水肥一体化技术对叶用枸杞产量及水肥利用率的影响

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　　摘    要：为了探究水肥一体化技术对叶用枸杞产量及养分利用率的影响，本文以叶用枸杞‘宁杞9号’为试验材料，研究了常规沟灌施肥（CK），水肥一体化施肥（T1），水肥一体化减量施肥（灌水量、施肥量均为水肥一体化施肥的80%，T2）3种灌溉施肥方式对叶用枸杞产量、水分利用率、养分利用率及经济效益的影响。结果表明，水肥一体化技术在施肥量和灌水量均低于传统施肥的条件下，T1、T2 的产量分别比CK提高了69.3%和4.6%，水分利用率分别提高了150.6%和93.1%，氮磷钾吸收率分别比CK提高了14.52，5.72，16.65个百分点和1.10，0.96，2.81个百分点，每公顷的经济效益分别增加了91 217元和8 730元，产投比分别提高了72.3%和33.0%。综合而言，水肥一体化技术可提高叶用枸杞的产量、水分和养分利用率以及经济效益，其中以水肥一体化施肥（T1，即N 496.05 kg·hm-2、P 483.2 kg·hm-2、K 342.15 kg·hm-2）效果最好。
　　关键词：水肥一体化技术;叶用枸杞;产量;养分利用率
　　中图分类号：S567;S147         文献标识码：A          DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.06.014
　　Abstract：To explore the effect of integration technology of water and fertilizer on yield and nutrient utilization of leaf utilization wolfberry， the experiment was conducted with 'Ningqi 9' as the experimental material， three treatments were designed， including conventional irrigation and fertilizer （CK）， the integration of water and fertilizer （T1）， and 80% reduction fertilizer （T2）， the yield， water utilization efficiency， nutrient utilization and the economic benefits of leaf-used wolfberry were analyzed. The results showed that comparing with CK， the integration treatment of water and fertilizer （T1， T2） had fewer amount of fertilizer and water， but the yield of T1 and T2 was increased by 69.3% and 4.6% ， the water utilization efficiency was increased by 150.6% and 93.1%， the N， P， K uptake were increased by 14.52，5.72，16.65 and 1.10，0.96，2.81 percentage points， the economic benefits per hectare were increased by 91 217 yuan and 8 730 yuan， the input-output ratio was increased by 72.3% and 33.0%， respectively. In conclusion， the integrated technology improved the yield， water utilization efficiency， leaf-used Chinese wolfberry nutrient utilization efficiency and economic benefits， in which T1 treatment （N 496.05 kg·hm-2， P 483.2 kg·hm-2， K 342.15 kg·hm-2） had the best effects.
