不同水分处理对北疆枸杞植株生长与产量的影响

加孜拉, 苏里坦, 白云岗

(1.新疆水利水电科学研究院, 新疆 乌鲁木齐 830049; 2.中国科学院新疆生态与地理研究所, 荒漠与绿洲生态国家重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011)

枸杞(Lyciumbarbarum)是一种多年生的落叶小灌木[1]，在中国西部地区较大面积种植，多生长在阳光充足，温度较低，冷凉湿润且肥沃的土壤中。枸杞具有很多优良的抗性。例如，抗严寒、抗旱、抗碱等，作为首选的经济作物种植于西北干旱及半干旱地区[2-3]。新疆维吾尔自治区枸杞主要栽培于北疆，其中博尔塔拉蒙古自治州的精河县是新疆人工种植枸杞最早、面积最大、连片最集中地方。枸杞大面积种植推动了精河县经济发展，同时由于水资源紧缺，一定程度上限制了枸杞种植面积的扩大，合理的的灌溉和施肥措施成了解决问的关键。滴灌技术能够适时适量地进行灌溉，使作物近根区保持较高湿度和合适的养分，可有效提高作物产量[4-9]。因此，针对干旱半干旱地区经济增长的需求，为提高枸杞产量，增加农民收入，研究枸杞节水高效栽培技术显得尤为重要。

前人对枸杞进行了大量研究，赵琴[10]在宁夏研究了气温升高与干旱胁迫对宁夏枸杞生长与果实品质的影响，结果表明干旱胁迫降低了宁夏枸杞地径、苗高、新梢长、新稍粗、叶鲜重、叶干重和叶面积，气温升高加剧了干旱胁迫对枸杞生长的影响。马旭等[11]在宁夏研究了不同灌溉定额对枸杞生长和产量的影响，结果表明枸杞产量随着灌水量的增加而增产，继续增加灌水量产量降低，过多的灌水不利于枸杞生长。郑艳军等[12]在宁夏中部干旱区研究了不同灌水处理对枸杞产量和品质的影响，结果表明，枸杞产量均随灌溉定额增大而减小，覆膜滴灌条件下有利于保持土壤水分，有效节约水资源，并提出了宁夏中部干旱区适宜灌溉制度。赵彦波等[13]在宁夏在研究了不同种植模式下灌溉定额对枸杞生长指标与产量的影响，结果表明枸杞生长指标和产量随灌溉定额有增大而增大的趋势，但过度增加灌溉定额反而会影响产量。杜宇旭等[14]在宁夏进行了覆膜滴灌下枸杞耗水规律研究，结果表明枸杞覆膜滴灌生育期内耗水量相比传统畦灌平均减少了34%，生育期内灌溉定额相比传统畦灌平均节约了52%。徐利岗等[15]在宁夏进行了干旱区枸杞滴灌灌溉制度试验研究，结果表明随灌水量的增加枸杞地径及株高随之增加，而冠幅的变化规律性不强，并提出了适宜的灌溉制度。张继林[16]在研究了亏缺灌溉对枸杞水分利用效率和果实品质的影响，结果表明，枸杞各生长阶段的耗水量随之灌水量的增加而增加，随着亏缺程度的加重，枝条生长速率缓慢，叶绿素含量降低。吴秀玲等[17]在宁夏研究了水分调控对宁夏枸杞光合特性及产量的影响，研究表明随着灌水量的增加，枸杞净光合速率与蒸腾速率增加，灌水量在一定范围内可增产。董世德等[18]在宁夏研究了不同微灌形式对土壤水肥分布和枸杞产量的影响，地表滴灌方式下水肥耦合最好，枸杞生长状况和产量最佳。常少刚等[19]在宁夏研究了不同灌溉量对枸杞生长发育及产量和品质的影响分析，结果表明灌溉量为2 850 m3/hm2时即可保证枸杞正常，又可以促进枸杞优质高产，同时实现了节水增效的目的。万书勤等[20]在青海对柴达木地区滴灌水—盐—肥综合调控对枸杞生长和水肥利用的影响，结果表明随着施肥比例的增加，枸杞的株高、茎粗、冠幅增长率及干鲜果产量先增加再降低，滴灌高频施肥灌溉有利于提高枸杞的产量、灌溉水利用效率和肥料利用率。郑国保等[21]在宁夏研究了不同灌水量对干旱区枸杞水分利用效率及产量和品质的影响，结果表明增加灌水量，枸杞各生长阶段的耗水量增加，并提出了适宜的灌水量。

