田德龍，李澤坤，徐 冰，任 杰

(水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所，呼和浩特 010020)

0 引 言

近年來，隨著我國農(nóng)田高效節(jié)水技術(shù)的不斷發(fā)展，一系列節(jié)水技術(shù)及種植模式不斷涌現(xiàn)。膜下滴灌技術(shù)因其結(jié)合了以色列滴灌技術(shù)與國內(nèi)覆膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于西北干旱、半干旱地區(qū)[1,2]。復(fù)種則是一種集約化程度較高的種植方式，可以充分利用氣候資源與土地資源，提高單位耕地面積產(chǎn)量和總量，近年來也被廣泛應(yīng)用于土地資源稀缺地區(qū)。

河套灌區(qū)是內(nèi)蒙古自治區(qū)優(yōu)質(zhì)小麥輸出基地，但由于春小麥?zhǔn)斋@后大多農(nóng)田處于閑置狀態(tài)，造成了土地資源的浪費(fèi)。同時(shí)由于灌區(qū)地下水埋深較淺，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用下，極易引起土壤鹽分向表層遷移，導(dǎo)致農(nóng)田次生鹽漬化的發(fā)生[3,4]。西蘭花由于具有營養(yǎng)價(jià)值高[5]、易于栽培[6]等特點(diǎn)，深受食客和農(nóng)戶的喜愛。因此，可以利用春小麥?zhǔn)斋@后至冬前的農(nóng)田空閑期，種植生育期短、經(jīng)濟(jì)效益較高的西蘭花。一方面可提高空閑農(nóng)田土地利用率，另一方面可防止空閑農(nóng)田次生鹽漬化的發(fā)生，同時(shí)還可提高農(nóng)戶單位耕地面積的總體收益。目前，諸多學(xué)者對小麥[7,8]、向日葵[9,10]及西蘭花[11-13]等作物進(jìn)行了單種及復(fù)種模式[14-16]的研究，取得了較好的效果。因此，本試驗(yàn)通過對膜下滴灌條件下麥后復(fù)種西蘭花生長及水分利用效率進(jìn)行研究，尋求促進(jìn)產(chǎn)量、水分利用效率提高的最佳灌溉量，以期為河套灌區(qū)膜下滴灌條件下麥后復(fù)種西蘭花模式提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018年7-10月在內(nèi)蒙古磴口縣三海子進(jìn)行，該地多年平均氣溫7.7 ℃，多年平均降雨量143 mm，多年平均蒸發(fā)量2 377 mm，日照時(shí)數(shù)3 210 h。試驗(yàn)土壤上層(0～20 cm)以砂壤土為主，下層(20～100 cm)以粉壤土為主，平均體積質(zhì)量為1.52 g/cm3，田間質(zhì)量持水率為22%，2018年西蘭花生育期降雨量為74.4 mm，生育期地下水埋深大于3 m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)畦灌為對照(灌水量為525 mm)，設(shè)3個(gè)灌水水平，分別記為FZ1(232.5 mm)、FZ2(273 mm)、FZ3(300 mm)，灌水水平的確定見課題組前期研究[17]。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)長50 m，寬7 m，面積350 m2。為防止各處理間發(fā)生水分交互作用，在不同小區(qū)之間設(shè)隔離帶。

供試西蘭花品種為綠洲1號，西蘭花于2018年6月15日在日光溫室內(nèi)進(jìn)行基質(zhì)育苗，7月22日小麥?zhǔn)斋@后移苗，10月6日全部采收完畢。西蘭花行距50 cm，株距50 cm，移栽密度30 000 株/hm2。生育期追肥尿素300 kg/hm2，在西蘭花苗期和蓮座期各施1/2。膜下滴灌西蘭花生育期灌水10次，單次灌水量22.5～30 mm，對照(CK)生育期灌水5次，單次灌水量105 mm。于西蘭花各生育期進(jìn)行土壤含水率測定，當(dāng)含水率低于田間持水率的70%時(shí)即進(jìn)行灌溉。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

(1)作物生育指標(biāo)測定在各小區(qū)選取5株長勢具有代表性的西蘭花進(jìn)行標(biāo)記，此后在各生育期，利用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行株高、莖粗的測定。

(2)作物干物質(zhì)測定。在各生育期，選取5株具有代表性的西蘭花，將其裝入紙袋后放入烘箱，在105 ℃下殺青30 min，然后在80 ℃下烘干至恒重，最后用天平稱重。

