摘要：結合天然白刺（Nitraria tangutorum）灌叢接種鎖陽試驗，通過滴灌、滲灌、噴灌方式對白刺灌叢進行不同方式和不同灌溉量的試驗研究，結果表明：隨著灌溉量的增加，白刺林地土壤含水率提高顯著，灌溉對提高白刺植被生長恢復效果明顯。無灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為4cm，灌叢內當年生枝葉生物量平均為0.109 kg；滴灌灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為14cm，灌叢內當年生枝葉生物量平均為0.382 kg；噴灌灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為16cm，灌叢內當年生枝葉生物量為平均0.845 kg；滲灌方法可使灌溉水分充分下滲到植物根系層土壤中，灌溉完成后地表0-10cm厚度范圍內土壤水分含量在3%以下，與地表滴灌和噴灌相比較，較大的減少了地表水分蒸發(fā)損失。三種灌溉方式都能明顯提高0-60cm深度范圍內的土壤水分含量，灌水入滲深度滲灌＞滴灌＞噴灌。灌溉后土壤表層土壤含水率差異較大，滴灌和噴灌方式的0-20cm深度的土壤含水率較大，滲灌方式0-20cm深度的土壤含水率較小。因此滲灌方式灌溉白刺灌叢地表蒸發(fā)較小，灌溉水的利用率較高。

關鍵詞：唐古特白刺" "灌溉" "植被恢復

Abstract：Combined with the experiment of Cynomorium songaricum inoculationed on the natural Nitraria tangutorum shrub， the experiment of different irrigation methods and different irrigation amounts were carried out on the Nitraria tangutorum shrub through drip irrigation， infiltration irrigation and sprinkler irrigation. The experiment showed that with the increase of irrigation amount， the soil moisture content of Nitraria tangutorum forest land increased significantly， and the effect of irrigation on improving the growth and recovery of Nitraria tangutorum vegetation was obvious. The average growth of the current year's branches without irrigation is 4 cm， and the average biomass of the current year's branches and leaves in the shrub is 0.109 kg; the average growth of the current year's branches and leaves is 14 cm under drip irrigation， and the average biomass of the current year's branches and leaves in the shrub is 0.382 kg; the average growth of the current year's branches and leaves in the white thorn shrub is 16 cm under sprinkler irrigation， and the average biomass of the current year's branches and leaves in the shrub is 0.845 kg. The three irrigation methods can significantly increase the soil water content in 0-60 cm deepth， and the depth of irrigation infiltration is that infiltration irrigationgt;drip irrigationgt;sprinkler irrigation. After irrigation， the soil moisture content of the surface soil varies greatly. The soil moisture content of 0-20cm depth under drip irrigation and sprinkler irrigation is larger， while the soil moisture content of 0-20cm depth under infiltration irrigation is smaller. Therefore， the infiltration irrigation method irrigates the Nitraria tangutorum shrub with less surface evaporation and higher utilization rate of irrigation water.

Key words： Nitraria tangutorum；irrigation；Vegetation restoration

白刺（Nitraria tangutorum）為蒺藜科（Zygophyllaceae）白刺屬（Nitraria）的旱生或超旱生典型灌木，屬白堊紀、老第三紀孑遺的特有植物[1]，是亞洲中部荒漠特有的一種灌木。具有耐鹽堿、耐旱、抗風蝕和沙埋等特點。生于荒漠和半荒漠的湖盆沙地、河流階地、山前平原積沙地、有風積沙的粘土地。莖桿根系化明顯，特別是其耐沙埋，沙埋后能迅速長出不定根，進而擴展枝葉、積沙成丘[2]，灌叢植物與風成沉積物共同構建了灌叢沙堆這類特殊的風成地貌[3]，這對防止流沙入侵綠洲、保持綠洲環(huán)境的穩(wěn)定具有很大的作用。唐古特白刺果實營養(yǎng)物質豐富 ，根部可寄生鎖陽，具有重要的生態(tài)經濟價值[4、5]。

石羊河流域的武威市以白刺為優(yōu)勢種和建群種的荒漠草地面積達19.93萬公頃，占甘肅省武威市荒漠草地可利用面積的27.24％[6]。白刺灌叢是石羊河下游存活面積最大的天然植被類型 ，國內外學者圍繞其與降水及地下水的關系[7]、演替過程[8]、空間分布[9]等開展了大量研究。白刺灌叢對維護石羊河下游綠洲生態(tài)環(huán)境、減少風沙危害起著重要作用[10]。當前石羊河下游綠洲地下水位持續(xù)下降，水資源嚴重短缺，環(huán)境承載力降低，綠洲邊緣荒漠植被大面積衰退、植被枯死現(xiàn)象尤為嚴重[11]，區(qū)域原有的白刺灌叢沙堆由于水分缺失逐漸衰敗、解體，一些沙堆隨著風蝕活動加劇活化成為新沙源地[12]。

