水是枸杞树生存的重要生态因素。水是枸杞树体内的重要成分,树体的含水量达50%~83%,因器官不同而有变化。足够的含水量可以使细胞保持膨压状态,以维持正常的生理活动。水是理想的溶剂,营养物质的吸收、转化、运输、分配以及光合作用、呼吸作用等重要的生理过程,都必须在有水的环境中才能正常进行。田间条件下的水以其热容量高,汽化潜热高的特性,调节树体与环境间的温度变动,从而保护树体避免或减轻灾害。
因此,枸杞园的水分管理是实现优质高产的重要保证。
一、枸杞树对水的反应
枸杞是一种耐旱能力强的植物,特别是野生枸杞在宁夏这个年降水量仅有226。7mm,而年蒸发量却是2050。7mm的干旱山区悬崖上也能生长;在缺乏水分的古老长城上也能见到枸杞生长,而且能够开花结果。这是因为它的根系发达并且能伸向较远的土层吸收水分,同时,枸杞叶是等面叶,正反两面的栅栏组织都很发达,这种组织的细胞间隙小,使叶面水分蒸发受到节制,相对保持了更多树体水分,因此耐旱能力强。但是,若要获得丰产,就必须有足够的土壤水分供应。
在年降水量少,蒸发量却很大的情况下,土壤水分含量的多少会直接影响枸杞根系的生长。据试验调查,枸杞在地下水位1。5m以下,20~40cm深的土壤,含水率15。3%~18。1%时生长正常。地下水位若过高,则对枸杞生长不利。当地下水位在60~100cm时,树体生长弱,发枝量少,枝条短,花果少,果实也少,叶色提早发黄,容易加重落花落果和落叶,树体寿命短。因为地下水位过高,土壤的通气条件恶化,根系不发达,生长缓慢,影响枸杞根系的生长或呼吸作用。另外,地下水位过高会引起土壤次生盐渍化,使土壤可溶性盐含量增加,导致枸杞生长衰弱,产量低(表2-7)。只有土壤中根系吸水和叶片蒸腾达到平衡状态,才是适宜土壤水分。
宁夏枸杞老产区的农民说:“枸杞离不开水,又见不得水。”枸杞最忌地表淹水和表土长期积水,在过湿的土壤中,将迅速引起树体死亡。据吴以德调查,宁夏恩和乡的沙滩生产队于1958年在枸杞园周围种水稻,导致枸杞园地下水位上升,使大量枸杞受浸死亡;1959年东升乡大湖滩上的枸杞因近邻的旱地种上了水稻,也有大量枸杞死亡。可见枸杞园的地势要高,不能积水,一旦积水,应马上排除才能有利枸杞生长。枸杞树对水的需要因季节不同而反应不一。春季,土壤中水分不足时,影响萌芽和枝叶生长;秋季干旱,使枝条和根系的生长提前停止。在花果期,尤其是果熟期,如果土壤水分足,果实膨大快,果粒大;如果缺水,就会抑制树体和果实生长发育,使树体生长慢,果实小,还会促进花柄和果柄离层形成,加重落花落果,降低产量。在生长季节,若连天阴雨时间长,枸杞易得霜霉病和黑果病,红熟了的果实会破裂,从而降低果实质量。
枸杞对水质要求不严,宁夏枸杞老产区中宁县的枸杞园都是引黄河水灌溉,水的矿化度为1gL以下。但在宁夏干旱地区,如同心县王团乡和海原县高崖乡,枸杞园用矿化度3~6gL的苦水灌溉,树生长良好。
二、水分对枸杞树生长发育的影响2006—2007年,科技工作者在宁夏银川园林场进行了连续两年的田间控制灌水次数试验,以宁杞1号(10年树龄)为材料。根据试验结果、枸杞发育期水分利用率变化规律和最终获取的经济效益分析,得出以下结论:在有灌溉条件下,每月4月、5月、6月各灌水1次,7月灌水2次,8月、9月各灌水1次,共灌水44m3亩。相比传统灌溉,每亩节水100m3。其中,4月、5月份的灌水能促进发枝和新梢生长,7月份的灌水能有效降低落花落果率,提高特优和特级干果量。