(3)作物產(chǎn)量測定。收獲時(shí)，在各小區(qū)內(nèi)選取5株能代表本小區(qū)長勢的西蘭花進(jìn)行花球產(chǎn)量測定。

(4)土壤水分測定。采用烘干法進(jìn)行含水率測定。于西蘭花各生育期利用土鉆取0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土層土樣，將其裝入鋁盒后帶回實(shí)驗(yàn)室，利用烘箱在105 ℃下烘8 h后測定土壤含水率。

(5)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用EXCEL2007、SPSS17.0軟件進(jìn)行制圖，方差分析及顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤貯水量的影響

不同處理下西蘭花各生育期土壤貯水量變化如圖1所示。從圖中可知，不同處理下各生育期土壤貯水量變化不盡相同。苗期，與CK相比，F(xiàn)Z3處理最大，增長率為15.33%。FZ1處理最小，增長率為5.38%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；蓮座期，與CK相比，F(xiàn)Z3處理最大，增長率為17.14%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率為-1.66%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；花蕾形成期，不同處理土壤貯水量變化規(guī)律同蓮座期，與CK相比，F(xiàn)Z3處理最大，增長率分別為14.41%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率為1.00%，除FZ1處理外，其余處理差異較CK均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；花球膨大期，與CK相比，不同處理中同樣FZ3處理最大，增長率為5.48%。FZ2處理最小，增長率為1.89%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。因此，膜下滴灌顯著提高了西蘭花生育期土壤貯水量，從而更有利于西蘭花生長。

圖1 不同處理下土壤貯水量變化

2.2 不同處理對西蘭花生長的影響

不同處理下西蘭花的株高和莖粗變化狀況如圖2所示。從圖2(a)中可看出，西蘭花株高隨著生育期推進(jìn)呈增大變化趨勢，增長幅度則呈先增大后減小變化趨勢。苗期，與CK相比，不同處理中FZ3處理最大，增長率為16.46%。FZ1處理最小，增長率為12.66%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；蓮座期，各處理株高均得到一定生長，與CK相比，其中FZ2處理最大，增長率為31.13%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率為16.04%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；此后，花蕾形成期和花球膨大期，與CK相比，F(xiàn)Z2處理仍然最大，增長率分別為21.31%和9.46%。FZ1處理最小，增長率分別為13.93%和4.73%，各處理差異較CK均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)。

圖2 不同處理下西蘭花株高和莖粗的變化狀況

從圖2(b)中可看出，西蘭花莖粗隨著生育期推進(jìn)，同樣呈現(xiàn)逐漸增大變化趨勢。苗期，各處理莖粗較CK均增加，且FZ3處理最大，增長率為24.39%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率為2.44%，除FZ1處理外，差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；蓮座期，各處理變化同苗期相似，同樣FZ3處理最大，增長率為6.74%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率為3.37%，除FZ1處理外，差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；花蕾形成期和花球膨大期，盡管各處理莖粗較CK有所增大，但FZ2處理最大，增長率分別為7.09%和29.01%，F(xiàn)Z1處理最小，增長率分別為3.15%和7.63%，差異較CK達(dá)到顯著性水平(P<0.05)。

綜上可知，不同灌水量下膜下滴灌西蘭花株高、莖粗較大田畦灌(CK)均呈不同程度的增加。其中FZ3處理在苗期表現(xiàn)出一定優(yōu)勢，但花蕾形成期和花球膨大期FZ2處理則表現(xiàn)出較大優(yōu)勢。因此，總體上FZ2處理更能促進(jìn)西蘭花株高、莖粗的生長，對于改善其生物學(xué)性狀更為有利。

2.3 不同處理對西蘭花干物質(zhì)積累的影響

干物質(zhì)是衡量植物體有機(jī)物積累、營養(yǎng)成分多少的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也可間接表征作物對于養(yǎng)分、水分的吸收利用情況。圖3為不同處理下西蘭花生育期干物質(zhì)積累情況，從圖3中可知，西蘭花干物質(zhì)隨生育期推進(jìn)呈增大趨勢。苗期，不同處理較CK均增加。其中，F(xiàn)Z2處理最大，增長率為8.36%。FZ1處理最小，增長率為7.67%，F(xiàn)Z1～FZ3處理間差異不顯著，但較CK達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；蓮座期，盡管各處理干物質(zhì)積累增加，但FZ1～FZ3處理增幅均大于CK。其中，F(xiàn)Z2處理最大，增長率為54.85%。FZ1處理最小，增長率為5.89%，各處理間差異達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；花蕾形成期，不同處理干物質(zhì)積累變化同蓮座期，其中，F(xiàn)Z2處理最大，增長率為63.93%。FZ1處理最小，增長率為16.81%，各處理間差異達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；花球膨大期，西蘭花干物質(zhì)積累達(dá)到最大值，不同處理均大于CK。其中，F(xiàn)Z2處理最大，增長率為73.43%。FZ1處理最小，增長率為28.49%，各處理間差異達(dá)到顯著性水平(P<0.05)。綜上，盡管苗期不同處理間干物質(zhì)差異不顯著，但隨著生育期推進(jìn)，F(xiàn)Z2處理干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)出較大優(yōu)勢，因此，總體上FZ2處理對于西蘭花生育期干物質(zhì)積累最有利。

