基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度试验研究

第３８卷　第５期
Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．
５
徐利岗
基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌
灌溉制度试验研究
徐利岗 ，王怀博，鲍子云，李金泽
（宁夏回族自治区水利科学研究院，宁夏银川７５００２１）
收稿日期：２０１８－０８－１１；修回日期：２０１９－０３－２９；网络出版时间：２０１９－０３－２９网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１８１４．ＴＨ．２０１９０３２９．１１０１．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家重点研发计划项目（２０１６ＹＦＣ０４００２０６）；宁夏自然科学基金资助项目（ＮＺ１７２３０）；宁夏重点研发计划项目
（２０１８ＢＢＦ０２００６）；宁夏人才项目（ＫＪＴ２０１６００５）
第一作者简介：徐利岗（１９８１—），男，宁夏银川人，副研究员，博士（通信作者，ｘｌｇ９１２０＠１６３．ｃｏｍ），主要从事水文水资源研究．第二作者简介：王怀博（１９８８—），男，宁夏海原人，工程师（２６７１００８６４＠ｑｑ．ｃｏｍ），主要从事灌溉排水研究．
摘要：以宁杞７号枸杞为研究对象，在宁夏同心县开展２ａ田间试验．设置４个关键控水期、３个
控水水平共８个处理，研究枸杞不同生育期不同水分下限条件下根区土壤含水率、叶片光合生理指标、产量与品质变化；分析其耗水规律与水分利用效率，提出基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度．结果表明：不同水分处理枸杞根区２０～６０ｃｍ土层土壤含水率最大；叶片气孔导度随土壤下限升高而增大，高水分下限处理的蒸腾速率相对较大，叶片水分利用效率则相反；生育期耗水量随土壤水分下限升高而增大，２ａ增幅分别为１０．８％和１２．８％，平均耗水量为３８６．６～４６３．２ｍｍ
，夏果期耗水量最大且差异具有统计学意义，是关键需水期．２ａ均为处理Ｓ５的产量最大分别为２２０８．１５和２５７１．３０ｋｇ／ｈｍ２，水分利用效率最高为０．３９ｋｇ／ｍ３；水分处理对蛋白质含量影响差异不具有统计学意义，低土壤水分下限的枸杞多糖含量相对较高；全生育期分为６个灌水期，其中萌芽期灌水（春水）为３７５ｍ３／ｈｍ２；春梢生长期、花期、夏果期、秋果期的土壤质量含水率下限分别为５０％θｆ（θｆ为田间持水率），６５％θｆ，６５％θｆ，５５％θｆ，而上限为９５％θｆ
；休眠期冬灌量为４５０ｍ３／ｈｍ２．关键词：干旱区；宁夏枸杞；土壤水分下限；滴灌；灌溉制度
中图分类号：Ｓ２７７．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０２０）０５－０５２３－０７
Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１８．０１６１
徐利岗，王怀博，鲍子云，等．基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度试验研究［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０２０，３８（５）：５２３－５２９． ＸＵＬｉｇａｎｇ，ＷＡＮＧＨｕａｉｂｏ，ＢＡＯＺｉｙｕｎ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔ ｂａｓｅｄｄｒｉｐｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｆｏｒＬｙ ｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎＮｉｎｇｘｉａａｒｉｄａｒｅａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０２０，３８（５）：５２３－５２９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔ ｂａｓｅｄｄｒｉｐｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ
ｓｃｈｅｄｕｌｅｆｏｒＬ
ｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎＮｉｎｇｘｉａａｒｉｄａｒｅａＸＵＬｉｇａｎｇ
，ＷＡＮＧＨｕａｉｂｏ，ＢＡＯＺｉｙｕｎ，ＬＩＪｉｎｚｅ
（ＮｉｎｇｘｉａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ，Ｎｉｎｇｘｉａ７５００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＮｉｎｇｑｉＮｏ．７Ｌｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍａｓｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔ，ｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄ
ｏｕｔｉｎＴｏｎｇｘｉｎｃｏｕｎｔｙｏｆＮｉｎｇｘｉａｄｕｒｉｎｇ２０１６—２０１７．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｆｏｕｒｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｎ
ｔｒｏｌｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｔａｇｅｓａｎｄｔｈｒｅｅｃｏｎｔｒｏｌｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓ
，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｅｉｇｈｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔｏｔａｌｌｙ．Ｔｈｅｒｏｏｔｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ，ｌｅａｆｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ，ｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉ ｇａｔｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓａｎｄｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ．ＴｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄａｄｒｉｐｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｆｏｒＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎＮｉｎｇｘｉａａｒｉｄａｒｅａｗａｓ
ｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｔｈｅ２０－６０
ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅｒｏｏｔａｒｅａｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｌｅａｆｓｔｏｍａ
ｔａｌｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓ
ｔｕｒｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔａｎｄｔｈｅｂｉｇｇｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅ，ｂｕｔｔｈｅｌｅａｆｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｏｐｐｏｓｉｔｅ．Ｔｈｅ
ｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒｉｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｉｎ２０１６
—２０１７，ａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｃｒｅａｓｅｒａｔｅｓａｒｅ１０．８％ａｎｄ１２．８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓ３８６．６
－４６３．２ｍｍａｎｄｉｔｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｉｎｓｕｍｍｅｒｆｒｕｉｔｉｎｇｐｅｒｉｏｄｗｉｔｈｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ
