洋蔥不同灌溉方式下灌溉水消耗轉化規(guī)律

□謝夏玲　□丁　林（河南省水利勘測設計研究有限公司；甘肅省水利科學研究院）

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洋蔥不同灌溉方式下灌溉水消耗轉化規(guī)律

□謝夏玲1□丁林2
（1河南省水利勘測設計研究有限公司；2甘肅省水利科學研究院）

文章通過微型蒸滲器和土壤水分烘干稱重法測定了洋蔥不同節(jié)水灌溉技術條件下灌溉水消耗及水分利用效率，并結合氣象數(shù)據(jù)比較不同灌水技術的優(yōu)越性，測定了洋蔥地土壤水分變化規(guī)律、生育期耗水規(guī)律、土面蒸發(fā)規(guī)律及水分利用效率，分析不同灌溉方式對洋蔥水分利用效率的影響。研究結果表明，在石羊河流域，洋蔥采用節(jié)水灌溉技術能有效地減少作物生育期耗水量，不同節(jié)水技術可減少洋蔥耗水量160 m m以上，其中棵間蒸發(fā)減少90 m m以上，水分利用效率提高20%以上，在實際生產中可根據(jù)水源、基礎設施、技術掌握難易程度等選擇適宜洋蔥的節(jié)水灌溉技術。

灌溉水消耗；水分利用效率；灌溉方式；洋蔥

0　引言

石羊河流域是中國乃世界上水資源供需矛盾突出、人水關系最不協(xié)調的內陸河流域之一。洋蔥作為高產高效蔬菜，以其適應性強、栽培簡單、耐貯藏、耐運輸、供應期長等特點，在該流域種植面積較大。洋蔥常規(guī)覆膜種植耗水量在5400～6300 m3/hm2以上，其高耗水性已不能滿足水資源高效利用要求，需要開展微灌、噴灌等節(jié)水技術在洋蔥種植過程中應用研究。而農田水分轉化規(guī)律及灌溉水消耗規(guī)律是節(jié)水農業(yè)研究的基本問題之一，是實現(xiàn)農業(yè)高效用水調控的基本途徑。基于以上問題，開展洋蔥不同節(jié)水灌溉方式下土壤含水量動態(tài)變化、生育期耗水特性、棵間蒸發(fā)規(guī)律及水分利用效率研究，對洋蔥選擇適宜的節(jié)水灌溉技術有一定的指導意義。

1　材料與方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗于2015年5-9月在甘肅省水利科學研究院民勤試驗基地進行。試驗區(qū)地處民勤綠洲和騰格里沙漠交界地帶的民勤縣大灘鄉(xiāng)，地理坐標東經130°05′，北緯38°37′，屬典型的大陸性荒漠氣候，氣候干燥，降水稀少，蒸發(fā)量大，風沙多，自然災害頻繁。多年平均氣溫7.80℃，極端最高氣溫39.50℃，極端最低氣溫-27.30℃，平均濕度45%，多年平均降水110 mm，多年平均蒸發(fā)量2644 mm，全年平均揚沙59 d，全年沙塵暴日數(shù)37 d，風大沙多。年日照時數(shù)3028h，光熱資源豐富，≥0℃積溫3550℃，≥10℃積溫3145℃，無霜期150 d，最大凍土深115 cm。試驗區(qū)土質0～60 cm為粘壤土，60 cm以下逐漸由粘壤土變?yōu)樯橙劳?，土壤平均容重?.54 g·cm-3。試驗田土壤養(yǎng)分、鹽分含量為有機質0.53%、全氮0.05%、全磷0.12%、全鉀1.67%、pH值7.96、全鹽1.87 g·kg，灌溉水礦化度0.91 g/l。

1.2試驗設計

根據(jù)不同灌溉方式，試驗共設3個處理，每個處理設3個重復，洋蔥品種為紅寶903。于2015年3月上旬通過大棚育苗，5 月12日移栽定植，9月4日收獲測產。按行距15 cm、株距15 cm，一膜8行，每穴1株移栽，小區(qū)面積15 m×15 m，在試驗地四周按地形和小區(qū)布置情況留有保護行。試驗地休閑期深耕、冬灌，灌水定額1200 m3/hm2，移栽前耙耱、平整，移栽后按試驗設計灌坐苗水；移栽前鋪膜鋪滴灌帶，膜寬145 cm，一膜鋪3條滴灌帶，滴灌帶間距45 cm。試驗地移栽前施底肥磷酸二銨225 kg/hm2、尿素300 kg/hm2、鉀肥150 kg/hm2，生育期隨水追肥2次，滴灌、噴灌處理每次施5 kg尿素，常規(guī)膜上灌處理每次15 kg尿素。灌溉水源為井水，用水表嚴格控制灌水量。每個處理隨機布置用于測定土壤蒸發(fā)量的蒸滲桶，其中噴灌處理以噴頭為中心，在距噴頭6、4、2 m的地方各布置一個蒸滲桶。

1.3測定指標與方法

用烘干稱重法測定并計算土壤含水量，深度為0～100 cm的土層中每10 cm取一個土樣，作物整個生育期內每隔10d取一次土樣，降雨及灌水前后進行加測，其中噴灌以噴頭為中心，在距噴頭6、4、2 m的地方選擇3點測量土壤水分含量，滴灌選擇滴灌帶以下以及兩條滴灌帶中間兩點測量土壤水分含量；根據(jù)土壤容重及含水率向桶內裝土，每天進行稱重，根據(jù)兩天重量差值換算出土壤蒸發(fā)量，另外，在有效降雨及灌水后立即換土；分0～20、20～40、40～60 cm、60～100 cm四層用環(huán)刀法測定土壤干密度，用雙環(huán)刀法測定田間持水量；測定作物基本苗數(shù)、株高、葉面積、產量、氣象數(shù)據(jù)等。