本研究以促進民勤荒漠綠洲過渡帶上衰敗的唐古特灌叢植被生長，提高植被蓋度，同時接種鎖陽取得經濟收益為目的，開展滴灌、噴灌、滲灌不同灌溉方式、不同灌溉量對白刺灌叢林地水分變化和對白刺植被生長的試驗研究，探索在干旱荒漠區(qū)提高白刺植被覆蓋度和促進白刺生長發(fā)育，同時充分利用和保護白刺資源，發(fā)展特色中藥材林下經濟，為干旱沙區(qū)天然白刺促進生長和開發(fā)利用建設提出一種經濟型治沙技術。

1 試驗研究區(qū)概況

研究區(qū)位于甘肅省民勤治沙綜合試驗站（102°59′07″—102°55′30″E，38°34′25″—38°37′46″N），海拔1376～1385m。該區(qū)屬于溫帶大陸性荒漠氣候，年均降水量113.2mm，降水年內分配不均，集中于6—9月，占全年總降水量的747％以上；年均氣溫7.6℃，最冷月和最熱月的平均氣溫分別為-9.6℃和23.2℃；全年≥10℃有效積溫3036.4℃，全年無霜期175d，多年平均凍土深度為53cm；研究區(qū)蒸發(fā)強烈，年均蒸發(fā)量2604.3 mm；年均日照時數2799.4h，年均太陽直接輻射量573kJ·cm-2，年均光合有效輻射量287kJ·cm-2；研究區(qū)常年盛行西北風，多年平均風速245 m·s-2，全年大風頻繁，年均大風天氣26.3d。土壤多為風沙土，養(yǎng)分貧瘠且風蝕嚴重，地貌多為半固定沙地，植被主要有梭梭（Haloxylon ammodendron）、白刺、紅砂（Reaumuriasongarica）和沙拐棗（Calligonum mongolicum）等。

2 試驗方法

2.1灌溉方式

滴灌：φ20PE滴灌毛管上連接直徑12mm的發(fā)絲，結合白刺接種鎖陽穴點，平均每6m2布設一個滴灌點，將發(fā)絲固定在白刺灌叢中。滴灌系統(tǒng)末端壓力保持在4MPa，發(fā)絲灌溉流量為7.5L/h。

設置3個灌溉量水平，①平均灌溉量30mm，每年灌溉3次；②平均灌溉量45mm，每年灌溉3次；③無灌溉（對照）。

噴灌：自走移動式噴灌灌溉系統(tǒng)，灌溉行寬度8m，噴灌降水強度25mm/h。噴灌機每次移動8m，停止灌溉2h，每次灌溉量為50mm。

滲灌：將灌溉水源用低壓管道連接的白刺接種鎖陽地上，按照3m行距鋪設φ20PE管，然后用直徑1.2mm的發(fā)絲連接到接種穴上，在接種穴內垂直埋設長度60cm的φ20PE管制作的滲水管。在滲水管上從上口10cm以下開始每隔20cm鉆一直徑2mm的小孔。將發(fā)絲從靠近地表的第一個小孔中插入滲水管中，滲水管上端折疊封口。滲灌系統(tǒng)末端壓力保持在4MPa，發(fā)絲灌溉流量為7.5L/h。

設置3個灌溉量水平，①平均灌溉量30mm，每年灌溉3次；②平均灌溉量45mm，每年灌溉3次；③無灌溉（對照）。

2.2測定指標與測定方法

土壤水分含量：測定白刺灌叢林地0-100cm深度土壤含水率。用烘干稱重法測定0-100cm深度土壤含水率，按20cm分層測定，每個灌溉量條件重復3次。每種灌溉方式的每個灌溉量處理，選擇3個高度1.5-2m的白刺灌叢沙丘，用土鉆取樣測定。滴灌、滲灌方式在距離發(fā)絲入滲土壤點30cm處取樣。噴灌方式在白刺灌叢沙丘中上部取樣。

生長量指標：包括白刺高度；白刺當年生枝條長度；白刺當年生枝葉生物量。每個灌溉量條件，測定20個白刺沙包的冠幅，冠內蓋度，白刺地上部分平均高度，新生枝最大長度、平均長度。再根據以上平均值，選取3個沙包，設置1×1m的樣方，分別收集當年生葉片、枝條，用烘干稱重法測定生物量。每年9月白刺生長期基本結束以后測定。