，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｉｓｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｙｉｅｌｄｓａｒｅ２２０８．１５ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄ２５７１．３０ｋｇ／ｈｍ２
ｉｎ２０１６—２０１７，ｒｅ
ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
，ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔａｔ０．３９ｋｇ／ｍ３
．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｓｎｏｔｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｇｌｕｔｉｎｏｕｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｉｓｒｅ ｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｉｎｌｏｗｅｒｍｏｉｓｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｉｘｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｔａｇｅｓ，
ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｔｈｅｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｑｕｏｔａｉｎｓｐｒｏｕｔｓｔａｇｅｉｓ３７５ｍ３／ｈｍ２
（ｓｐｒｉｎｇｗａｔｅｒ）．Ｔｈｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｓ５０％θｆ（θｆｉｓｆｉｅｌｄｍｏｉｓｔｕｒｅｃａｐａｃｉｔｙ）ｉｎｓｐｒｉｎｇｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅ，６５％θｆ
ｉｎｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，６５％θｆｉｎｓｕｍｍｅｒｆｒｕｉｔｉｎｇｓｔａｇｅ，５５％θｆｉｎａｕｔｕｍｎｆｒｕｉｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｌｉｍｉｔｉｓ９５％θｆ
．Ｔｈｅｉｒｒｉｇａ ｔｉｏｎｑｕｏｔａｉｓ４５０ｍ３／ｈｍ２
ｄｕｒｉｎｇｗｉｎｔｅｒｄｏｒｍａｎｃｙ．ＴｈｏｓｅｏｕｔｃｏｍｅｓｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅａｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｐｌａｎｔｉｎｇｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎａｒｉｄａｒｅａｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｉｄａｒｅａ；ＮｉｎｇｘｉａＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍ；ｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ；ｄｒｉｐｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ；
ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ 水分在土壤－植物－大气连续体中不断地循环迁移，而当土壤含水率降到一定范围时，作物的生长发育及其产量、品质的形成与水分利用效率都会受到限制和影响，而作物则会通过改变形态及繁殖过程适应少水环境，达到结构与功能的平衡
［１－２］
．如
何确定不同作物各生育期灌溉适宜的下限指标及其对作物生长、产量、品质与水分利用效率的影响
是研究热点［
３－５］
；枸杞是茄科枸杞属的多枝灌木植物，广泛分布于中国甘肃、青海、新疆及内蒙古等省份，但唯有宁夏枸杞获国家原产地域保护并载入
《中华人民共和国药典：２０１０年版》．徐利岗等［６－７］
系
统研究了宁夏干旱区枸杞树干液流、蒸腾耗水变化特征及其影响因素，建立了枸杞水分亏缺多参数诊
断模型并形成定额形式的灌溉制度；张继林［８］探讨
了不同灌溉水量对枸杞生长、产量、水分利用和果实品质的影响．
