滴灌水温对土壤和骏枣树体养分含量的影响

邓 岚，周正立，赵 航，董荣荣，赵亚冲

(1塔里木大学 园艺与林学学院，新疆 阿拉尔 843300；2新疆生产建设兵团 塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)

红枣作为我国排名第一的干果、排名第七的水果[1]，在新疆南疆广为种植，据统计2019年新疆红枣的种植面积44.5 hm2，产量达到372.8万t[2]。近年来，红枣已成为新疆人民收入的主要来源之一[3]。然而南疆处在干旱少雨的环境，水资源匮乏，尤其是在农田大量用水的季节主要采用井水灌溉，导致春季灌溉温度偏低，进而影响植物养分的吸收和利用[4-5]。因此，探索适合新疆红枣栽培的滴灌水温，对新疆红枣的栽培和产业发展具有重要的实际意义。

目前关于促进树体和土壤养分吸收的研究主要集中在灌水[6]和施肥方式[7-9]等方面，与水温相关的研究仅有关于果树品质的研究报道[10]，尚鲜见有关灌溉水温对树体、土壤养分吸收利用的研究。为此，本研究基于新疆南疆枣树栽培的生产实践，研究了滴灌水温对骏枣林土壤速效N、P、K和果实、叶片、枣吊、二次枝全N、P、K含量的影响，旨在为新疆南疆优质红枣生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在新疆阿拉尔市塔里木大学园艺试验站(40°32′27″N，81°17′56″E)进行，该试验站骏枣均为5年生果树，株行距0.5 m×2.0 m，选择长势一致的果树进行试验。试验区域海拔1 013 m，年降水量40.1～82.5 mm，年蒸发量1 876.6～2 558.9 mm，属暖温带大陆性极端干旱荒漠气候；最高温度35 ℃，最低温度-28 ℃；太阳辐射为599.40～612.12 kJ/cm2，日照时长2 556.3～2 991.8 h。

1.2 试验设计

试验采用单因素多水平完全随机设计，设定10，20，30和40 ℃ 4个滴灌水温处理，以自然水温(低于10 ℃)为对照(CK)。每个处理1个小区，每小区1行，每行10株骏枣枣树，小区之间用槽式隔离，各处理管带布设在距树干两旁各30 cm处，每隔30 cm设1个滴头。滴灌时先将水注入500 L塑料桶，然后利用增温及降温设备(图1)将水处理到指定水温后使用潜水泵实施滴灌。滴灌试验于2018年3月15日开始，至果实成熟期(2018年9月15日)结束。在整个生育期内各处理均按指定水温同时灌水，试验期间共灌水13次，灌溉定额为4 500 m3/hm2。各处理其他管理措施均一致。

1.水源；2.进水阀；3.储水罐；4.潜水泵A；5.制冷机；6.瞬时温度计；7.增温设备；8.温控开关；9.调压阀；10.潜水泵B；11.控水阀；12.水表；13.支管；14.毛管

1.3 样品采集

在2018年5，7和10月，每个处理等距设置3个土壤样品采集点，分别采集0～10，10～20和20～40 cm 3个层次的土壤样品，并按相应层次混合得各处理的土壤样品。

于果实成熟期(2018年9月15日)，在每个处理各株树东、南、西、北方向树冠的上、中、下部分别随机采集红枣果实30个、枣吊30个、二次枝10条和叶片100片，将相应样品混合后，制备待测样品。

1.4 样品制备与测定

1.4.1 土壤样品 将采集的土样自然风干、过筛，并装入密封袋用于测定土壤的速效N、P、K含量。其中，速效N含量采用碱解扩散法测定，速效P含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效K含量采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定[11-12]。

1.4.2 植物样品 将果实、叶片、枣吊、二次枝样品进行清洗、杀青、烘干、粉碎制样，样品粉碎并保存在干燥器中，称取5 g左右样品，经H2SO4-H2O2法消煮后，用于全N、P、K含量测定，其中全N含量采用半微量凯氏定氮法测定，全P含量采用钼锑抗比色法测定，全K含量采用火焰光度法测定,均采用文献[11-12]的方法。

