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摘要 [目的]探讨科学、高效的柴达木枸杞施肥、灌水模式。[研究]以3年生红枸杞为试材,研究了不同水肥组合对柴达木地区枸杞产量的影响。[结果]灌水量对枸杞产量的影响大于施肥量,但是过多的施肥量和灌溉量并不利于枸杞产量的增加,中肥(607.50 kg/hm2)和中水灌溉施肥(5 010.00 m3/hm2)组合为该试验水肥调控的最佳组合,可取得较高的枸杞产量。[结论]为柴达木地区枸杞高产栽培提供了科学依据。
关键词 枸杞;滴灌;水肥耦合;柴达木
中图分类号 S507 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)32-0117-02
Study on Coupling Effect of Water and Fertilizer on Lycium chincnse Mill.under Drip Fertigation in Chaidamu Balong Area
LIU De-jun, LI Run-jie (Institute of Water Resources and Hydropower Research of Qinghai Province,Watershed Hydrological Cycle Ecology Key Laboratory in Qinghai Province, Xining, Qinghai 810001)
Abstract [Objective] The study aimed to explore the scientific and efficient fertilization and watering mode of chaidamu Lycium chincnse Mill.. [Method] With 3 year old Lycium chincnse Mill. as test materials,the effects of different water and fertilizer combinations on yield of Chinese wolfberry were studied in the chgaidam region. [Result] Effect of irrigation on Lycium chincnse Mill.output is greater than the amount of fertilizer, but after fertilization and irrigation amount is not conducive to increase the yield of Lycium chincnse Mill., the best combination in fertilizer and water for irrigation and fertilization combination mode of regulation of the test of water and fertilizer, which can obtain high yield of Lycium chincnse Mill..
Key words Lycium chincnse Mill; Drip irrigation; Fertigation;Chaidamu
水肥一体化滴灌是一种局部、高频率供水的灌溉技术,具有节水、省肥,可使作物近根区保持较高湿度以及合适养分浓度的特点,有利于作物的生长,可有效提高作物产量和品质[1]。发展水肥一体化技术是我国实现农业可持续发展的战略要求,具有广阔的发展空间和生产潜力。
枸杞是青海省柴達木地区的主导特色产业之一,发展柴达木地区枸杞产业,提高枸杞品质和产量是枸杞产业发展的关键所在。受干旱气候特征的影响,科学高效施肥灌溉管理是枸杞提质增产的保证。因此,对该地区进行枸杞滴灌施肥水肥精量施用技术研究显得至关重要。
目前,我国对滴灌技术的应用及滴灌的节水效应研究较多。国内外学者对滴灌施肥中的养分和水分运移规律及增产机理等进行了大量研究,尤其在保护地栽培方面的研究较多[2]。而有关柴达木地区滴灌施肥的水肥耦合及水肥生产函数研究较少。王磊等[3-4]进行了水肥一体化技术的推广应用研究,未定量评价滴灌施肥条件下各因子的产量效应。
笔者研究柴达木巴隆地区枸杞滴灌施肥最佳水肥施用量及不同水肥因子对枸杞产量的效应,以期为柴达木巴隆地区枸杞高产栽培提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于青海省柴达木盆地巴隆地区,属大陆性气候,特点是降水稀少,空气干燥;光照充足,辐射强烈;气候温和,热量条件好;气温日较差较大。年平均气温3.3~4.3 ℃,≥0 ℃积温为2 340~2 593 ℃,多年平均年日照时数为2 954~3 227 h,日照百分率为66.4%~72.6%,为全国日照时数的高值区。巴隆地区太阳辐射量688.48~743.83 kJ/cm2。土壤类型为灰棕漠土,质地偏砂、多砂壤土。耕地土壤有机质含量8~12 g/kg,含鹽量0.1%~0.2%,pH 8.2~7.5。
1.2 试验设计 设9个处理(表1),共27个试验小区。小区长15 m,宽10 m。每个试验小区栽植5行枸杞,每行15株,株行距为1 m×2 m。每处理3次重复,随机排列组合。另设大田漫灌为对照小区。
(1)施肥设计:以当地经济作物的施肥量为对照(CK),设3个施肥处理,分别为CK[高肥(F3)],CK施肥量的70%[中肥(F2)],CK施肥量的50%[低肥(F1)](表1)。
