云南春作馬鈴薯作物系數(shù)及需水規(guī)律研究

摘要：為了研究馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）需水規(guī)律，為云南地區(qū)馬鈴薯精準(zhǔn)灌溉提供研究基礎(chǔ)，于2013年春大田種植馬鈴薯，測量得到馬鈴薯實(shí)測需水量，由參照作物需水量和FAO-56推薦修正作物系數(shù)得馬鈴薯計(jì)算需水量，取二者平均值作為馬鈴薯的需水量，并計(jì)算得馬鈴薯實(shí)測作物系數(shù)，其與FAO-56推薦修正作物系數(shù)取平均值作為云南地區(qū)馬鈴薯作物系數(shù)。結(jié)果表明，在云南地區(qū)，春作馬鈴薯生長初期（Kcini）、中期（Kcmid）、后期（Kcend）作物系數(shù)分別為0.33、1.13、0.75，馬鈴薯需水量為300.265 mm。

關(guān)鍵詞：春作馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）；作物系數(shù)；作物需水量；大田種植；云南省

中圖分類號：S532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）03-0564-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.005

Abstract： In order to study the water requirement rule of potato and provide research foundation for precision irrigation provides，the potato was field planted in the spring of 2013，and the water demand and crop coefficient were measured，meanwhile，by reference to water requirement of crop and modified crop coefficient recommended by FAO-56， and crop coefficient was also calculated， taking the mean value as the average water demand and crop coefficient. The results showed that the crop coefficients of potato sowed in spring in Yunnan at growth early stage，middle stage and late stage were 0.33，1.13 and 0.75 respectively，and the water demand was 300.265 mm.

Key words： potato（Solanum tuberosum L.） sowed in spring； crop coefficient； crop water requirement； field planted； Yunnan province

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）又叫地蛋、洋芋、芋頭、土豆等，在中國大部分地區(qū)都有種植，尤其是西南、西北、內(nèi)蒙古和東北地區(qū)，得天獨(dú)厚的自然條件為馬鈴薯的種植提供了良好的自然環(huán)境。在西南地區(qū)的云南，馬鈴薯成為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，但近年來，由于干旱造成云南省馬鈴薯大幅度減產(chǎn)，并使馬鈴薯的品質(zhì)有所降低，而研究馬鈴薯需水規(guī)律成為馬鈴薯高效節(jié)水灌溉、保證高產(chǎn)的基礎(chǔ)。作物系數(shù)是一個(gè)種植體系內(nèi)土壤、作物、大氣各因素的綜合反映，隨作物生育階段而異，作物系數(shù)與氣候、土壤、耕作技術(shù)、田間管理與植株體息息相關(guān)，因此研究馬鈴薯作物系數(shù)也成為研究馬鈴薯需水規(guī)律的一部分[1]。參照作物需水量是確定氣候條件對該體系中水分傳輸、水氣擴(kuò)散速率影響程度的重要指標(biāo)，它僅受當(dāng)?shù)亍?dāng)時(shí)的氣候條件影響，反映不同地區(qū)、不同時(shí)期大氣蒸散能力對作物需水量的影響，與作物種類、土壤類型無關(guān)[2]。FAO把參照作物需水量定義為一種假想的參考作物冠層的蒸散速率，假設(shè)作物高度為0.21 m，固定的表面阻力為70 s/m，表面反照率為0.23，相當(dāng)于表面開闊、高度一致、生長旺盛，完全遮蔽地面而不缺水的綠色草地的蒸散量[3]。影響參照作物需水量因素由Penman-Monteith公式反映。對于作物系數(shù)尤其是馬鈴薯作物系數(shù)及其需水量的研究較少在云南地區(qū)開展，因此在云南省昆明市對馬鈴薯需水規(guī)律采用大田試驗(yàn)進(jìn)行研究，得到馬鈴薯作物系數(shù)及其需水量，以期為馬鈴薯高產(chǎn)及節(jié)水灌溉提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)置在昆明市云南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田（102°74′E，25°13′N），海拔1 910 m，年平均氣溫17 ℃，年降水量為1 035 mm，土壤為壤土，分布均勻，土壤容重為1.47 g/m3，田間持水率為30.2%，凋萎系數(shù)為10.5%，田間排水條件較好，在遇到暴雨時(shí)能及時(shí)排除多余水分。試驗(yàn)地設(shè)有水池、壓力補(bǔ)償式滴灌管、水表、閘閥等灌溉設(shè)施，并在試驗(yàn)地2 m高的合適位置安裝VantagePro2全自動(dòng)電子氣象站，準(zhǔn)確及時(shí)測量種植地的降雨、溫度、零點(diǎn)溫度、風(fēng)速、太陽輻射等多項(xiàng)氣象情況，為試驗(yàn)開展提供了良好的基礎(chǔ)條件。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