目前，现有关于枸杞灌溉制度及水分利用方面的报道多是从定额的方式进行研究，而从土壤水分上下限控制及不同水分胁迫程度的角度，探讨其土壤水分存贮利用、光合生理、产量及品质影响的研究成果较少．文中以宁杞７号枸杞为研究对象，在宁夏中部同心县河西镇开展田间试验研究，设置不同控水期及不同梯度的土壤水分控制下限处理，研究在不同水分胁迫下枸杞对土壤水分利用、光合生理指标、经济产量与品质、耗水量与水分利用效率的变化特征，综合分析并提出宁夏枸杞滴灌条件下全生育期土壤水分控制指标，为干旱区枸杞科学灌溉及种植管理提供技术支撑．
１　材料与方法
１．１　研究区概况
试验于２０１６年４月—２０１７年１０月在宁夏吴忠市同心县河西镇同德村（
１０５°４３′Ｅ，３７°１１′Ｎ）开展，当地海拔１１８９ｍ．多年平均降水量２７２．６ｍｍ，其中７—９月降水量占全年降水量的６６．５％；多年平均蒸发量为２３８７．０ｍｍ，年平均气温为８．６℃，多年平均日照３０２４ｈ，无霜期为１５４ｄ．试验区土质为轻壤
土，容重为１
．４～１．６ｇ／ｃｍ３
，孔隙度为４６％，田间持水率为１３．４～１５．１％，全盐质量比为４．７９ｇ／ｋｇ．当地地下水埋深为２０～２５ｍ，灌溉水为黄河水，矿化度为０ ６ｇ／ｋｇ．枸杞生育期为４—１０月，研究区２０１６—２０１７年枸杞生育期内平均降水量为１７０．２ｍｍ，具体数据见表１，表中Ｐ为降水量．
表１　研究区２０１６—２０１７年枸杞生育期降水量表
Ｔａｂ．１　ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｏｆＬｙｃｉｕｍ
ｂａｒｂａｒｕｍｉｎ２０１６—２０１７
年份Ｐ／ｍｍ
４月５月６月７月８月９月１０月合计２０１６２．５２９．２１０．４４６．６２２．４１２．１６．５１２９．７２０１７０８．３３６．５６８．３５４．８１６．９２５．８２１０．６平均值
１．３
１８．８
２３．５
５７．５
３８．６
１４．５
１６．２
１７０．２
１．２　试验方案
１．２．１　试验设计
试验供试作物为５ａ生枸杞树，品种为宁杞
７号．每小区尺寸为１２ｍ×９ｍ，株行距为０．７０ｍ×
５２４
３．００ｍ．采用滴灌方式，滴头间距为３０ｃｍ，滴头流量为２Ｌ／ｈ，每行布设１条毛管．依据生育期划分春梢期、花期、夏果期及秋果期等４个控水期，设置８个水分处理Ｓ１—Ｓ８，见表２，表中θ和Ｆ分别为田间土壤水分控制下限（占田间持水率θ
ｆ
的百分率）、施肥量，每个处理重复３次．此外，４月中下旬春灌量及１０月下旬—１１月上旬冬灌水量分别为３７５及４５０ｍ３／ｈｍ２．分别测定各小区（０，２０］，（２０，６０］ｃｍ土壤田间持水率和容重，各处理计划湿润层深度６０ｃｍ，灌水上限为９５％田间持水率，分两层（０，２０］，（２０，６０］ｃｍ分别计算所需灌溉水量，各小区灌水总量为２个土层需灌水量之和，利用水表进行灌水量控制．各试验小区田间管理方式一致，全生育期滴灌施肥８次，每次１０５ｋｇ／ｈｍ２；３—４月进行春季整形修剪；５—９月，根据病虫害发生规律采用黏虫板及化学药剂进行综合防治．
表２　基于土壤水分下限的干旱区枸杞灌溉制度试验设计
Ｔａｂ．２　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｉｎａｒｉｄａｒｅａｂａｓｅｄｏｎｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ
控水期生育期时　间
θ／％
Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５Ｓ６Ｓ７Ｓ８
Ｆ／
（ｋｇ／ｈｍ２）
施肥时间
春梢期春稍生长期４月下旬—５月上旬５０５０５０５０５０５０５０５０１０５５月上旬
花期现蕾期５月中旬
盛花期５月中旬—６月上旬
５０６５５０５０６５６５７５７５１０５６月上旬
夏果期果熟前期６月中旬
盛果期６月下旬—７月上旬
果熟后期７月中旬—下旬
５０５０６５７５６５７５６５７５
１０５６月中旬
１０５６月下旬
１０５７月上旬
１０５７月中旬
１０５７月下旬
秋果期秋果前期８月上旬—中旬
秋果后期８月下旬—９月中旬５５５５５５５５５５５５５５５５
１０５８月中旬
合计８４０８次
１．２．２　监测指标及方法
１）利用美国产Ｗａｔｃｈｄｏｇ小型气象站实时连续监测试验区降水量、气温、风向、风速、太阳辐射、大气相对湿度等气象参数．
２）利用德国产ＴＲＩＭＥ－Ｔ３Ｃ管式土壤水分仪测定土壤含水率．在每个小区选取样株，在距主干１５ｃｍ处埋设长度１００ｃｍ的套管１根，监测枸杞根区０～１００ｃｍ土层土壤含水率，每２０ｃｍ分层监测．在头水前及收获后监测各小区初始和最终土壤含水率；生育期内每７ｄ监测１次，灌水前、后及降雨（＞５ｍｍ）后加测．
３）光合生理指标观测．利用美国产ＣＩ－３４０便携式光合测定仪进行枸杞叶片蒸腾速率、光合速率、气孔导度监测，选择晴朗天气进行，每次从８：００—１８：００，每２ｈ监测１次．
４）测产．枸杞总产量，选定典型植株，果实成熟后采摘称量鲜果质量，经处理后晾晒称量干果质量及５０ｇ粒度．
