干旱區滴灌蕃茄灌溉需水量分析

楊 靜

（新疆水利水電科學研究院，烏魯木齊 830049）

新疆農業灌區的膜下滴灌面積約為229萬hm2，占總灌溉面積的46%，是干旱區農業高效用水的主要模式，在水肥調控、節水增產、水資源總量與灌溉用水定額管理方面發揮著重要作用。近年來，灌區幾乎所有大田作物均滴灌技術實施灌溉，為大面積推廣應用滴灌及膜下滴灌技術提供保障。因此，采用灌區調研方法對蕃茄滴灌作物灌溉需水量進行分析。

1 灌區調查及方法

1.1 灌區概況

調研的農業灌區位于新疆昌吉二六工鎮，海拔6 00 m。地處天山北坡帶頭屯河流域沖積、洪積南緣，平均降水量 181.7 mm，平均蒸發量 1 739.1 mm，平均日照時數7.8 h，平均氣溫13.1℃，屬典型內陸干旱氣候。灌區主要分布棕漠土，質地為中、輕壤土，0～120 cm 土壤干容重 1.50～1.65 g/cm3，耕層土壤容重 1.50～1.60 g/cm3，0～120 cm 田間持水量 18.8%～23.9%，耕層持水 20.1%～23.4%。 耕層土壤全鹽為 0.12%，無鹽漬化，土壤pH為8.7，呈堿性。耕層土壤有機質1.51%， 全氮、 全磷、全鉀分別為 0.09%，0.07%，1.51%，肥力中等偏下，表現為缺氮少磷富鉀。蕃茄滴灌為井加壓式灌溉方式，農田毛管間距0.6 m，滴頭間距 0.20 m，滴頭流量 2.1 L/h，額定工作壓力 0.1 Mpa。蕃茄滴灌生長期主要施尿素和速溶性二銨滴灌肥，共施肥 3 次，施肥量為 375 ～450 kg/hm2。

1.2 分析方法

對蕃茄滴灌種植區進行作物產量、灌溉用水量、灌水次數等現場調查統計，收集灌區年度農業灌溉供用水及氣象數據，結合灌溉水量平衡等方法分析作物灌溉需水量等相關參數。

2 結果與分析

2.1 作物需水量

基于蕃茄作物生長期內不同階段的天數、灌溉用水量、氣象數據信息，應用灌溉水量平衡分析蕃茄滴灌生長階段及生育期的需水量和需水強度，結果見表1。

表1 滴灌蕃茄需水量分析Table 1 Analysis of irrigation water requirement of tomato drip irrigation

由表1可看出，滴灌階段需水量最大體現在快速生育期，需水強度最大體現在生育中期，初始生長期和成熟期的需水量和需水強度相對較小；蕃茄滴灌全生育期的需水量為508～558 mm，平均需水量為533 mm，與灌區近年灌溉用水定額（500～580 mm）基本一致。分析結果表明，灌區蕃茄滴灌灌溉用水定額供給與作物需水量要求相適應。

2.2 需水量影響因素分析

基于灌區近年來的有效降水P0、蒸發W、氣溫T等氣象因素，獲得蕃茄需水量M調查統計信息，應用數理統計建立氣象因素與需水量M關系，經擬合得到多元線性回歸方程：

擬合方程分析表明，有效降水量P0系數為-0.195，對蕃茄滴灌需水量M具有負效應，說明有效降水量可減少作物需水量，對作物需水有補給作用；蒸發量 W 系數（0.199）和氣溫 T 系數（0.741），對作物需水量M表現正效應，說明蒸發尤其是氣溫增量對作物需水量影響較大，反映出降水少、氣溫高、蒸發強烈的干旱區與灌溉農業作物需水關系。

2.3 灌溉用水定額分析

蕃茄滴灌灌溉用水情況調查結果見表2。

表2 滴灌蕃茄灌溉用水定額調查結果Table 2 Survey results of irrigation water quota for tomato drip irrigation

由表2可知，蕃茄滴灌灌水次數為10～11次，第一次滴灌灌水采用“干播濕出”方法，灌水定額30～45 mm，平均灌水定額38 mm；灌溉用水定額5 00～5 80 mm，平均灌溉用水定額5 40 mm，蕃茄產量114.60～136.50 t/hm2，平均產量 125.55 t/hm2。

由表2還可以看出，每次灌水定額為30～45 mm，灌溉用水定額為500～580 mm。灌水定額及灌溉用水定額能較好適應蕃茄滴灌用水需求，為此，對蕃茄滴灌種植區不同灌水定額m（mm）、不同灌溉用水定額 M（mm），以及所對應的蕃茄滴灌產量 y（kg/hm2）進行調查統計分析，并擬合函數方程，結果見表3。

表3 蕃茄滴灌因素與產量分析模型Table 3 Analysis model of factor and yield of tomato drip irrigation

由擬合函數結果可看出：觀測分析因素與作物產量之間呈非線性多項式模型，擬合效果較好。對表3擬合方程進行一階求導，優化分析結果為：蕃茄滴灌灌水定額47 mm，灌溉用水定額519 mm，相應的平均產量 12 993 t/hm2。

優化分析結果表明：蕃茄滴灌作物灌水定額為38 mm，低于優化灌水定額（47 mm）；實際灌溉用水定額為540 mm，略多于優化的灌溉用水定額（519 mm）。因此，建議本灌區蕃茄作物滴灌宜用較大灌水定額，這樣符合作物滴灌局部灌溉用水特征，既可保持土壤水分有效貯存利用，也能適當減少灌水次數，還可獲得一定的節水增產效果。

3 結論與討論

通過昌吉二六工灌區蕃茄滴灌作物2016-2017年田間調研分析，初步獲得蕃茄滴灌用水相關技術參數。結果表明，蕃茄全生育期滴灌平均需水量為533 mm，平均需水強度4.43 mm/d，實際灌溉用水定額500～580 mm，灌溉供、需水之間基本適應。從灌溉用水定額優化分析結果可看出，灌水定額為38 mm，優化分析灌水定額（47 mm）明顯多于實際灌水定額；平均灌溉用水定額為540 mm，優化分析灌溉用水定額為519 mm，略低于實際應用的灌溉用水定額。蕃茄滴灌作物尚有進一步節水增產空間，可為滴灌作物實施農業高效節水管理提供依據。

灌區蕃茄滴灌作物調研分析取得初步結果，但需進一步研究。鑒于灌溉農業氣候年際變化差異性，需對滴灌其他作物進行系統調研統計分析，以期獲得更多滴灌作物及對比分析結果。