　　Key words： integration technology of water and fertilizer; leaf utilization wolfberry; yield; nutrient utilization
　　葉用枸杞又称菜枸杞，属茄科枸杞属多年生落叶灌木[1-3]，在本草纲目中枸杞的嫩茎叶被称为“天精草”，是一味重要的中药，性凉味甘苦，具有清热止渴、清火名目、抗衰老之功效[4]。枸杞叶片含有丰富的蛋白质、维生素、氨基酸和微量元素等多种营养成分，还含有多糖、甜菜碱、黄酮类化合物、生物碱等多种活性物质，具有很高的营养保健价值，其可做蔬菜，也可做茶[5-8]，是一种“药食同源”功能型保健蔬菜。叶用枸杞不开花结果，只采收叶芽作为食用部分，叶芽必须保持鲜嫩、无木质化，其整个生育期必须保证充足的水分和养分，故合理施肥管理是关键。传统种植模式，大水大肥，不利于作物生长且浪费资源和污染环境，目前国家颁布了“一控两减三基本”的相关法规政策，“十三五”期间提出化肥零增长，倡导水肥一体化技术的推广。水肥一体化技术又称灌溉施肥技术，是一种节水、节肥、高产、高效的现代农业工程技术[9-10]，是在滴灌条件下，根据土壤的水分和养分情况，按照作物的需水需肥规律，将水肥溶液直接输送到作物根系范围的土壤中，供作物吸收[11]，不会破坏土壤结构，土壤内部水肥气热保持适宜作物生长的状态，渗漏损失小，从而大大提高了水和肥的利用效率[12-13]。水肥一体化技术实现了资源利用的最大化、经济效益最大化以及产量最大化。 　　本试验通过研究水肥一体化技术对叶用枸杞产量及养分利用率的影响，为叶用枸杞水肥高效利用提供参考依据，也为大面积推广提供了有力的技术支撑。
　　1 试验区概况及试验方法
　　1.1 试验区概况
　　试验于2017年3—10月在宁夏银川金凤区森淼现代林业科技园进行。该地区位于东经105°49′～106°35′，北纬38°08′～38°53′，平均海拔1 100～1 200 m，属于温带大陆性气候，昼夜温差大，气候干躁，平均气温8.5 ℃左右，年平均日照时数2 800～3 000 h，是中国太阳辐射和日照时数最多的地区之一，年平均降水量在200 mm左右，无霜期185 d左右。土壤为典型的沙土，土壤肥力较低，基本性状为：有机质4.83 g·kg-1，全氮0.41 g·kg-1，碱解氮45 mg·kg-1，速效磷13.2 mg·kg-1，速效钾66 mg·kg-1。
　　1.2 试验材料
　　试验供试品种为宁夏林业研究院采用倍性育种方法自主选育的三倍体枸杞新品系‘宁杞9号’。供试肥料传统施肥为尿素（含氮量46%）、磷酸氢二铵（含P2O5量46%，含氮量18%）、硫酸钾（含K2O量45%）;水肥一体化施肥选择水溶较好的肥料，分别为尿素（含氮量46%）、磷酸二氢铵（含P2O5量61.74%，含氮量12%）、硝酸钾（含K2O量46.5%，含氮量14%）。
　　1.3 试验方法
　　试验根据灌溉施肥方式不同设3个处理，每个处理3次重复，随机排列，处理分别为：常规沟灌施肥（CK）、水肥一体化施肥（T1）、水肥一体化减量施肥20%（T2）。CK即采用基肥+追肥方式，其中尿素1 125 kg·hm-2、磷酸氢二铵1 725 kg·hm-2、15%硫酸钾1 725 kg·hm-2，全年每采菜4次追施肥1次，灌水量以农民经验灌水为主;T1处理施肥浓度为N 60 mg·L-1、P 30 mg·L-1、K 40 mg·L-1，将称好的肥料溶于施肥桶中，按照水肥100∶1的比例与供水系统中的水一同滴入土壤基部;T2处理施肥方式同T1一致，但其灌水量和施肥量均為水肥一体化T1的80%。各处理施肥量见表1。
　　1.4 试验测定项目及方法
　　产量测定：每个小区从4月采收开始统计至9月采收结束，3个重复，取平均值。
　　植株N、P、K的测定：每批次分别在3个重复处理中随机取样，分别测定不同季度、不同部位干鲜质量和养分含量。取样后，称鲜质量并记录后，放入烘箱中，105 ℃杀青30 min，然后在75 ℃下烘至恒质量。将干样粉碎后，过0.25 mm筛，样品用H2SO4-H2O2消煮，消煮液用于N、P、K养分的测定。全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用钒钼黄比色法测定，全钾采用火焰分光光度法测定[14]。
　　1.5 数据分析
