紀(jì)靜雯 紀(jì)立東 楊洋 劉菊蓮 司海麗

摘要：針對(duì)長(zhǎng)紅棗滴灌新型沼液復(fù)合微生物肥過(guò)程中存在的問(wèn)題，通過(guò)分析不同水肥供應(yīng)條件對(duì)長(zhǎng)紅棗生長(zhǎng)發(fā)育及其質(zhì)量產(chǎn)量產(chǎn)生的不同作用，研究長(zhǎng)紅棗優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的灌水施肥條件，提出新型沼液復(fù)合微生物肥合理的灌溉施肥方案。試驗(yàn)以靈武長(zhǎng)紅棗為試材，采用2因素3水平完全組合式設(shè)計(jì)方法，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，中水中肥和中水高肥處理下葉片葉綠素含量及光合特性總體優(yōu)于其他處理，產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)也最好，中水高肥處理坐果率為11.24%，中水中肥處理產(chǎn)量高達(dá)13 882.5 kg/hm2，比低水低肥處理高3 199.5 kg/hm2;中水肥條件下利于長(zhǎng)紅棗糖分合成，能夠形成良好的糖酸比，長(zhǎng)紅棗風(fēng)味品質(zhì)更佳;低水中肥與低水高肥處理下有效磷累積過(guò)多，而其他處理有效磷含量基本與土壤本底值持平，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減少磷肥額投入。綜合以上結(jié)果，寧夏靈武市淡灰鈣土沼液復(fù)合微生物肥在灌水量 4 500 m3/hm2，施肥量3 000 kg/hm2處理下和灌水量4 500 m3/hm2，施肥量3 900 kg/hm2處理下能改善長(zhǎng)紅棗品質(zhì)，改良土壤理化性狀。

關(guān)鍵詞：沼液復(fù)合微生物肥;長(zhǎng)紅棗;水肥耦合;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S665.106;S665.107 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）02-0114-06

收稿日期：2021-04-02

基金項(xiàng)目：寧夏農(nóng)林科學(xué)院全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目（編號(hào)：YES-2016-0908）;寧夏農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新先導(dǎo)資金（編號(hào)：NKYG-17-01）;寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2019BCF01001）。

作者簡(jiǎn)介：紀(jì)靜雯（1990—），女，寧夏中寧人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事農(nóng)業(yè)有機(jī)合成研究。E-mail：jjw_526@163.com。

通信作者：紀(jì)立東，博士，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與循環(huán)利用研究。E-mail：Jili521010@163.com。

寧夏回族自治區(qū)靈武長(zhǎng)紅棗是當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)且具備當(dāng)?shù)靥匦缘墓麡?shù)種類(lèi)，以其個(gè)大、長(zhǎng)橢圓形、味酸甜、營(yíng)養(yǎng)豐富而得名，靈武長(zhǎng)紅棗產(chǎn)業(yè)也是寧夏靈武市促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)[1]。隨著靈武長(zhǎng)紅棗種植規(guī)模的逐步擴(kuò)大，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已由“量的擴(kuò)張”階段全面進(jìn)入“質(zhì)的提升”階段[2]，但是寧夏靈武長(zhǎng)紅棗在種植中仍存在水肥管理不科學(xué)的問(wèn)題[3]，由于長(zhǎng)期單一偏施化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)、水肥利用率低，這是限制寧夏長(zhǎng)紅棗可持續(xù)發(fā)展的重要因素，導(dǎo)致寧夏長(zhǎng)紅棗棗樹(shù)出現(xiàn)落花落果嚴(yán)重、商品性低且品質(zhì)不佳等情況，成為制約長(zhǎng)紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。沼液微生物肥營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量的高分子有機(jī)酸、有機(jī)物質(zhì)及氮、磷、鉀等較多作物發(fā)育及成熟必需的養(yǎng)分及多類(lèi)中微量元素，可有效增加作物產(chǎn)品數(shù)量，提升作物產(chǎn)品質(zhì)量，提高作物出現(xiàn)的優(yōu)良抗逆性狀[4-8]，同時(shí)，可以使果樹(shù)高效汲取營(yíng)養(yǎng)[9-10]，還能夠增強(qiáng)土壤微生物活性，優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，保證土壤健康[11]。灌水和施肥是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的兩大可調(diào)節(jié)控制的關(guān)鍵因素，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)需要供應(yīng)適合的水分和營(yíng)養(yǎng)，二者缺一不可。眾所周知，以水促肥，以肥調(diào)水，二者相輔而行，水肥耦合是獲得高產(chǎn)、高效的必經(jīng)之路[12]，不僅能提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還能夠大幅度提高作物對(duì)水肥的利用效率[13-15]。目前，與水肥協(xié)同耦合影響作物生長(zhǎng)發(fā)育、優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)及提高水肥利用率相關(guān)的研究較多，但是，針對(duì)新型沼液復(fù)合微生物肥料進(jìn)行水肥耦合的研究很少。本研究選取新型沼液復(fù)合微生物肥，探究其對(duì)寧夏靈武長(zhǎng)紅棗的水肥耦合效應(yīng)，為確定合理的滴灌施肥方案提供科學(xué)依據(jù)，以期為寧夏靈武長(zhǎng)紅棗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年3—10月，在寧夏靈武市綠源恒農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)有限公司基地進(jìn)行。該地區(qū)屬中溫帶大陸性半干旱氣候，光照資源充足，全年日照時(shí)數(shù) 3 080.2 h，平均無(wú)霜期157 d，年平均氣溫≥8.8 ℃，積溫3 351.3 ℃，年均降水量206.2～255.2 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

