冀北地區(qū)膜下滴灌條件下白菜需水量研究

閆鳳岐，劉曉東，劉勝堯，栗淑芳，申領(lǐng)艷，王明秋，康少輝，蘇浴源

（1.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北　張家口　075000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，河北　石家莊 050051；3.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所，河北　石家莊　050051）

冀北地區(qū)膜下滴灌條件下白菜需水量研究

閆鳳岐1，劉曉東2，劉勝堯3，栗淑芳1，申領(lǐng)艷1，王明秋2，康少輝1，蘇浴源*

（1.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北張家口075000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，河北石家莊 050051；3.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所，河北石家莊050051）

為了提高冀北地區(qū)白菜生產(chǎn)上灌溉水的利用效率，在膜下滴灌條件下，以常規(guī)滴灌（白菜全生育期滴灌8次）為對照（CK），在白菜主要生育期設(shè)置不同的灌水次數(shù)，試驗設(shè)白菜全生育期內(nèi)灌水4、5、6和7次4個節(jié)水灌溉處理，灌水量均為240m3/（hm2·次），研究了不同節(jié)水灌溉條件下白菜地上地下生長質(zhì)量、產(chǎn)量和耗水量的變化，以篩選與CK地上地下生長質(zhì)量和產(chǎn)量均基本相當(dāng)條件下的最省水灌溉方式。結(jié)果表明：白菜全生育期滴灌5次（苗期1次，團(tuán)棵期1次，結(jié)球期3次）效果較好。該處理的灌水定額僅為CK的62.5%，但白菜根鮮重、葉球緊實度和產(chǎn)量與CK差異不大，且耗水量明顯減少。

冀北地區(qū)；膜下滴灌；白菜；需水量

冀北地區(qū)的高原蔬菜是河北省四大蔬菜產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢區(qū)和優(yōu)先示范帶之一［1，2］。僅張家口市蔬菜種植面積就達(dá)到了9.69萬hm2，產(chǎn)量638.84萬t［3］，除了出口外，每年7～9月的供京蔬菜總量占北京蔬菜市場的40%［2］。在蔬菜產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的過程中，水資源匱乏將成為突出問題并制約蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［4～9］。

膜下滴灌技術(shù)為一種現(xiàn)代灌溉技術(shù)［10，11］，具有對灌水時間、灌水量和土壤濕度范圍等高度控制的特點(diǎn)，以及明顯的增產(chǎn)、節(jié)水、省肥等作用［12］，在節(jié)水灌溉中占有舉足輕重的地位［13］。噴滴灌技術(shù)在冀北地區(qū)推廣面積較大，達(dá)3萬hm2，占河北省推廣面積的30%，因此，在冀北地區(qū)開展相關(guān)研究是非常必要的。

目前，國內(nèi)外有關(guān)蔬菜灌溉指標(biāo)的研究較多，但多集中在設(shè)施果菜類蔬菜上［14～18］，而對葉菜類蔬菜的研究相對較少［19，20］。白菜屬需水量較大的蔬菜種類［12，20］，采用先進(jìn)的膜下滴灌技術(shù)可有效節(jié)約用水。但是，有關(guān)冀北地區(qū)滴灌條件下白菜需水量的研究尚少，在膜下滴灌條件下如何更有效地提高水分利用率還需要進(jìn)一步探索。分別在白菜苗期、團(tuán)棵期、結(jié)球期進(jìn)行不同灌溉次數(shù)和灌量處理，根據(jù)白菜生物學(xué)性狀和產(chǎn)量指標(biāo)的變化，篩選出最佳的灌溉處理，探明冀北地區(qū)膜下滴灌條件下白菜生育期的需水量，可為冀北地區(qū)大白菜節(jié)水灌溉提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

試驗在河北省壩上灌溉試驗站（張北縣饅頭營鄉(xiāng)的哈路村）進(jìn)行。該區(qū)地處東經(jīng)114°26＇、北緯41°0＇，海拔1 450 m，為內(nèi)蒙古牧區(qū)與華北農(nóng)區(qū)交錯地帶的典型代表區(qū)域；氣候類型屬寒溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫2.8℃，年平均降水量350～420 mm，年蒸發(fā)量1 850 mm，年日照時數(shù)2 758 h，無霜期90～107d。試驗地土壤類型為栗鈣土，容重1.56 g/cm3，田間持水量17.84%。

