不同灌水處理對枸杞產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鄭艷軍，尹 娟,2,3，尹 亮，程 良

(1.寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，銀川 750021；2.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程中心，銀川 750021； 3.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，銀川 750021)

枸杞(Lycium barbarum L.)系茄科植物屬多年生落葉灌木，其果、葉及根系中都含有人體需要的蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸和微量元素，是名貴的中藥材和很好的滋補(bǔ)品。目前，寧夏枸杞種植面積達(dá)5.667 萬hm2，占全國枸杞種植面積的45%以上，而且枸杞各項(xiàng)有效成分均高于其他產(chǎn)區(qū)的枸杞。不同的生長環(huán)境和種植栽培技術(shù)又影響枸杞良好品質(zhì)的形成，研究結(jié)果表明，一定的水分虧缺不僅不會(huì)降低枸杞產(chǎn)量和品質(zhì)，甚至還可以提高枸杞產(chǎn)量和品質(zhì)。寧夏地區(qū)灌溉枸杞主要以大水漫灌，溝灌為主，大量的水無謂流失和蒸發(fā)，水分利用效率不高，而中部干旱區(qū)又面臨著水資源緊缺等問題，制約該地區(qū)枸杞產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收，因此合理的灌溉制度管理措施成為今后枸杞生產(chǎn)實(shí)踐中急需解決的問題。本試驗(yàn)以“寧杞7號”為試材，在滴灌條件下對枸杞全生育期內(nèi)進(jìn)行不同灌水量的試驗(yàn)處理，探討不同種植方式(覆膜與不覆膜)，不同灌溉定額對枸杞果實(shí)品質(zhì)及節(jié)水效果的影響，提出符合本地區(qū)滴灌枸杞適宜的灌溉定額，為本地區(qū)枸杞的節(jié)水灌溉和生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2015年4-10月在寧夏中部干旱區(qū)典型區(qū)域的同心縣開展。試驗(yàn)田所在地海拔1 730 m，位于36°58′48″N、105°54′24″E。該地區(qū)干旱少雨，降雨集中，蒸發(fā)強(qiáng)烈，風(fēng)大沙多，日照充足。土壤類型為沙壤土，土壤容重為 1.41 g/cm3，在自然和人為因素的影響下，土地有沙化和鹽堿化趨勢。

試驗(yàn)枸杞品種為“寧杞7號”，樹齡3 a，長勢均勻。枸杞全生育期內(nèi)的降水量為91.9 mm。試驗(yàn)田土壤理化特性見表1。

表1 土壤理化特性

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

枸杞在覆膜和不覆膜2種種植方式下采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，灌溉定額設(shè)計(jì)7個(gè)處理水平，3次重復(fù)，共 42 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。各小區(qū)灌水次數(shù)相同，灌水6次，春梢生長期1次，開花初期灌水1次，果熟期灌水4次。每次灌水量相同，是試驗(yàn)小區(qū)相應(yīng)灌溉定額的1/6，除春灌和冬灌外，其他灌水時(shí)間和灌溉定額見表2。覆膜寬和膜間露地寬分別為60 cm和2.4 m。株行距 1 m×3 m，一行10 棵枸杞樹為一個(gè)小區(qū)。滴灌帶采用內(nèi)鑲貼片式，內(nèi)徑16 mm、壁厚為0.15 mm、滴頭間距為50 cm、滴頭流量2.0 L/h、額定工作壓力0.1 MPa，枸杞樹處于2個(gè)滴頭中間位置，滴灌帶距枸杞樹10 cm。其他管理措施同當(dāng)?shù)罔坭酱筇镌耘喙芾怼?/p>

表2 灌水時(shí)間和灌溉定額 m3/hm2

1.3 測定項(xiàng)目

枸杞產(chǎn)量(鮮重):每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇3株枸杞，采摘鮮果稱重，統(tǒng)計(jì)計(jì)算每種處理的產(chǎn)量。

總糖含量的測定 采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)附錄B測定方法測定。

β-胡蘿卜素含量測定 采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)附錄B測定方法測定。

甜菜堿含量測定 采用《中華人民共和國藥典》中測定方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2010、DPS14.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理對枸杞產(chǎn)量的影響