供試馬鈴薯品種為青薯9號，于2013年3月14日播種，采用大壟雙行種植，壟寬80 cm，種植20株，行距40 cm，株距30 cm，滴灌管鋪設(shè)于大壟中間，每次灌溉時(shí)間為5～6 h，到2013年7月28日收獲馬鈴薯，共灌水14次，每隔3 d灌水1次。從6月5日直到馬鈴薯成熟收獲，由于降雨充足，馬鈴薯不需要灌水。采用土壤水分測量儀測量土壤含水量，每隔3 d測量1次，測量方法為每個(gè)大壟設(shè)8個(gè)測點(diǎn)[4]，分別位于大壟中間和大壟兩邊植株土壤，有降雨或者灌溉的情況下，對土壤含水量進(jìn)行加測。同時(shí)對馬鈴薯生長狀況、特性、產(chǎn)量、品質(zhì)進(jìn)行觀測記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯實(shí)測作物系數(shù)

馬鈴薯在不同生育周期的作物系數(shù)（Kc）是不同的，根據(jù)馬鈴薯全生育期劃分的4個(gè)階段——苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期[5]把馬鈴薯的作物系數(shù)劃分為3個(gè)階段，即苗期為生長初期，作物系數(shù)為Kcini；塊莖形成和塊莖膨大期為生長中期，作物系數(shù)為Kcmid；淀粉積累期為生長后期，作物系數(shù)為Kcend。

通過試驗(yàn)，測得的氣象資料如表1所示，通過FAO Penman-Monteith[6]公式計(jì)算參照作物需水量，通過水量平衡公式[7]計(jì)算馬鈴薯實(shí)際需水量，進(jìn)一步計(jì)算出馬鈴薯實(shí)測作物系數(shù)（表2）。在本次計(jì)算中，對于滴灌條件下引起馬鈴薯土壤水分及其土壤水分修正系數(shù)忽略不計(jì)。

2.2 馬鈴薯作物系數(shù)修正

查閱FAO-56得Kcmid=1.15、Kcend=0.75，用單作物系數(shù)法[8]計(jì)算馬鈴薯生育前期作物系數(shù)為0.32，采用氣象因子和植株高度對馬鈴薯中后期FAO-56查閱值進(jìn)行修正，得Kcmid=1.11、Kcend=0.74，最后得馬鈴薯作物系數(shù)（表3）。

2.3 馬鈴薯在各個(gè)生育期實(shí)測需水量與耗水模系數(shù)

通過土壤水分測定儀測量土壤含水量，由水量平衡公式[7]計(jì)算馬鈴薯在各個(gè)生育期的實(shí)測需水量，如圖1所示。由圖1可知，馬鈴薯在整個(gè)生育期實(shí)測需水量為312.94 mm。馬鈴薯耗水模系數(shù)[9]是馬鈴薯在某一生育階段耗水量占整個(gè)生育期總耗水量的比例，不僅能反映馬鈴薯各生育階段的耗水特性及其灌溉需求，還能反映不同生育階段馬鈴薯植株對水分的敏感程度，受日耗水量和生育階段長短兩個(gè)重要因素的影響。由圖1可知，馬鈴薯苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期的耗水模系數(shù)分別為10.6%、23.3%、58.0%、8.14%。

2.4 馬鈴薯在各個(gè)生育期的計(jì)算需水量

由馬鈴薯各個(gè)生育期FAO-56推薦作物系數(shù)修正值以及試驗(yàn)地氣象資料計(jì)算參照作物需水量（ET0），通過公式ET=ET0·KC[10]得馬鈴薯各個(gè)生育期的需水量，如圖2所示，計(jì)算得總耗水量為287.59 mm。

2.5 馬鈴薯需水量的分析及確定

馬鈴薯需水量實(shí)測值與計(jì)算值如表4所示。由表4可知，4個(gè)時(shí)期馬鈴薯需水量實(shí)測值與計(jì)算值總差為25.35 mm，其中差值最大的是在塊莖膨大期，相差16.53 mm，然后是苗期，為5.85 mm。所以塊莖膨大期和苗期的一系列因素是影響需水量實(shí)測值與計(jì)算值不一樣的主要原因。分析原因?yàn)椋菏紫龋R鈴薯實(shí)測需水量主要是通過試驗(yàn)方法直接計(jì)算得來，在試驗(yàn)過程中，存在試驗(yàn)誤差；由于本次試驗(yàn)是春作馬鈴薯，在馬鈴薯生育前期，尤其是苗期，天氣比較干燥，馬鈴薯灌水量較多，土壤水分和土壤水分修正系數(shù)[11]對馬鈴薯實(shí)測需水量的影響在單作物系數(shù)中沒有綜合考慮，可能使得測量值偏高。其次，對于計(jì)算作物需水量，其主要影響因素是作物系數(shù)，作物生育初期Kcini=0.32，存在人為計(jì)算誤差；在中后期，采用氣象因子和植株高度對作物系數(shù)進(jìn)行修正，尤其是在植株高度測量過程中，存在測量誤差，導(dǎo)致作物系數(shù)修正值偏小，最后使需水量計(jì)算值較小。為了使馬鈴薯作物需水量較精確，取兩個(gè)需水量的平均值作為馬鈴薯的需水量，為300.265 mm。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)主要研究了云南地區(qū)春作馬鈴薯不同生育期作物系數(shù)及其需水量。在云南地區(qū)，春作馬鈴薯作物系數(shù)Kcini=0.33、Kcmid=1.13、Kcend=0.75，春作馬鈴薯需水量為300.265 mm。但由于本試驗(yàn)期限短，會(huì)有一定局限性，還有待繼續(xù)深入研究春作馬鈴薯作物系數(shù)與需水規(guī)律。

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