前人对枸杞灌溉的研究都集中在宁夏等地区，新疆枸杞灌溉制度方面的研究甚少。因此，本试验以不同分水分处理对枸杞生长发育、果实产量的影响，讨论和对比灌水对枸杞的生长发育情况的影响，最终找出适宜北疆枸杞栽培的适宜灌溉制度，以期为该地区今后枸杞灌溉提供科学的依据。

1 研究区概况及方法

1.1 研究区概况与试验方法

试验于2019年3—11月在新疆维吾尔自治区博尔塔拉州精河县内(46°25′30″N，90°04′01″E)，试验区属于大陆性北温带干旱气候，空气干燥，风势较大，年降雨量小，蒸发量大。极端最低气温为-53 ℃，最高达36.5 ℃。多年均降水量161 mm，多年平均蒸发量约为1 624 mm，无霜期平均为103 d。试验区地下水埋深大于5 m，土壤质地为黏壤土，0—60 cm土层平均干容重1.36 g/cm3，田间持水率为26%。

供试作物为精枸1号，播种株距为1 m，行距为1.8 m。试验采用单翼迷宫式滴灌带，滴头间距为30 cm，滴头设计流量3.2 L/h，采用1行2管模式。灌溉水源为井水，采用水泵供水和水表计量，采用施肥罐进行施肥，试验点土壤肥力状况详见表1。

表1 试验点土壤肥力状况

试验设6个不同灌溉定额处理，灌水次数为10次，6个不同灌水定额额分别为3 300，4 200，5 100，6 000，6 900，7 800 m3/hm2，设一个对照CK处理灌溉定额为6 000 m3/hm2，灌水7次(表2)。

表2 枸杞试验地浅埋式滴灌试验设计

1.2 数据获取方法

记录枸杞各生育期物候期，在枸杞各生育期选择长势基本相同的3株枸杞测定株高、茎粗，冠幅，分别用钢尺，游标卡尺测量所选枸杞的株高，茎粗。定株测定枸杞产量。使用SPSS 15.0和Excel软件对试验数据进行整理与分析。

2 结果与分析

2.1 枸杞生育期划分

枸杞为茄科枸杞属多年生落叶灌木。中医用枸杞的果实和根入药。枸杞是种国重要的植物资源之一，是栽培历史久、适应范围广、经济效益大的一种木本经济作物。

物候期反映植物在气候方面的适应性(表3)。试验区枸杞年龄为5 a，气温上升土壤解冻后经过一个缓苗的过程，4月中旬萌芽，5月上旬开始展叶，5月下旬春梢开始生长，春梢生长一直延续到7月上旬，7月上旬达到新梢旺盛期。6月上旬枸杞开始现蕾开花，6月下旬开始结果，7月上旬头茬果成熟，7月中旬至8月中旬夏果成熟，8月下旬到月下旬秋梢生长，10月上旬开始落叶，11月上旬进入休眠期。

表3 试验区枸杞物候期

2.2 不同水分处理对枸杞株高的影响

株高的增长与培育稳定丰产型树形密切相关，只有达到一定的株高才能促使枸杞侧的生长。表4为不同水分处理对枸杞株高的影响结果。

由表4可知，各处理枸杞整个生育期株高变化趋势基本相同，春梢生长期和开花期株高急剧增长，结果期株高增长相对缓慢。不同水分处理对枸杞株高有不同的影响。在不同水分情况下，枸杞株高随着灌水量的增加而增加，枸杞株高年增长量表现为：W6>W5>W4>W3>W2>W1，W6处理株高最大，W1处理株高最小，株高年增长量分别为为61.4 cm和32.7 cm。

表4 不同水分处理对北疆枸杞株高的影响

图1为不同对灌水次数对枸杞株高的影响结果。从图1可看出，不同灌水次数下，枸杞株高变化趋势大体相同，都具有：展叶期至结果期急剧增长，结果期株高增长相对缓慢。整个生育期灌水10次处理株高普遍高于灌水7次处理，株高年增长量分别为49.6 cm和37.1 cm，灌水10次处理株高比灌水7次处理株高11%。

