節(jié)水灌溉和施肥技術在棗樹中的應用

許春娟，賈生海，趙 霞，白有帥，曹 睿

(甘肅農(nóng)業(yè)大學水利水電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

紅棗不僅是我國的基礎性產(chǎn)業(yè)，也是經(jīng)濟林果業(yè)中最具價值的一種。紅棗不僅可以直接食用也有大量的藥用成分[1]，隨著科技與經(jīng)濟的發(fā)展，紅棗的需求量會不斷增加[2]。棗樹適應性強且經(jīng)濟和生態(tài)效益極高[3]，因此棗樹的廣泛種植具有實際意義。我國可以種植紅棗的地區(qū)比較多，實現(xiàn)紅棗的大面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種植需要標準化生產(chǎn)和田間高效管理。目前棗樹方面的研究相對較多，但近幾年存在片面追求產(chǎn)量和濫用肥料造成棗果品質(zhì)差和生態(tài)污染嚴重的現(xiàn)象[4]，再加上水資源短缺，農(nóng)業(yè)用水矛盾突出，使得棗樹的經(jīng)濟效益低導致棗農(nóng)的積極性不高，有棄種荒園的趨勢。傳統(tǒng)的灌水施肥技術已經(jīng)不能滿足節(jié)水增產(chǎn)的要求，因此在保證經(jīng)濟林果業(yè)正常發(fā)展的同時，提倡更高效的節(jié)水灌溉施肥技術極具價值。

1 棗樹的特點

棗樹(Ziziphus jujuba)屬于抗旱耐瘠的經(jīng)濟林樹種，原產(chǎn)于我國黃河流域[5]，至今已有8000多年的歷史，種類達800多種[2- 3]，產(chǎn)量占全球的90%左右，至2018年種植面積達331萬hm2，產(chǎn)量達736萬t[6]。常見的有駿棗、沙棗、灰棗、大圓棗、梨棗、石樓木棗等。棗樹具有長勢快、栽培簡單、適應性強等優(yōu)點，休眠期能承受-33.8℃的低溫[7]，防風、固沙和減輕干熱風、凈化空氣、調(diào)節(jié)氣候、改良土壤的積極作用。在我國西北荒漠地帶，棗樹是首選的優(yōu)良樹種，被譽為“鐵桿莊稼”[8]，其棗果營養(yǎng)豐富被列為百果之首，可藥用也可直接食用，有“天然維生素丸”和“一日食三棗，一輩不顯老”之說[9]。棗樹具有適應性很強、抗寒、耐高溫等優(yōu)點，但不耐鹽堿，種植時要注意避開鹽堿地，土壤溫度表層以下5cm處的溫度要達到12℃以上[10]，地勢開闊平坦避開低洼地，水源和供水條件充足。通氣性良好的沙土壤、膠沙混合的土壤最好，以開溝的方式種植紅棗樹要保證光照充足，南北向比較適宜[11]。棗樹種植時的選址、品種選擇、施肥、種植、幼苗質(zhì)量選擇、定值、灌水、園地翻耕、修剪、除草松土、病蟲害防治、果實管理問題等都值得重視[2]。

2 根系生長分布規(guī)律

棗樹通過根系吸收水分和養(yǎng)分，土壤水分和養(yǎng)分是棗樹根系生長發(fā)育的關鍵，直接影響棗果的產(chǎn)量和品質(zhì)[12]。改變土壤水分狀況可以調(diào)節(jié)根系生長[13]，并提升棗果產(chǎn)量及質(zhì)量[3]。棗樹的水平根具有向四周延伸生長的能力，主要分布在15～35cm的土層中，50cm以下基本沒有水平根，垂直根較少卻深，主要分布在1～3m土層中，最深可達5～6m，這是棗樹抗風沙、耐瘠薄和適應能力強的根本[14]。棗樹根系集中分布的區(qū)域是水平0～50cm左右，垂直10～40cm左右土層[15]。孫三民等[16]采用環(huán)狀壕溝分層挖掘法對地表滴灌和間接地下滴灌條件下的棗樹根系分布進行探究，得出間接滴灌下棗樹根系呈現(xiàn)深根型生長趨勢，而地表滴灌下呈現(xiàn)寬淺型生長。不同灌溉技術所能達到的灌溉深度的不同對棗樹根系的密度、根長生長分布范圍有較大的影響。傳統(tǒng)的灌溉技術下，棗樹根系分布較淺，主要在表層區(qū)域；間接地下滴灌技術下，隨著灌溉深度的增加，根系的生長分布由寬淺型向深根型發(fā)展[17]。因此棗樹主要根系分布范圍的研究結論有所不同。

