痕量灌溉不同灌水量 對大棚茄子生長及水分利用效率的影響

劉 秋 麗

(山西省水利水電科學研究院，山西 太原 030002)

0 引 言

痕量灌溉是一項新型節(jié)水技術，該灌溉技術是將灌溉管道提前埋入作物根系附近，能將水分緩慢、適量輸送到植物根系[1,2]。在滴灌技術得到快速發(fā)展的同時，痕量灌溉技術更符合山西這樣干旱地區(qū)的區(qū)情。在山西高效節(jié)水進入提質增效的今天，以更先進的節(jié)水措施和手段，對作物實施按需供水，對水利支撐山西地區(qū)經濟社會發(fā)展意義重大。

前人對痕灌管不同埋深﹑施肥量條件下作物的生長生理特性方面做了大量研究[3-7]，尚沒有痕灌灌水量對茄子作物的影響研究。本文以溫室茄子為試驗材料，設計4個不同灌水量處理，從茄子生長特性、產量品質、土壤水分分布、耗水量和水分利用效率的影響方面進行研究，為茄子種植中采用痕量灌溉系統(tǒng)提供基礎理論依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地點概況

試驗布設在位于太原市小店區(qū)試驗示范基地日光溫室大棚內。供試溫室長 65 m，跨度8 m。土壤質地以沙質黏土為主，土壤容重較大，土壤結構較差，其土壤透水性能也較差，水分很難流走，其保水性能相對較好，因而土壤含水量和田間持水量也相對較大。容重 1.51 g/cm3，田間持水量29.86%。

1.2 供試品種及種植方式

本試驗所用的茄子品種是山西區(qū)地區(qū)農家常用品種，生育期100 d，是保護地栽培的較好品種。施用根際肽酶生物有機肥 22.5 t//hm2作為底肥，深翻30 cm，以南北向種植，單行寬70 cm，定植株距70 cm，密度1.67 萬株/hm2。

供試茄子品種為夏播茄子，采用育苗移栽方式，3月25號育苗，苗齡60天。5月25日定植，10月16日收獲完畢。

(1)供試溫室：實驗基地；

(2)供試設備：主要設備有痕量灌溉管，過濾器，灌水器，施肥罐等；

(3)供試肥料：施肥選用含大量元素的水溶性復合肥料。

1.3 試驗方法及田間管理

試驗共設 4個處理。處理1：肥量不變，痕灌灌水定額降比20%；處理2：痕灌灌水定額降比40%；處理3：痕灌灌水定額降比60%；處理 4：常規(guī)滴灌，每次灌水375 m3/hm2，施肥225 kg/hm2，為對照。試驗設3次重復，取平均值，共計36個小區(qū)，各小區(qū)隨機區(qū)組排列。每試驗小區(qū)首部安裝水表以控制灌水量。底施有機肥作為底肥。所有處理痕量灌溉管均埋深 5 cm，各處理施肥量相同。試驗所用肥料為全水溶性的水溶肥，肥料溶好后放入儲水桶，隨水施入，其他田間栽培管理措施均一致，根據該地區(qū)實際情況操作執(zhí)行。

表1 灌水日期和灌水量 m3/hm2Tab.1 Irrigation date and amount of irrigation

1.4 測試指標及測試方法

1.4.1 植株生長性狀測定

每試驗小區(qū)選 3 株掛牌。從6月1號至9月10號之間，每間隔20天測茄子植株株高和莖粗，每試驗小區(qū)測定3株，取平均值。株高是指從土壤表面到植株生長點的垂直距離，使用直尺測量；莖粗是指子葉基部的直徑，使用游標卡尺測量。卷尺測量葉長和葉寬。

1.4.2 果實產量及構成因素測定

每小區(qū)選 2 行統(tǒng)計產量，記錄每次采收的果實數和單果質量，每處理按小區(qū)累計測產。

1.4.3 果實Vc及干物質含量

Vc 含量：2，6- 二氯靛酚滴定法；干物質含量采用烘干法測定。

1.4.4 土壤含水率

灌后第1、5、9天用土鉆取土。取樣位置均選在緊挨灌溉帶旁。取樣步長為垂向0～10、10～20、20～40 cm，取土后同層混合均勻再用烘干法測土樣含水率。

1.5 數據分析

利用 SPSS17 統(tǒng)計軟件進行數據分析，最小顯著差異法 (LSD) 進行多重比較，Origin8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同灌水定額降比對茄子植株生長的影響