(一)不同灌水次数对枸杞发枝数和新梢生长的影响由表2-8可以看出,在不同灌水次数下,各个处理间枸杞的发枝数和新梢生长量明显不同。其发枝数呈现“灌水多,发枝多;灌水少,发枝少”的变化趋势;春梢生长速率呈现出水分过量,发枝数多,但春梢生长速率较低(如处理1和处理2);灌水次数过少严重干旱条件下,春梢生长速率同样较低(如处理5、处理6、处理7)。
(二)不同灌水次数对枸杞落花落果及青果数的影响不同灌水次数对各个处理老枝的落花落果影响较为明显,青果数的多少直接决定着枸杞产量的高低,适宜的灌水次数对开花结果都能起到积极的作用。由表2-9可看出,各处理间老枝较新梢开花数量较少,落花落果率较高;从青果数量上来看,处理3和处理4灌水次数较为理想。
(三)不同灌水次数对枸杞干果等级率及经济效益的影响水分直接影响枸杞果实的体积、色泽、含水量、干物质积累等。由表2-10可见,增大灌水次数,干果的总量也随之增高,但同时增加了劳动成本。所以,从获取最大的经济效益出发,处理4的灌水次数最为适宜,投入产出的比值最大。
(四)不同灌水次数枸杞叶片日光合速率的变化枸杞叶日光合速率的变化呈双峰型,即在光合速率日变化过程中,第一个峰值之后出现一个“午休”低谷,然后逐渐升高达到了第二个峰值。然而,不同灌水次数下各处理间峰值和“午休”的时空差异较大。处理1、处理2和处理3的双峰值较高,且第一个峰值低于第二个峰值,发生了明显的“午休”;处理5、处理6和处理7中,第一个峰值降低,发生期提前,“午休”
也提前。由此可见,随着灌水次数的减少,“午休”发生的时间也提前,第一个峰值逐渐降低。所以适度减少灌水量可以提高光合速率的利用率,减少或避免由于“午休”现象造成植物叶片光合物质消耗。在生产上,为了获取一定的经济产量,既要适度降低“午休”消耗,又要保证较高的光合速率代谢。综合分析认为:处理4的灌水次数比较适合当地生态环境下枸杞规范化种植的要求。
(五)不同灌水次数对枸杞生育期水分利用率的影响通过试验分析发现,枸杞生育期水分利用率整体呈现先上升后下降的趋势,其中7月份枸杞的水分利用率最高。5—6月,水分利用率缓慢提高,6—8月,快速提高转向快速降低。从生育期水分利用率变化规律来看,从4月初枸杞开始萌发,到5月份枸杞新梢快速生长,枸杞主要以营养生长为主。植物体内养分消耗来自两个方面,一是体内上年营养积累,二是光合代谢产物,主要以后者为主。因此水分利用率升高缓慢。但是灌水次数多的处理水分利用率较高,这主要是因为水量充足,促发大量新梢生长,加快体内养分消耗,从而提高水分利用率。6月份是枸杞盛花期,也是枸杞营养生长和生殖发育竞争最为激烈的时期,养分消耗也急剧上升。此时,枸杞养分消耗主要是光合代谢产物,从水分利用率的变化规律来看,处理4水分利用率大幅增加,这主要是前期灌水量适中,促发新梢适量,到6月份盛花期,体内光合产物基本能够满足营养生长和生殖发育的需求。因此,从生育期水分利用率上来看,处理4的灌水次数是相对理想的。