1.5 数据处理

采用Excel 2007和prism.exe软件进行数据处理及图表绘制，用DPS 9.01软件对试验数据进行方差分析和差异显著性检验分析。

2 结果与分析

2.1 滴灌水温对骏枣根际土壤养分的影响

2.1.1 土壤速效N 滴灌水温对骏枣根际土壤速效N含量的影响见图2。由图2可知，随土层深度的增加，速效N含量除20 和40 ℃水温处理呈先升后降趋势外，其余各水温处理的表现不尽相同,CK、10 ℃、30 ℃处理分别呈持续增加、先降后升、持续降低的趋势。从同一土层各水温处理对土壤速效N含量的影响来看，随滴灌水温的增大，0～10 cm土层的速效N含量呈先升后降的趋势，10～20、20～40 cm土层均呈升-降-升趋势，并且各水温处理的土壤速效N含量均高于自然水温处理。0～10 cm土层速效N含量以30 ℃水温处理最高，10～20 cm土层以40 ℃水温处理最高，20～40 cm土层以10 ℃水温处理最高。0～10，10～20，20～40 cm土层速效N含量最高分别为176.63，199.12和236.30 mg/kg，与CK相比分别提高了38.17%，53.17%和53.77%。对同一土层不同水温处理间速效N含量进行方差分析，结果表明各水温处理对0～40 cm土层速效N含量影响均不显著。

不同小写字母表示同一土层不同滴灌水温处理间差异显著(P<0.05 ),图3，4同

2.1.2 土壤速效P 由图3可知，随土层深度的增加，CK、30 ℃处理的速效P含量分别呈持续上升和先降后升的趋势，而其他各处理均呈下降趋势。在同一土层下，速效P含量随滴灌水温的升高表现有所不同，其中0～10和10～20 cm土层呈先升后降的趋势，而20～40 cm土层呈降-升-降的趋势。

图3 滴灌水温对骏枣根际不同土层土壤速效P含量的影响

总体来看，20 ℃水温处理可以提高0～10，10～20 cm土层速效P含量，30 ℃水温处理可以提高20～40 cm土层速效P含量。0～10和10～20 cm土层的速效P含量均以CK处理最低，而20～40 cm土层则以40 ℃水温处理最低；在0～10，10～20和20～40 cm土层，速效P含量最低值分别为150.84，152.68和153.29 mg/kg，较最高值分别降低了24.41%，14.47%和15.13%。对同一土层不同水温处理间速效P含量进行方差分析，结果表明，各水温处理对0～10，20～40 cm土层速效P含量影响不显著，但对10～20 cm土层速效P含量有较大影响，其中20 ℃水温处理显著高于CK处理，其他各水温处理间差异均不显著。

2.1.3 土壤速效K 由图4可知，随土层深度增加，各滴灌水温处理土壤速效K含量的变化除CK处理和20 ℃处理呈先降后升趋势外，其他处理均呈持续下降趋势。在同一土层，速效K含量随滴灌水温的升高，0～20 cm土层呈升-降-升趋势，20～40 cm土层呈先降后升趋势。0～10和10～20 cm土层速效K含量最高值均出现在10 ℃水温处理，20～40 cm土层速效K含量最高值出现在CK处理，最高值分别为349.89，246.44和220.00 mg/kg，较各土层最低值分别增加了34.49%，40.74%和61.65%。总体来看，在0～20 cm土层，10 ℃水温处理对于速效K积累有促进作用，在20～40 cm土层以CK和10 ℃水温处理的效果较好。对同一土层不同水温处理的速效K含量进行方差分析，结果表明各水温处理对0～40 cm土层速效K含量的影响差异均不显著。

2.2 滴灌水温对骏枣果实养分的影响

由图5可知，随着滴灌水温的增加，红枣果实全P、全K含量总体呈升-降-升的趋势，而全N含量总体表现出先增后降的规律。果实全N、全P、全K含量均以20 ℃水温处理最高，分别为11.52，1.51和10.58 g/kg，与CK处理相比分别增加了0.52，0.06和1.13 g/kg，这表明20 ℃水温处理对红枣果实中全N、全P、全K含量有一定提高作用。对不同水温处理果实中全N、P、K含量进行方差分析，结果表明不同滴灌水温对果实全N、全P含量影响不显著，但20 ℃水温处理可以显著提高果实中的全K含量，极显著高于30 ℃水温处理。

不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05),不同大写字母表示各处理间差异极显著(P<0.01)。图6同