選用8年齡靈武長(zhǎng)紅棗作為供試作物，選取寧夏順寶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)股份有限公司研制的沼液復(fù)合微生物肥作為供試肥料，總養(yǎng)分高于18%，有效活菌數(shù)大于0.5億CFU/g，該肥料有以下3個(gè)型號(hào)：高氮型（N、P2O5、K2O含量分別為10%、5%、3%）、平衡型（N、P2O5、K2O含量分別為6%、6%、6%）、高鉀型（N、P2O5、K2O含量分別為6%、4%、8%）。

1.3 供試土壤

土壤為沙質(zhì)壤土，地勢(shì)平緩，土壤侵蝕中等，土質(zhì)疏松。土壤基本化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.4 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置滴灌量和施肥量2個(gè)因素。滴灌量參考當(dāng)?shù)厮室惑w化推薦值：滴灌定額（W） 4 500 m3/hm2，施肥量（F）參照當(dāng)?shù)赝扑]施肥量（N ∶P2O5 ∶K2O=20.5 ∶10.2 ∶11.4）減氮30%設(shè)計(jì)用量為3 000 kg/hm2。其中灌水量設(shè)置3個(gè)水平：W1（3 300 m3/hm2）、W2（4 500 m3/hm2）、W3（5 700 m3/hm2）;施肥量設(shè)置3個(gè)水平：F1（2 100 kg/hm2）、F2（3 000 kg/hm2）、F3（3 900 kg/hm2）。試驗(yàn)采用2因素3水平完全組合設(shè)計(jì)，共9個(gè)處理 （表2），3次重復(fù)，共計(jì)27個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)每個(gè)處理2行。整個(gè)生育期共灌水13次，施肥6次，分別為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期施用總施肥量30%的高氮型沼液肥2次;坐花坐果期施用總施肥量40%的平衡型沼液肥2次;膨果著色期施用總施肥量30%的高鉀型沼液肥2次。利用水肥一體化滴灌施肥方式，通過(guò)水表和施肥泵精準(zhǔn)控制滴灌量和施肥量，其他日常管理相同。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1 土壤樣品采集與測(cè)定 多點(diǎn)混合采集試驗(yàn)田0～30 cm與30～60 cm土層土壤樣品，用于測(cè)試土壤化學(xué)指標(biāo)，其中堿解氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷含量和pH值的檢測(cè)均遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。

堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法檢測(cè);有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法檢測(cè);速效鉀含量采用1 mol/L醋酸銨溶液浸提-火焰光度計(jì)法檢測(cè);有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法檢測(cè);土壤pH值使用pH計(jì)檢測(cè);全鹽含量采用DDS-11電導(dǎo)率儀檢測(cè);采集0～30 cm土層原狀土樣檢測(cè)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量 [16-17]。