表1　田間試驗灌溉方案表

2　試驗結果與分析

2.1土壤含水量動態(tài)變化

圖1　全生育期0～100cm土層土壤水分動態(tài)圖

圖2　全生育期0～30cm土層土壤水分動態(tài)圖

圖1至圖4分別為洋蔥全生育期0～100 cm、0～30 cm、30～80 cm、80～100 cm土層土壤水分動態(tài)變化?？梢钥闯觯瑢φ仗幚?～30 cm的蒸發(fā)層土壤水分變化最為強烈，且與0～100 cm整個計劃濕潤層的變化趨勢較為一致，圖中PG和DG處理由于灌水次數(shù)多，灌水定額小，灌水時間間隔較短等原因，其含水量在整個生育期變化都比較平穩(wěn)，灌水后各峰值含水量均低于對照，只有0～30 cm含水量與對照相差不大；在30～80 cm及80～ 100 cm處理PG和DG的含水量均明顯小于對照，主要是由于噴灌及滴灌條件下入滲到該層的灌溉水很少，兩處理含水量變化幅度趨近于直線，灌水后基本處在12.10%～13.90%之間。

圖3　全生育期30～80cm土層土壤水分動態(tài)圖

圖4　全生育期80～100cm土層土壤水分動態(tài)圖

2.2洋蔥耗水特性分析

覆膜噴灌和膜下滴灌灌水前后土壤水分含量較覆膜畦灌均有減小，這是由于這兩種灌溉方式灌溉定額減小，深層滲漏量減小，深層土壤水分含量變小，導致0～100 cm深度的平均土壤水分含量減小。洋蔥耗水量分別為常規(guī)覆膜畦灌621.50 mm、覆膜噴灌457.80 mm、膜下滴灌397.20 mm。噴灌及滴灌兩處理全生育期耗水量比對照分別減少163.70和224.30 m，較對照分別降低26.34%和36.09%，耗水強度為3.37和2.92 mm/d，比對照減少1.20和1.65 mm/d。

圖5　洋蔥全生育期土壤日蒸發(fā)量變化圖

表2　洋蔥不同灌溉方式下耗水規(guī)律表

2.3洋蔥生育期棵間蒸發(fā)規(guī)律

圖5為洋蔥不同生育階段的日蒸發(fā)量。從圖中可以看出，各生育期土壤蒸發(fā)規(guī)律均一致，只是PG和DG日均蒸發(fā)量均低于對照，主要是因為其灌水定額較小且減少了裸地土壤蒸發(fā)；由于噴灌飄逸和棵間蒸發(fā)損失較大，其各生育期日均蒸發(fā)均大于DG處理。表3列出了不同處理洋蔥各生育階段的棵間蒸發(fā)量及其與階段耗水量的比例。各生育階段由于處理間土壤水分存在差異，因此階段耗水量與棵間蒸發(fā)量差異較大，土壤蒸發(fā)量大小順序為：CK＞PG＞DG，其日平均最大棵間土壤蒸發(fā)量分別為1.65、0.77和0.61 mm。各處理由于灌水定額的差異及灌溉方式的不同CK棵間土壤蒸發(fā)量占耗水量的比例為30.09%，而PG 為19.79%，DG為16.80%。

表3　洋蔥各生育階段棵間土壤蒸發(fā)占階段耗水量的比例表

2.4洋蔥產量及水分利用效率

監(jiān)測結果表明，覆膜噴灌和膜下滴灌鮮蔥產量為40714 kg/hm2和42635 kg/hm2，較對照減產11.25%和7.06%，節(jié)水26.34%和36.09%，水利用效率為8.89 kg/m3和10.73 kg/m3，較對照提高20.51%和45.45%，水分生產效益達10.33元/m3和12.45元/m3，雖然采用節(jié)水灌溉技術使洋蔥產量有所降低，但其節(jié)水效果顯著，仍可提高凈效益，適宜選擇種植，結果見表4。

表4　洋蔥產量及水分利用效率表

3　結論與討論

在石羊河流域現(xiàn)狀灌溉制度下，不同作物生育期灌水定額均在60～90 mm，該流域作物生育期灌溉定額＜120 mm時不會產生深層滲漏，因此本試驗中洋蔥灌溉期間灌溉水不會產生深層滲漏，對地下水無補給，灌溉水的消耗主要集中在蒸發(fā)蒸騰部分。洋蔥采用節(jié)水灌溉技術能有效地減少作物生育期耗水量，而噴灌和膜下滴灌還可減少洋蔥生育期的土壤蒸發(fā)量，提高農田的水分利用效率，不同節(jié)水技術可減少洋蔥耗水量160 mm以上，其中棵間蒸發(fā)減少90 mm以上，水分利用效率提高20%以上。雖然采用節(jié)水灌溉技術較常規(guī)灌溉技術產量有所降低，當其節(jié)水效果明顯?？紤]到水資源短缺等因素，在實際生產中可根據(jù)水源、基礎設施、技術掌握難易程度等選擇適宜洋蔥的節(jié)水技術。這樣不僅可節(jié)約有限水資源，還可提高水分利用效率，達到節(jié)水、增效的目的，對保持社會、經濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

（責任編輯：劉長垠韋詩佳）

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1673-8853（2016）06-0029-03

2016-03-30