浙南山區(qū)噴微灌條件下典型經(jīng)濟作物灌溉制度試驗研究

陶愛強,胡榮祥,盧 成

(1.縉云縣水利局,浙江 縉云 321400;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

浙江省自2010年提出推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)戰(zhàn)略,加快發(fā)展生態(tài)循環(huán)和綠色有機農(nóng)業(yè),促進(jìn)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集中和品質(zhì)提升,進(jìn)一步轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)步伐。目前,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)是浙江省的菜籃子之一,主要種植價值較高的經(jīng)濟作物,對水肥等生長環(huán)境要求嚴(yán)格。土壤水量過多或過少,均影響著作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。然而實際生產(chǎn)中灌水往往根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗習(xí)慣,灌水量比較隨意,容易造成作物生育期出現(xiàn)不同程度的旱或澇,這對作物最終的產(chǎn)量和品質(zhì)有較大的影響。

灌溉試驗主要研究作物需水規(guī)律,揭示水分與作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的關(guān)系,是推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的一項基礎(chǔ)性工作。也是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的基礎(chǔ)保障。其研究成果可以較為準(zhǔn)確地給出作物各生育期的灌水量,實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉,提高作物產(chǎn)量,也可為區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉計劃用水、節(jié)約用水和科學(xué)用水以及水利工程的規(guī)劃設(shè)計、水資源評價提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

2 試驗區(qū)概況

2.1 縉云縣概況

縉云縣位于浙江省南部腹地、麗水地區(qū)東北部。地貌類型分中心、低山、丘陵、谷地4類,其中山地、丘陵約占全總面積的80%,屬于典型的山丘區(qū)。全縣大部屬亞熱帶氣候,四季分明,溫暖濕潤,日照充足。冰雹災(zāi)害主要出現(xiàn)在3—8月,為全省多雹中心地帶之一。由于地形條件,縉云縣水果種植發(fā)展較快,成為當(dāng)?shù)貎?yōu)勢產(chǎn)業(yè)。目前全縣果園種植面積為0.47萬hm2(7.08萬畝),約占全縣農(nóng)作物面積的1/4,水果產(chǎn)量為46 360 t。

2.2 浙江省灌溉試驗網(wǎng)建設(shè)概況

浙江省灌溉試驗站網(wǎng)經(jīng)過幾年的建設(shè),已形成了省級中心站、3個重點站以及若干個定額觀測點(隨年度任務(wù)變化動態(tài)調(diào)整)的多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(見圖1),各試驗站點均配備了灌溉試驗所需的主要設(shè)施和儀器,其功能可滿足開展水稻灌溉試驗和經(jīng)濟作物定額觀測的需要。

圖1 浙江省灌溉試驗站網(wǎng)絡(luò)圖

2.3 縉云觀測點概況

縉云灌溉試驗觀測點是浙江省灌溉試驗站網(wǎng)絡(luò)的重要成員,位于縉云縣黃龍農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)。

黃龍農(nóng)業(yè)園區(qū)是浙江省重要的農(nóng)業(yè)園區(qū)之一,對地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚有較大示范作用。由于地處山區(qū),山塘較多,園區(qū)內(nèi)水源主要是靠山塘集雨,園區(qū)設(shè)泵站1處,安裝2臺潛水泵,園區(qū)通過節(jié)水改造已經(jīng)建立了較為完善的噴微灌系統(tǒng)。園區(qū)主要種植提子(金手指)、蜜梨、櫻桃等具有較高經(jīng)濟價值的作物。櫻桃和蜜梨為露地栽培,提子為大棚種植,土壤為黏性土,土壤干容重1.56 g/m3,土壤密度為2.80 g/m3,孔隙度為45%。

縉云觀測點在2008年設(shè)置,主要任務(wù)是觀測噴微灌條件下各種經(jīng)濟作物灌溉制度。主要觀測作物有提子 (金手指)、蜜梨、櫻桃等。觀測點有多個相對獨立的區(qū)域,劃分了節(jié)水灌溉區(qū)(噴微灌區(qū))、常規(guī)灌區(qū)及不灌區(qū),每種作物不同灌溉方式均設(shè)置了3個重復(fù)試驗小區(qū)。試驗觀測工作由縉云縣水利局技術(shù)人員指導(dǎo),黃龍景區(qū)技術(shù)人員負(fù)責(zé)具體觀測。該觀測點有較為完備的灌溉試驗儀器設(shè)備,包括取土器、環(huán)刀、鋁盒、烘箱、蒸發(fā)皿、自動氣象站以及水表等。每年試驗開始前,園區(qū)技術(shù)負(fù)責(zé)人都對各種觀測儀器進(jìn)行檢測維護(hù),對試驗觀測人員進(jìn)行實地現(xiàn)場培訓(xùn),確保試驗成果可靠、準(zhǔn)確。

3 灌溉試驗

3.1 試驗設(shè)計

灌溉試驗主要目的是觀測噴微灌條件下各種經(jīng)濟作物灌溉制度以及對比分析不同灌溉方式用水效率。試驗設(shè)計了3種灌溉方式:①常規(guī)灌溉方式,采取溝灌和畦灌方式;②高效節(jié)水灌溉方式,采取噴微灌方式;③不灌方式,作物需水主要靠雨水及地下水補給。

3.1.1 常規(guī)灌溉方式

常規(guī)灌溉根據(jù)群眾習(xí)慣的灌水方式,每次灌水量較為一致,灌溉指標(biāo)采取定性指標(biāo),主要依據(jù)灌前土壤物理性狀及植物生理形態(tài)判斷是否需要灌溉。各種作物灌水量見表1。