三、干旱地区人工补水对枸杞生长经过的影响枸杞根系发达,耐旱力强,在年周期内不同生育期对水分的要求不同。春季为枸杞营养生长期,现蕾到开花期水分要充足。果实膨大期如果缺水会影响树体和果实生长发育,果实小,且加重落花落果。果实成熟期则要适当控制水分,枸杞成熟期极短,成熟后2~3d内必须采摘,否则红熟的果实遇到阴雨天气容易开裂,晾干后枸杞品质很差,经济价值低,一般不采摘,从而影响产量;同时降水偏多,枸杞易得霜霉病和黑果病,从而降低产量并影响果实质量。田间长期积水,通气不好,会影响根系的生长。宁夏中宁地区枸杞全生育期降水量为238。1mm,年蒸发量为2050。7mm,降水偏少且季节分布不均匀,4—6月降水量为56。4mm,降水偏少,为枸杞生长的旱季;7—8月为雨季,降水量为91。6mm,不利于夏果采摘晾晒,果熟期要注意排水。经过前期的果实生长,枸杞树损失了大量养分,秋季需要补充水分;9—10月降水量为35。5mm,降水偏少。依据本地区的气候条件在自然降水不能满足枸杞生长对水分的要求时,可采取人工补水的办法也能获得一定的产量。
科技工作者在宁夏中宁县徐套乡和海原县七营乡干旱区,采用自行研制的地下渗灌器,对枸杞树进行全年补水试验。通过集雨水窖配合地下渗灌器的节水灌溉技术,在无灌溉条件下的宁南山区,亩补水不超过10m3的情况下,使枸杞枝条的萌芽率由71%提高到85%,成枝率由13%提高到33%,成枝力由2提高到3,春梢日平均生长量由0。78cm提高到1。04cm;枸杞单株干果产量由0。24kg增加到0。6kg。经过补水后产量不仅翻了一番,而且干果特优率由23。4%提高到28。5%,特级率由30。49%提高到34。2%;每亩平均增产60kg,显著增加了农民收入。试验表明,在干旱区通过微弱补水提高枸杞产量是可行的。
四、干旱胁迫对枸杞树生理代谢的影响在受到干旱胁迫时,植物细胞中生物活性氧的积累是造成细胞伤害乃至死亡的主要原因。干旱胁迫下,活性氧自由基积累导致膜脂过氧化,膜透性增加,电解质和有机物质大量外渗,严重时导致植物死亡。郑国琦等(2008)利用不同程度的水分胁迫处理盆栽枸杞幼苗,研究表明,枸杞幼苗在45%以下的干旱胁迫下细胞膜透性增大,说明膜系统结构遭到破坏。这是由于干旱胁迫下,枸杞幼苗体内的放氧速率呈现上升的趋势,细胞内活性氧水平增高,引发膜脂过氧化作用生成较多MDA(苹果酸脱氢酶),引起膜功能紊乱,使细胞膜透性增加,可溶性蛋白含量严重下降。
大量研究表明,在逆境下,抗逆性强的植物SOD(超氧化物歧化酶)活性降低幅度小或保持相对稳定,因而可以避免或减轻活性氧引起的伤害。干旱胁迫下枸杞幼苗具有较强的抗旱性。在干旱胁迫程度低于45%的条件下,枸杞幼苗SOD酶活性与对照相比变化幅度不大,保持了相对的稳定性;而在30%的干旱胁迫下,SOD酶活性下降显著,表明以SOD为主的抗氧化保护酶系统遭到了破坏。因此,初步确定田间最大持水量的45%是枸杞正常生长的临界值。即在此水分条件下,枸杞正常生长,而当提高干旱胁迫程度时,枸杞生长会受到一定程度的影响。
第四节土壤的影响
土壤是枸杞栽培的基础。枸杞生长发育所需要的水分和矿质营养主要通过根系从土壤中吸收。土壤条件对枸杞有多方面的影响。营造良好的土壤环境,满足枸杞树体对水、肥、气、热的需求,是获得枸杞丰产的基础。
一、土壤厚度
