滴灌灌水量對哈密大棗耗水及產(chǎn)量的影響

楊慧慧，何新林，王振華，陳書飛，李莎，雷成霞

（現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點試驗室／石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，石河子832003）

滴灌灌水量對哈密大棗耗水及產(chǎn)量的影響

楊慧慧，何新林，王振華，陳書飛，李莎，雷成霞

（現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點試驗室／石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，石河子832003）

為制定哈密大棗滴灌灌溉制度提供參考依據(jù)，進(jìn)行了哈密大棗滴灌試驗研究。試驗中灌水量設(shè)880、1000和1120mm三個處理，分別觀測不同灌水量處理下的土壤含水率及產(chǎn)量，結(jié)果表明：不同灌溉處理大棗在整個生育期內(nèi)耗水呈現(xiàn)由低到高再降低的變化趨勢；全生育期耗水總量和平均耗水強度隨灌水量的增加而增大；灌水量為1000mm時，大棗產(chǎn)量和灌水生產(chǎn)效率最高。

滴灌；哈密大棗；灌水量；耗水量；灌溉制度

作為節(jié)水效果最為顯著的灌溉技術(shù)之一［1，2］，滴灌技術(shù)因具有節(jié)水增產(chǎn)，提高肥效，適用性強等優(yōu)點在農(nóng)作物灌溉上得到了大面積的推廣與應(yīng)用［3－7］。目前，國內(nèi)學(xué)者關(guān)于滴灌技術(shù)在棗樹上應(yīng)用方面也做了大量研究并取得了很多成果［8－12］。吳普特等［8］通過不同灌水量處理的田間試驗，初步確定了適合陜北山地紅棗的灌水量，并提出了坡地低壓滴灌工程設(shè)計理論。蔣岑等［12］采用目前最常用的滴灌、涌泉灌、微噴灌3種微灌技術(shù)進(jìn)行田間試驗，從產(chǎn)量、品質(zhì)、生理性狀、根系分布及土壤水分狀況分析表明，微噴是成齡紅棗最適宜的微灌技術(shù)形式，其次為滴灌，與地面灌相比，均能增產(chǎn)10%以上，減少灌溉定額40%以上。這些研究結(jié)果表明：采用滴灌技術(shù)進(jìn)行棗樹灌溉，不但節(jié)水增產(chǎn)，而且也有利于樹體本身對礦物質(zhì)元素的吸收。目前，對于哈密大棗滴灌耗水方面的研究還比較少，因此，本文通過田間滴灌試驗對不同灌水量處理下哈密大棗生育期內(nèi)的土壤含水量及產(chǎn)量進(jìn)行觀測和分析，探討灌水量對滴灌大棗耗水及產(chǎn)量的影響，以期為制定符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的哈密大棗滴灌灌溉制度提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗地點設(shè)在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)十三師紅星一場園 藝 二 場，東 經(jīng) 93°32′10．09″，北 緯 42°49′11．23″，距哈密市約18km。該地年平均氣溫9．9℃，≥10℃的積溫4260℃，多年平均降水量33．2 mm，多年平均年蒸發(fā)量3300mm，日照時數(shù)3357h時，無霜期170d左右。

試驗區(qū)內(nèi)地下水埋深15m以下，土壤剖面土質(zhì)變化很大，80cm以內(nèi)土壤基本為砂土，其中40～60cm深度內(nèi)埋有有機肥料，80cm內(nèi)土壤平均容重為1．50g／cm3，田間持水率16%（質(zhì)量含水率），在1 m深度左右出現(xiàn)粘土層。試驗區(qū)0～80cm深度土壤基本理化性質(zhì)為有機質(zhì)0．2%，堿解氮17．59mg／kg，有效磷0．63mg／kg，速效鉀44．0mg／kg，總鹽0．89g／kg，pH 值9．69。

圖1 哈密地區(qū)多年平均氣象要素變化曲線Fig．1Average meteorological elements variation curve in Hami district

1．2 試驗方法與設(shè)計

試驗區(qū)布設(shè)于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)十三師紅星一場園藝二場4斗1壟滴灌小區(qū)，試驗小區(qū)東西走向，由北向南逐次排列15個，規(guī)格為31．0m×5．0 m（長×寬）。

試驗作物品種為哈密大棗，樹齡11年。當(dāng)?shù)胤N植模式為行距5m，株距2m，畝株數(shù)76株。滴灌帶采用的是單翼迷宮式滴灌帶，直徑為16mm，滴頭間距30cm，采用一行兩管的布置方式（圖2），滴灌帶間距60cm。