從表2可以看出，6月20日之前茄子株高增長較慢，不同處理間茄子株高存在的差異較小。6月20日以后開始快速增長。隨著處理時間的增加，茄子株高逐漸增大。7月上旬開始灌水定額降比為20%﹑40%處理的茄子株高大于滴灌處理的茄子株高，且與其他處理之間差異顯著。灌水定額降比60%處理的茄子株高與滴灌處理相比差異不顯著。到 9月10 日時，灌水定額降比20%﹑40%的處理與滴灌處理相比，株高分別增加 3.8%、1.6%。

表2 不同灌水處理對茄子株高的影響 cmTab.2 Effects of different irrigation treatment on plant height of eggplant

注:①表中數據后不同小寫字母表示差異顯著(α=0.05)；下表同。 ②W20%—痕灌灌水定額降比20%；W40%—痕灌灌水定額降比40%；W60%—痕灌灌水定額降比60%。

從表3可以看出，定植初期茄子徑粗大小基本一致。7月10日以前差異不顯著，7月10日以后痕灌定額降比20%的處理茄子的莖粗均顯著大于其他處理。到 9 月 10日時，痕灌定額降比20%的處理的茄子的莖粗為3.27cm，與滴灌處理相比，徑粗增加 16.4%，差異達顯著水平。痕灌定額降比40%的處理茄子的莖粗與滴灌處理相比差異顯著。痕灌定額降比60%的處理茄子的莖粗與滴灌處理相比無差異。隨著灌水定額的降低，植株莖粗呈下降趨勢。

表3 不同灌水處理對茄子徑粗的影響 cmTab.3 Effects of different irrigation treatment on the size of eggplant

2.2 不同灌水定額降比對茄子葉長葉寬的影響

本項目在每個小區(qū)選取了三棵茄子，分別測試逐個葉片的葉長、葉寬，全生育共測試6次，給出了2017年全生育期不同灌水條件下小區(qū)三棵茄子所有葉長葉寬的平均值。

圖1 痕灌灌水定額降比對茄子葉長的影響Fig.1 Effect of Quota Reduction on the Leaf Length of Eggplant by Trace Irrigation

圖2 痕灌灌水定額降比對茄子葉寬的影響Fig.2 Effect of Quota Reduction on the Leaf Width of Eggplant by Trace Irrigation

由圖1﹑2可看出痕灌不同灌水量條件下，灌水量對葉片長寬有影響。在不同生長階段，施肥量相同，灌水定額降比20%﹑40%處理茄子的葉長﹑葉寬均大于滴灌處理。灌水量減少60%不利于茄子植株的生長。葉片長寬度隨時間的變化呈現增加再減小的趨勢，7月30日以前增加速率快，8月之后增加幅度明顯變小。痕灌灌水定額降比20%處理的葉長﹑葉寬相對大于其他處理。

2.3 不同灌水定額降比對茄子產量及品質的影響

施肥量相同，痕灌灌水定額降比不同。從表 4可以看出，痕灌灌溉定額降比20%、40%處理茄子的單株結果數﹑單果質量﹑產量均大于對照滴灌處理。其中痕灌灌水定額降比20%的處理與對照滴灌處理間差異顯著。相同施肥量條件下痕灌處理的茄子單株結果數﹑單果質量﹑產量均隨灌水量的減少而減小。茄子的Vc含量則隨灌水量的減小而增大。與對照滴灌相比，灌水定額降比20%﹑40%處理分別增產10%﹑3.28%，差異顯著。但是痕灌灌水定額降比60%處理的茄子產量較滴灌處理茄子產量低了7.2%，可見灌水量低到一定程度直接影響茄子作物產量。

表4 痕灌量對茄子產量及品質的影響Tab.4 Effects of trace irrigation on yield and quality of eggplant

灌水定額降比 20% 處理單株結果數最多為 7.9個，其次為灌水定額降比 40% 處理為 7.5個，兩者與常規(guī)滴灌相比沒有達到顯著性差異。隨著灌水量的減少，單果重總體呈下降趨勢，均大于滴灌處理。單株結果數和單果重是構成產量的兩個主要因素，灌水定額降比20% 處理單株結果數較多，單果重較大，因此其產量最高。

