甘肅省河西地區膜下調虧滴灌對辣椒產量效益的影響

巴玉春

摘要：在辣椒苗期、開花坐果期設置不同程度水分處理，探討調虧灌溉對辣椒生育期株高、干物質積累量及其產量的影響。最終結果表明，辣椒苗期進行輕度水分虧缺處理產量最高，較充分灌溉處理增產2.33%;在開花坐果期進行輕度和中度水分虧缺處理，辣椒產量較充分灌溉分別下降4.45%和12.54%（P>0.05）。說明辣椒在苗期進行輕度水分調虧，既有較高的產量，又有效降低灌水量，提高了灌溉水利用效率。

關鍵詞：膜下滴灌;調虧灌溉;辣椒;產量

中圖分類號：S532文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215026

引言

辣椒是甘肅省高產且具有較高經濟收益的優勢作物之一，其種植面積和產量在甘肅省均維持在較高水平。而甘肅省河西地區降雨稀少，水資源短缺，灌溉水供需矛盾突出，水資源短缺已成為限制當地農業發展的重要因素，故研究辣椒在膜下調虧滴灌條件下，不同生育階段的耗水量、灌溉水利用率以及對最終產量的影響對本地區緩解水資源短缺的情況意義重大。

調虧灌溉是人為將一定的水分脅迫施加到作物不同生育階段，促使光合產物向特定器官傾斜，從而達到作物高產且省水的一種高效節水灌溉模式[1]。目前，調虧灌溉已對小麥[2]、玉米[3]、馬鈴薯[4]等作物進行大量研究，并且成果豐富。本試驗將調虧灌溉措施與膜下滴灌技術相結合，通過局部、高頻、精確控水，達到對土壤水、肥、氣、熱的優化調節，加強水、肥協調，減少土壤養分的流失，以保證辣椒根區養分的充足供應，對增加辣椒產量，提高灌溉水利用效率方面具有重要作用。

1材料與方法

1.1試驗區概況

實驗于2017年4—8月在民樂縣益民灌溉試驗站進行，該試驗地區屬高海拔地區，春季干旱少雨，晝夜溫差較大，夏秋季節氣候炎熱，地表蒸發強烈。根據多年氣象資料統計，年總降雨量183～285mm，且集中在7、8、9月份，日平均日照時數8.5h，年平均氣溫6℃，極端最高氣溫37.8℃;耕層土壤屬于輕壤土，肥力中等，田間持水量24%，土壤容重1.4g/cm3，地下水位大于20m，鹽堿化程度較輕，基本不影響作物生長。

1.2實驗設計與方法

實驗供試材料為“金椒六號”，進行大田種植實驗，該品種具有莖稈粗壯、枝葉繁茂的特性。辣椒于2017年5月10日移栽定植，三茬收獲分別于8月9日、8月14日和8月28日進行。灌溉方式為膜下滴灌，各小區進水口處均單獨設置閥門，根據不同小區灌水量精確控水，當監測到小區土壤含水量下降到控制下限時，便開始灌水，直至土壤含水量達到目標含水量的控制上限停止灌水。

實驗分別在苗期、開花坐果期進行輕度和中度水分虧缺處理，以及全生育期充分灌溉處理，共4個調虧處理（WD1～WD4）和1個對照處理（CK），每個處理設3次重復，共設置15個試驗小區，各試驗小區隨機排列。小區有效種植面積27m2（2.7m×10.0m），辣椒種植方式為壟上播種，每壟按“之”字形排列定植，行距定為45cm，株距定為35cm。每壟中間鋪設一條滴灌帶為辣椒灌水，滴頭間距30cm，滴頭平均流量為2L/h。為防止出現病蟲害危害，從辣椒現蕾開始每隔15d在辣椒葉面噴灑一定濃度的霜脲·錳鋅、噻唑行和吡蟲啉。

1.3測定項目及方法

1.3.1產量

收獲時，各小區隨機選取10株辣椒測產取平均值，以3茬產量之和計為總產量。

1.3.2株高、莖粗

由于辣椒為移栽種植，在種植前分別用精度為1mm的鋼卷尺和精度為0.02mm的游標卡尺測量辣椒幼苗的株高和莖粗，且在每個生育期末各小區隨機選取10株辣椒，再分別測量株高和莖粗。最終株高、莖粗均以10株平均值為標準。

1.3.3干物質

在每個生育期末各小區隨機選取10株辣椒，分別剪下各個器官稱量鮮重，隨后放入烘箱，將溫度調至105℃，殺青1h后再將烘箱內溫度調至85℃，一直烘干至器官質量不再變化，所稱取的各器官的質量為干物質含量。

1.3.4土壤含水量

用土鉆取土后裝入鋁盒，帶回實驗室分別稱取烘干前后土樣重量，以計算土壤含水量。在取土測量時每隔10cm為1個梯度，分5個剖面測定。在辣椒各生育期，平均以7～10d為1個測定周期進行取土測量，并在灌水前1天和后1天以及降雨后1天進行加測，當測得土樣的含水量下降至控制下限時，便開始灌水，直至土壤含水量上升到設定含水量的上限時停止灌水。灌水定額公式為：

m=10ρbHβi-βj

式中：m為灌水量（mm），ρb為土壤容重（g/cm3），H為計劃濕潤層深度，本試驗取30cm，βi為目標含水量（θ田×目標含水量上限），βj為灌水前土層平均含水量。