試驗中共設(shè)計了3個灌水處理，灌水量分別為880、1000和1120mm，每個處理重復(fù)3次。全生育期共灌水20次，每次灌水前后取樣采用烘干法測定5、20、40、60、80、100cm 深度的田間土壤含水率，取土位置為兩滴灌帶中間、滴灌帶下、距滴灌帶30、60和90cm處。同時在生育期內(nèi)用水表監(jiān)測各處理的灌水量，在生育期結(jié)束后測定各處理的大棗產(chǎn)量。

圖2 大棗滴灌種植模式示意圖Fig．2Jujube drip planting mode

2 結(jié)果與分析

2．1 灌水量對大棗生育期耗水的影響

2．1．1 大棗生育期耗水量的計算

作物耗水量是指作物在正常生長的情況下，消耗于植物蒸騰和課間土壤蒸發(fā)的水量，又稱為作物蒸發(fā)蒸騰量，它受作物、氣象、土壤與農(nóng)業(yè)措施等多方面因素的影響。根據(jù)水利部頒發(fā)的《灌溉試驗規(guī)范》（SL13－2004）規(guī)定，作物耗水量的計算公式如下：

上式中：ET1－2為計算時段內(nèi)作物耗水量（mm）；i為土壤層次號數(shù)；n為土壤層次總數(shù)目；γi為第i層土壤干容重（g／cm3）；Hi為第i層土壤的厚度（cm）；Wi1、Wi2為第i層土壤在時段始末的含水率（干土重的百分率）；M、P、K、C分別為時段內(nèi)的灌水量、降水量、地下水補給量和排水量（mm）。

結(jié)合試驗區(qū)條件可得：i＝1、2、3、4、5、6；n＝6；γi取1m深的土壤平均干容重，為1．50g／cm3；H1＝5cm，H2＝15cm，H3～H6均為20cm；Wi1、Wi2可由取土烘干法測得，各土層含水率為各取土點含水率的平均值；M值如表1所示；P取有效降雨量值，由于當(dāng)?shù)孛看谓涤炅烤∮?mm，故P＝0；本試驗地區(qū)地下水埋深大于15m，可不考慮地下水補給，K＝0；本試驗地?zé)o排水，C＝0。

表1 各生育期天數(shù)及不同處理灌水量統(tǒng)計情況Tab．1The number of days at different stages and irrigation water statistics processing

2．1．2 灌水量對大棗生育期耗水的影響

利用式（1）計算出各時段大棗耗水量，再除以各時段天數(shù)，求得各時段日耗水強度，計算結(jié)果見表2。

由表2可以看出：

1）不同灌溉處理大棗在整個生育期內(nèi)耗水呈現(xiàn)由低到高再降低的變化趨勢，大棗的耗水強度隨灌水量的增加而增加。在萌芽期（4月中下旬），氣溫較低，棗樹蒸騰耗水只用于營養(yǎng)器官的生長發(fā)育，主要以棵間蒸發(fā)為主，耗水強度不大，為2．83～4．13 mm／d；隨著棗樹進(jìn)入新梢生長期（5月），氣溫升高，新梢和葉片迅速生長，耗水強度為3．27～5．26 mm／d；棗樹在開花坐果期（6月上旬）和膨大期（6月中下旬至7月上中旬）對土壤水分比較敏感，加上氣溫較高，耗水強度也較大，花期為4．24～6．15 mm／d，膨大期為5．24～6．40mm／d；棗樹進(jìn)入白熟期后，果實已進(jìn)入熟前增長期，體積不再增長，開始進(jìn)行糖分的轉(zhuǎn)化，果皮自梗洼、果肩開始變紅，直至全果轉(zhuǎn)紅，在此期間，耗水達(dá)到頂峰（7月下旬至8月上中旬），耗水強度為6．54～9．99mm／d；在完熟期（8月下旬至9月上旬），果實糖分繼續(xù)增加，直至果肉顏色轉(zhuǎn)成白色，此時含水量降低，糖分不再增加，耗水強度減小，為5．24～5．90mm／d。

2）從模比系數(shù)來看，棗樹各生育階段模比系數(shù)都是在白熟期最大，達(dá)到28．11～31．61%，其次為完熟期22．22～27．08%，膨大期16．20～18．00%，新梢生長期11．22～14．24%，花期11．07～12．32%，萌芽期最小，為3．35～4．05%。由表2還可以看出：不同灌水量時，各處理棗樹全生育期總耗水量均比灌水量小，說明各灌水處理均可滿足棗樹的需水要求。