图1 不同灌水次数对北疆枸杞株高的影响

2.3 不同水分处理对枸杞茎粗的影响

茎粗是衡量枸杞生长情况的重要指标之一，当枸杞根系周围水分充足时枸杞茎粗加大，不足时茎粗减小，水分影响着枸杞各个器官的生长，因此合理调节水分对于枸杞生长有着不可或缺的影响。表5为不同水分处理对枸杞茎粗变化的影响结果。

表5 不同水分处理对北疆枸杞茎粗的影响

由表5可知，各处理枸杞茎粗变化趋势大体相同，都具有：展叶期至春梢生长期茎粗增长缓慢，结果期株高增长相对缓慢。春梢生长期和开花期枸杞茎粗生长旺盛，到了结果期茎粗增长缓慢。不同水分处理对枸杞茎粗有不同的影响。在不同水分情况下，枸杞茎粗年净增长量，随着灌水量的增加而增加，当灌水量增大到一定程度时茎粗增幅变小，枸杞茎粗净增长量大小表现为：W4>W3>W5>W6>W2>W1，W4处理茎粗净增长量高于其他处理，为1.39 cm，W1处理茎粗净增长量最小，为0.61 cm。

图2为不同对灌水次数对枸杞茎粗的影响。从图2可看出，不同灌水次数下，枸杞株高变化趋势大体相同，都具有：展叶期茎粗增长缓慢，春梢期至现蕾期茎粗急剧增长，结果期茎粗增长缓慢。整个生育期灌水10次处理茎粗普遍高于灌水7次处理，茎粗年净增长量分别为1.39 cm和0.84 cm，灌水10次处理茎粗净增长量比灌水7次处理茎粗净增长量高39%。

图2 不同灌水次数对北疆枸杞茎粗的影响

2.4 不同水分处理对枸杞冠幅的影响

冠幅是衡量作物长势的重要指标，合理调控水分有利于冠幅增长，直接影响枸杞产量的高低。表6为不同水分处理对枸杞冠幅大小的影响。从表6可看出，各处理枸杞冠幅大小变化趋势大体相同，都具有：春梢生长期冠幅增生长旺盛，结果期后冠幅增长缓慢。不同水分处理对枸杞冠幅大小有不同的影响。在不同水分情况下，枸杞冠幅年净增长量，随着灌水量的增加而增加，枸杞冠幅净增长量大小表现为：W6>W5>W4>W3>W2>W1，W6处理茎粗净增长量高于其他处理，为63 cm，W1处理茎粗净增长量最小，为38 cm。

表6 不同水分处理对北疆枸杞冠幅的影响

图3为不同对灌水次数对枸杞冠幅的影响结果。从图3可看出，不同灌水次数下，枸杞株高变化趋势大体相同，都具有展叶期茎粗增长缓慢，春梢期至开花期冠幅急剧增长，结果后冠幅增长缓慢。整个生育期灌水10次处理冠幅大小普遍大于灌水7次处理，冠幅年净增长量分别为为57 cm和48 m，灌水10次处理冠幅净增长量比灌水7次处理茎粗净增长量大19%。

图3 不同灌水次数对北疆枸杞冠幅的影响

2.5 不同水分处理枸杞耗水规律分析

表7为枸杞不同水分处理各生育期阶段耗水量。因枸杞是无限花絮灌木，在枸杞生育期中枝条会不断地开花和结果。由表7可知，枸杞生育前期研究区气温较低，枸杞生长缓慢，则需水量就小。随着春梢的生长，枸杞需水量也逐步增加，到了开花期—结果期是枸杞需水达到高峰，即结果期是枸杞需水临界期，结果期需水强度也达到最大值。枸杞各生育阶段耗水强度表现为：结果期>开花期>春梢生长期>秋梢生长期>萌芽—展叶期，各处理结果期耗水量最大，占总耗水量的38.8%～41.2%。

表7 不同水分处理下北疆枸杞各生育阶段耗水量

2.6 枸杞耗水量与产量、水分利用效率的关系

作物耗水量与产量之间的关系是确定合理灌溉定额，优化灌溉制度的重要基础。图4为本次试验枸杞耗水量与产量的关系。从图4可知，枸杞耗水量与产量的关系呈二次抛物线关系，并且具有很好的线性回归相关性(R2=0.975 1)，枸杞产量随之耗水量的增加而增加，当耗水量增加到一定程度时，产量反而降低。W1，W2处理产量和耗水量都低于其他处理，说明过低的耗水量不利于产量的形成。W6处理耗水量最大，但产量却不是最高，耗水量为828.1 mm，产量为12 420 kg/hm2，比产量最高的处理W4低1 780 kg/hm2，说明耗水量过高也不利于产量的形成。枸杞的产量与耗水量之间的曲线拟合模型为：