2結果與分析

2.1水分虧缺對膜下土壤水分的影響

通過圖1可看出，辣椒各生育期不同水分虧缺都對土壤含水率產生顯著影響。從整個生育期來看，土層最大含水量多集中在0～10cm的土層范圍內，而10～40cm土層范圍內的土壤水分變化量最大，40cm以下土層含水量變化平穩且處于較低水平。這主要是由于辣椒根系活動層主要在地下30cm的范圍內，辣椒植株蒸騰等一系列生命活動對土壤含水量變化影響較大。苗期對WD1和WD2處理進行調虧，WD2處理土壤含水量相較于其他處理有明顯的降低，開花坐果期WD3和WD4處理分別受輕度和中度調虧，使得10～40cm土層剖面平均含水量比CK處理低9.4%和17.1%，差異顯著（P>0.05）。盛果期進入辣椒高耗水階段，土壤含水量變化較為劇烈，后果期辣椒生育期接近尾聲，植株各項功能開始下降，含水量降低，各處理間土層含水量差異又趨于減小。

2.2水分虧缺對辣椒株高的影響

圖2為不同水分梯度處理下辣椒株高的生長動態，呈現出不斷增高的態勢。苗期對WD1和WD2處理進行不同程度調虧，水分脅迫均抑制了辣椒的生長，導致辣椒株高明顯低于CK達20%和28%，后期復水后，WD1和WD2株高增長量明顯高于CK，可能是由于恢復供水后對辣椒植株的生長有一定的補償效應。進入開花坐果期以后，此生育階段主要為營養生長階段，各處理辣椒株高增長迅速，水分虧缺對辣椒植株的增長影響較大， WD3處理相較于CK株高差異并不明顯，而WD4處理比CK低21.3%，達到了顯著性水平。而在盛果期以后，辣椒株高達到峰值，對于復水后的WD4處理株高比CK低13.2%，此時段辣椒的生命活動主要供給果實的生長，對復水后的株高補償效應減弱。

2.3水分虧缺對干物質積累量的影響

辣椒地上莖的作用起到支撐分枝和葉片的作用;將光合產物及水分輸送到各個器官;綠色葉片又是作物進行光合作用的主要場所，故研究地上部分物質的積累量在辣椒生長發育過程中意義重大。從圖3可以看出，苗期、開花坐果期及盛果期，辣椒干物質積累量迅速上升，盛果期到后果期辣椒干物質變化不大。開花坐果期DW3干物質與其他處理相比差異明顯。分別比WD1、WD2、WD4和CK低5%、13.6%、15.5%和22.4%。開花坐果期WD1和WD2處理復水后干物質量增加迅速，但此時段辣椒生長逐漸進入生殖生長階段，機體內干物質積累量均已經達到峰值，對WD3、WD4虧水處理以后對干物質積累量影響較小，與CK處理相差僅4.6%和6.3%，差異不顯著。

2.4水分虧缺對膜下滴灌辣椒產量及經濟性狀的影響

由表2可以看出，不同水分調虧程度對辣椒最終產量的影響不同，從辣椒單株結果數、單果重、產量方面比較，依次為WD1>CK>WD2>WD3>WD4，其中苗期輕度虧水處理下的WD1產量達到了34663.45kg/hm2，比CK增產2.33%;開花坐果期中度調虧處理WD4比較CK減產達到12.54%，差異顯著（P>0.05），其余各處理均比CK產量降低，但差異不顯著（P<0.05），說明辣椒全生育期充分供水，可以實現辣椒的高產，但面對日益嚴峻的水資源短缺問題以及經濟效益的角度出發，WD1處理應該是最優的灌溉方案，即在辣椒苗期進行輕度的水分虧缺，不僅可以保證辣椒高產，并且可有效提高灌溉水利用效率。而在辣椒開花坐果期不建議進行水分虧缺灌溉，此時期正是辣椒植株的營養生長階段，缺水對株高的影響較大，導致辣椒生育后期單果數量不及對照處理，進而影響到最終產量。

3小結

Turner[5]認為，水分虧缺并不一定總是降低作物產量，早期的輕度虧水灌溉可以提高作物產量。本試驗發現，辣椒株高、干物質積累量在苗期對水分虧缺敏感性較低，WD1、WD2處理之間差異較小。開花坐果期輕度虧水的WD3處理，辣椒株高、干物質積累量均顯著高于中度虧水的WD4處理，但比充分灌水的CK處理低。說明辣椒在開花坐果期對水分虧缺較為敏感。而水分虧缺對辣椒植株的影響直接導致產量的變化，不同水分虧缺均對辣椒產量產生影響，其中WD1處理產量最高，為34663.45kg/hm2，WD4處理產量最低，為29627kg/hm2;WD1較CK處理高2.33%，而WD2處理產量僅比CK處理低1.58%，說明在苗期對辣椒進調虧灌溉既能保證辣椒產量，同時又顯著減少灌水量，顯著提高了灌溉水利用效率。

參考文獻

[1] 李英能.北方缺水地區半旱地農業有限補灌模式探討[J].中國工程科學，2012， 14（3）： 41-45.

[2] 王書吉，康紹忠，李濤，等.基于節水高產優質目標的冬小麥適宜水分虧缺模式[J].農業工程學報，2015，31（12）： 111-118.

[3] 郭相平，劉才良，邵孝侯，等. 調虧灌溉對玉米需水規律和水分利用效率的影響[J].干旱地區農業研究，1999，17（3）： 92.

[4] 張恒嘉，李晶.綠洲膜下滴灌調虧馬鈴薯光合生理特性與水分利用[J].農業機械學報， 2013，44（10）：143-151.

[5] Turner NC.Plant water relations and irrigation management [J]. Agricultural Water Management， 1990，17（1）：59-73.