半干旱地区广泛栽培仙人掌品种的农艺表现与水分利用指标研究

这篇研究通过2012-2020年间四项实验，系统评估了三种饲料用仙人掌克隆（OEM、MIU、IPA）在半干旱环境下的农艺表现、作物蒸散量（ETc）、作物系数（Kc、Kcb、Ke）及产量响应因子（Ky）。研究发现覆盖物（mulch）可提升15%生产力并减少13%土壤蒸发，OEM克隆表现出最高鲜物质（428.44 Mg ha?1）和干物质产量（39.14 Mg ha?1），为半干旱区灌溉规划提供了关键参数。

　　

引言

仙人掌（Opuntia spp.和Nopalea spp.）因其形态生理适应性成为干旱和半干旱地区的关键饲料资源。其高消化率干物质、可溶性碳水化合物含量及茎节储水能力，使其成为牲畜旱季的重要饲料。然而，环境变量尤其是土壤水分有效性显著影响其发育和生产力。为克服这些限制，灌溉和覆盖等管理措施被广泛采用。

材料与方法

研究在巴西伯南布哥州塞拉塔哈达市进行，涵盖四个实验（2012-2020年）。实验评估了三种仙人掌克隆：墨西哥象耳（OEM）、Miúda（MIU）和IPA塞塔尼亚（IPA），分别在不同灌溉策略（深度、频率）和覆盖条件下栽培。土壤水分通过电容传感器监测，作物蒸散量（ET_c）通过简化土壤水分平衡法计算，作物系数（K_c、K_cb、K_e）通过ET_c与参考蒸散量（ET₀）的比值确定。

结果

农艺表现：OEM克隆在鲜物质（FM）和干物质（DM）产量上均显著优于MIU和IPA，最高产量分别达428.44 Mg ha^?1和39.14 Mg ha^?1。覆盖使平均生产力提高15%，土壤蒸发减少13%。

水分利用指标：OEM的ET_c最高（3.14 mm day^?1）。无覆盖栽培下，OEM、MIU和IPA的K_c均值分别为0.61、0.59和0.62；覆盖量为8.2 Mg ha^?1时，OEM的K_c降至0.45，而高覆盖量（18 Mg ha^?1）下K_c值回升至0.70（OEM）、0.66（MIU）和0.63（IPA）。

产量响应因子：平均K_y为0.80，表明仙人掌对水分亏缺具有耐受性。

讨论

物种差异：OEM的高产与其较大的冠层结构和茎节面积指数（CAI）相关，而MIU和IPA因冠层较小导致更高的土壤蒸发（K_e）。

覆盖效应：覆盖通过改善土壤微环境和水分保持，显著提升K_cb（植物蒸腾）并降低K_e，但整体ET_c因植物生长增强而增加。

灌溉规划意义：研究强调需根据物种、管理策略和生长阶段调整K_c值，例如OEM在无覆盖条件下推荐K_c为0.61，而高覆盖量下需提高至0.70。

结论

该研究为半干旱区仙人掌栽培的水分管理提供了科学依据，证实覆盖与灌溉协同可优化生产力。未来研究应探索遥感等技术改进ET_c估算，并扩展至其他物种和生产系统，以进一步提升水分利用效率。