圖3 不同處理下西蘭花生育期干物質(zhì)積累情況

2.4 不同處理對西蘭花產(chǎn)量、水分利用效率的影響

西蘭花各處理產(chǎn)量隨著灌水量的增加，呈先增大后減小的變化趨勢。與CK相比，F(xiàn)Z1～FZ3處理增產(chǎn)率分別為7.63%、20.48%、14.57%，差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。因此，F(xiàn)Z2處理西蘭花增產(chǎn)效果較佳。從圖4中同樣可看出，總體上，西蘭花各處理水分利用效率隨著灌水量的增加同產(chǎn)量變化規(guī)律相同。與CK相比，F(xiàn)Z1～FZ3處理水分利用效率分別提高22.66%、31.29%、21.58%，差異較CK均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。因此，F(xiàn)Z2處理西蘭花水分利用效率提高效果較佳。

圖4 不同處理下西蘭花產(chǎn)量、水分利用效率變化

西蘭花產(chǎn)量隨灌水量的增加呈先增大后減小的變化趨勢。主要由于產(chǎn)量是適宜水肥條件協(xié)同作用的結(jié)果[17]。一方面膜下滴灌雖然可減少土壤水分蒸發(fā)，為作物生長提供適宜的水分環(huán)境。但是，如果灌水量較大，土壤水分含量較高，土體中水、氣比例失調(diào)將會影響作物呼吸作用，進(jìn)而對作物生長產(chǎn)生不利影響。另一方面，肥料需要水分溶解以利于作物吸收利用。隨著灌水量的增加，土壤水分含量提高，施入土壤的肥料溶解加快，促進(jìn)作物吸收利用。但當(dāng)超過某一極限值時(shí)，繼續(xù)增加灌水量，土壤水分含量過多時(shí)，肥料溶解加快，也不利于作物吸收。因而，西蘭花產(chǎn)量隨著灌水量增加，初期呈現(xiàn)增大趨勢，但當(dāng)灌水量增加到一定值時(shí)，繼續(xù)增加灌水量，產(chǎn)量增加幅度降低。

西蘭花各處理水分利用效率變化趨勢總體上同產(chǎn)量相同，但FZ3處理水分利用效率低于FZ1處理。主要由于FZ3處理較FZ1處理的產(chǎn)量增幅低于耗水量增幅。說明隨著灌溉水量增加，部分水分變?yōu)闊o效水分，并不能使產(chǎn)量增大，存在水分浪費(fèi)。

3 結(jié) 論

(1)膜下滴灌不同灌水量提高了土壤貯水量，改善了的麥后復(fù)種西蘭花的生長狀況，增大了西蘭花株高、莖粗，促進(jìn)了干物質(zhì)的積累。其中，全生育期土壤貯水量的平均增幅為2.27%～13.09%；全生育期株高的平均增幅為11.84%～19.59%；莖粗的平均增幅為4.15%～16.81%；干物質(zhì)積累的平均增幅為19.57%～65.55%。

(2)膜下滴灌不同灌水量促進(jìn)了麥后復(fù)種西蘭花產(chǎn)量、水分利用效率的提高。當(dāng)西蘭花灌水量為232.5、273、300 mm時(shí)，產(chǎn)量分別提高7.63%、20.48%、14.57%；水分利用效率分別提高22.66%、31.29%、21.58%。

(3)通過對膜下滴灌不同灌水量麥后復(fù)種西蘭花生長、干物質(zhì)以及產(chǎn)量和水分利用效率等綜合考慮，當(dāng)灌水量為273 mm時(shí)，西蘭花各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最佳，因此，在不考慮其他因素前提下，膜下滴灌條件下麥后復(fù)種西蘭花的推薦灌水量為273 mm。

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