王強強，楊自輝，郭樹江，張劍揮，王多澤

（1甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，甘肅 民勤 733300；2甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治國家重點實驗室（培育基地），甘肅 武威 733000）

0 引言

水資源是民勤綠洲生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的主要限制因子，發(fā)展節(jié)約農(nóng)業(yè)是協(xié)調(diào)生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展的有效途徑[1-4]。棗(Ziziphus jujubaMill.)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Zizyphus)植物，在中國栽培歷史悠久，棗樹抗性強，耐干旱，耐鹽堿，耐瘠薄，抗風(fēng)沙，棗果營養(yǎng)豐富，既可食用，又可入藥，經(jīng)濟價值極高，是發(fā)展生態(tài)、經(jīng)濟林果業(yè)的首選良種，民勤光熱資源豐富，日照時間長，晝夜溫差大，干旱少雨，適宜棗樹生長，棗果品質(zhì)極為優(yōu)良，自2010年以來，民勤矮化密植棗樹經(jīng)濟林栽培取得一定的成功，但由于缺乏合理的灌溉制度，不僅浪費水資源，而且影響紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，開展民勤綠洲棗樹灌溉制度研究，可以提高紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)來增加農(nóng)民收入，同時節(jié)約用水，使民勤綠洲生態(tài)和經(jīng)濟步入良性循環(huán)。滴灌是干旱區(qū)棗樹最為高效的灌溉技術(shù)[5-8]，許多學(xué)者從滴灌條件下的棗樹耗水規(guī)律[9-13]、土壤水鹽分布[14-16]、以及不同灌溉制度對紅棗產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率等方面開展了大量研究[17-24]，也有一些研究表明，合理的調(diào)虧灌溉不僅可以提高棗樹水分利用率，還可控制營養(yǎng)器官生長，有效改善果實品質(zhì)和提高產(chǎn)量[25-27]。由于地域、氣候和土壤條件的差異，灌溉制度和灌水量也不相同，關(guān)于民勤干旱沙區(qū)棗樹灌溉制度還未見報道。本研究以民勤干旱沙區(qū)矮化密植駿棗為研究對象，開展充足灌水、輕度、中度、重度調(diào)虧灌溉4種灌溉模式，研究不同供水量對駿棗生長和產(chǎn)量的影響，以期為民勤綠洲棗樹經(jīng)濟林合理灌溉模式提供技術(shù)支撐。因此，研究紅棗節(jié)水灌溉對該地區(qū)的紅棗栽植業(yè)的持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)有重要的理論意義。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)選擇在民勤治沙綜合試驗站，經(jīng)緯度N 38°34′57″，E 102°58′52″，海拔1350 m，多年平均降雨量116 mm，2010—2019年間蒸發(fā)量1367.3 ～1902.4 mm，平均1591.3 mm，蒸發(fā)量年際間波動變化不大，降雨量89.1 ～191.6 mm，平均123.8 mm，年際間波動變化大，年內(nèi)降雨分配不均，多集中在7—9月；試驗棗園土壤理化性質(zhì)如表1所示，試驗材料為4年生矮化密植駿棗（2015年5月初酸棗砧木建園，2016年4月底嫁接），株行距0.8 m×1.5 m，行向南北走向，長勢良好，樹體整齊；覆蓋灌溉方式為膜下滴灌，沿棗林行向每行設(shè)置一條滴管，在每棵一個滴頭（流量4 L/h）。

表1 供試土壤理化性質(zhì)

1.2 試驗設(shè)計

由于民勤地區(qū)冬春季節(jié)降雨稀少，冬季氣候干冷，凍土層厚，春季氣溫回升，在凍融作用下土壤表層容易形成鹽積聚，因此，為了棗樹順利越冬和減少土壤表層鹽分，故封凍水和春水均采用漫灌方式，而在生育期內(nèi)灌水采用滴灌。試驗于2018年完成，根據(jù)民勤駿棗物候特征，將生育期劃分為萌芽展葉期、開花坐果期、果實膨大期、果實成熟期4個階段，統(tǒng)計不同生育期降雨量、蒸發(fā)量，根據(jù)墑情確定灌水次數(shù)（表2）。在灌水次數(shù)一定的情況下，設(shè)置4個灌水梯度：T1充足灌水作為對照、T2 80%的灌水量為輕度調(diào)虧、T3 60%的灌水量為中度調(diào)虧、T4 40%的灌水量為重度調(diào)虧，統(tǒng)計2018年度降雨量，計算出不同灌溉處理下駿棗各生長階段的供水量（表3）。

表2 不同生育期降雨量、蒸發(fā)量及灌水次數(shù)

表3 不同生長階段4種處理下的供水量 mm

1.3 試驗觀測項目及方法

每種處理選擇10株棗樹掛牌定株，測定每株生長量及產(chǎn)量。

（1）棗樹生長量測定。在萌芽展葉期、開花坐果期、果實膨大期用卷尺每10天測定1次株高（植株基部發(fā)根處至主干最上部葉片頂端的最高處）、新梢生長量；使用游標(biāo)卡尺在萌芽展葉期和果實膨大期各測定1次植株直徑，并用記號筆標(biāo)記位置。