不同灌水處理枸杞產(chǎn)量見表3。方差分析表明，不同灌水處理對枸杞鮮果產(chǎn)量影響差異顯著(P<0.05)；不同種植方式對枸杞鮮果產(chǎn)量影響差異顯著(P<0.05)。從表3可以看出，當(dāng)灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜與不覆膜枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額的增大而增大，等于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，產(chǎn)量均達(dá)到最大。當(dāng)灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜與不覆膜枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額增大而減小。在覆膜與不覆膜條件下，枸杞產(chǎn)量最高的處理均為1 620 m3/hm2(F4處理)，覆膜條件下F4處理的產(chǎn)量為1.040 07 萬kg/hm2，不覆膜條件下F4處理的產(chǎn)量為9 923.4 kg/hm2，覆膜比不覆膜的產(chǎn)量高 4.81%。

表3 不同灌水處理枸杞產(chǎn)量(鮮重) kg/hm2

注：表中同行肩標(biāo)大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)，小寫字母不同表示差異顯著，下同(P<0.05)。

從表3還可以得出，覆膜枸杞平均產(chǎn)量比不覆膜的平均產(chǎn)量高0.71%，當(dāng)灌溉定額小于等于1 890 m3/hm2(F5處理)時(shí)，覆膜枸杞平均產(chǎn)量比不覆膜的平均產(chǎn)量高7.42%，當(dāng)灌溉定額大于等于2 160 m3/hm2(F6處理)時(shí)，覆膜枸杞平均產(chǎn)量比不覆膜枸杞平均產(chǎn)量低16.03%。原因是當(dāng)灌溉定額小于等于1 890 m3/hm2(F5處理)時(shí)，覆膜具有保水增墑及改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，抑制雜草生長，減輕病害的作用，能夠?yàn)殍坭教峁┻m宜的生長環(huán)境，有利于產(chǎn)量的提高。當(dāng)灌溉定額大于等于2 160 m3/hm2(F6處理)時(shí)，F(xiàn)6和F7處理灌溉定額較大，覆膜會(huì)抑制土壤水分蒸發(fā)，這使得覆膜條件下F6和F7處理土壤含水率過大，從而導(dǎo)致土壤通氣不良，影響植物根細(xì)胞呼吸作用。這些原因使得不覆膜條件下F6和F7處理比覆膜條件下F6和F7處理根系更易吸水，從而產(chǎn)量也高。說明灌溉定額在一定范圍內(nèi)，覆膜與不覆膜相比可提高枸杞產(chǎn)量，但過高的灌溉定額不利于覆膜枸杞產(chǎn)量的提高，甚至?xí)垢材よ坭疆a(chǎn)量低于不覆膜枸杞產(chǎn)量。

說明灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜與不覆膜枸杞產(chǎn)量均最高，且覆膜比不覆膜的產(chǎn)量高 4.81%。當(dāng)灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額的增大而增大，當(dāng)灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額增大而減小。

2.2 不同灌水處理對枸杞總糖含量的影響

不同種植模式下枸杞總糖含量變化規(guī)律見圖1，不同灌水處理枸杞總糖含量見表4。經(jīng)方差分析可知，不同種植模式對枸杞總糖含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞總糖含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，達(dá)到47.82%，灌溉定額為2 160 m3/hm2(F6處理)的總糖含量最低，其值為44.48%；不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，其值為47.79%，灌溉定額為1 350 m3/hm2(處理F3)的總糖含量最低，其值為45.49%。覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的高1.05%，當(dāng)灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜方式下，不同灌水處理的總糖含量高于不覆膜的，分別高出：0.67%、0.32%、0.13%、0.06%；當(dāng)灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，不覆膜方式下，不同灌水處理的總糖含量要高于覆膜的，分別高出：2.42%、5.22%、1.12%。

圖1 不同種植模式下枸杞總糖含量變化規(guī)律

處理覆 膜總糖/%甜菜堿/[g·(100g)-1]胡蘿卜素/%不覆膜總糖/%甜菜堿/[g·(100g)-1]胡蘿卜素/%F146．43±8．91aA1．16±0．37cB0．36±0．041abA46．12±5．12aA1．69±0．21aA0．35±0．030aAF246．63±7．35abA1．12±0．21cC0．40±0．044cB46．48±6．19eC1．64±0．35cB0．37±0．045abAF345．55±6．87cbA1．08±0．14aA0．41±0．037bA45．49±4．50cA1．51±0．35bA0．36±0．048cBF447．82±6．84dB1．32±0．32bBC0．41±0．035cAB47．79±5．08aB1．77±0．30abA0．38±0．008dBF544．70±7．03cB1．15±0．38bcB0．39±0．034aB45．78±4．15bA1．70±0．32cAB0．36±0．032ecBF644．48±7．48eC1．10±0．32dB0．38±0．051eD46．80±6．52abA1．46±0．25dB0．38±0．022abBF745．73±6．30bA1．23±0．18bA0．39±0．023dbC46．24±7．15bcA1．69±0．24ecB0．38±0．031cdA平均值46．391．170．3945．911．640．37