５）品质测定．送交第三方检测机构测定枸杞干果的枸杞多糖、甜菜碱、总糖、氨基酸总量等成分的含量．１．２．３　数据处理
采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２０１３软件进行数据处理及绘图；采用ＳＰＳＳ２２．０进行方差分析．
２　结果与分析
２．１　不同水分处理下枸杞根区土壤含水率
分别统计各水分处理２０１６及２０１７年枸杞全生育期（０，２０］，（２０，６０］及（６０，１００］ｃｍ土层的平均土壤质量含水率θ
ｍ
，具体见表３．从表中可以看出２ａ各处理不同土层ｈ土壤质量含水率变化规律基本相似，盛花期和夏果期土壤质量含水率最高，萌芽期及秋果后期次之，且萌芽期与休眠期各处理间差异不具有统计学意义．
全生育期内０～２０ｃｍ土层土壤质量含水率相对较小，２０～６０ｃｍ土层土壤质量含水率最大，且随着枸杞土壤质量含水率控制下限提高而增大，盛花期和夏果期各处理差异具有统计学意义，２０１６年分别增加１２．７％和１６．７％，２０１７年分别增加１３．６％和１６．９％．各水分处理６０～１００ｃｍ土层土壤质量含水率变化稳定，差异不具有统计学意义．
５２５
表３　不同水分处理枸杞全生育期各土层土壤含水率变化特征
Ｔａｂ．３　ＳｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｉｎｗｈｏｌｅＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅ
ｈ／ｃｍ处
理
θｍ／％
２０１６年２０１７年萌芽期现蕾期盛花期夏果期秋果前期秋果后期休眠期萌芽期现蕾期盛花期夏果期秋前前期秋果后期休眠期
（０，２０］Ｓ１７．９８ａ７．６５ａ８．２４ｂ９．３６ａ５．９８ｃ６．１２ａ６．０２ａ７．６３ａ６．７２ｂ１０．００ａ１０．２５ｄ６．２８ｃ６．０７ａ５．６３ａＳ２６．５０ｂ５．８４ｂ７．０９ｃ９．２６ｂ６．６０ｂ７．０７ｂ６．５１ａ６．８２ａ７．９６ａ１１．９６ｂ１２．１４ｃ６．８９ｂ６．５３ｂ６．３８ａＳ３８．５５ａ６．７５ａ９．３８ａ１０．１１ｃ６．３１ａ６．８１ｄ６．３６ａ７．７３ｃ６．８５ｂ８．０３ｃ１０．８５ｂ７．７５ａ５．７０ｄ７．８１ａＳ４７．８６ａ５．４０ａ９．５０ｄ１０．０６ｄ７．４９ａ７．７６ｃ７．１３ａ６．３８ａ６．２１ａ１０．８９ｄ１１．２６ａ８．２５ａ７．９５ｃ６．９４ａＳ５９．７５ａ８．６８ａ１０．０２ｂ１１．３１ａ７．８０ｃ８．０３ａ７．３３ａ９．６６ａ８．２２ａ８．０８ａ９．５４ｄ８．９２ｃ８．２９ａ７．４８ａＳ６８．８３ｂ５．７３ａ１０．８５ｃ１１．３０ｂ８．９８ｄ９．０３ｂ８．４７ｂ６．７１ａ６．１７ａ９．９５ｂ１１．１１ｂ９．７９ｄ８．１０ｂ７．１２ｂＳ７９．０９ａ６．６５ａ９．１７ｄ１０．０５ｃ７．４７ｃ８．１２ｄ６．００ａ７．６３ａ７．１１ａ９．７６ａ１０．０１ｃ９．１９ｃ９．４９ｂ８．８８ａＳ８９．８４ａ６．４４ａ１０．２３ａ１２．６７ｄ８．３６ｃ９．８５ｃ７．６４ａ７．４２ａ７．２８ｂ９．５５ｄ１２．８６ａ１０．７６ｃ１０．４５ｄ７．８８ａ
（２０，６０］Ｓ１７．５２ａ８．７５ａ８．９３ｂ１０．１０ａ６．９７ｃ９．８１ａ７．０２ａ９．８０ａ７．３７ｂ９．７１ａ１０．３８ｄ７．２７ｃ７．０５ａ７．５０ａＳ２８．４７ｂ６．５２ｂ９．１９ｃ１１．３１ｂ６．４２ｂ９．７４ｂ６．５１ａ９．１９ａ６．５２ａ１０．５０ｂ１１．０８ｃ８．４４ｂ１０．５３ｂ６．９９ａＳ３８．７５ｃ７．０６ｃ９．３８ｄ１０．０５ｃ７．６４ｄ８．７５ｄ６．３６ｂ８．０９ｂ８．６７ａ９．５７ｃ１０．５５ｂ７．９１ｄ１１．１７ｃ６．８３ｂＳ４９．０８ａ６．６０ａ１０．５０ａ１０．８６ｄ７．９３ａ６．６１ｃ７．１３ａ８．０６ａ８．８２ａ１１．０８ｄ１１．２７ａ８．７６ａ６．９４ｄ７．６１ａＳ５９．６２ａ７．１８ａ１１．０２ｂ１１．９０ｂ８．０４ｃ９．９２ａ７．３３ａ７．７８ａ７．３２ａ１０．２７ａ１１．７４ａ６．３４ｃ５．７６ａ６．３２ａＳ６１０．１７ｂ８．５１ｂ１０．８５ｃ１１．６５ｃ９．７２ｂ８．３８ｂ６．４７ａ８．４８ａ９．３０ａ１０．７８ｂ１２．０５ｂ７．０３ｂ７．０６ｂ６．０４ａＳ７９．８４ａ７．２０ａ１１．１７ｄ１２．１２ｄ１０．３４ａ８．６９ｃ７．００ａ８．７８ａ８．７２ｂ１１．３７ｃ１２．４９ｃ９．４７ａ７．７５ｃ７．９９ａＳ８１０．１４ａ７．８７ａ１０．２３ａ１１．２１ａ１０．８９ａ９．３８ｄ７．６４ａ９．１８ａ９．９４ａ１１．２４ｄ１２．０３ｄ１０．８５ａ６．７８ｄ６．３８ａ