1.5.2 長(zhǎng)紅棗生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)監(jiān)測(cè) （1）生物學(xué)指標(biāo)：在果實(shí)成熟期，采用稱(chēng)量法檢測(cè)單果質(zhì)量（小區(qū)內(nèi)全部長(zhǎng)紅棗單果質(zhì)量平均數(shù)）及長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量（小區(qū)實(shí)測(cè)產(chǎn)量折算），并測(cè)量長(zhǎng)紅棗橫縱徑及硬度等農(nóng)藝指標(biāo)。

（2）生理指標(biāo)：在長(zhǎng)紅棗關(guān)鍵生育期，使用葉綠素儀（SPAD-502）檢測(cè)葉片葉綠素SPAD值;選取6棵樹(shù)，對(duì)同一位置相同部位葉片進(jìn)行標(biāo)記，在09：00—11：00時(shí)間段內(nèi)，采用CI-340光合作用測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定葉片光合作用特性。

（3）品質(zhì)指標(biāo)：在長(zhǎng)紅棗果實(shí)成熟期，采集鮮果測(cè)定紅棗品質(zhì)指標(biāo)，其中果實(shí)可溶性固形物含量采用手持式折光儀檢測(cè);果實(shí)可滴定酸含量（以酒石酸計(jì)）采用氫氧化鈉滴定法檢測(cè);維生素C含量采用2，4-二硝基苯肼比色法檢測(cè)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

所涉及數(shù)據(jù)及圖表均選用Excel 2017進(jìn)行處理，選用SAS 25統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，同時(shí)，用最小顯著性差異法評(píng)價(jià)顯著性差異（α=0.05，n=5）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)長(zhǎng)紅棗葉片葉綠素SPAD值的影響

由表3可得，開(kāi)花期長(zhǎng)紅棗葉片SPAD值相對(duì)較小，主要是葉片生長(zhǎng)前期發(fā)育較為緩慢，葉片合成葉綠素不足，隨著生育期的推移，在膨大期葉片SPAD值達(dá)到最大，相比開(kāi)花期平均增加了7～13個(gè)單位;開(kāi)花期，當(dāng)灌水量與施肥量逐漸升高，葉綠素SPAD值總體呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，其中，中水高肥（W2F3）條件下葉綠素SPAD值達(dá)到峰值，相比W1F1增加了4.64%。坐果期在高水（W3）水平下，SPAD值隨著施肥量的增加而增大，在高肥（F3）水平下，SPAD值表現(xiàn)為高水處理（W3）>中水處理（W2）>低水處理（W1），且高水高肥（W3F3）條件下SPAD值達(dá)到最大。由此可知，當(dāng)水肥施用充分時(shí)，葉綠素含量得到明顯提高，植株葉片濃綠[18]。膨大期中水中肥（W2F2）條件下葉片葉綠素含量最大，且顯著高于W1F1。因此可見(jiàn)，中水中肥有利于長(zhǎng)紅棗膨大期葉片葉綠素的合成。

2.2 不同處理對(duì)長(zhǎng)紅棗葉片光合特性的影響

從表4可得，長(zhǎng)紅棗葉片的凈光合速率在不同灌水量條件下，表現(xiàn)為W2>W3>W1，中水處理明顯增加了葉片凈光合速率。蒸騰速率也有相似的規(guī)律（除F3肥力下外），在低水W1處理下，葉片蒸騰速率顯著低于W2和W3處理，尤其W1F1處理的蒸騰速率為 1.39 mmol/（m2·s），遠(yuǎn)低于同等肥力條件下的中水和高水處理，說(shuō)明在低水條件下植物更能適應(yīng)干旱環(huán)境。當(dāng)施肥量逐漸增加，氣孔導(dǎo)度明顯升高，W1F1處理下氣孔導(dǎo)度最低，減緩了凈光合速率，阻礙了光合產(chǎn)物的合成，W2F3條件下氣孔導(dǎo)度達(dá)到最大。同一灌水量條件下，胞間二氧化碳在低肥處理下濃度高于中肥、高肥處理，與凈光合速率成反比關(guān)系，主要原因是當(dāng)凈光合速率降低時(shí)，氣孔張度較低，滯留在細(xì)胞間的二氧化碳濃度便會(huì)升高。水分利用效率在W1F3和W2F3條件下達(dá)到較大值，顯著高于其他處理。