注：同一列中字母相同代表差異不顯著，小寫字母代表顯著性差異(P<0.05，LSD)，以大寫字母代表顯著差異極顯著水平(P<0.01，LSD)。

從圖1可以看出，枸杞總糖含量隨采收時(shí)間的不同呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。覆膜方式下，枸杞總糖含量隨時(shí)間變化呈“先增后降”變化規(guī)律，枸杞總糖含量峰值在7月，在不同采收時(shí)間枸杞果實(shí)中總糖含量表現(xiàn)為 7月>8月>6月。不覆膜方式下，枸杞總糖含量隨時(shí)間總體呈“逐漸增加”變化規(guī)律，枸杞總糖含量峰值出現(xiàn)在8月，在不同采收時(shí)間枸杞果實(shí)中總糖含量表現(xiàn)為 8月>7月>6月。主要因?yàn)?月份是枸杞果熟期，灌水次數(shù)多且量大，而覆膜又抑制了水分蒸發(fā)，使得土壤中的水分很多，枸杞根部呼吸作用受到影響，從而影響到總糖含量的下降，但不覆膜就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，適宜的土壤水分虧缺有利于枸杞果總糖含量的增加。

說明在覆膜和不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的總糖含量最高，覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的高1.05%。覆膜枸杞總糖含量隨時(shí)間變化呈“先增后降”變化規(guī)律，不覆膜枸杞總糖含量隨時(shí)間總體呈“正增長”變化規(guī)律。

2.3 不同灌溉定額對枸杞甜菜堿含量的影響

甜菜堿是枸杞果、葉、柄中主要生物堿之一，是枸杞對脂質(zhì)代謝或抗脂肪肝作用的主要成分。不同種植模式下枸杞甜菜堿含量變化規(guī)律見圖2，不同灌水處理枸杞甜菜堿含量見表4。方差分析結(jié)果表明，不同種植模式對枸杞甜菜堿含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞甜菜堿含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的甜菜堿含量最高，達(dá)到每100 g甜菜堿含量1.32 g，其次是F7、F1、F5、F2、F6、F3處理，F(xiàn)4處理下的枸杞甜菜堿含量比F7、F1、F5、F2、F6、F3處理下的甜菜堿含量分別高7.32%、13.79%、14.78%、17.86%、20%、22.22%，最高值比最低值高達(dá)1.22倍；不覆膜方式下，枸杞甜菜堿含量最高的是灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)，達(dá)到每100 g甜菜堿含量1.77 g，其次分別是F5、F1、F7、F2、F3、F6處理，F(xiàn)4處理下的枸杞甜菜堿含量比F5、F1、F7、F2、F3、F6處理下的枸杞甜菜堿含量分別高4.12%、4.73%、4.73%、7.93%、17.22%、21.23%。

圖2 不同種植模式下枸杞甜菜堿含量變化規(guī)律

從圖2可以看出，枸杞甜菜堿含量在不同采收階段呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。覆膜枸杞甜菜堿含量隨時(shí)間呈“先降后增”的變化規(guī)律，在不同采收時(shí)間枸杞果實(shí)中甜菜堿含量表現(xiàn)為 8月>6月>7月,枸杞甜菜堿含量峰值出現(xiàn)在果熟期(8月)；不覆膜枸杞甜菜堿含量隨時(shí)間呈“逐漸降低”的變化規(guī)律，在不同采收時(shí)間枸杞甜菜堿含量峰值期為6月，7月的甜菜堿含量居中，8月的枸杞甜菜堿含量最低。原因在于6月采收的枸杞果屬結(jié)在老眼枝條上的頭茬果，老眼枝條經(jīng)過一年的生長營養(yǎng)積累，枝上葉片多且大，結(jié)出的果實(shí)枸杞甜菜堿含量高。8月份采收的枸杞為夏果，夏果結(jié)在當(dāng)年新長出的枝條上，枝上葉片少而小，營養(yǎng)含量少，結(jié)出枸杞甜菜堿含量降低。