3 不同灌溉方式和施肥方式

3.1 節(jié)水灌溉方式在棗樹中的應用

棗果產(chǎn)量和品質(zhì)是評價棗樹的重要指標，影響棗果產(chǎn)量和品質(zhì)的因素除了土壤本身外還有水和肥，而在提倡節(jié)水減肥的同時適時適量地滿足棗樹的生長是關鍵所在。針對這一問題，學者們不斷進行新的探索和改進，傳統(tǒng)的大水漫灌、地面灌等灌溉技術逐漸被淘汰，新型節(jié)水灌溉技術逐漸被重視起來。我國紅棗的種植以新疆、河北、山西、陜西、山東為主要地區(qū)，占81.6%[18]。阿克蘇地區(qū)作為新疆紅棗的主產(chǎn)區(qū)，紅棗面積約714萬畝，大都以傳統(tǒng)的大水漫灌、溝灌、滴灌幼樹為主，灌溉定額達15000m3/hm2，造成水資源嚴重浪費[19]。近年來學者們不斷探索將新型高效節(jié)水灌溉技術運用在林果業(yè)中取得了一些成果。

間接地下滴灌技術、砂管灌[20]和地下灌溉技術(地下滲灌[21]、涌泉根灌[22]、垂直線源灌[23]、井式灌溉[24])等高效的節(jié)水灌溉技術逐漸在林果業(yè)中應用研究。徐镕[25]通過間接地下滴灌技術對駿棗進行不同灌水量處理的試驗中得出供水14L/棵是最適宜的灌水量。孫三民等[26]對駿棗進行了間接地下滴灌和普通地表滴灌的對比，得出間接地下滴灌下棗果的生長量、單果重明顯優(yōu)于地表滴灌，且間接地下滴灌技術還具有改善果實品質(zhì)的優(yōu)勢。間接地下滴灌的灌溉深度為27～35cm，比較適宜南疆區(qū)幼齡棗樹[16]。馬雁[27]在民勤地區(qū)進行了砂管灌與普通地表滴灌對駿棗產(chǎn)量和品質(zhì)特性影響的試驗，得出砂管灌條件下棗樹的各指標均高于地表滴灌。地下滲灌技術和地面滴灌、管灌相比有增加棗樹坐果率的顯著優(yōu)勢，棗樹的主根集中分布在100cm以上土層，100cm以上土層中的水分是維持棗樹生長的根本[21]。張志剛[24]對灰棗樹進行灌溉試驗得出井式灌溉相比漫灌和滴灌在沒有影響棗果產(chǎn)量品質(zhì)的前提下大大減少了灌水量和地表蒸發(fā)。車銀偉等[28]通過試驗得出對于提高梨棗樹的產(chǎn)量、減少水分利用效率、減少落果率、促進棗吊生長方面，涌泉根灌相比管灌和滴灌均效果顯著。井式灌溉方式相比漫灌棗樹的光合參數(shù)整體差異不顯著，但井式灌溉方式在不降低其生物量的前提下有效節(jié)水且能更好地滿足中齡灰棗光合需要[29]。

3.2 施肥方式和施肥比例在棗樹中的應用

肥料的有效利用和棗樹的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)也備受關注，施肥方式的不同和施肥比例等都會影響棗樹對肥料的利用。付倩雯等[30]通過溝施、穴施、輻射狀施、撒施等施肥方式分別對棗樹進行施肥，得出輻射狀施肥方式在棗果產(chǎn)量增加和品質(zhì)的改善上均起到顯著的促進作用，在棗樹的高效栽培中急需大力推廣。高疆生等[31]確定出適合幼齡棗樹的施肥方案氮磷鉀(N+P2O5+K2O，kg/667m2)為萌芽期:19.2+19.2+11.6，開花期:8+12+10，坐果期:6.7+6.7+16.6。馮治磊等[32]對灰棗樹進行施肥試驗得出適宜的施肥處理為開花期至展葉期主施氮肥，少量配施磷鉀肥，開花期至坐果期主施磷肥，少量配施氮肥，坐果期至果實膨大期氮磷鉀肥配施，鉀肥適量增多。劉國宏等[33]對成齡灰棗進行施肥處理，確定出合理的方案為尿素70kg/667m2，硫酸鉀44kg/667m2。胡新艷等[34]將氨基酸肥、礦物質(zhì)肥、稀土肥對冬棗果實品質(zhì)的影響進行了試驗，得出礦物質(zhì)肥的效果最好。馮曉東等[35]對梨棗進行了澆水、澆完全營養(yǎng)液、施復合肥、施復合肥加澆水的水肥處理，得出施復合肥結合澆水效果最佳。柴仲平等[36]對紅棗進行了沼肥的不同施肥方式試驗，得出噴施沼肥效果最佳。王斌等[37]對大瓜棗進行盆栽試驗得出追求坐果和產(chǎn)量時，施氮磷鉀肥的適宜比例為2∶1∶2，促進棗樹生長時適宜的氮磷鉀比例為2∶1.5∶3。武之新和成春彥[38]通過試驗得出7～8年和28～30年樹齡的金絲小棗最適宜施肥量分別為每株純氮24.6g、磷肥(P2O5)17.3g，比例為1.0∶0.7和純氮0.48g、磷肥(P2O5)0.24g、鉀肥0.35g，比例為1.0∶0.51∶0.73；對于適齡的金絲小棗樹，鉀肥是提高產(chǎn)量的必要措施。

