沿海大棚農業種植區“內三溝”標準的試驗研究

潘德峰　閆少鋒　楊延春

摘要：沿海大棚農業種植區有大面積塑料簿膜覆蓋，改變了田間降雨徑流及土壤水分運動規律，“內三溝”的標準及布局對協調土壤水分、防止漬害非常關鍵，將直接影響作物的生長和產量，墑溝間距6 m、深0.35 m，腰溝間距40 m、深0.6 m，田頭溝深0.6 m，能有效協調土壤水分防止漬害發生，提高作物產量。

關鍵詞：沿海大棚區；內三溝；標準；正交試驗

中圖分類號： S275.3文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0381-02

收稿日期：2014-07-02

基金項目：江蘇省重點水利科技項目（編號：2012082）。

作者簡介：潘德峰（1979—），男，江蘇東臺人，工程師，主要從事農田水利科研工作。E-mail：7749045@qq.com。針對目前沿海墾區農業種植模式和種植結構的調整，大棚農業種植呈現規模化發展趨勢，棚區大片塑料薄膜覆蓋，使區域范圍內的下墊面因素及降雨入滲規律發生改變，田間小氣候也發生了變化，為防止棚區作物漬害，對規模化大棚種植區進行最佳田間“內三溝”規格標準的試驗，為優化工程布局、確保大棚作物穩產高產提供科學依據。

1試驗區概況

試驗區選擇在江蘇省東臺市三倉鎮蘭址村，區內現有溝渠等灌排水體系配套完整，田間“三溝”深度和間距標準則根據種植結構進行調整。

該地區屬于亞熱帶和暖溫帶的過渡區，季風顯著，年平均氣溫15.6 ℃，年日照2 209 h，無霜期237 d。由于受暖濕氣流控制，雨量充沛，但降雨時空分布不均。據多年來的資料統計，平均年降水量1051 mm，最大年降水量1 978.2 mm（1991年），最小年降水量462.3 mm（1978年），汛期平均降水量為654.5 mm，汛期最大降水量1 294.1 mm，汛期最小降水量為218.5 mm。汛期和非汛期雨量懸殊較大，容易形成旱澇災害。

試驗區地勢平坦，地面高程一般為4.5 m左右（黃海高程），土壤在成陸過程中受海水浸漬，土壤質地為沙壤土，有機質平均含量為19.5 g/kg。

2試驗處理設計

在大田區和大棚區條田長度的1/2處垂直條田分別打地下水位觀測井各1組，觀測地下水位變化對土壤水分的影響，搞清大棚區土壤水分與大田的區別以及是否會對作物形成漬害。

在試驗區內選擇規格標準具有代表性的標準大棚區進行田間一套溝的布置[1]，按3因素2水平的設計標準進行正交試驗，根據不同設計水平的三墑規格標準，對協調土壤水分能力進行正交分析，最終確定大棚區最佳“內三溝”的深度和間距。

2.1試區布置

在垂直大田區和大棚區條田1/2、1/4、1/8處打地下水位觀測井，深4 m，濾水管1 m，用棕皮包扎為反濾層，井口離地面0.3 m。

選取規格標準具有代表性的成片塑料大棚種植區，在區內選擇不相鄰的4條長80 m、寬5 m的鋼架大棚為試驗小區，每棚為1個試驗處理，共4個處理，試驗棚之間設隔離帶。棚內為兩畹田，每畹田上設置2道棚，兩田畹間有人行通道。大棚間距為1米，中間設置墑溝。

依據正交試驗法選取墑溝、腰溝、田頭溝為對土壤水分運動有影響的3個因素，并根據生產實際情況，確定2個不同水平[墑溝深20、35 cm；腰溝間距40 m（分為有或無）；田頭溝深40、60 cm]，即3因素2水平的設計處理[2]。每個試驗處理的溝深溝距設計標準見表1。

表1“內三溝”標準正交試驗表

處理因素墑溝深度

（cm）腰溝

（m）田頭溝深度

（cm）1（1）20（1）有（1）402（1）20（2）無（2）603（2）35（1）有（2）604（2）35（2）無（1）40

2.2觀測項目及方法

地下水位動態觀測：以井口高程測定地下水位，每日 08：00 觀測。

土壤含水率測定：采用烘干法測定棚內5～10、15～20、35～40、60 cm土層的土壤含水率，雨后3 d 1次。

土壤干容重測定：試區土壤為粉質沙壤土，平均干容重采用100 cm3環刀分層取樣，3次重復，測定剖面平均干容重為1.41 g/cm3。

給水度：土壤剖面平均給水度采用坑測法，實測給水度為4.5%。

土壤滲透系數：按照SL 109—1995《農田排水試驗規范》采用鉆孔水位回升法[3]，測得滲透系數為0.901 m/d。

土壤蒸發量測定：采用小型蒸滲器。

作物長勢觀測：每個處理選3個固定點，每點10株，每天定時觀測。

3結果與分析

3.1大棚區地下水運動規律分析

根據2012年7月3日至7月23日的大棚區與大田區 1/2 條田處地下水位過程線對比（圖1）可知，7月14日雨后，棚區地下水位達到大田相同水位的時間，比大田區延遲1 d左右，同時，大棚區地下水位消退速度又緩于大田區，呈現上漲遲消退也遲的特點，主要是大棚地膜覆蓋，使土壤水分在降雨初期入滲慢，后期土壤蒸散發減少所致。由圖1還可以看出，雨前雨后大棚區地下水位均高于大田對照區，相同氣候條件下大棚作物比大田容易受到漬害。