說明灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的甜菜堿含量在覆膜與不覆膜2種條件下都是最高。覆膜枸杞甜菜堿含量隨時(shí)間呈“先降后增”的變化規(guī)律，不覆膜枸杞甜菜堿含量隨時(shí)間呈“逐漸降低”的變化規(guī)律。

2.4 不同灌溉定額對枸杞胡蘿卜素含量的影響

胡蘿卜素作為寧夏枸杞藥用品質(zhì)指標(biāo)之一，對枸杞優(yōu)良品質(zhì)形成具有重要作用。不同種植模式下枸杞胡蘿卜素含量變化規(guī)律見圖3，不同灌水處理枸杞胡蘿卜素含量見表4。經(jīng)方差分析可知，不同種植模式對枸杞胡蘿卜素含量影響差異顯著(P<0.05)；不同灌水處理對枸杞胡蘿卜素含量影響差異顯著(P<0.05)。從表4可以得出，覆膜和不覆膜條件下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞胡蘿卜素含量均最高，最高值分別為覆膜的達(dá)到0.41%，不覆膜的為0.38%；與不覆膜相比，覆膜條件下的枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。覆膜條件下，不同灌水處理的枸杞胡蘿卜素含量大小順序?yàn)镕4>F3>F2>F7>F5>F6>F1；不覆膜條件下，不同灌水處理的枸杞胡蘿卜素含量大小順序?yàn)镕4>F6>F7>F2>F5>F3>F1。

圖3 不同種植模式下枸杞胡蘿卜素含量變化規(guī)律

從圖3可以看出，不同灌水處理下的枸杞果實(shí)胡蘿卜素在不同時(shí)期枸杞胡蘿卜素含量的變化趨勢不同。在覆膜和不覆膜方式下，枸杞胡蘿卜素含量均隨采收時(shí)間呈“逐漸增加”變化規(guī)律，枸杞胡蘿卜素含量峰值均出現(xiàn)在果熟期(8月)，在不同采收時(shí)間枸杞果實(shí)中胡蘿卜素含量表現(xiàn)為 8月>7月>6月，說明適宜的灌水次數(shù)和灌水周期能促進(jìn)胡蘿卜素的生成，有利提高枸杞的胡蘿卜素含量。

說明覆膜和不覆膜條件下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞胡蘿卜素含量均最高，枸杞胡蘿卜素含量均隨采收時(shí)間呈“逐漸增加”變化規(guī)律，與不覆膜相比，覆膜條件下的枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。

3 結(jié) 語

(1)在覆膜和不覆膜方式下，灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)的枸杞總糖含量、甜菜堿含量、胡蘿卜素含量均最高。覆膜枸杞總糖平均含量比不覆膜的枸杞總糖含量高1.05%，而覆膜枸杞甜菜堿含量則低于不覆膜，但與不覆膜相比，覆膜枸杞平均胡蘿卜素含量是不覆膜的1.05倍。

(2)覆膜條件下，枸杞總糖含量隨采收時(shí)間變化呈“先增后降”變化規(guī)律，枸杞甜菜堿含量隨采收時(shí)間呈“先降后增”的變化規(guī)律，枸杞胡蘿卜素含量隨采收時(shí)間呈“逐漸增加”變化規(guī)律。不覆膜條件下，枸杞總糖含量和胡蘿卜素含量均隨采收時(shí)間總體呈“逐漸增加”變化規(guī)律，但甜菜堿含量隨采收時(shí)間呈“逐漸降低”的變化規(guī)律。

(3)覆膜與不覆膜條件下，枸杞產(chǎn)量最高的處理均為1 620 m3/hm2(F4處理)，覆膜枸杞產(chǎn)量最大為1.040 07 萬kg/hm2，不覆膜枸杞產(chǎn)量最大為9 923.40 kg/hm2，覆膜比不覆膜的產(chǎn)量高 4.81%。當(dāng)灌溉定額小于等于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜與不覆膜枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額的增大而增大，當(dāng)灌溉定額大于1 620 m3/hm2(F4處理)時(shí)，覆膜與不覆膜枸杞產(chǎn)量均隨灌溉定額增大而減小，過多的灌水不利于枸杞生長。

由于本試驗(yàn)進(jìn)行的條件和時(shí)間限制，綜合上述各指標(biāo)最優(yōu)灌溉定額為1 620 m3/hm2(F4處理)，所得結(jié)果為初步研究結(jié)果，還需進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

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