表2 不同灌水量時大棗各生育期耗水情況Tab．2Different amounts of water at all stages of growth of Jujube

2．2 灌水量對大棗產(chǎn)量及水分生產(chǎn)效率的影響

以灌水量為1000mm時大棗的產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，求得灌水量為880mm和1120mm大棗的增產(chǎn)率分別為－22．66%和－3．47%，將大棗產(chǎn)量分別除以灌水量和耗水量得灌水生產(chǎn)效率和耗水生產(chǎn)效率，將其分別列于表3。

由表3可以看出：在灌水量為1000mm時，大棗產(chǎn)量、灌水生產(chǎn)效率和耗水生產(chǎn)效率均相對較大，當(dāng)灌水量小于和大于1000mm時，大棗產(chǎn)量、灌水生產(chǎn)效率和耗水生產(chǎn)效率均減小，且灌水量小于1000mm時減小幅度要大，說明在此試驗條件下大棗產(chǎn)量最高時灌水量在1000mm左右，在此值以前，大棗產(chǎn)量隨灌水量增加，且增加幅度較大，在此值以后，大棗產(chǎn)量隨灌水量減小，但減小幅度較小。

表3 不同灌水處理時大棗產(chǎn)量、增產(chǎn)率、灌水生產(chǎn)效率及耗水生產(chǎn)效率Tab．3Increasing yield rate，irrigation water production efficiency and water consumption production efficiency in different water treatments

3 結(jié)論

本文通過田間試驗研究了滴灌方式下灌水量對哈密大棗耗水量及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明：不同灌溉處理大棗在整個生育期內(nèi)耗水呈現(xiàn)由低到高再降低的變化趨勢，前期耗水強度較小，進(jìn)入花期和膨大期，急劇增大，在白熟期耗水達(dá)到頂峰，耗水強度為6．54～9．99mm／d，之后，耗水強度逐漸減弱；大棗全生育期耗水總量和平均耗水強度隨灌水量的增加而增大。當(dāng)灌水量為1000mm時，大棗產(chǎn)量、灌水生產(chǎn)效率和耗水生產(chǎn)效率均較大；當(dāng)灌水量小于1000mm時，大棗產(chǎn)量隨灌水量增加，且增加幅度較大；當(dāng)灌水量小于1000mm時，大棗產(chǎn)量隨灌水量減小，但減小幅度較小。

4 結(jié)語

隨著紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及特色林果產(chǎn)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣，滴灌技術(shù)在紅棗種植中必定具有廣泛的應(yīng)用前景［13－15］。本研究只是探討了試驗?zāi)暝诘喂鄮б恍袃晒茕佋O(shè)方式下灌水量對滴灌大棗耗水及產(chǎn)量的影響，所得出的結(jié)論僅供參考，為了制定合理的灌溉制度，進(jìn)一步探討大棗滴灌的節(jié)水潛能，還需增加灌水處理來進(jìn)行當(dāng)?shù)氐喂嘣囼炑芯俊?/p>

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Effect of Irrigation Quota on Water Consumption and Yeild of Hami Jujube through Drip Irrigation

YANG Huihui，HE Xinlin，WANG Zhenhua，CHEN Shufei，LI Sha，LEI Chengxia
（1Key Laboratory of Modern Water－Saving Irrigation of Xinjiang Bingtuan／College of Water Conservancy ＆ Architectural Engineering，Shihezi University，Shihezi 832003，China）

To offer an important reference foundation for the formulation of the drip irrigation scheduling，a drip irrigation experimental was conducted．In this experiment，there were three treatments，including 880 mm，1000mm and 1120mm．According to measuring the soil water content and yeild of jujube under different irrigating treatments，it was found that in the whole growing state of jujube，the water consumption changed from low to high，then dropped；the total water consumption and average water consumption intensity increased with the increase of irrigation quota；when irrigation quota is 1000mm，the yeild of jujube and the productivity of irrigation water are maximal．

drip irrigation；Hami jujube；irrigation quota；water consumption；irrigation scheduling

S275．6

A

2010－10－12

科技支疆計劃項目（2008ZJ03）

楊慧慧（1985－），女，碩士研究生，專業(yè)方向為農(nóng)業(yè)高效用水理論與新技術(shù)；e－mail：yhh－1221＠163．com。

何新林（1966－），男，教授，主要從事農(nóng)業(yè)高效用水及水文水資源水方向的研究；e－mail：hexinlin2002＠163．com。