工業番茄滴灌條件下灌溉制度與需水規律研究

【摘要】通過三年研究可以看出，工業番茄近三年的產量均隨著灌水量的增加而增加，但當灌水量超過3900m3/hm2時，產量隨灌水量增大均曾下降趨勢。灌溉定額為3900 m3/hm2的處理，產量最高為181280 kg/hm2，相對其它處理，水分生產系數較高，同時兼備增產節水的目的，為最優灌溉定額。苗期需水900 m3/hm2，花果期2175 m3/hm2，成熟期825 m3/hm2。

【關鍵詞】加工番茄；灌溉制度；需水規律

一、研究內容

1.1目的意義

水是人類賴以生存的物質基礎，是農業生產中不可替代的重要資源。我國屬于嚴重缺水國家之一[1]。新疆巴州缺水是個不爭的事實，再加上用水方式粗狂[2] 水資源浪費嚴重，進一步加劇了水資源緊張。采取節水灌溉技術及模式，不僅可以減少農業用水中不同環節上的水量浪費，提高灌溉水的利用率和生產率，有效解決農業水資源的短缺問題[3].

1.2研究對象和方法

本課題供試品種：為石番15號，試驗地地勢平坦，土壤質地為下潮灰潮土，pH值8.5；試驗于2009年4月初育苗，4月23日移栽定植。

土壤水分測定采用烘干法，每小區設3點，在每次灌水前及灌水結束一天后，取土深度為1 m，每隔20cm測定土壤含水量。作物實際耗水量根據《灌溉試驗規范》（SL13-90）規定，用水量平衡法[4]計算確定。

本試驗為大田滴灌試驗，滴灌用水為井水。試驗地面積32.5畝分為4個滴灌區，各滴灌區面積分別為8.24畝、8.24畝、8.24畝和2.24畝。每個滴灌區由一條支管控制滴水，選用邊縫式滴灌帶，在進口處安裝滴灌系統的首端，主要包括水壓表、水量計量表、過濾器和施肥裝置，使用潛水泵供水，設4個滴灌處理，大試驗小樣本，設2個重復， 全部為單毛管滴灌，各處理的灌溉方案如表1、2所示。

表1工業番茄各滴灌處理滴水方案（處理1～4）

處理

代號

滴水

次數

總滴

水量滴水時間

4-

225-

115-

226-

26-

106-

186-

267-

37-

107-

177-

248-

18

88-

15

處理114180m3403679999141618151312

處理214220m34048811111212182125201614

處理314260m3404101013131616222527262018

處理414300m3406111115152020262933282422

二、研究結果分析

1、不同水分處理下工業番茄各生育階段的耗水特點

耗水模系數是指作物在某一生育階段耗水量占整個生育期總耗水量的百分數，它表明了作物各生育階段需水量占總需水量的權重程度，而各生育階段需水量的多少是決定灌水時期和灌水量分配的重要依據。耗水模系數的大小主要受日耗水量和生育階段長短兩個因素的影響，它不僅反映出了作物各生育階段的需水特性與要求，也反映出不同生育階段對水分的敏感程度和灌溉的重要性。

利用水量平衡方程式計算了加工番茄各個階段和全生育期的灌水量與耗水量，結果見表1-2與圖1–1、2，可以看出，耗水量受灌水量的影響較大，耗水量隨灌水量的增加而增加。從各生育階段看，除結果后期之外，各處理在各階段的耗水量均大于灌水量，但同一處理在各生育階段的耗水量與灌水量差值不同。例如，處理4在苗期的耗水量與灌水量差值較小，而在開花著果期、結果盛期、結果后期的值大。這主要是因為耗水量不但受灌水量的影響，而且也受番茄生育階段與該階段的氣象條件有關。

番茄的開花著果期是在6月2日～7月2日，此階段的降雨量僅為5.3mm，日平均氣溫和最高氣溫卻分別高達25.4℃，蒸發強烈，再加上此階段為番茄營養生長的旺期，階段耗水量相應比其它生育期都大。而在結果后期，氣溫也開始逐漸下降，蒸發減少，此時番茄已由生殖生長旺期轉入收獲期，植株的生理功能減退，耗水量相比較小。

圖1-2給出了工業番茄的需水規律，結合表1-1和圖1-1中可以看出，開花結果期的耗水量占整個生育期總量的比例40%以上，其次為結果盛期、苗期和結果后期。這一方面是因為開花著果期的耗水強度較大，需水旺盛。工業番茄全生育期內不同生育階段，結果期是茄群體結構最大、植株生長最旺盛、葉面積最大、蒸發和蒸騰都最大的時期，因而決定該時期耗水量最大，處理3最多為573.8mm/畝。苗期和結果后期耗水量和耗水模數較小，因為苗期植株比較小；結果后期，部分葉片衰老脫落，果實成熟，這2個生育期相對蒸騰量不大，需要水分較少。

2、工業番茄各生育階段作物系數Kci的確定

依據工業番茄的生長習性將工業番茄的生育階段劃分為4個生育階段（n=4），即：移栽后苗期、開花結果期、結果盛期、結果后期。作物系數Kci是作物本身生理學特性的反映，它與作物種類、品種生育期、作物的群體葉面積指數有關。

但在較適宜的土壤水分條件下，作物能達高產潛力時的作物系數主要隨生育階段而變化。對于某一地區的作物系數需由當地的作物需水量試驗資料獲得，且一般要有3年以上的資料，才能較好代表當地的情況。

根據之前加工番茄生育期的劃分，并依據2010年生育期內的實測氣象資料，采用上述公式計算加工番茄各生育階段內每天的ETo，經平均后得階段的參考作物蒸騰蒸發量ETo，結果如表4-3所示，從表中可以看出工業番茄在開花結果期的作物系數較大，值為2.1，在結果后期的作物系數為1.6，苗期的最小為0.9。說明加工番茄在開花著果期滴灌的騰發量大于參考作物的騰發量，在苗期與參考作物的基本相當。

3、焉耆盆地工業番茄全生育期水分生產函數

經過2009年、2010年和2011年三年連續的不同水分處理工業番茄試驗，可得工業番茄全生育期內的灌水量、耗水量與產量的關系見表圖5–1、2，從中可以看出，加工番茄產量隨著全生育期耗水量的增加而增加，和灌水量與產量的關系相同，耗水量與產量之間也遵循報酬遞減原則，即隨著耗水量的增加，單方水的收益逐漸降低，當耗水量達到一定程度時，產量不但不會增加，反而有所降低。經對耗水量與產量進行回歸分析表明，產量和全生育期耗水量之間存在非線性擬合關系，其關系式為：y =-0.0373x2+251.47x-278336，R2=0.7709，說明用耗水量作為自變量求解產量與供水量的關系，使用非線性模型模擬比用灌水量為自變量具有更好的模擬值，也更加接近于實際情況。

參考文獻：

[1]劉昌明，何希吾.中國21世紀水問題研究[M].北京：科學出版社，1996

[2] 孫建芬新疆巴州水資源狀況及水資源利用存在的問題及建議[J]. 水利建設與管理2010， 5：78-80

[3]胡毓騏，李英能.華北地區節水型農業技術[M].北京：中國農業科技出版社，1995