試驗大白菜品種為金峰。2014年4月上旬育苗；5月上旬采用50 cm等行距定植，株距45～50 cm，栽培密度3.90萬～4.35萬株/hm2。以當(dāng)?shù)毓喔攘?xí)慣白菜全生育期澆8水為對照（CK）進(jìn)行節(jié)水灌溉試驗設(shè)計，節(jié)水灌溉設(shè)白菜全生育期灌水4、5、6、7次4個處理（表1）。灌水方式為膜下滴灌，灌水量（精度0.01 m2）采用水表計量，均為240 m3/（hm2·次）。小區(qū)面積90 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。白菜追肥均隨滴灌施入，其中，苗期和蓮座期各施肥1次，結(jié)球期施肥2次；7月上旬收獲；其他管理同常規(guī)。

采用烘干法測定土壤含水量。在播種前和收獲時，用土鉆取0～60 cm土層的土樣，每20 cm為1個土層，將新鮮土樣在105℃下烘24 h，測量土壤含水量，3次重復(fù)。

表1　試驗設(shè)計的白菜全生育期灌水次數(shù)與灌水定額Table 1　Irrigation times and irrigation quota in the whole growing period of cabbage

白菜收獲時，每小區(qū)均按行收獲、計數(shù)，分別統(tǒng)計毛菜和凈菜產(chǎn)量；隨機(jī)取10棵，用米尺測量葉球高度，用電子游標(biāo)卡尺測量葉球橫徑，用排水法測定葉球體積然后換算為緊實度；隨機(jī)取20棵，將整個根系挖出并裝入網(wǎng)袋，沖洗干凈后晾干，稱量根鮮重，然后將根系鮮樣放入65℃烘箱中烘約10 h至恒重后稱量干重。

利用Exeel 2003軟件對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同灌溉條件對白菜地上部生物學(xué)性狀的影響

節(jié)水灌溉處理的白菜葉球高度、葉球橫徑和葉球緊實度與CK差異均不顯著（表2）。表明白菜生育期灌水4～7次均可以使白菜品種保持本身特性。其中，處理Ⅱ的葉球緊實度較高。

表2　不同灌溉處理下白菜的地上部生物學(xué)性狀Table 2　The biological character of cabbage under different irrigation treatments

2.2不同灌溉條件對白菜根部質(zhì)量的影響

節(jié)水灌溉處理的白菜根鮮重，除處理Ⅱ＞CK但差異不顯著外，其他處理均顯著＜CK且也均顯著＜處理Ⅱ；根干重均＜CK，其中，處理Ⅱ和Ⅳ與CK差異不顯著，但均顯著＞其他2個處理；干鮮比均＜CK，其中，處理Ⅳ和Ⅱ指標(biāo)值較高（表3）。總體來看，處理Ⅱ的白菜根系生長質(zhì)量基本達(dá)到了CK水平，且顯著高于其他處理。

表3　不同灌溉處理下白菜的根系質(zhì)量Table 3　The roots quality of cabbage under different irrigation treatments

2.3不同灌溉條件對白菜產(chǎn)量的影響

節(jié)水灌溉處理的白菜毛菜產(chǎn)量和凈菜產(chǎn)量均＜CK，且除處理Ⅰ外，其他處理與CK差異均不顯著（表4）。不同節(jié)水灌溉處理的毛菜重與凈菜產(chǎn)量變化趨勢一致，均表現(xiàn)為處理Ⅱ＞處理Ⅲ＞處理Ⅳ＞處理Ⅰ，但差異均不顯著。

表4　不同灌溉處理下白菜的產(chǎn)量Table 4　The production of cabbage under different irrigation treatments

與CK相比，處理Ⅱ的毛菜產(chǎn)量僅低5.16%，而凈菜產(chǎn)量降幅卻高達(dá)11.72%，最終該處理的凈菜率最低。分析原因，認(rèn)為與該處理下白菜外葉較多、緊實度＜CK有關(guān)。節(jié)水灌溉條件下，處理Ⅱ雖然凈菜率最低，但毛菜產(chǎn)量最高，最終總的凈菜產(chǎn)量也最高。

2.4不同灌溉條件對白菜全生育期耗水量的影響

節(jié)水灌溉處理的白菜生育期耗水量均顯著＜CK，指標(biāo)值隨著灌水量的增加而遞增，且不同水平處理的差異均達(dá)到了顯著水平（表5）。在產(chǎn)量與CK基本相當(dāng)?shù)那疤嵯?，處理Ⅱ效果最好，白菜全生育期耗水量較CK減少814.5 m3/hm2，降幅達(dá)28.17%。

表5　不同灌溉處理下白菜的全生育期耗水量Table 5　The water consumption of cabbage under different irrigation treatments