（６０，１００］Ｓ１８．０１ａ７．４７ａ７．７３ａ８．８３ｂ６．５５ａ７．２７ａ７．０２ａ８．９７ａ７．０２ａ８．４５ａ８．４３ａ７．４２ａ６．７５ａ７．５４ａＳ２８．５１ａ８．０９ａ７．８９ａ８．８０ｂ９．９５ａ８．６９ａ６．５１ａ６．６３ｂ８．１７ａ６．５４ｂ８．６９ａ７．３６ｂ８．４９ａｂ７．３７ａＳ３９．９１ａ８．４６ａ８．３２ａ９．１４ｂ７．１３ａ７．１６ａ６．３６ａ９．０５ａ８．４４ａ７．１４ａ９．０１ｂ８．７２ａｂ７．３８ａ７．３９ａＳ４８．８９ａｂ７．２８ａ９．１４ａ９．８４ａ８．３９ａｂ８．４６ａｂ７．１３ｂ８．３３ａｂ９．４１ａ８．１９ａ８．６９ｂ８．１６ａｂ９．７３ａ４．６０ｂＳ５９．０６ａ８．６０ａｂ９．６５ａｂ８．７８ａ７．１１ａ７．３６ａ７．３３ａ８．０９ａ８．７４ａ９．２１ａｂ８．４８ａ９．４２ａｂ６．１３ａ５．２７ａＳ６９．２７ａ９．８４ａ８．９０ａ９．７７ａ８．２４ａ８．６８ａ６．４７ｂ８．７０ａｂ９．１９ａｂ１０．１３ａ７．５１ａ８．８６ａｂ７．７７ａｂ４．８９ａＳ７１０．０４ａ８．６４ａ１０．６３ｂ１０．２０ａ７．６２ａ７．９８ａｂ７．００ａ８．３７ｂ７．６１ｂ９．９１ａ９．５３ａ７．８１ｂ８．１９ｂ５．５８ａＳ８１０．１８ａ９．８８ｂ９．７６ａ１０．７８ｂ８．７１ａ８．６３ａ６．６４ａ９．８２ｂ７．７４ｂ１０．８１ａ９．９７ｂ９．４７ｂ８．６９ｂ７．００ａ
注：不同处理的小写字母表示差异具有统计学意义（Ｐ＜０．０５），下同２．２　不同水分处理对枸杞生理指标的影响２．２．１　枸杞叶片气孔导度及光合速率
气孔导度（Ｇｓ）表征了植物叶片气孔张开的程度，可以根据环境条件的变化以调节开度的大小而使植物在损失水分较少的条件下获取最多的二氧化碳；光合速率（Ｐｎ）则是光合作用固定二氧化碳的速率．图１为不同水分处理下枸杞叶片气孔导度Ｇｓ及光合速率Ｐｎ变化过程．从图１ａ中可以看出，枸杞叶片气孔导度峰值出现在１０：００左右，处理Ｓ８最大为２９９．９５ｍｍｏｌ／（ｍ２·ｓ－１），处理Ｓ１最小为６６．９６ｍｍｏｌ／（ｍ２·ｓ－１）；水分控制下限相对较高的处理Ｓ６，Ｓ７和Ｓ８的气孔导度较水分下限处理低的处理Ｓ１，Ｓ４和Ｓ３更大，可以获取更多的二氧化碳进行光
合作用．由图１ｂ可知光合速率变化呈双峰凸抛物线形，第１个峰值出现在１２：００，下限较高的处理Ｓ８，Ｓ７和Ｓ５光合速率较高，其中处理Ｓ８最大为３２．６μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ－１）；各处理第２个峰值出现在１６：００左右，最大值为处理Ｓ４的２４．５５μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ－１），随着光照强度增强，１４：００左右各处理的光合速率出现明显降低，枸杞叶片出现光抑制现象．
图１　枸杞不同水分处理下叶片气孔导度及光合
速率变化过程
Ｆｉｇ．１　Ｌｅａｆｓｔｏｍａｔａｌｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｒａｔｅｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
２．２．２　枸杞叶片的蒸腾速率及水分利用效率图２为不同水分处理下枸杞叶片蒸腾速率Ｔｒ及水分利用效率ＷＴ变化过程．从图２ａ可以看出，枸
５２６
杞叶片蒸腾速率从１０：００逐渐增大，１２：００达到峰值，１４：００后逐渐下降，整体呈单峰型曲线；在峰值时，高水分下限的处理Ｓ８，Ｓ７和Ｓ５蒸腾速率相对较大，处理Ｓ４有最小值，因此土壤水分是影响枸杞叶片蒸腾速率的重要因素．由图２ｂ可知各处理枸杞叶
片水分利用效率（μｍｏｌＣＯ
２每ｍｍｏｌＨ
２
Ｏ）上午均大
于下午，８：００时，枸杞叶片水分利用效率最大为２４ ５１μｍｏｌ／ｍｍｏｌ，最小为５．３６μｍｏｌ／ｍｍｏｌ，１０：００以后趋于平稳，在峰值阶段，随着水分下线控制指标升高，叶片水分利用效率呈下降趋势．
２．３　不同水分处理枸杞耗水规律
整理２０１６和２０１７年不同水分处理枸杞各生育期耗水量ＥＴ及耗水模数Ｍ
ｗｃ
，具体见表４．从表中可以看出各处理枸杞全生育期耗水量随控水下限升高呈增加趋势，盛花期、夏果期、秋果后期总耗水量的差异具有统计学意义，而萌芽期和休眠期的耗水量差异不具有统计学意义．２０１６年各水分处理总耗水量区间为３５９．９７ｍｍ（处理Ｓ３）～４１３．１６ｍｍ（处理Ｓ８），增幅为１２．８％；２０１７年为４３６．８５ｍｍ（处理Ｓ２）～４８９．５４ｍｍ（处理Ｓ８），增幅１０．８％．由枸杞不同生育期的耗水量可知，２ａ各处理的耗水量随时间都呈先增大后减小的趋势，其中夏果期最大是宁夏枸杞的关键需水期．
图２　枸杞不同水分处理下叶片蒸腾速率及叶片
水分利用效率变化过程
Ｆｉｇ．２　Ｌｅａｆｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ
Ｌｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
表４　不同水分控制条件下枸杞的耗水变化特征
Ｔａｂ．４　ＷａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
