灌，改滴灌后肥料均隨水滴施，其他管理均與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶漫灌棗樹管理措施相同。試驗(yàn)地棗林改滴灌前基本特征如表1所示。

表1 試驗(yàn)地棗林改滴灌前基本特征

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

棗樹的灌溉方法由常年連續(xù)漫灌改為滴灌，采用2種滴灌灌水方式，均1行2管，即在樹行兩側(cè)20 cm處各布置1根滴灌管。第1種灌溉方式為根部點(diǎn)源灌溉(M1)，即滴灌管只在紅棗樹干根部處自行開孔安裝滴頭，滴頭流量為4 L/h。第2種灌溉方式為均勻線源灌溉(M2)，即采用市面上較為流行的果樹專用滴灌帶，滴頭流量4 L/h，滴頭間距10 cm。每種滴灌灌水方式均設(shè)置3個灌水量水平：900 mm(W1)、1 050 mm(W2)和1 200 mm(W3)，以上灌水量水平是根據(jù)研究區(qū)2014年漫灌棗地灌溉定額1 500 mm分別節(jié)水40%、30%、20%而制定。點(diǎn)源滴灌方式1 050 mm灌水量水平下設(shè)置3個灌水次數(shù)水平：10次(F1)、14次(F2)、18次(F3)，以上灌水次數(shù)依據(jù)漫灌灌水次數(shù)制定。試驗(yàn)共9個滴灌處理，另外設(shè)置一個漫灌CK(灌水量1 500 mm)的對照處理，每個處理均設(shè)置3個重復(fù)。試驗(yàn)具體處理和灌水情況，如表2所示。

表2 具體處理及灌水情況

注：表2中灌水量指該階段總的灌水量。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

駿棗產(chǎn)量：駿棗收獲時每個處理的每個重復(fù)隨機(jī)選取3棵棗樹進(jìn)行產(chǎn)量測定，最終進(jìn)行平均求得平均產(chǎn)量值即為該處理的產(chǎn)量值。主要測量指標(biāo)為平均公頃產(chǎn)量[11]。

果實(shí)縱橫徑：在果實(shí)成熟并后，各個處理每個重復(fù)選取長勢均等的棗樹3棵，每棵標(biāo)記果實(shí)20個，用游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm)對果實(shí)縱橫徑進(jìn)行測量，各重復(fù)取平均值作為處理的果實(shí)縱橫徑值。

果形指數(shù)：以測取的果實(shí)縱徑和橫徑的比值來表示。

單果質(zhì)量及核質(zhì)量：各處理稱取所有果實(shí)質(zhì)量和核質(zhì)量，重復(fù)3次，用電子天平(精度0.01 g)，取平均值表示。

可食率：可食率={(單果質(zhì)量-單核質(zhì)量)/單果質(zhì)量}×100%。

總糖和還原糖：采用斐林法測定[8]。

總酸：采用酸堿滴定法測定[8]。

維生素C：采用2，6-二氯靛酚滴定法測定[8]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010、SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié) 果

2.1 點(diǎn)源灌溉方式下紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)變化

點(diǎn)源滴灌方式下不同灌水量對紅棗產(chǎn)量、品質(zhì)的影響見表3，滴灌處理M1W3果實(shí)橫徑顯著(P<0.01)低于其他灌水處理，M1W3、M1W2果實(shí)縱徑顯著低于M1W1、CK處理，說明點(diǎn)源滴灌方式下增加灌水量反而會減小果實(shí)縱橫徑；M1W3處理果形指數(shù)顯著高于其他處理，分析可能是點(diǎn)源滴灌方式1 200 mm灌水量條件下，果實(shí)縱徑生長速度高于果實(shí)橫徑生長速度。從表4中還可以看出各處理單果質(zhì)量、總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中單果質(zhì)量從大到小為CK、M1W1、M1W2、M1W3，核質(zhì)量從大到小依次為M1W1、CK、M1W2、M1W3，點(diǎn)源灌溉方式下單果質(zhì)量和核質(zhì)量成正相關(guān)，低水滴灌可以增加單果質(zhì)量，但可食率反而低于中高水處理，說明低水滴灌使得核生長發(fā)育所需水分比例增加；總糖含量從大到小為M1W3和M1W1、CK、M1W2，M1W3、M1W1和CK處理之間差異不顯著，M1W2處理總糖含量顯著低于其他處理；點(diǎn)源滴灌各處理總酸含量差異不顯著，但均顯著高于漫灌CK，分析可能是由于滴灌周期短的原因；各處理維生素C含量差異極顯著，中水處理M1W2最高1.393 0 mg/g，漫灌處理CK最低0.361 2 mg/g，除了受到灌水量的影響，分析可能還與滴灌隨水施肥的施肥方式有關(guān)，隨水施肥可以提高養(yǎng)分肥料的吸收。點(diǎn)源滴灌方式下，各處理產(chǎn)量隨著灌水量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。