2.3 不同處理對(duì)長(zhǎng)紅棗脆農(nóng)藝指標(biāo)的影響

坐果率對(duì)棗樹(shù)的產(chǎn)量影響較大，根據(jù)表5可知，同一施肥水平下，W2處理的坐果率最高，尤其W2F3處理的坐果率達(dá)到11.24 %，高出其他處理2.12百分點(diǎn)～3.78百分點(diǎn)。單果質(zhì)量在不同肥力條件下，總體表現(xiàn)為W3>W2>W1，在低中水處理下，隨著沼液肥的增加，單果質(zhì)量逐漸增加，在高水處理下，隨著沼液肥的增加，單果質(zhì)量先增加后減少，W3F2處理的單果質(zhì)量最高，高于其他處理 0.3～3.0 g。長(zhǎng)紅棗橫縱經(jīng)在中、高水肥條件下高于低水處理，W2F2處理下長(zhǎng)紅棗橫縱徑分別達(dá)到最大值。裂果導(dǎo)致果實(shí)維生素C含量降低，棗果品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)含量降低，會(huì)影響果實(shí)的商品價(jià)值，本試驗(yàn)得出，W1F1、W1F3、W2F3、W3F3這4個(gè)處理的裂果率明顯高于其他處理，而W3F1、W3F2處理的裂果率較小，分別只有8.53%和8.41%，說(shuō)明缺水和沼液肥過(guò)量都會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)紅棗出現(xiàn)裂果現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)?shù)乜刂剖┓柿繌亩档土压省?/p>

2.4 不同處理對(duì)長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量的影響

由圖1可知，低水量供應(yīng)條件下，長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量隨施肥量的增加而提高，中水量和高水量供應(yīng)條件下，長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量隨著施肥量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，不同施肥量與供水量對(duì)長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量的影響有相似的規(guī)律。其中，W2F2處理下長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量最高，為13 882.5 kg/hm2，顯著高于低水、中水低肥處理下長(zhǎng)紅棗的產(chǎn)量。說(shuō)明中水中肥處理下產(chǎn)量增效應(yīng)明顯。

2.5 不同處理對(duì)長(zhǎng)紅棗品質(zhì)的影響

水肥耦合調(diào)控下長(zhǎng)紅棗品質(zhì)表現(xiàn)出較明顯的差異。由表6可知，W2F2處理下總糖含量最高，相比W3F1、W3F2、W3F3處理分別增加了1.80百分點(diǎn)、1.61百分點(diǎn)、1.58百分點(diǎn)，說(shuō)明適量的水肥供給能促進(jìn)糖分積累，而高水、高肥不利于糖類(lèi)化合物形成;總酸在W1F2處理下含量最高，而其他處理之間差異不顯著;W2F2處理明顯提高了長(zhǎng)紅棗的糖酸比，改善口感，W1F2處理糖酸比最低，在一定程度上影響口感;維生素C含量在各處理間差異較明顯，W1F1處理下維生素C含量最高，這是由于供水量低引起用于果皮滲透調(diào)節(jié)的水分減少，導(dǎo)致維生素C含量提高，W2F1處理下維生素C含量最低，因?yàn)樗时壤Ш?，養(yǎng)分供給不足，降低了合成酶的活性，從而抑制己糖內(nèi)脂化合物的合成，使得維生素C含量降低?？扇苄怨绦挝锖康脑黾涌捎行嵘麑?shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，W2F2和W2F3處理下可溶性固形物含量明顯高于其他處理，顯著高于W1水平下處理;同一水量供應(yīng)水平下，低肥處理的長(zhǎng)紅棗硬度值大于中肥和高肥處理，W2F3處理下的果實(shí)硬度值最低，為12.75 kg/cm3。

