沿黃坡地棗樹各生育期作物系數(shù)研究

許建武

（山西水資源研究所有限公司，山西 太原 030001）

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于呂梁市臨縣克虎鎮(zhèn)蔡家洼村，距離克虎鎮(zhèn)5 km，距臨縣縣城約65 km，位于黃河?xùn)|岸，與陜西省佳縣隔河相望，緊鄰山西沿黃公路，交通便利。試驗(yàn)區(qū)氣候?qū)倥瘻貛裥詺夂?，受季風(fēng)影響，年內(nèi)四季分明，春季干旱多風(fēng)少雨，夏季炎熱雨量集中，秋季較為溫涼濕潤(rùn)，冬季寒冷干燥少雪。年平均氣溫9℃左右，熱量豐富，光照充足，全年日照時(shí)間3 000 h 左右，無(wú)霜期180 d，多年平均降水量為450 mm，降雨主要集中于每年7—9 月，占全年降雨量的65%左右。0～80 cm土壤容重為1.45 g/cm3，田間持水率為24%。試驗(yàn)區(qū)緊靠黃河干流，灌溉水源來(lái)自農(nóng)村供水工程（大口井）抽取的黃河水，由蔡家洼村高位蓄水池輸水管自流引進(jìn)試驗(yàn)區(qū)，出水量約40 m3/h。試驗(yàn)所需降雨量、總輻射、凈輻射、光合有效輻射、風(fēng)速、溫度和相對(duì)濕度等氣象資料及相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)自臨縣氣象站。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)區(qū)棗樹間距2 m×3 m（株間距×行間距），田間密度為1 680 株/hm2。結(jié)合實(shí)際，試驗(yàn)于2019 年4 月下旬（萌芽展葉期）開始至10 月底（果實(shí)成熟期）結(jié)束。本試驗(yàn)共設(shè)置10 個(gè)處理，其中灌水處理9 個(gè)，對(duì)照（CK）處理1 個(gè)。每株棗樹為1 個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，所選棗樹樹形大小基本一致，品種為木棗。棗樹計(jì)劃濕潤(rùn)層深度為0.8 m，灌溉水量只需要滿足棗樹1/4 根系的需水即可滿足棗樹生長(zhǎng)需求，土壤含水率上下限定為田間持水率的80%和65%，灌水方式為穴灌，依樹冠大小修成直徑為2 m 的圓坑。灌水定額=計(jì)劃濕潤(rùn)深度×（田間持水率-土壤含水率），計(jì)算出單株棗樹灌水定額為130 m3/hm2。根據(jù)沿黃地區(qū)8—9 月份降雨量大的特點(diǎn)以及棗樹需水量，灌水定額設(shè)為85 m3/hm2、130 m3/hm2、175 m3/hm2。試驗(yàn)設(shè)計(jì)：一是相同灌水次數(shù)（均為6 次），不同灌水定額85 m3/hm2、130 m3/hm2、175 m3/hm2下進(jìn)行對(duì)比；二是相同灌水定額，不同灌水次數(shù)（分別為4、6、8 次）進(jìn)行對(duì)比；三是設(shè)置一組不灌水處理作為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)設(shè)計(jì)具體見表1 所示。

表1 棗樹不同灌水試驗(yàn)處理

2 結(jié)果分析

2.1 棗樹各生育期耗水量ET 計(jì)算

根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象資料，結(jié)合水量平衡公式，計(jì)算出棗樹各生育階段的耗水量。由于試驗(yàn)區(qū)地下水位較深且深層滲漏量受灌水的影響很小，故地下水補(bǔ)給量和深層滲漏量均不計(jì)算，即：

式中：ET——耗水量，mm；

ΔW——土壤儲(chǔ)水變化量，mm；

I——灌水量，mm；

P——降雨量，mm。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，不同灌水方式下棗樹各生育期耗水量ET 見表2 所示。

表2 不同灌水方式下棗樹各生育耗水量ET

通過(guò)計(jì)算可知：不同灌水方式下，棗樹全生育期耗水量隨灌水定額的增大而增大，但最大耗水量均出現(xiàn)在果實(shí)膨大期，占棗樹全生育期總耗水量的41.1%左右，開花坐果期次之，占全年耗水量的27.4%，這兩個(gè)時(shí)期幾乎占棗樹全生育期耗水量的70%；萌芽展葉期和果實(shí)成熟期耗水量相當(dāng)，占總耗水量的15%左右。灌水處理與不灌水處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，灌水處理的全生育耗水量均大于不灌溉處理，進(jìn)一步說(shuō)明，隨著灌溉定額的增多，棗樹耗水量增大。不灌溉棗樹果實(shí)膨大期耗水量占全生育期耗水總量的51.1%，開花坐果期占全生育期耗水總量的26.9%，其中最大耗水量仍然出現(xiàn)在果實(shí)膨大期，這與灌溉處理相比，耗水趨勢(shì)一致。