图4 北疆枸杞滴灌耗水量与产量的关系

y=-0.072 6x2+101x-21 396 (R2=0.975 1)

(1)

模型求得：当枸杞耗水量为663 mm时，所对应的产量最高，为13 920 kg/hm2。

水分利用效率WUE是指作物消耗单位水分所生产的同化物质的量，提高作物水分利用效率可以降低获得一定产量的需水量，从而达到节水的目的。图5为枸杞耗水量与水分利用效率、产量的关系图。从图5可以看出，枸杞水分利用效率WUE与枸杞生育期内耗水量之间的关系呈二次抛物线关系，并且也具有很好的线性回归相关性(R2=0.98)。枸杞水分利用效率随之耗水量的增加而增加，当耗水量增加到一定程度时，水分利用效率反而降低。此次试验W3处理的水分利用率(WUE)最高，为1.45 kg/mm，W6处理的WUE最低，仅为0.9 kg/mm。枸杞的水分利用效率WUE与耗水量之间的曲线拟合模型为：

图5 北疆枸杞滴灌耗水量与水分利用效率、产量的关系

y=-6E-06x2+0.007 3x-0.619 8

(R2=0.981 2)

(2)

由模型求得：当枸杞耗水量为552 mm时，所对应的水分利用效率最高，达1.58 kg/mm，对应的枸杞产量为12 420 kg/hm2。

从本次试验结果(表8)来分析，当耗水量583 mm增加到676 mm时，枸杞产量从12 703.5 kg/hm2提高到14 200.5 kg/hm2，枸杞产量提高了1 497 kg/hm2，与此同时，枸杞水分利用效率从1.45 kg/mm减少到1.46 kg/mm，水分利用效率WUE并没有发生明显的降低。

表8 北疆枸杞不同水分处理产量

3 讨 论

枸杞的株高、茎粗和冠幅等指标是衡量枸杞植株生长发育的重要指标，在枸杞的生育期内株高、茎粗和冠幅大小可以说明枸杞植株的营养好坏，枸杞生长状况良好是保证枸杞产量的前提。本文通过不同灌水量对枸杞生长的影响研究表明，不同灌水量处理枸杞长势表现不同，随着灌溉量的增加，枸杞株高、幅宽和茎粗表现为增加趋势。枸杞耗水量与产量、耗水量与水分利用效率WUE的关系均呈二次抛物线关系。从节水和高产的角度考虑，认为枸杞最优耗水量在580～670 mm间时，枸杞达到最高产量。

试验中枸杞只考虑了灌溉定额对枸杞生理生长和产量的影响，没有考滴灌条件下土壤养分对枸杞生长量与产量的影响。同时，关于枸杞生长指标与产量之间具体存在哪种确切的关系等目前研究的还不够清晰，需在接下来的研究工作中深入研究。

4 结 论

(1) 枸杞株高随着滴灌灌水量的增加而增加，枸杞株高年增长量表现为：W6>W5>W4>W3>W2>W1，随着灌水量的增加而增加。

(2) 枸杞茎粗年净增长量，随着滴灌灌水量的增加而增加，当灌水量增大到一定程度时茎粗增幅变小。

(3) 滴灌方式下枸杞各生育阶段耗水强度表现为：结果期>开花期>春梢生长期>秋梢生长期>萌芽—展叶期；枸杞耗水量与产量、耗水量与水分利用效率WUE的关系均呈二次抛物线关系。

(4) 从节水和高产的角度考虑，认为枸杞最优耗水量在580～670 mm间，即灌溉定额360～400 m3/hm2时，产量和水分利用效率达到最优组合。因此，本文推荐北疆地区枸杞适宜灌溉制度为：枸杞全生育期滴灌定额为5 700 m3/hm2，每次灌水定额为570 m3/hm2，灌水次数为10次，萌芽期—展叶期灌水1次，春梢生长期灌水2次，现蕾—开花期灌水1次，结果期灌水4次，秋梢生长期灌水2次。