(2)灌水设计:设3个灌溉水平,分别为当地经济作物水分控制下限(田间持水量)的70%(W1)、55%(W2)和40%(W3)(表1)。控制滴头正下方土壤水分含量高于土壤水分下限,达到水分下限时进行灌溉,灌水量达到田间持水量的95%时停止灌溉。
1.3 测定项目与方法
土壤含水量采用烘干法测定。枸杞生长季内每10 d对土壤含水量进行1次观测,降雨前、降雨后、灌水前、灌水后、生育阶段转变时,加测土壤含水量。观测深度从地表起至主要根系活动层,每隔10 cm观测1层。
灌水量根据试验设计进行观测,记录灌水时间和灌水量。枸杞成熟之后,每隔1 d采摘1次枸杞,称量鲜重,晾晒风干,测定干重。
1.4 数据处理及分析
采用Excel 2010对进行数据处理和绘图,用SPSS统计分析软件进行非线性回归分析和差异显著性检验[5]。应用Excel软件的数据分析工具转换试验数据,建立多元非线性回归方程[6]。
2 结果与分析
各小区进行单打单收,测定干果产量(表2),并进行SPSS多元非线性回归分析,建立一个包含交互项的二元二次数学模型[2]。
由于枸杞产量是施肥量(X1)和灌水量(X2)2个因素共同作用的结果,所以因变量与2种因素X1和X2间的函数关系可用二次效应曲面来描述[2]。
式中,Y为回归值,即枸杞产量;X1、X2为2个自变量,即枸杞的施肥量和灌水量。将二元非线性模型转化为五元一次线性模型Y=a+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5,进行线性回归分析,线性转化后的数据见表3。模型的相关性达到0.980,说明模型中枸杞产量和水肥使用量呈极相关,F值为14.224,其显著水平为0.027(P<0.05),表明存在真实的(显著的)五元一次线性回归方程,即存在真实的二元二次非线性回归方程。
经过回归分析,得到枸杞产量五元一次线性回归方程:
将其还原为二元非线性回归模型
从二元非线性回归模型可以看出,交互项的系数为0.002(t=0.108,显著性水平为0.921,P>0.25,不显著),交互项系数为正,说明只有水肥同步才能保证枸杞产量,但系数偏小,表示灌溉量和施氮量的交互作用极其微弱;X21、X22二次项的系数为负,说明过多的施肥量和灌溉量并不利于枸杞产量的提高。进一步分析施肥量和灌溉量对枸杞产量的影响程度,利用回归模型的偏相关来分析,施肥量(X1)与枸杞产量(Y)的偏相关系数为0.665,显著性水平为0.221,灌溉量(X2)与枸杞产量(Y)的偏相关系数为0.891,显著性水平为0.042,相比之下,X2偏相关性和显著性水平更高,说明灌水量与枸杞产量更加密切。
对二元二次回归方程最大值求解[7],得到Y最大值为1 136.85 kg/hm2,施肥量(X1)和灌水量(X2)分别为607.50 kg/hm2和5 010.00 m3/hm2,即全生育期合理施肥量和灌水量。
3 结论
(1)利用二元二次多项式建立枸杞水肥生产函数,探讨枸杞产量与灌水量和施肥量的关系。结果表明,柴达木巴隆地区枸杞产量的影响主次为灌水量、施肥量;水肥两因素交互作用都表现为正效应,即只有水肥配施才能保证枸杞的产量。水肥生产函数中二次项系数为负,说明过多的施肥量和灌溉量不利于枸杞产量的增加。将灌水量和施肥量因子分开,进行单因子枸杞产量回归关系研究,可以看出不同施肥处理组合对枸杞产量的影响关系与对宁夏地区[8]和德令哈地区[4]的研究结论一致;不同施肥条件对枸杞产量存在着明显的差异,随着施肥量的增加,枸杞的鲜果产量和干果产量先增加后下降,这与万书勤等[9]的研究结论一致;不同水分处理条件下枸杞生长量表现不同,随着灌水量的增加,枸杞的產量增加,达到一定值后随着灌水量的增加枸杞产量反而降低,这与宁夏等地的研究成果相似[10]。
(2)合理的灌溉量、施肥量与作物产量有着密切的关系。大量研究表明,在旱地条件下随着灌水量的增加,肥料的生产效率提高,而随着施肥量的增加,水分利用效率亦相应提高。笔者通过水肥生产函数最大值求解,得出在取得枸杞最大产量1 136.85 kg/hm2时,施肥量和灌水量分别为607.50 kg/hm2和5 010.00 m3/hm2,仅从产量角度评价,以中肥和中水施肥灌溉组合为该试验水肥调控的最佳组合,可取得较高的枸杞产量。
参考文献
[1] 张承林,邓兰生.水肥一体化技术[M].北京:中国农业出版社,2012.
[2] 毛达如.植物营养研究方法[M].2版.北京:中国农业大学出版社,2005.
[3] 王磊,潘起来,李润杰,等.水肥一体化技术在柴达木枸杞上的应用[J].青海大学学报(自然科学版),2015,33(2):23-28.
[4] 王春兰,谭建萍,马明呈,等.不同施肥处理对枸杞生长及产量、品质的影响[J].青海农林科技,2013(3):1-6.
[5] 薛薇.基于SPSS的数据分析[M].北京:中国人民大学出版社,2014.
[6] 刘有毅.数据转换与Excel软件在多元非线性回归分析中的应用[J].上海应用技术学院学报(自然科学版),2003,3(2):82-85.
[7] 龚江,石培春,李春燕.巧用Excel解决多元非线性回归分析[J].农业网络信息,2011(1):46-48.
[8] 王三英,蔡国军,张宝琳,等.配方施肥对枸杞品质及产量的影响[J].经济林研究,2012,30(3):61-65.
[9] 万书勤,康跃虎,刘士平,等.柴达木地区滴灌水一盐一肥综合调控对构杞生长和水肥利用的影响[J].节水灌溉,2016(5):37-41,47.
[10] 徐利岗,杜历,鲍子云,等.干旱区枸杞滴灌灌溉制度试验研究[J].节水灌溉,2016(4):1-6,10.