2.6 不同處理對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表7可得，不同處理對(duì)土壤基本化學(xué)性質(zhì)影響較大，W1F2、W1F3處理能明顯增加有效磷含量，磷素容易在堿性土壤中固定，水分不足的情況下淋溶作用較弱，因此在低水高肥處理下土壤有效磷達(dá)到極豐富水平，而其他處理有效磷含量基本與土壤本底值持平，為較豐富狀態(tài)，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減少磷肥額投入;施肥量增大時(shí)，速效鉀含量也隨之升高，同時(shí)，高水條件也會(huì)對(duì)其含量積累產(chǎn)生抑制作用;有機(jī)質(zhì)含量整體變化不太大，中水中肥處理下有機(jī)質(zhì)含量有所提升，這與適當(dāng)?shù)氖┓时壤罨寥鲤B(yǎng)分有一定的關(guān)系。

3 討論與結(jié)論

一般情況下，水肥耦合效應(yīng)具有臨界值，小于臨界值時(shí)，隨著灌水量和施肥量的升高，產(chǎn)量也會(huì)明顯提高，大于臨界值時(shí)，產(chǎn)量提升不顯著[19]，在施肥過(guò)量時(shí)，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)[20-21]，本試驗(yàn)也得到了相似結(jié)論，長(zhǎng)紅棗產(chǎn)量隨著施肥量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，且不同灌水量對(duì)產(chǎn)量的影響有相似的規(guī)律。沼液復(fù)合微生物肥作為一種新型肥料，目前在我國(guó)蔬菜、糧食作物領(lǐng)域逐步推行，研究表明，灌溉沼液肥能有效增加油菜維生素C含量和還原性糖含量，降低西紅柿遭受病蟲(chóng)害程度，加快西紅柿生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，并能提升西紅柿品質(zhì)和產(chǎn)量[22-24]，本試驗(yàn)施用適量沼液肥可提高寧夏靈武長(zhǎng)紅棗可溶性糖及維生素C含量的結(jié)果與之一致。灌溉沼液肥還可增加土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量，增進(jìn)稻田營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可持續(xù)化利用，與化肥配施功效更加顯著[25]。本試驗(yàn)研究表明，沼液肥供給土壤的有效磷含量基本與土壤本底值持平，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減少磷肥額投入。還有研究表明，沼液肥還田明顯增加了各深度土壤中細(xì)菌、放線菌及真菌的含量[26]，提高了土壤微生物的豐富度，在今后的試驗(yàn)中，應(yīng)關(guān)注沼液肥對(duì)棗園土壤微生物的影響，以及沼液肥和化肥配施對(duì)寧夏長(zhǎng)紅棗的影響。畜禽養(yǎng)殖糞便作為沼液肥的主要來(lái)源，會(huì)導(dǎo)致重金屬和抗生素污染等問(wèn)題發(fā)生，因此，仍需要對(duì)沼液還田應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而促進(jìn)并推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

適量的沼液復(fù)合微生物肥可增加棗樹(shù)葉片葉綠素含量，加快光合反應(yīng)，從而積聚大量養(yǎng)分，為棗樹(shù)的健康發(fā)育提供保障;W2F3處理能提高棗樹(shù)坐果率;W2F2處理可促進(jìn)長(zhǎng)紅棗可溶性固形物的形成，降低長(zhǎng)紅棗的硬度，改善果實(shí)品質(zhì)，長(zhǎng)紅棗的橫徑和縱徑較大，增產(chǎn)效果較好;中水供應(yīng)條件下，低肥與中肥處理小于0.25 mm的團(tuán)聚體含量保持在40%左右，利于構(gòu)建完善的土體結(jié)構(gòu);在低水供應(yīng)條件下，中肥與高肥處理有效磷累積過(guò)多，而其他處理有效磷含量基本與土壤本底值持平，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減少磷肥額投入。整體分析長(zhǎng)紅棗生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、質(zhì)量等指標(biāo)，寧夏靈武市淡灰鈣土沼液復(fù)合微生物肥在灌水量4 500 m3/hm2，施肥量 3 000 kg/hm2 處理下和灌水量4 500 m3/hm2，施肥量3 900 kg/hm2處理下能改善長(zhǎng)紅棗品質(zhì)，改良土壤理化性狀。

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