表3 點(diǎn)源灌溉方式下紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)

注：同列數(shù)據(jù)相同字母表示差異不顯著(a=0.05)，下同。

2.2 線源灌溉方式下紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)變化

線源滴灌方式下不同灌水量對紅棗產(chǎn)量、品質(zhì)的影響見表4，滴灌處理M2W1果實(shí)橫徑和縱徑顯著(P<0.01)高于其他灌水處理，M2W2處理果實(shí)縱徑顯著低于其他處理，說明線源滴灌方式下低水灌溉會增加果實(shí)縱橫徑，這與點(diǎn)源滴灌方式結(jié)果相似；M2W2處理果形指數(shù)顯著低于其他處理，這與點(diǎn)源滴灌方式結(jié)果相同，說明1 050 mm中水滴灌對果形指數(shù)有降低影響。從表中還可以看出各處理核質(zhì)量、總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中單果質(zhì)量從大到小為M2W2、CK、M2W3、M2W1，核質(zhì)量從大到小依次為M2W1、M2W3、CK、M2W2，線源灌溉方式下單果質(zhì)量和核質(zhì)量成負(fù)相關(guān)，這與點(diǎn)源滴灌方式結(jié)果相反，但兩種滴灌方式可食率結(jié)果相似，低水灌溉可食率均顯著低于其他處理，說明低水滴灌使得核生長發(fā)育所需水分比例增加；總糖含量從大到小為M2W1、M2W3、CK、M2W2，和點(diǎn)源灌溉處理相似，總糖含量隨著灌水量的增加均呈現(xiàn)出先減少后增大的趨勢；線源滴灌各處理總酸含量顯著高于漫灌CK，其中M2W2處理總酸含量顯著高于其他處理，這一點(diǎn)與點(diǎn)源灌溉方式結(jié)果有所差異；各處理維生素C含量差異極顯著(P<0.01)，滴灌高水處理M2W3顯著低于其他滴灌處理，漫灌處理CK最低0.361 2 mg/g，這一點(diǎn)與點(diǎn)源灌溉方式結(jié)果相同。線源滴灌方式下，各處理產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加，但低于漫灌處理。

表4 線源灌溉方式下紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)

2.3 灌水次數(shù)對紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

點(diǎn)源滴灌方式下不同灌水次數(shù)對紅棗產(chǎn)量、品質(zhì)的影響見表5，W2F3處理果實(shí)縱橫徑、單果質(zhì)量、核質(zhì)量顯著(P<0.01)高于W2F1、W2F2處理，說明點(diǎn)源滴灌方式下增加灌水次數(shù)可以有效增大果實(shí)縱橫徑、單果質(zhì)量、核質(zhì)量；各處理隨著灌水次數(shù)的增加，果形指數(shù)逐漸增加、可食率逐漸減小，但二者差異均不顯著，說明灌水次數(shù)對點(diǎn)源滴灌紅棗果形指數(shù)和可食率沒有顯著影響。各處理總糖、總酸、維生素C含量差異性顯著(P<0.01)，其中總糖質(zhì)量從大到小為W2F1、W2F3、W2F2，總酸含量從大到小為W2F2、W2F3、W2F1，低頻滴灌總糖含量顯著最高、總酸顯著最低，說明低頻和高頻滴灌更有利于糖分的積累；各處理維生素C含量差異極顯著，隨著灌水次數(shù)的增加呈現(xiàn)降低的趨勢，均極顯著高于漫灌處理0.361 2 mg/g，分析可能是滴灌灌水次數(shù)多、灌水定額小，肥料以蒸發(fā)形式損失相對較大。各處理產(chǎn)量隨著灌水次數(shù)的增加而增加。