2.3 滴灌水温对骏枣叶片养分的影响

果树基肥对树体营养的储存至关重要，当树体不能从土壤中获取足够的养分，仅利用其自身贮藏的养分在开花前供给花芽养分时，会降低花芽的质量导致落花落果[13]。从图6可知，随着滴灌水温的升高，骏枣叶片中全N、P、K含量均以CK处理最高，其中全N总体呈先降低后增加的规律，而全P、全K呈降-升-降-升的趋势。叶片全N、全K含量均以20 ℃水温处理最低，全P含量以30 ℃水温处理最低，分别为31.28，18.75和2.28 g/kg，与CK处理相比分别降低了10.35%，24.11%和22.71%。这说明CK处理对提高红枣叶片的全N、全P、全K含量有一定的作用。对不同水温处理的叶片中全N、P、K含量进行方差分析，结果表明CK处理全N和全K含量均显著高于20 ℃水温处理；CK处理全P含量极显著高于10，30，40 ℃水温处理，20 ℃水温处理显著高于30 ℃水温处理。

图6 不同滴灌水温对骏枣叶片养分含量的影响

2.4 滴灌水温对骏枣枣吊养分的影响

枣吊即结果枝，是枣树结果的基本单位，主要着生于枣股上，由枣股副芽形成[14]，能进行光合作用并结果[15]。树体营养器官生长过旺会影响花果的生长，造成落花落果现象和果实畸形，从而影响果实的品质[16]。由表1可以看出，随着滴灌水温的升高，枣吊中全N含量呈先升后降的趋势，全P含量呈升-降-升的趋势，全K含量呈先降后升的趋势。枣吊中全N含量以20 ℃水温处理最高，全P、K含量均以40 ℃水温处理最高，其值分别为16.65，2.00和7.53 g/kg，与最低值相比分别增加了30.28%，65.39%和24.43%。说明20 ℃水温处理对枣吊的全N含量有一定提高作用，40 ℃水温处理对提高全P、全K含量有积极作用。对不同水温处理的枣吊中全N、P、K含量进行方差分析，结果表明40 ℃水温处理枣吊中全P含量极显著高于30 ℃水温处理，显著高于10 ℃水温处理，其他处理之间差异均不显著，这表明40 ℃水温灌溉处理有利于提高枣吊中的全P含量。

表1 不同滴灌水温处理骏枣枣吊的全N、全P、全K含量

2.5 滴灌水温对骏枣二次枝养分的影响

二次枝是由枣头中上部副芽长成的，也称结果集枝[17]。各水温处理骏枣二次枝的全N、全P、全K含量见表2。

表2 不同滴灌水温处理骏枣二次枝的全N、全P、全K含量

从表2可知，随着滴灌水温的升高，二次枝全N、K含量均呈先降后升的趋势，而全P含量表现出升-降-升的趋势。全N含量以20 ℃水温处理最低，全P、K含量均以30 ℃水温处理最低，其值分别为10.33，0.89和3.14 g/kg，与最高值相比分别降低了16.89%，42.71%和7.75%。对不同水温处理的二次枝中全N、P、K含量进行方差分析，结果表明CK和40 ℃水温处理全N含量显著高于20 ℃水温处理，20 ℃水温处理全P含量显著高于30 ℃水温处理，其他处理之间的差异均未达到显著水平。

3 讨论与结论

土壤养分是反映土壤肥力的重要指标[18]。诸多学者发现，水温对土壤温度影响显著，其中低温和高温滴灌水在渗入土壤后均会较显著地影响土壤温度[19-20]。土壤温度上升会促进水分渗入[21]和微生物的活性，进而导致各土层的土壤微生物数量、养分显著增加，表明土壤温度上升有利于促进土壤矿物质分解和有机质化[22-23]，这与本研究得出的“增温水可以促进土壤养分积累”的结果相似。本研究表明，对不同水温滴灌的骏枣根际土壤而言，CK处理可以提高20～40 cm土层速效K含量，10 ℃水温处理可以提高0～20 cm土层速效K和20～40 cm土层速效N含量，20 ℃水温处理可以提高0～20 cm土层速效P含量，30 ℃水温处理可以提高0～10 cm土层速效N和20～40 cm土层速效P含量，40 ℃水温处理可以提高10～20 cm土层速效N含量。

前人研究了增温处理对植物矿质元素吸收利用的影响，但大多集中于浅根系植物，如黄瓜[24]、油麦菜[25]等，对于骏枣果树的研究几乎没有。根区温度低会抑制黄瓜根系形态结构建成[26]，并且还会引起一系列的生理生化反应[27]。有研究表明，灌溉水温升高在一定程度上可以提高作物对水分和矿物元素的吸收[28]。本研究发现，不同水温滴灌条件下，CK处理可以提高骏枣叶片全N、P、K含量和二次枝全N、全K含量，20 ℃水温处理可以提高枣果实中全N、P、K含量及枣吊全N含量和二次枝全P含量，40 ℃水温处理可以提高枣吊全P、全K含量。