壓片式微噴帶田間應用試驗研究*

那利

（遼寧省水利水電科學研究院，遼寧 沈陽 110003）

壓片式微噴帶是目前國內自主研發的新產品，通過壓邊熱合設備使兩片聚乙烯塑料薄片很好的融合結為整體，并利用機械打孔設備在上片打孔而形成。具有現有微噴帶投資小、抗堵塞和便于管理的優點，同時在壓邊熱合后，具有易擺平，不易扭曲和產生折痕，使用壽命長的特點，其各項指標在室內測試均已滿足規范要求，但田間實際應用效果還鮮有研究。以田間試驗為基礎，對壓片式微噴帶工作性能和灌溉效果進行研究，從而為新型微噴帶的推廣提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地位于遼寧省建平縣，海拔512 m，屬于半濕潤半干旱季風型大陸性氣候，多年平均氣溫7.1℃，平均降水量410 mm，平均蒸發量1600～1800 mm，有效積溫3200℃；土壤為褐土，質地為砂壤土，土壤容重1.4 g/cm3，田間最大持水量21.0%，土壤pH值7.0。0～25 cm耕層土壤速效氮40.0 mg/kg，速效磷 12.5 mg/kg，速效鉀 80.0 mg/kg，土壤有機質1.66%。

1.2 試驗處理設計

試驗用壓片式微噴帶（φ32）由沈陽市塑料七廠生產，試驗供試作物大豆，品種“開原8號”，試驗包括壓片式微噴帶灌水均勻度試驗和壓片式微噴帶灌溉作物效果兩部分。在壓片式微噴帶灌溉停止1 d后，在距離微噴帶首端10 m和90 m處測量土壤含水量，土壤水分測試區對稱分布在微噴帶左右兩側，面積為4 m×4 m，內部均勻分為9個方格，測點為方格中心點，觀測深度為0～10 cm，土壤含水量用TZS-I型土壤水分測量儀測定；設立壓片式微噴帶灌溉，漫灌灌溉和無灌溉3個處理，小區面積為100 m×8 m，3個重復，當20 cm處土壤含水量低于5%時灌溉，土壤含水量達到田持時灌溉停止。3種處理統一施肥，在大豆生長前施復合肥作為底肥，施肥量112.5 kg/hm2，大豆生長期間不施肥。將大豆生長期劃分為苗期，分枝期，開花期，結莢期，鼓粒期和成熟期等6個生長階段，在各生長階段內測量株高，莖粗，葉面積指數，同時記錄灌水量，降雨量，并將小區內部均勻分為9個方格，在每個生長階段開始時及整個生長期結束時測量方格中心點0～20 cm深度范圍內的土壤含水量；在大豆生長期結束時，從每個試驗小區內選出3個子區，子區面積為20 m×8 m，測算大豆產量。株高使用米尺測量；莖粗使用游標卡尺測量；采用打孔稱重法測定葉面積，通過折算單位土地面積的葉面積，求得葉面積指數[1]；土壤含水量用TZS-I型土壤水分測量儀測量。

2 試驗結果與分析

2.1 灌溉均勻度

灌溉均勻度不僅影響水分運動，植物生長，同時也是影響養分在土壤中分布的主要因素，因此常作為評價灌水質量優劣的一個主要技術指標。圖1為一次灌水后田間土壤水分含量分布情況，距首端10 m和90 m處，微噴帶左右兩側土壤含水量主要在12%～16%范圍內變化，測區內土壤含水量變異系數分別為 14.8%，10.9%，11.7%和15.2%，說明利用壓片式微噴帶灌溉土壤水分分布相對均勻[2]。

圖1 灌后土壤水分分布（%）

2.2 微噴帶灌溉對作物生長和產量的影響

2.2.1 株高

不同灌溉方式對大豆株高的影響如圖2所示，從結莢期開始到生長期結束，無灌溉處理株高顯著矮于有灌溉處理；而整個大豆生長期內，微噴帶灌溉與漫灌之間株高沒用顯著差異，除成熟期微噴帶灌溉處理株高稍高外，株高均相近。結莢期無灌溉一方面使大豆生長受到水分脅迫，另一方面，隨著土壤養分遷移轉化的介質缺乏，可能影響大豆吸收養分，從而株高生長受到抑制；而微噴帶灌溉不僅及時補充了大豆生長需要的水分，改善了土壤養分環境，同時與漫灌相比，保持了較好的土壤通氣性，且不會破壞土壤團粒結構等，有利于株高生長[3]。