表5 灌水次數(shù)對紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

3 討 論

本研究中滴灌灌溉定額最低設(shè)置為900 mm，比有關(guān)文獻(xiàn)[9,10]研究的最高灌溉定額(720、948 mm)還要高，主要原因是本研究圍繞漫灌改滴灌開展，所用地塊為常年連續(xù)漫灌棗地，盲目過多的降低灌溉定額必然會大面積減產(chǎn)，本試驗(yàn)結(jié)果也印證此點(diǎn)：低水900 mm灌溉定額下各處理紅棗生長受到顯著抑制，冠幅低于中高水處理20 cm，產(chǎn)量顯著降低。

本研究中線源滴灌方式下其總酸含量隨著灌水量的增加均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，點(diǎn)源滴灌方式下其維生素C含量隨著灌水量的增加均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，這與有關(guān)文獻(xiàn)[2]研究結(jié)果類似；無論是點(diǎn)源灌溉還是線源灌溉，其總糖含量隨著灌水量的增加均呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，這與有關(guān)文獻(xiàn)[2]研究結(jié)果總糖含量隨著灌水量的增加呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢有所矛盾，可能是受灌溉定額偏大的影響，本研究各處理灌溉定額大約是此文獻(xiàn)各處理灌溉定額的2倍。本研究發(fā)現(xiàn)綜合所有品質(zhì)和產(chǎn)量分析，點(diǎn)源滴灌方式相比線源灌溉方式較優(yōu)，但線源滴灌方式總糖含量整體優(yōu)于點(diǎn)源滴灌方式。相關(guān)文獻(xiàn)[9]研究發(fā)現(xiàn)滴灌相比漫灌，維生素C含量會增加，但總糖含量降低，單果質(zhì)量增大，果形指數(shù)降低，這與本研究中線源滴灌M2W2處理結(jié)果類似；但M2W2處理總糖含量遠(yuǎn)高于該文獻(xiàn)[9]滴灌的總糖含量，可能是受到紅棗品種和灌水量的影響。本研究發(fā)現(xiàn)增加灌水次數(shù)可以增加果實(shí)的縱橫徑、單果質(zhì)量和核質(zhì)量，但果形指數(shù)和可食率差異性并不顯著；總糖、總酸和維生素C的含量隨著灌水次數(shù)的增加反而降低，但產(chǎn)量卻隨著灌水次數(shù)的增加而增加，說明增加灌水次數(shù)可以增加產(chǎn)量但品質(zhì)會有所影響，這與有關(guān)文獻(xiàn)[11]研究結(jié)果有相似之處。

本研究大部分滴灌處理果實(shí)含糖量和所有滴灌處理的維生素C含量均高于漫灌對照處理，且高于相關(guān)文獻(xiàn)[12]，綜合產(chǎn)量和品質(zhì)分析，所有處理中W2F1和W2F3處理效果較好，說明在最大限度滿足紅棗田間需水要求的條件下，合理的滴灌灌溉方式和灌溉制度可以有效提高紅棗的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，但紅棗是多年生植物，影響其產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的因素繁多，一年的試驗(yàn)還不足以確定W2F1和W2F3滴灌灌溉制度是否最優(yōu)，還需要進(jìn)行長期試驗(yàn)做進(jìn)一步的研究。

4 結(jié) 語

在南疆沙區(qū)成齡棗樹上，無論是點(diǎn)源滴灌方式還是線源滴灌方式，中水滴灌可以降低果形指數(shù)，低水滴灌可食率均顯著低于中高水滴灌處理，總糖含量均隨著灌水量的增加呈現(xiàn)出先減少后增大的趨勢。但在產(chǎn)量、維生素C含量、總酸含量等方面，點(diǎn)源滴灌方式和線源滴灌方式的規(guī)律性有所差異。

增加滴灌灌水次數(shù)可以增加產(chǎn)量，但會降低果實(shí)品質(zhì)。

綜合產(chǎn)量和品質(zhì)分析，所有滴灌處理中灌溉定額1 050 mm、灌水次數(shù)10次和灌溉定額1 050 mm、灌水次數(shù)18次處理效果較好，相比漫灌不但節(jié)約灌溉水量30%，還可以提高紅棗果實(shí)品質(zhì)。

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