处理项目
２０１６年２０１７年
萌芽期现蕾期盛花期夏果期
秋季
前期
秋果
后期
休眠期总计萌芽期现蕾期盛花期夏果期
秋季
前期
秋果
后期
休眠期总计
Ｓ１ＥＴ／ｍｍ５０．１５ａ３２．９１ａｂ２７．１９ｃ１５３．７３ｃ４６．６５ｄ５７．２０ｄ２０．５１ｃ３８８．３４ｃ３０．５９ｂ２２．９１ｃ５５．１９ｄ９７．７９ｃ５１．００ａ１６３．０７ａｂ４８．２５ａ４６８．８０ｄＭｗｃ／％１２．９１８．４７７．００３９．５９１２．０１１４．７３５．２８１００．００６．５３４．８９１１．７７２０．８６１０．８８３４．７８１０．２９１００．００
Ｓ２ＥＴ／ｍｍ５５．９１ａ３０．８４ｂ２６．８１ｃ１３２．６８ｃ３６．６８ａ５９．６０ａｂ１８．９３ｃ３６１．４５ａｂ３５．８１ｂ２１．９５ｂｃ４０．９９ｄ９４．４５ｃ３７．２０ｂ１７０．６５ｂ３５．８０ａ４３６．８５ｄＭｗｃ／％１４．６６８．０８９．６５３７．４０９．６２１５．６２４．９６１００．００８．２０５．０２９．３８２１．６２８．５２３９．０６８．２０１００．００
Ｓ３ＥＴ／ｍｍ４４．６２ａ２８．８３ａ２７．８８ｂｃ１３６．５４ｃ３５．４０ａ６５．３９ａｂ２１．３２ｃ３５９．９７ｃ２２．２７ｂ２８．３４ｂｃ３０．８８ｃ１１６．１３ｂ２６．９９ｃ１８１．０５ｂ３３．２７ａ４３８．９３ｄＭｗｃ／％１４．０１７．３９９．７１３７．５８９．０８１６．７７５．４７１００．００５．０７６．４６７．０４２６．４６６．１５４１．２５７．５８１００．００
Ｓ４ＥＴ／ｍｍ５０．８９ａ３０．０４ａ３１．５１ｂ１３３．２１ｂｃ３２．０４ａ６２．５１ｃ２０．７４ｃ３６８．９４ａ２２．５３ｂ４６．６１ｂ４１．３６ｄ１１８．３１ｂ７２．３１ａｂ１６６．２６ａｂ２８．６３ａ４４６．０１ａＭｗｃ／％１２．７６１０．０４７．９０３８．４０８．０３１５．６７７．２０１００．００４．５４９．４０８．３４２３．８５１４．５８３３．５２５．７７１００．００
Ｓ５ＥＴ／ｍｍ５２．９１ａ２８．５５ｃ２５．１３ａ１４３．９６ａ４６．７９ｃ６２．７８ｄ１８．９４ｃ３７９．０８ａｂ１５．０１ｂ５３．６１ａｂ３５．６７ａｂ１２０．２２ｂ６０．７４ｄ１６４．８１ａｂ１５．５６ｂ４６５．６２ａｂＭｗｃ／％１３．９６７．５３６．６３３７．９８１２．３４１６．５６５．００１００．００３．２２１１．５１７．６６２５．８２１３．０４３５．４０３．３４１００．００
Ｓ６ＥＴ／ｍｍ５５．３６ａ２４．３８ｃ２３．５１ａ１５２．２２ａ４１．７３ｃ６４．２３ｃ２７．３２ｃ３８８．７５ｃ１６．９６ｂ６３．３７ａ３３．１９ａ１３０．１５ａ３５．３９ｂ１２９．２１ａ３６．１８ａ４５４．４５ｃＭｗｃ／％１４．２４６．２７６．０５３９．１６１０．７３１６．５２７．０３１００．００３．８２１４．２６７．４７２９．２８７．９６２９．０７８．１４１００．００
Ｓ７ＥＴ／ｍｍ５７．７６ａ３１．２７ｂｃ３２．２８ａｂ１４９．２１ｄ４３．２０ｃ５６．２９ｃ２３．５５ｃ３９３．５６ｄ１４．７７ｂ５４．６８ａ４０．４５ｄ１５５．５３ｄ３１．７４ｂ１４５．０３ａｂ３５．０１ａ４７７．２１ｄＭｗｃ／％１４．６８７．９５８．２０３７．９１１０．９８１４．３０５．９８１００．００３．１０１１．４６８．４８３２．５９６．６５３０．３９７．３４１００．００
Ｓ８ＥＴ／ｍｍ６３．７１ａ３３．１６ｃ３６．９２ａｂ１４７．２６ａｄ３９．２７ａｃ７１．３０ｃ２１．５４ｃ４１３．１６ａ１８．７９ｂ６８．５７ａ３８．８６ａｂ９８．５８ｃ２９．８４ａｂ１８３．７１ｂ３１．１９ａ４８９．５４ｄＭｗｃ／％１５．４２８．０３８．９４３５．６４９．５０１７．２６５．２１１００．００４．００１４．６０８．２８２１．００６．３６３９．１３６．６４１００．００
２．４　不同水分处理枸杞产量与品质变化特征２．４．１　枸杞产量及水分利用效率
统计不同水分处理的枸杞干果产量Ｙ并计算其水分利用效率ＷＵＥ，如图３所示．从图中可以看出，土壤水分控制下限升高时产量增加，但处理间差异不具有统计学意义．２０１６年处理Ｓ５产量最高（２２０８．１５ｋｇ／ｈｍ２），与Ｓ３和Ｓ７差异不具有统计学意义，但与其他各处理差异具有统计学意义，较产量最低的处理Ｓ４增加９．１８％．２０１７年处理Ｓ５产量最高（２５７１．３ｋｇ／ｈｍ２），较产量最低的处理Ｓ４增加１１ ９８％．２０１６年处理Ｓ５水分利用效率最高为０．３９ｋｇ／ｍ３，Ｓ８最小为０．３４ｋｇ／ｍ３；２０１７年处理Ｓ５水分利用效率最高为０．３８ｋｇ／ｍ３，Ｓ２次之，Ｓ８最小为０ ３３ｋｇ／ｍ３．
５２７
图３　不同水分处理下枸杞干果产量及水分利用效率
Ｆｉｇ．３　ＹｉｅｌｄａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒ
ｂａｒｕｍｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