圖2 不同灌溉處理對株高的影響

圖3 不同灌溉處理對莖粗的影響

2.2.2 莖粗

大豆生育期內，不同灌溉處理莖粗變化如圖3所示，無灌溉處理大豆莖粗顯著粗于灌溉處理小區，灌溉處理中灌溉方式對大豆莖粗無顯著影響。這可能是由于無灌溉條件下，水分和養分條件限制了作物的生殖生長，為了獲取更多水分，作物通過自身生理調節，保持植株營養生長，發展根系，莖粗增大；微噴帶灌溉和漫灌則有利于作物向生殖生長轉變。

2.2.3 葉面積指數

大豆生長期內葉面積指數變化如圖4所示，三種灌溉處理大豆葉面積指數在生育期內均先增大后減小，在鼓粒期達到最大；結莢期無灌溉處理葉面積顯著低于微噴帶灌溉處理，漫灌處理葉面積指數介于兩者之間，直到成熟期第二次灌水后，3種灌溉處理之間葉面積指數差異均達到顯著水平，其中微噴帶灌溉大于漫灌、大于無灌溉，即葉面積指數一方面受灌溉影響明顯，另一方面也易受灌溉方式影響。試驗結果與姚樹梅等研究相近[4]，表明微噴帶灌溉條件下葉面積指數在生長過程中具有競爭優勢，能維持較大的葉面積，使同化器官保持較長的功能期。

圖4 不同灌溉處理對葉面積的影響

圖5 不同灌溉處理各生育期耗水量

2.2.4 耗水量與水分利用效率

在大豆各個生育期內，不同灌溉處理小區降雨量和土壤蓄水變化相近，耗水量的差異主要由灌水量引起。因此，除在結莢期和成熟期不同處理耗水量差異顯著外，其他生育期內耗水量相近（圖5）。

整個大豆生育期耗水量如圖6所示，漫灌耗水最多，達3994 m3/hm2，無灌溉處理耗水最少，約3057 m3/hm2，微噴帶灌溉處理耗水3705 m3/hm2，介于兩者之間，相對漫灌節水7.2%。測產結果表明，常規灌溉產量約4080 kg/hm2，使用微噴帶灌溉產量最高，約4125 kg/hm2，顯著高于無灌溉處理（3330 kg/hm2），較常規灌溉增產3.3%，但差異均不顯著。微噴帶灌溉條件下水分利用效率為1.14；常規灌溉為1.02，顯著低于微噴帶灌溉；無灌溉水分利用效率為1.09，與微噴帶灌溉和常規灌溉均無顯著差異（圖6）。可以看出灌溉可以明顯增加作物產量，而使用微噴帶不僅可以增產，還可以提高水分利用效率。

3 結論

圖6 不同灌溉處理全生育期耗水量，產量和水分利用效率

使用壓片式微噴帶灌溉，微噴帶左右兩側土壤含水量分布均勻；與無灌溉相比，壓片式微噴帶灌溉和漫灌促進了株高生長，有利于大豆從營養生長向生殖生長轉變，并自結莢期開始到生長期結束，葉面積指數始終保持相對較高水平；微噴帶灌溉較漫灌更有利于大豆生長，株高和莖粗均高于漫灌處理，但差異較小，而葉面積指數則明顯高于漫灌處理，在成熟期達到顯著水平。

大豆生長期內耗水量的差異主要受灌溉影響，三種灌溉處理耗水量從大到小依次為：漫灌大于壓片式微噴帶灌溉大于無灌溉，微噴帶灌溉較漫灌節水7.2%；3種灌溉處理產量從大到小依次為：壓片式微噴帶灌溉大于漫灌、漫灌大于無灌溉，微噴帶灌溉較漫灌增產3.3%；3種灌溉處理水分利用效率從大到小依次為：壓片式微噴帶灌溉大于無灌溉、無灌溉大于漫灌。由此可見，壓片式微噴帶在田間具有較好的工作性能，同時具有節水增產效益，適宜用于節水農業生產。

[1]水利電力部農田水利司.灌溉試驗方法[M].武漢:農田水利與小水電編輯部，1982.

[2]張學軍，吳政文，丁小明，等.微噴帶水量分布特性試驗分析[J].農業工程學報，2009，25（4）：66-69.

[3]孫先明，孫錦秀，王春華.微灌帶的發展研究現狀及前景[J].農機化研究，2006，（3）：33-34.

[4]姚素梅，康躍虎，劉海軍，等.噴灌和地面灌溉條件下冬小麥的生長過程差異分析[J].干旱地區農業研究，2005，23（5）：143-147.