（2）棗樹產(chǎn)量及果實品質(zhì)測定。成熟季對每株棗果采摘并分袋裝，實驗室測定單果縱徑、橫徑、單果重量，計算單株產(chǎn)量、果形指數(shù)、產(chǎn)量。

（3）棗樹水分利用效率。水分利用效率方程如式(1)所示。

式中，WUE為水分利用效率，Y為產(chǎn)量，ET為耗水量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同供水量對駿棗生長的影響

株高、新梢長和莖粗是反映棗樹生長狀況的有效指標(biāo)。從表4可以看出，4種供水量條件下，棗樹都能正常生長，株高、新梢長和莖粗增量均為T1＞T2＞T3＞T4，說明棗樹營養(yǎng)生長隨著灌水量的增加而增加。

表4 不同供水量條件下株高、新梢長、地徑增長量 mm

2.2 不同供水量駿棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

從表5可以看出，與T1充足灌水對照相比，T2輕度調(diào)虧灌溉條件下駿棗縱、橫徑和單果質(zhì)量最高，4種供水梯度對果形指數(shù)沒有影響；4種供水條件下的駿棗單株產(chǎn)量依次為：T2＞T1＞T3＞T4，與對照T1充足灌水相比，T2輕度調(diào)虧灌溉駿棗增產(chǎn)7.8%，T3中度和T4重度調(diào)虧灌溉減產(chǎn)，分別為17%和42.7%；T2輕度調(diào)虧灌溉平均增產(chǎn)量為193.81 kg/hm2，T3中度和T4重度調(diào)虧灌溉平均減產(chǎn)量為423.49 kg/hm2和1066.51 kg/hm2。

表5 不同供水量條件下果形指數(shù)、單過重量、產(chǎn)量

2.3 不同供水量的駿棗水分利用效率

T1、T2、T3、T4 4種梯度供水量條件下，棗樹水分利用效率分別為0.46、0.53、0.44、0.34 kg/m3，說明輕度調(diào)虧可提高水分利用效率16.3%，中度調(diào)虧水分利用效率降低2.7%，重度調(diào)虧水分利用效率降低26.6%。

3 討論

棗樹開花至成熟期對溫度、水分、光照要求較高，但影響產(chǎn)量的最關(guān)鍵因素還是水分的供應(yīng)，棗樹生產(chǎn)過程中，提高灌水技術(shù)并制定合理的灌溉制度是田間水分最優(yōu)調(diào)控、保證棗樹生長和改善果實品質(zhì)的一種重要技術(shù)手段和管理措施[18,26]。由于受氣候條件、種植地域、土壤條件、種植年限等多方面因素影響，灌水定額和灌水頻次也不盡相同[6,20,24]。劉國宏等[20]對干旱區(qū)不同水分指標(biāo)下限對成齡紅棗生長和產(chǎn)量的影響進行了研究，結(jié)果表明采用75%的田持的灌水下限可以有效提高紅棗產(chǎn)量，鄭強卿等[24]在干旱沙漠區(qū)灌溉量對駿棗果實產(chǎn)量及品質(zhì)影響研究中得出在干旱沙漠區(qū)駿棗的土壤含水量應(yīng)控制在田間持水量的65%左右，既能保證紅棗生長發(fā)育過程中對水分的需求，又能使灌水生產(chǎn)率達到最大，紅棗的品質(zhì)最佳，本試驗結(jié)果為在同等降雨量條件下，生育期采取80%輕度調(diào)虧可以有效提高產(chǎn)量和水分利用效率。在地域、土壤、種植年限相同的條件下，灌水量和灌水頻次與氣溫和降雨量有很大關(guān)系。棗樹在生育期耗水規(guī)律為：開花坐果期＞果實膨大期＞萌芽展葉期＞果實成熟期[9,12]，開花坐果期和果實膨大期需水量最大，本研究中棗樹生育期共灌水6次，其中開花坐果期（6月1日—7月20日）共灌水4次，由于這一時期多為晴天，氣溫高，降雨量低（有效降雨量為7.6 mm），蒸發(fā)量大，在果實膨大期（7月21日—9月10日）灌水1次，這一時期多為陰雨天，有效降雨量累計為91.3 mm。除了供水量外，棗樹產(chǎn)量還受修剪、施肥、栽培技術(shù)、病蟲害防治、棗樹自身生長狀況等受多方面因素的影響，本試驗盡可能在滿足上述條件大致相同的情況下進行灌水試驗。在考慮棗樹增產(chǎn)的同時，提高棗果品質(zhì)和商品率同樣能增加棗農(nóng)收入，由于受試驗條件的限制，沒有對不同灌溉條件下的棗果營養(yǎng)物質(zhì)含量作進一步的研究，后續(xù)工作中增加不同灌水量對棗果品質(zhì)的影響研究。

4 結(jié)論

（1）在民勤干旱沙區(qū)，供水量在425.7 ～545.7 mm之間時棗樹均能正常生長，株高、新梢長和莖粗增量均隨著灌水量的增加而增大；

（2）輕度調(diào)虧灌溉可提高駿棗果實的縱、橫徑和單果質(zhì)量，單株產(chǎn)量增加7.8%，水分利用效率提高16.3%，采取輕度調(diào)虧滴灌可以有效提高民勤干旱沙區(qū)棗樹產(chǎn)量和水分利用效率。