　　数据采用Microsoft Excel 2007进行计算，DPS 7.05统计软件进行方差分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 水肥一体化技术对叶用枸杞产量及水分利用率的影响
　　由表2可以看出，与CK相比，T1、T2处理产量分别提高69.3%和4.6%，其中T1与CK差异显著（P<0.05），T1较T2产量提高61.9%，差异亦显著（P<0.05）。水分利用率又称水分生产率，是指单位耗水量所产生作物产量[12]。由表2可知，水分利用效率表现为T1>T2>CK，处理间差异均显著（P<0.05），与CK相比较，T1和T2分别提高150.6%和93.1%。综合说明水肥一体化技术降低灌水量，且提高了水分利用率和枸杞产量，其中以T1效果最佳。
　　2.2 水肥一体化技术对叶用枸杞养分利用率的影响
　　由表3可知，N、P2O5、K2O的吸收率均表现为T1>T2>CK，其中N和P2O5吸收率T1与T2和CK差异均显著（P<0.05），而K2O的吸收率处理间差异均显著（P<0.05）;与CK相比较，T1氮磷钾养分吸收率分别提高了14.52，5.72，16.65个百分点，T2分别提高了1.10，0.96，2.81个百分点。综合而言，水肥一体化技术处理施肥量比传统施肥处理少的情况下，养分吸收效率却高于传统施肥，说明水肥一体化技术条件下的合理施肥、灌水即“水肥耦合”的作用能促进叶用枸杞对养分的吸收利用，从而提高了肥料的利用率，其中以T1效果最佳。
　　2.3 不同处理叶用枸杞经济效益的对比
　　通过对水肥一体化施肥技术与常规沟灌施肥产投比进行比较（表4），TI、T2处理肥料使用量总量低于CK，产量、产值、净收益却高于CK，其中T1与CK产量、产值、净收益差异达显著（P<0.05）水平，进而导致T1、T2处理产投比显著高于CK（P<0.05）;与CK相比较，T1和T2产投比分别提高72.3%和33.0%，净收益分别增加91 217元和8 730元。
　　3 结论与讨论
　　本试验中，水肥一体化技术较常规沟灌施肥显著提高叶用枸杞产量，主要是由于叶用枸杞不开花结果，只采收叶芽，全年采摘15～18批次，需要大量营养供其生长，水肥一体化技术是将肥料和灌溉水一起通过供水系统适时适量、准确地渗入根系基部，且不改变土壤结构，使植株主要根系区的土壤始终保持在最适宜含水量和最佳养分状态，更有利于植株对水肥的吸收和利用。这与刘成虎等[15]、陆树华等[16]、刘保伟[17]提出水肥一体化技术可以显著提高作物产量的结果相一致。
　　水分利用率表征作物耗水与其产量之间的关系，是研究作物生长与水分关系的重要指标[18]。本试验结果显示，相比于常规沟灌施肥，水肥一体化施肥T1、T2处理水分利用率分别提高了150.6%、93.1%，说明水肥一体化技术降低了水分消耗，提高了水分利用率，节水效果显著，这与Sharma等[19]、Mohammad等[20]对番茄和南瓜的研究中认为水肥一体化技术可以最大限度地提高作物水分利用率且节水效果显著的结果相一致。 　　本试验中，水肥一体化技术相比于常规沟灌施肥显著提高了N、P2O5、K2O的吸收率，主要是由于水肥一体化的“以水促肥”作用。水肥一体化技术实现了水分和养分在时间上的同步和空间上的耦合[21-22]，水肥一体化技术是滴灌管道将水肥溶液直接作用于植株根部，使得肥料快速进入土壤中，进而使植株根系快速吸收养分。水分提高了根系的吸收能力，增加了养分的有效性，水分也避免了肥料施于较干的土壤表层引起的土壤与植株难吸收的问题。同时降低了磷素与土壤中的钙离子发生沉淀作用以及氮肥地表挥发损失的问题[23-24]，既节约了氮肥和磷肥又减少了环境污染。所以水分促进养分的吸收和利用，也提高了养分利用率。
　　通过经济效益对比，水肥一体化技术使叶用枸杞的经济效益明显提高，水肥一体化施肥（T1）、水肥一体化减量施肥20%（T2）较常规沟灌施肥净收益增加了91 217元和8 730元，主要是水肥一体化技术一方面显著提高了叶用枸杞产量，另一方面降低肥料施用量，提高了肥料利用率，从而提高了经济效益。
　　综合而言，水肥一体化技术具有节水、提高作物产量、减少灌溉、降低肥料使用量、节省灌溉和施肥时间、改善土壤环境和减少环境污染等优点，对大面积推广种植叶用枸杞具有重大意义，在本试验条件下，叶用枸杞以水肥一体化施肥（T1，即N 496.05 kg·hm-2、P 483.2 kg·hm-2、K 342.15kg·hm-2）效果最好。
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