枸杞属于深根性植物。枸杞根系具有重要而活跃的生理功能,根系的生长与分布对枸杞生长结果以及抵抗环境胁迫能力有重要影响。枸杞根系分布的深度与广度取决于土壤的性质、肥力、地下水位高低以及栽后管理条件等。土层深厚肥沃、地下水位低的砂壤土,根系分布较深,水平分布范围较小,在分布区内须根较多;在土层薄、地下水位高的条件下,根的垂直生长受阻,根系分布较浅,但水平方向伸展较远。在50~70cm厚的有效土层内,一年生的枝条扦插苗,其水平根长达2。36m,为树冠直径的4。21倍。成年树的垂直根深在50~60cm的土层内,水平根可延伸到20~30cm土层内的水平生长至10m以外,全园根系密布如网,树冠大根系密度也大,大部分根系都分布在地表下20~40cm深的范围内。
枸杞对土壤要求不严,在各种质地的土壤上都能生长。但为了更好生长,最好选土层深厚的轻壤土、砂壤土或中壤土建园。
二、土壤质地
枸杞对不同质地的土壤适应性强。无论是砂壤土、轻壤土、中壤土或黏土,都能种植成活并正常生长。但为了更有利树体健壮生长并获得高产优质的果实,应选用深厚、肥沃的轻壤土建园为好(表2-11)。
轻壤土之所以较适于枸杞生长,是因为它土质疏松,透水快,通气性好。在生产中土质过沙,肥水保持能力差,容易干旱,枸杞生长不良。土质过于黏重,如黏土和黏壤土,虽然养分含量较高,但因经常板结,土壤通气性差,对枸杞根系呼吸及生长都不利,枝梢生长缓慢,花果少,果粒也小。黏土经过改良,如向地里增施麦秆、稻草或羊粪之类,既增加了土壤的疏松性又丰富了土壤养分,枸杞也能生长良好。
三、土壤温度
土壤温度直接影响根系的生长、吸收及运输能力,影响矿质营养的溶解、流动与转化。土壤温度和有机质的分解、土壤微生物的活动有密切关系,从而影响枸杞的生长发育。
枸杞根系的生长与土温有关。当地温达到0℃以上时,根系开始生长。3月底,当地温达4℃时出现新吸收根,4月上中旬当地温度达到8~14℃时,新生吸收根生长加快。春季生长平均长度最大,密度也最大。此后温度升高,地上部分生长加快,新生吸收根强度减弱,并稳定在正常的生长状态。6—8月中旬地温在20~25℃,与地上的秋季生长相适应,根系生长最大值出现秋季。8月中旬以后,地温逐渐下降,根系生长相应减弱,直到10月底或11月初,地温降到10℃以下,这时根系活动弱,基本停止生长。
土壤温度受太阳辐射能的制约,也与土壤的质地结构及土壤含水量有关。如沙土,升温快散温也快;黏性壤土内热容量比沙土大,白天增温慢,夜间降温也慢。土壤含水量的多与少,影响着土壤温度。枸杞园在夏季高温季节,提倡夜间灌水,就是为了降低土温,减缓枸杞根系的高温休眠,控制由休眠造成的营养不足,生育失调、脱水与落果。
四、土壤水分
水分是土壤肥力的重要组成因素,不仅作为矿质营养溶剂,使之易被植物根系吸收,还可作为营养物质液流,在土壤中流动,或向根圈随着蒸发流向土表或随潜流漏失。土壤水分还可调节土壤温度和土壤通气状况。
因此,土壤水分状况,直接控制着对枸杞需水的供给。
土壤水分可分为有效水分与非有效水分两大类。有效水是指根系能有效吸收利用的田间持水量到永久凋萎点之间的土壤含水量。非有效水是指低于永久凋萎点以下的土壤含水量,主要是土壤胶体表面的吸着水与气态水。土壤类型不同,土壤有效水含量有差异。
各类土壤有效水与非有效水的不同比例,含沙粒越多,土壤有效水含量越低,越易出现干旱。积水的低洼地,种枸杞易烂根,当枸杞园地下水位过高时,应开设排水沟,降低地下水位。在无灌溉条件的干旱高地上,枸杞受旱,生长慢,产量低,果实质量差。据调查,枸杞园地下水位在1。5m以下较好。
五、土壤通气性