２．４．２　枸杞品质特征
对各处理分别进行测产及品质检测，经方差分析，统计并绘制２０１６和２０１７年枸杞营养物质含量Ｔ变化图，如图４所示．
图４　不同水分条件下枸杞品质变化图
Ｆｉｇ．４　ＱｕａｌｉｔｙｃｈａｎｇｅｓｏｆＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａｒｕｍｉｎｄｉｆｆｅ
ｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
从图４中可以看出，２０１６年处理Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８之间甜菜碱含量差异不具有统计学意义，但与其他处理的差异具有统计学意义，其中Ｓ８最高为１．０４％，Ｓ５次之为０．９２％．Ｓ８氨基酸含量最高为５．９９％，Ｓ６最小为５．００％，但各处理的氨基酸含量差异不具有统计学意义．２０１７年，各处理蛋白质含量差异不具有统计学意义，Ｓ１甜菜碱含量最高为０．９２％，Ｓ６含
量次之为０．９１％．Ｓ８氨基酸含量最高为７．１４％，Ｓ３次之，但各处理间氨基酸含量的差异不具有统计学意义．Ｓ１枸杞多糖含量最高为８ ３３％，Ｓ５次之为８ ２１％．Ｓ５的粗脂肪含量最高为６ ２２％，Ｓ２含量最小为４．７０％．
２．５　基于土壤水分下限控制的枸杞灌溉制度依据各处理枸杞根区土壤含水量、光合生理指标、产量、品质及水分利用效率等综合分析，确定宁夏中部干旱带基于土壤水分下限的枸杞滴灌灌溉制度，具体见表５．全生育期６个灌水期，其中萌芽期灌水３７５ｍ３／ｈｍ２，休眠期灌水４５０ｍ３／ｈｍ２，其他生育期划分４个控水期：春梢生长期土壤质量含水率控制下限为５０％θ
ｆ
，花期和夏果期土壤质量含水率
下限为６５％θ
ｆ
，秋果期土壤质量含水率应控制为
５５％θ
ｆ
．当土壤含水率低于各控水期下限时应及时灌
水，灌水上限为９５％θ
ｆ
．
表５　基于土壤水分下限的宁夏干旱区枸杞滴灌
灌溉制度
Ｔａｂ．５　ＤｒｉｐｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｆｏｒＬｙｃｉｕｍｂａｒｂａ
ｒｕｍｉｎＮｉｎｇｘｉａａｒｉｄａｒｅａｂａｓｅｄｏｎｌｏｗｅｒ
ｌｉｍｉｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ
灌水期生育期时段
土壤水分
控制指标萌芽期（春水）４月中下旬３７５ｍ３／ｈｍ２
春梢期控水春稍生长期４月下旬—５月上旬５０％θｆ
花期控水
现蕾期５月中旬６５％θｆ
盛花期５月中旬—６月上旬６５％θｆ
夏果期控水
果熟前期６月中旬６５％θｆ
盛果期６月下旬—７月上旬６５％θｆ
果熟后期７月中旬—下旬６５％θｆ
秋果期控水
秋果前期８月上旬—中旬５５％θｆ
秋果后期８月下旬—９月中旬５５％θｆ休眠期（冬灌）１０月下旬—１１月上旬４５０ｍ３／ｈｍ２
３　讨　论
通过对不同水分供给条件下枸杞的叶片光合指标分析，认为枸杞叶片气孔导度随土壤下限指标升高而增大，光合速率变化呈双峰凸抛物线形，１４：００左右出现光抑制现象，高水分下限的蒸腾速率相对较大，而叶片水分利用效率则相反．张继林［８］也发现“光合速率随灌水量增加而增加，各生育期枸杞叶片气孔导度呈先下降后升高的趋势，随着灌水量的增加水分利用效率降低”．不同水分处理生育期耗水量随土壤水分下限升高而增大，盛果期耗水量最大，盛花期次之且差异具有统计学意义，与“枸杞
５２８
对水分的消耗基本呈现为营养生长期较大、高峰为
盛果期和盛花期”结论［９］基本一致．试验区位于宁夏
中部干旱地区，降水稀少，蒸发强烈，较高的土壤水分下限使得灌水频繁，土壤含水率偏高，加剧了棵间蒸发与枸杞叶片的奢侈蒸腾，全生育期耗水量增大，水分利用效率降低．因此，适度水分亏缺反而会提高水分利用效率，但过度缺水会影响枸杞的产量，也将降低水分利用效率．不同水分控制对蛋白质含量影响差异不具有统计学意义，低水分处理的枸杞多糖含量相对较高且差异具有统计学意义，说明灌溉水分的合理控制及适度亏缺可以一定程度的
提高枸杞的品质，与徐青等［
１０］
研究得出的适度水分亏缺可以提高果实糖分积累结论一致．
４　结　论
通过多参数的综合分析，认为枸杞全生育期分为６
个灌水期，其中萌芽期灌水（春水）为３７５ｍ３
／ｈｍ２
；春梢生长期、花期、夏果期、秋果期的土壤质量含水率下限分别为５０％θｆ，６５％θｆ，６５％θｆ，５５％θｆ
，上限为９５％θｆ
；休眠期冬灌为４５０ｍ３／ｈｍ２
．在强蒸发的宁夏中部干旱区，摸清枸杞耗水规律，掌握其各个生育期土壤水分控制指标，形成准确的灌溉制度，对当地的枸杞产业发展极为重要．文中研究也将为西北干旱地区的枸杞科学灌溉提供有益借鉴．
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（责任编辑　张文涛）
５２９。