2.5白菜性狀指標(biāo)、產(chǎn)量指標(biāo)和耗水量之間的相關(guān)性分析

白菜生產(chǎn)指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果（表6）顯示，白菜耗水量與灌水定額呈極顯著正相關(guān)，與凈菜產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與其他性狀關(guān)系均不密切；毛菜產(chǎn)量與葉球緊實度呈極顯著正相關(guān)，與根鮮重呈顯著正相關(guān)；凈菜產(chǎn)量與毛菜產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與葉球緊實度呈顯著正相關(guān)；葉球緊實度與根鮮重呈顯著正相關(guān)?？梢钥闯觯狙芯織l件下，影響白菜產(chǎn)量的2個關(guān)鍵因素是葉球緊實度和耗水量。而處理Ⅱ就是通過降低灌水定額在減少一定耗水量的前提下保證了葉球的緊實度和總體產(chǎn)量。本相關(guān)性分析結(jié)果可為下一步深入開展節(jié)水研究提供理論基礎(chǔ)。

表6　白菜不同生產(chǎn)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)Table 6　The correlation coefficient between different production indexes of cabbage

3　結(jié)論與討論

在冀北地區(qū)，以春季大白菜品種金峰為試材，采用膜下滴灌技術(shù)，分別在白菜苗期、團(tuán)棵期、結(jié)球期進(jìn)行不同灌溉次數(shù)處理，以當(dāng)?shù)毓喔攘?xí)慣白菜全生育期澆8水為對照（CK），試驗設(shè)灌水次數(shù)4、5、6、7水 4個節(jié)水灌溉處理，研究了不同節(jié)水灌溉條件對白菜地上地下生長質(zhì)量、產(chǎn)量和耗水量的影響，以篩選與對照白菜產(chǎn)量和質(zhì)量基本相當(dāng)條件下的最省水灌溉方式。結(jié)果顯示，白菜全生育期澆5水（處理Ⅱ）效果較好。該處理的灌水量僅為CK的62.5%，但白菜根鮮重、葉球緊實度和產(chǎn)量與CK差異不大，且優(yōu)于其他處理。壩上蔬菜生產(chǎn)要可持續(xù)發(fā)展，節(jié)水是第一要務(wù)。因此，在產(chǎn)量基本相當(dāng)?shù)那闆r下，應(yīng)首選最省水的處理Ⅱ灌溉方式，即：苗期1水、團(tuán)棵期1水、結(jié)球期3水。

處理Ⅱ的毛菜產(chǎn)量僅較CK低5.16%，但由于凈菜率（0.84）最低，較CK（0.91）低7.69%，最終凈菜產(chǎn)量較CK降幅高達(dá)11.72%。下一步需要在不增加耗水量的基礎(chǔ)上調(diào)整白菜各個生育期的澆水時間和次數(shù)，以提高白菜凈菜率，從而提高凈菜產(chǎn)量。

白菜全生育期的耗水量除了與灌溉量有關(guān)外，還受降水量的影響，但是，除了特殊氣候外，白菜的耗水量與灌水定額存在極顯著的正相關(guān)。因此以后的試驗中，在考慮正常氣候的條件下，完全可以通過調(diào)節(jié)灌水時期和灌水量來進(jìn)行試驗方案優(yōu)化，摸清白菜全生育期的最佳灌水量，為今后壩上地區(qū)進(jìn)行階梯水價或者更深一步研究白菜需水規(guī)律提供理論依據(jù)。

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Study on the Water Demand of Cabbage with Drip Irrigation under Mulch in Northern Hebei Region

YAN Feng-qi1，LIU Xiao-dong2，LIU Sheng-yao3，LI Shu-fang1，SHEN Ling-yan1，WANG Ming-qiu2，KANG Shao-hui1，SU Yu-yuan*
（1.Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China；2.Institute of Cash Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；3.Institute of Agricultural Information and Economy，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China）

In order to improve the irrigation water use efficiency of cabbage production in northern Hebei，under the condition of drip irrigation under film，the experiment set up 4 irrigation treatments with 4，5，6 and 7 times in the whole growing period of cabbage，and every time the irrigation amount was 240 m3/hm2，with the conventional drip irrigation（8 times of drip irrigation in the whole growth period）as control，then the changes of the growth rate，yield and water consumption of cabbage under different water saving irrigation conditions were studied to screen the best water-saving irrigation methods.The results showed that the effect of drip irrigation 5 times in the whole growing period of cabbage was better，the irrigation amount was only 62.5%of CK，and there were no significant differences on root fresh weight，leaf ball compaction and production with that of CK.

The north of Hebei；Drip irrigation under mulch；Cabbage；Water demand

S634.1

A

1008-1631（2016）03-0010-04

2015-10-20

國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-25-G-04）；河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目

閆鳳岐（1979-），男，河北尚義人，副研究員，碩士，主要從事蔬菜栽培與育種研究。

蘇浴源（1964-），男，河北張家口人，研究員，主要從事蔬菜栽培與育種研究。