3.1.2 高效節(jié)水灌溉方式

高效節(jié)水灌溉采取滴灌方式,直接將水送至作物根部;灌溉指標(biāo)采用定量和定性指標(biāo)。定量指標(biāo)為土壤含水率;定性指標(biāo)為作物生理指標(biāo)和土壤物理性狀。各種作物噴微灌條件下灌溉指標(biāo)見表2。

3.1.3 不灌方式

不灌作物沒有出現(xiàn)凋萎時,不進(jìn)行灌溉。

設(shè)置節(jié)水灌溉、常規(guī)灌及不灌3個試驗區(qū)域,每個區(qū)域設(shè)3個重復(fù)試驗小區(qū),每個試驗小區(qū)面積為40 m2。

表1 常規(guī)微灌條件下經(jīng)濟作物灌溉指標(biāo)表

表2 噴微灌條件下經(jīng)濟作物灌溉指標(biāo)表

3.2 觀測內(nèi)容及方法

按照SL 13—2004《灌溉試驗規(guī)范》要求,根據(jù)觀測點的試驗條件和試驗?zāi)康?開展了以下觀測內(nèi)容:①灌溉制度,包括灌水日期、灌水次數(shù)、灌水定額及灌溉定額;②灌溉指標(biāo),包括土壤含水率指標(biāo);③氣象要素,包括降雨量、蒸發(fā)量、氣溫和風(fēng)速等。

各種灌溉方式的灌溉水量均采用水表計量,記錄作物生長期的每次灌溉水量,根據(jù)小區(qū)面積折算成每畝的灌水定額和灌溉定額。

灌溉指標(biāo)主要以測定土壤含水率為主,在每個觀測區(qū)域內(nèi)選擇3個測點,對測點進(jìn)行分層取土,從地表往下分別在0～10,10～20,20～40 cm取3層。灌前、灌后均要取樣。取完樣后將土樣送至試驗室檢測。

氣象要素觀測主要是對降雨量、氣溫以及蒸發(fā)量進(jìn)行觀測。園區(qū)內(nèi)已安裝自動氣象站和蒸發(fā)皿。自動氣象站可以實時監(jiān)測降雨量、氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等;每日8:00人工利用測針測定蒸發(fā)皿水層深,與前一日水層深相減得出觀測日水面蒸發(fā)量。

3.3 試驗結(jié)果與分析

3.3.1 試驗結(jié)果分析

試驗結(jié)果見表3。

提子(金手指):栽培方式為避雨栽培,灌溉方式為滴灌。2012年灌水次數(shù)4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;灌水定額 0.85(m3/hm2);灌溉定額為3.39m3/hm2。

蜜梨(南方早熟梨):栽培方式為露地栽培,灌溉方式為微噴灌。2012年灌水次數(shù)4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;灌水定額0.85 m3/hm2;灌溉定額為3.41m3/hm2。

櫻桃(大粒櫻桃):栽培方式為露地栽培,灌溉方式為滴灌。2012年灌水次數(shù)4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;由于是露地栽培,灌水周期受降雨影響較大;灌水定額約0.76 m3/hm2,灌溉定額3.03 m3/hm2。

表3 噴微灌條件下經(jīng)濟作物節(jié)水灌溉制度表

3.3.2 不同灌溉方式對水分利用率的影響

統(tǒng)計各種作物不同灌溉方式水分利用率見表4。

節(jié)水方面:與常規(guī)灌溉相比,節(jié)水灌溉模式節(jié)水約68%～78%,節(jié)水效果明顯。增產(chǎn)方面:與常規(guī)灌溉相比,節(jié)水灌溉模式產(chǎn)量增加約9%～36%,水分生產(chǎn)率提高4～5倍,增產(chǎn)增效明顯;與不灌相比,節(jié)水灌溉模式產(chǎn)量增加約20%～40%。可見節(jié)水灌溉與其他灌溉方式相比,具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。

4 結(jié) 語

通過2012年灌溉試驗工作開展,獲得了噴微灌條件下提子、蜜梨、櫻桃等山丘區(qū)主要經(jīng)濟作物的灌溉制度,試驗成果不僅可為浙南山丘區(qū)及類似地區(qū)的作物灌溉制度分析提供重要參考,也可為全省農(nóng)業(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)修編提供基礎(chǔ)依據(jù)。試驗研究表明,不同灌溉方式相比,以噴微灌為代表的高效節(jié)水灌溉方式具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)、提質(zhì)效果,與常規(guī)灌溉方式 (如溝灌)相比,可實現(xiàn)節(jié)水70%以上;產(chǎn)量增加10%～30%,水分生產(chǎn)率提高4～5倍,另外對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)改善也有一定作用。當(dāng)然,由于作物灌溉試驗效果與外部水文氣象條件有一定的關(guān)系,因此,上述結(jié)果還需要通過延長試驗觀測系列進(jìn)一步驗證。

不同灌溉方式的用水定額,可為園區(qū)技術(shù)人員提供灌水依據(jù),也進(jìn)一步為灌溉定額標(biāo)準(zhǔn)修編提供依據(jù)。灌溉試驗工作是一項基礎(chǔ)性的工作,是灌區(qū)管理的基礎(chǔ),需長期開展。積累時間越長,則成果越準(zhǔn)確,可用性越強。在實際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)由于地勢部分果樹往往因為排水不暢,淹水時間過長進(jìn)而導(dǎo)致果樹死亡和減產(chǎn),這極大地影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn),接下來將針對園區(qū)開展各種作物的排水試驗研究,提出改善排水園區(qū)排水條件措施。

[1]中華人民共和國建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 50363—2006節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范 [S].北京:中國計劃出版社,2006.