張家口市壩上地區甘藍膜下滴灌灌水定額研究

盧曉林

（張家口市農業高效節水研究所 河北張北076450）

張家口市壩上地區地處河北最北部， 包括張家口市的張北、康保、沽源、尚義、塞北管理區和察北管理區，屬于內蒙古高原的南緣，地勢平坦開闊，海拔在1 300 m 以上[1]，太陽輻射充足、雨熱同期，夏季溫度低、晝夜溫差較大，自然條件優越，適合蔬菜錯季生產[2]。 與此同時，壩上地區干旱少雨、水資源短缺，本區種植蔬菜基本靠降雨和開采地下水進行生產，近些年蔬菜生產面積不斷擴大,地下水嚴重超采。

甘藍營養豐富，具有較強的適應性、抗逆性，是我國重要的蔬菜作物之一[3]。 壩上地區是錯季蔬菜的主要產區，近年來該區甘藍種植面積穩定，約占全部蔬菜種植面積的15%。 通過調研發現，壩上地區大部分種植戶均已采用膜下滴灌方式節水種植甘藍，但為保證蔬菜高產，存在灌水定額較大的問題，本研究通過設置不同處理的灌水定額， 結合分析甘藍膜下滴灌耗水規律， 探究出甘藍高產條件下的節水灌水定額，為壩上地區甘藍種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區基本情況

試驗區位于張家口市農業高效節水研究所（張北縣張北鎮廟灘村），北緯 41°0′、東經 114°26′，海拔1 450 m，為典型的壩上地區。農業種植結構和灌溉方式在河北省壩上地區具有較好的代表性。 主要氣候特征：屬寒溫帶半干旱大陸性季風氣候，年平均氣溫2.8℃，年平均降水量350～420 mm，作物生長旺盛的6～9 月降水占全年的77%～85%，年蒸發量1 850 mm，年日照時數 2 930 h，無霜期 90～107 d[4]。 試驗地土壤為農牧交錯地帶典型的栗鈣土，微偏堿性，土層厚度40 cm，0～40 cm 土層的平均田間持水量為20.26%、平均干容重1.6 g/cm3、有機質含量為2.0%、硝態氮為39.11 mg/kg、速效磷為 45.4 mg/kg、速效鉀為 92 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗甘藍品種為‘中甘21 號’，該品種是由中國農業科學院蔬菜花卉研究所育成的早熟春甘藍一代雜種[5]，葉球圓球形，外觀美，不裂球，品質優[6]。 ‘中甘21 號’是壩上地區近幾年普遍種植的甘藍品種。

1.3 試驗設計

試驗于 2019 年 4～8 月進行。 通過前期調研，壩上地區甘藍種植普遍采用膜下滴灌進行灌溉， 灌水定額為150～300 m3/hm2。本試驗設計以調研數據為參考， 灌水定額設置 4 個處理， 分別為 150 m3/hm2、180 m3/hm2、210 m3/hm2、240 m3/hm2， 各處理灌水日期、次數均相同，每個處理重復3 次，共12 個小區。小區長11.1m、寬8 .0 m，小區面積88.8 m2，為保證試驗合理性，12 個小區隨機布置排列。

1.4 試驗小區田間布置

甘藍首先在溫室采用穴盤育苗法進行育苗，待苗齡合適時定植到大田。 大田采用起壟覆膜栽培，壟高10～15 cm，壟面寬60 cm，壟溝寬40 cm，雙行梅花狀定植，行距40 cm，株距25 cm。 灌溉系統首部集中配置過濾器、水表、壓力表等，可準確計量每次灌水量。 壟面膜下鋪設滴灌帶一條， 滴灌帶滴頭流量2.0 L/h，滴頭間距30 cm。

1.5 測定內容

全生育期各生育節點測定0～60 cm 土壤含水量，計算出階段田間耗水量，土壤含水量的測定采用烘干法。 甘藍生育期的降雨量由安裝在田間的微型氣象站采集的數據獲得。 采收時取樣測定甘藍葉球形態指標；測定各小區產量，折算成公頃產量。

2 結果與分析

2.1 不同灌水處理各生育期的灌水量

在甘藍全生育期，灌水定額按照各處理設計值執行，灌水時間、灌水次數根據植株長勢、天氣降雨情況進行調整。 全生育期共灌水4 次，蓮座期降雨較多，因此沒有灌水。 具體降雨量見表1、灌水情況見表2。

表1 甘藍各生育期降雨量

表2 甘藍各生育期灌水情況

2.2 不同灌水處理各生育期的耗水量

由表3 表明，4 個不同的灌水處理， 在甘藍全生育期呈現出相同的耗水規律，即苗期、蓮座期、結球期的耗水量和模比系數均逐漸增大， 結球期耗水量最大，耗水模比系數為41.2%～43.27%。4 個處理的甘藍全生育期日均耗水量為3.42～4.03 mm， 總耗水量為 177.86～209.62 mm。

表3 不同處理各生育期耗水情況

2.3 不同灌水處理對產量和水分利用效率的影響

由表4 表明，4 個處理隨著灌水量的增加， 耗水量也逐漸增加， 而水分利用效率和灌溉水利用效率逐漸降低。 處理1 的單位面積產量最高， 較處理2、處理 3、 處理 4 增產 9%～11%， 處理 2、 處理 3、 處理4 的產量差異不明顯。 說明， 當灌水量能夠滿足甘藍正常生長時再增加灌水量， 并不能提高產量，同時會降低水分利用效率和灌溉水利用效率， 造成水資源的浪費。

表4 不同水分處理對耗水量、產量和利用效率的影響

2.4 不同灌水處理對甘藍形態指標的影響

采收時每小區隨機取6 個果球， 測定果球形態指標。 由表5 表明，中甘21 號的果球近圓形，處理1單個果球的大小和質量較其他3 個處理大， 這與處理1 的單位面積產量最高相一致。

表5 不同灌水處理的甘藍單個果球形態指標

3 結論

（1）本試驗4 個處理，各處理灌水日期、次數均相同，隨著灌水定額的增加，灌溉定額和耗水量逐漸增加，水分利用效率和灌溉水利用效率逐漸降低。

（2）張家口市壩上地區膜下滴灌條件下種植甘藍， 生育期灌溉 4 次， 灌水定額 150 m3/hm2， 灌溉定額 750 m3/hm2， 降雨量 127 mm， 耗水量 178 mm時單位面積產量最高為88 500 kg/hm2， 水分生產效率最高為 498 kg/（hm2·mm），灌溉水利用效率最高為1 180 kg/（hm2·mm），達到節水高產，可為該區域甘藍膜下滴灌節水灌溉提供一定的參考。