Vc 含量高低順序為：灌水定額降比60% >灌水定額降比40% >灌水定額降比降20% >常規(guī)滴灌。灌水定額降比60% 處理與常規(guī)滴灌相比，Vc 含量提高38.9% ，其次是灌水定額降比40%處理茄子的Vc含量較滴灌處理提高27.5%，處理間達到顯著性差異 。干物質含量高低順序為：灌水定額降比40% >灌水定額降比20% >灌水定額降比 60% >常規(guī)滴灌。

2.4 土壤剖面水分分布狀況

灌后第1、5、9天的土壤含水率分布如圖3所示。

圖3 灌后土壤剖面含水率的分布規(guī)律Fig.3 Distribution law of water content in soil profile after irrigation

圖3中表示的是第一次灌水后土壤剖面水分分布情況，旨在更直觀地看出痕灌灌水后土壤剖面的水分分布規(guī)律。土壤含水率不同灌水條件下均是滴灌處理的土壤含水量較大。痕灌處理土壤含水量隨灌水量減小而減小；含水量分布趨勢是隨土層深度的增加先增大后減小。均表現沿管向上含水率有逐漸減少趨勢，而中心向下則含水率先快速增加，達到最大值后均有不同程度的下降趨勢。水分分布的總體趨勢未隨處理變化發(fā)生很大改變。隨著灌后時間的增加，土壤含水量逐漸減小。灌后隨著時間的增加，經過土壤水分的再分布，棵間蒸發(fā)蒸騰，土壤含水量分布逐漸減小并趨于均勻。

2.5 不同痕灌定額降比對茄子耗水量及水分利用效率的影響

畝均耗水量為W60%>W40% >W20% >滴灌，W60%處理、W40%處理和W20%處理與滴灌處理相比，分別減少87.65、58.22和28.53 mm，與滴灌處理間達到了顯著性差異。水分利用效率為W60%>W40% >W20% >滴灌，W60%處理、W40%處理和W20%處理與滴灌處理相比，分別提高23.97、12.25和6.27 kg/m3，且與滴灌處理間達到了顯著性差異。全生育期痕量灌溉比常規(guī)滴灌田間耗水量減少28.53～87.65 mm，節(jié)水20%～40%，水分利用效率增加6.27～23.97 kg/m3；試驗結果表明，痕量灌溉系統(tǒng)的毛細管束埋置于土壤中利用土壤毛細力可以連續(xù)不斷給植物供水，滿足其生長需要，既不會造成灌溉水的深層滲漏，也不會造成土壤表面的水分蒸發(fā)。該灌溉技術相對于 滴灌能夠提高茄子水分利用效率，這也是其在減量灌溉條件下保持穩(wěn)定產量的原因。

表5 不同處理茄子灌溉量Tab.5 Irrigation of different treatment eggplant

表6 茄子耗水量及水分利用效率Tab.6 Water consumption and water use efficiency of eggplant

3 結 論

(1)肥量不變，隨著痕灌灌水量的降低，茄子株高莖粗呈下降趨勢。灌水量對葉片長寬也有影響。灌水定額降比為20%、40%處理的茄子株高、徑粗、葉長葉寬均大于滴灌處理茄子的株高，且差異顯著。茄子是需水作物，痕灌灌水量較滴灌灌水量減少60%則不利于茄子植株的生長。

(2)灌水定額降比為20%﹑40%處理茄子的單株結果數、單果質量、產量均大于對照滴灌處理，灌水定額降比40%處理茄子的Vc含量最高。灌水定額降比60%處理茄子產量低于滴灌處理茄子產量，可見灌水量低到一定程度直接影響茄子作物產量。

(3)不同灌水條件下均是滴灌處理的土壤含水量較大。痕灌處理土壤含水量隨灌水量減小而減小。含水量分布趨勢是隨土層深度的增加先增大后減小。灌后隨著時間的增加，經過土壤水分的再分布，棵間蒸發(fā)蒸騰，土壤含水量分布逐漸減小并趨于均勻。痕量灌溉在茄子上應用，在保持穩(wěn)定經濟產量的情況下，與常規(guī)滴灌相比可節(jié)水20%～40%，水分利用效率提高6.27～23.94 kg/m3，具有很大的節(jié)水潛力。

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