通過2012年6月26日至7月3日對土壤蒸散發量進行測定，大田區平均土壤蒸散發量為13.18 g/d，而大棚區在地膜的覆蓋下平均土壤蒸散發量僅為1.49 g/d，其日平均蒸散發量僅占大田區蒸散發量的11.31%（表2）。表2棚區與大田區土壤蒸散發量對比

蒸發量皿號不同日期土壤蒸散發量（g/d）06-2606-2706-2806-2906-3007-0107-0207-03平均值棚區1號皿0.62.82.00.61.43.42.91.31.49棚區2號皿0.31.71.11.00.81.51.50.9大田1號皿5.113.612.218.513.715.813.58.713.18大田2號皿5.314.613.520.516.118.913.57.3endprint

由2012年7月14日雨后地下水位消退比降剖面圖（圖2）也可看出，大田區地下水消退比降為0.43%，而大棚區地下水消退比降僅為0.20%，明顯小于大田區，其滲透速度較大田區緩慢。

3.2大棚區土壤水分正交試驗結果分析

根據不同規格標準的“內三溝”試驗組合可以看出，各處理協調土壤水分的能力有一定差異，根據雨后（2012年7月23日）測定土壤剖面平均含水率情況可知，不同“內三溝”規格標準及組合對土壤水分消退有直接影響，對作物生長的影響至關重要。

對7月23日至8月1日的土壤水分消退差值進行分析[4]，結果見表3。 由表3可知，土壤含水率受第一因素（墑溝深）和第二因素（有無腰溝）影響最顯著，第三因素（田頭溝深）影響次之。由此看出，最佳組合為2、1、2，即第三試驗處理符合分析結果，因此田間排水溝最佳組合應為墑溝深 35 cm，田頭溝深60 cm，腰溝間距40 m（腰溝深度同田頭溝）。此組合協調土壤水分能力最強，能有效減少作物漬害，提高作物產量。

3.3大棚辣椒產量分析

試驗辣椒品種為大果168，由于辣椒生長期長，根系弱，既不耐旱也不耐澇，喜歡比較干爽的空氣條件，過濕的土壤環

表3“內三溝”標準正交試驗結果分析

處理

試驗號因素墑溝深度

（cm）腰溝

（有、無）田頭溝深度

（cm）土壤含水率

下降值（%）1（1）20（1）有（1）403.402（1）20（2）無（2）601.903（2）35（1）有（2）604.494（2）35（2）無（1）402.87K15.307.896.27K27.364.776.39k12.653.953.14k23.682.393.20R1.031.560.06

境會使植株萎黃而落花掉蕾，減少坐果率。“內三溝”標準組合不同，協調土壤水分能力也不同，對產量有直接影響，由每棚3點（每點10株）平均實測產量（表4）可知，處理3單株產量最高，為2.745 kg/株，比其他處理平均高約0.17 kg/株，平均增產約6.6%，說明該標準組合的“三溝”協調土壤水分能力最強，增產效果明顯。

表4各小區辣椒產量記錄

處理3個試點產量（kg/株）試點1試點2試點3平均12.516 2.539 2.560 2.53822.533 2.567 2.438 2.51332.688 2.757 2.791 2.74542.655 2.616 2.733 2.668

3.4辣椒經濟效益分析

根據辣椒生長特點，栽種5.25萬株/hm2，以增產 0.17 kg/株計算， 可增產辣椒 8.925 t/hm2， 按目前市場辣椒

批發價1.2元/kg計，增加收入1.07萬元/hm2，沿海墾區現有大棚1.73萬hm2，每季可增加收入1.85億元，具有很高的經濟效益和社會效益。

4結論

對大棚區與大田地下水運動規律進行對比分析，發現大棚區由于地表薄膜覆蓋，減小了土壤蒸散發，使得在同等氣候條件下大棚區的地下水位消退速度比大田慢，大棚內的作物易受到漬害。

由正交試驗中因子顯著性程度分析得出，大棚規格為 5 m×80 m 的種植區，墑溝間距6 m、深35 cm，田頭溝深 60 cm，腰溝間距40 m（深度同田頭溝）的組合協調土壤水分能力最強，能有效防止作物漬害。

最佳“內三溝”組合的條件下大棚辣椒長勢及產量最好，產量達143.850 t/hm2。平均增產6.6%，最高可增產9.2%，具有廣泛的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]江蘇省水利廳農水處. 農田排水試驗與技術[M]. 南京：河海大學出版社，1999：136-143.

[2]馬育華，周承鑰，盛承師，等. 田間試驗和統計方法[M]. 北京：農業出版社，1979：327.

[3]SL 109—1995農田排水試驗規范[S]. 北京：中國水利水電出版社，2006.

[4]戚容怡，秦景明，吳葆榮，等. 農用正交試驗法[M]. 南京：江蘇科學技術出版社，1979：77-79.袁永偉，姜海勇，弋景剛，等. 林地含籽壤土切收機的設計與試驗[J]. 江蘇農業科學，2015，43（1）：383-385.endprint