4 存在的問題

(1)棗園田間管理模式簡單，栽培管理技術落后粗放，棗樹的修剪整形較少，落花落果嚴重，造成產(chǎn)量大大降低。病蟲害防治措施不全面、不及時，壞果和裂果占比較大，使紅棗的產(chǎn)量低可食率下降，經(jīng)濟效益低下。

(2)灌溉方式大都采用傳統(tǒng)的漫灌、溝灌等，嚴重浪費水資源，水分利用率低。施肥方式簡單、肥料單一，灌水、施肥不定時，也不精準。施肥方案傳統(tǒng)，肥料利用率低，不能及時適量地滿足棗樹對水分和養(yǎng)分的需求，棗樹長勢緩慢，棗果品質(zhì)差。

(3)新型節(jié)水灌溉技術相比傳統(tǒng)灌溉技術較復雜，成本較高，棗農(nóng)缺乏農(nóng)業(yè)技術且不愿意去嘗試。棗農(nóng)傳統(tǒng)觀念比較深，認為水灌的越多越好，造成水資源浪費的同時反而造成棗樹長勢緩慢。

5 新型節(jié)水灌溉施肥技術優(yōu)勢及未來研究改進方向

5.1 技術優(yōu)勢

相同灌水條件下地下滲灌與地面滴灌、管灌相比，棗樹的產(chǎn)量提高2.84%～25.70%、水分利用效率提高8.02%～18.96%[21]。新型節(jié)水灌溉方式不僅提高了水分利用效率、棗果的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且灌溉水利用效率也顯著提高。輻射狀施肥方式與不施肥、溝施、穴施、撒施施肥方式相比，干徑增長量提高了19.17%、新稍長度和直徑分別提高了3.97cm和12.4%、棗吊長度提高了1.31cm，凈光合速率相比溝施提高了19.9%，單株產(chǎn)量最高為0.77kg/株，相比不施肥、溝施、穴施、撒施方式分別提高了123%、45%、35%、11%[30]。高疆生等[31]確定出的施肥方案和氮磷鉀施肥比例下幼齡棗樹的株高、二次枝粗度、葉綠素含量以及葉片對氮磷鉀的吸收均較佳，產(chǎn)量較好。高效施肥技術促進了紅棗生長量，提高了棗樹光能利用率，增加產(chǎn)量的同時改善果實品質(zhì)，為棗樹的大面積高效栽培提供理論支撐。

5.2 改進方向

施肥方式會影響肥料使用效益，也是提高產(chǎn)量的重要措施之一[37]。目前果樹采用的施肥方式主要有溝施、環(huán)狀施肥、輻射狀施肥、撒施、葉片噴肥等方式。對于棗樹的施肥方式可以推廣輻射狀溝施[29]、水肥一體化等高效施肥技術，進行不同生育時期的配比施肥[30，36]，也可以不同肥料復合[34]，保護生態(tài)環(huán)境的同時實現(xiàn)棗樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。棗樹的施肥比例也至關重要，可以分棗樹不同生育期[30，36- 37]確定最優(yōu)施肥比例，提高肥料利用率，節(jié)約成本。

灌溉方式可以參考徐镕、孫三民等[25- 26]對間接地下滴灌技術的研究進一步完善，對導水裝置的直徑、埋深進一步探究。西北地區(qū)干旱少雨蒸發(fā)強度大，對于林果業(yè)的發(fā)展探究減少地表蒸發(fā)、提高水分利用效率的新型節(jié)水灌溉技術更加必要，加上棗樹深根性的特點，進一步拓展研究地下灌溉等節(jié)水灌溉技術更加重要。孫三民等[16]得出間接地下滴灌條件下適宜南疆地區(qū)幼齡棗樹的灌溉深度可以推廣應用在成齡棗樹和其它地區(qū)林果業(yè)中，解決水資源匱乏問題的同時使節(jié)水灌溉技術進一步成熟完善。砂管灌技術可以參考馬雁[27]的試驗運用在其它地區(qū)林果業(yè)的發(fā)展中，尤其是干旱少雨、蒸發(fā)強度大的地區(qū)，實現(xiàn)節(jié)約水資源和提高棗果產(chǎn)量品質(zhì)的共贏。對不同灌溉方式下的棗樹根系分布范圍進行探究，對更精確地滿足棗樹根系對養(yǎng)分和水分的需求具有指導意義。加強棗園田間管理，提升棗果品質(zhì)和品牌影響力，節(jié)約水資源的同時提升棗農(nóng)經(jīng)濟收入，促進林果業(yè)更好發(fā)展。