2.2 參考作物騰發(fā)量ET0 計(jì)算

參考作物騰發(fā)量ET0的計(jì)算采用Penman-Monteith計(jì)算公式：

式中：ET0——參考作物蒸發(fā)蒸騰量，mm/d；

Δ——溫度-飽和水汽壓關(guān)系曲線上T 處的切線斜率，kPa/℃；

Rn——參考作物冠層表面凈輻射量，MJ·m-2·d-1；

G——土壤熱通量，MJ·m-2·d-1；

γ——濕度表常數(shù)，kPa/℃；

T——日平均氣溫，℃；

u2——2 m 高處的日平均風(fēng)速，m/s；

es——飽和水汽壓，kPa；

ea——實(shí)際水汽壓；kPa。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，參考作物各階段騰發(fā)量ET0見表3 所示。

表3 參考作物各生育階段

由表3 可知：棗樹生育期內(nèi)參考作物ET0在棗樹生育期內(nèi)呈中間高兩頭低的特性。雖然萌芽展葉期日照時(shí)間不長(zhǎng)，氣溫不高，但這個(gè)階段試驗(yàn)區(qū)常伴有大風(fēng)天氣，造成參考作物騰發(fā)量的數(shù)值較高；果實(shí)膨大期和開花坐果期平均日照時(shí)間較長(zhǎng)，且棗樹葉面積指數(shù)也較大，所以這兩個(gè)階段的參考作物騰發(fā)量較高；果實(shí)成熟期，日照時(shí)間逐漸變短，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸減弱，參考作物騰發(fā)量降到整個(gè)生育期的最低值。

2.3 作物系數(shù)Kc 確定

作物系數(shù)常用Kc表示，指的是全生育期不同階段的需水量和蒸散量之間的比值，即Kc=ET/ET0，經(jīng)過(guò)計(jì)算，不同灌水方式下棗樹生育期作物系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 不同灌水方式下棗樹生育期作物系數(shù)計(jì)算值

由表4 可知：沿黃坡地棗樹各生育期作物系數(shù)從大到小依次為：果實(shí)膨大期1.052、果實(shí)成熟期0.954、開花坐果期0.735、萌芽展葉期0.476。

3 結(jié)果與討論

（1）不同灌水方式下，棗樹全生育期的耗水量從高到低依次為：果實(shí)膨大期、開花坐果期、果實(shí)成熟期和萌芽展葉期。果實(shí)膨大期是棗樹全生育周期中耗水量最大的階段，因此在田間管理和棗樹管護(hù)中要加以重視?？偟内厔?shì)是在灌溉定額一定范圍內(nèi)，棗樹耗水量隨著灌溉定額的增大而增大。

（2）參考作物騰發(fā)量呈現(xiàn)為兩端值較小而中間值較大的特點(diǎn)，棗樹全生育期參考作物總騰發(fā)量為597.01 mm，各生育期參考作物總騰發(fā)量從大到小依次為：果實(shí)膨大期180.83 mm、開花坐果期177.68 mm、萌芽展葉期163.23 mm 和果實(shí)成熟期75.27 mm。

（3）沿黃坡地棗樹各生育期作物系數(shù)從大到小依次為：果實(shí)膨大期1.052、果實(shí)成熟期0.954、開花坐果期0.735、萌芽展葉期0.476。

4 結(jié)語(yǔ)

以服務(wù)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo)，進(jìn)一步在沿黃坡地開展棗樹高效節(jié)水灌溉技術(shù)、作物栽培技術(shù)、水肥耦合數(shù)學(xué)模型及技術(shù)等方面研究，建立沿黃坡地棗樹灌溉制度，提高棗樹果品質(zhì)量及產(chǎn)量，為沿黃坡地經(jīng)濟(jì)林健康發(fā)展提供技術(shù)支撐，為沿黃相關(guān)市縣紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大提供技術(shù)支持。