3 試驗結果與分析

3.1不同灌溉量對白刺林地土壤水分的影響

2020年9月對各類灌溉條件下的白刺灌叢沙堆土壤水分含量進行了測定（表1：灌溉條件下白刺林地土壤含水率變化表），結果表明隨著灌溉量的增加，白刺林地土壤含水率提高顯著。

3.2不同灌溉方式對白刺林地土壤水分的影響

滴灌、滲灌、噴灌3種灌溉方式對白刺灌叢進行灌溉，灌溉前、灌溉后48h后，灌溉30d后、灌溉60d后，每個灌溉方式選擇3個白刺灌叢沙丘，分別測定了林地0～100cm深度土壤含水率。結果表明，3種灌溉方式都能明顯提高0～＜60cm深度范圍內的土壤水分含量，但灌水入滲深度不同，灌水入滲深度滲灌＞滴灌＞噴灌。灌溉后土壤表層土壤含水率差異較大，滴灌和噴灌方式的0～＜20cm深度的土壤含水率較大，滲灌方式0～＜20cm深度的土壤含水率較小。土壤水分蒸發(fā)主要發(fā)生在0～＜20cm深度的土壤中，因此滴灌和噴灌方式灌溉白刺灌叢使部分灌溉水分通過土壤蒸發(fā)形式損失，灌溉水的利用率降低。而滲灌方式灌溉白刺灌叢地表蒸發(fā)較小，灌溉水的利用率較高。

3.3不同灌溉量對白刺灌叢生長的影響

2019年10月底對白刺灌溉后生長情況進行了調查。白刺灌叢灌溉后生長有所恢復，當年新生枝生長量平均值達到16cm，比未灌溉的白刺新生枝平均生長量高5cm，灌叢內郁閉度有所增加。但由于7月底才完成灌溉，灌溉后生長期時間短，白刺植被生長恢復不顯著。

2020年10月和2021年9月進行了灌溉后白刺生長情況調查。不論是滴灌灌溉區(qū)，還是噴灌灌溉區(qū)，白刺植被生長恢復非常明顯。無灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為4cm，灌叢內當年生枝葉生物量平均為0.109 kg；滴灌灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為14cm，灌叢內當年生枝葉生物量平均為0.382 kg；噴灌灌溉白刺灌叢當年生枝條平均生長量為16cm，灌叢內當年生枝葉生物量為平均0.845 kg。

試驗表明：灌溉對白刺生長有顯著的促進作用，新生枝數量、長度明顯增加，冠內蓋度增大。當年生物產量增加極顯著，最大（噴灌二次）是無灌溉的4.8倍。說明灌溉條件下白刺能快速恢復生長，提高植被蓋度，從而提高防風固沙能力。

4 結論與討論

4.1白刺灌溉最適宜的灌溉方式

滲灌方法可使灌溉水分充分下滲到植物根系層土壤中，灌溉完成后地表0-10cm厚度范圍內土壤水分含量在3%以下，與地表滴灌和噴灌相比較，較大的減少了地表水分蒸發(fā)損失，還減少了地表雜草的產生，因此這種灌溉方式是人工灌溉促進白刺灌叢生長，提高植被蓋度的一種良好方法。本研究采用的滲灌方式水平側滲半徑50-60cm，入滲面積在1m2，而每一個白刺灌叢面積在10-50m2之間甚至更大，而結合鎖陽接種在白刺沙堆上是有限的，基本是3-6m2設置一個滲灌點，這樣可提高每個滲灌點側滲面積，但任需進一步改進。

4.2白刺灌溉最適宜的灌溉量

本試驗研究設置的滲灌最大每次灌溉量是45mm，全年灌溉3次，灌溉總量是135mm。只是鎖陽接種穴內范圍內的1m2林地上灌溉量是45mm。白刺灌叢是白刺枝條被沙埋后產生不定根促使白刺枝條不斷水平生長而形成的，因此一個白刺灌叢沙堆的全部枝條基本是相連的。一個滲灌點灌溉的水分不僅被灌溉點1m2地面上的白刺枝葉吸收利用，還被附近的白刺枝葉吸收利用。3-6m2設置一個滲灌點，以此計算白刺灌叢單位面積的灌溉就很小，因此每個鎖陽接種穴的單次灌溉量，全年的灌溉量還需提高，具體數量有待進一步試驗研究。

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