干旱地區葡萄高效灌溉技術研究

陳 強，喻立強

(1.塔城地區水利局，新疆 塔城 834300； 2.塔城市水利局，新疆 塔城 834300)

目前新疆地區葡萄產量及品質研究主要圍繞滴灌和溝灌展開，針對不同灌水量、株距、灌水周期、覆蓋方式、滴灌灌溉制度、灌水次數、虧水滴灌時期、灌水上下限、干旱脅迫程度、灌溉模式和滴灌布設方式進行了大量研究[1-7]。不同灌溉方式處理后的葡萄光合特性存在明顯不同，且葡萄葉片光合特性對水分的響應程度也存在差異。

選取阿克蘇河流域干旱內陸河灌區，其水資源短缺，生態環境脆弱，嚴重制約了灌區農業節水的可持續發展。由于灌區地下水礦化度高，不能直接作為農業灌溉使用，因此紅提采用的是地面水源。按正常的生產建設,定植后第3年開始掛果，第4年開始有經濟產量，第5年后進入經濟生產正常持續期。明確葡萄樹生理特性對水分的響應機制，適時對其進行灌溉，對于提高灌溉水利用效率、提升葡萄產量和品質具有重要意義。

1 研究區概況與試驗設計

1.1 試驗區概況

試驗區豐收灌區位于新疆阿克蘇地區阿瓦提縣西南部，地理坐標為北緯40°20′～40°38′，東經80°12′～80°20′，海拔高程1 041～1 054 m，年平均氣溫10.5℃，≥10℃的積溫3 400℃～4 400℃，年平均降雨量55.84 mm，全年無霜期為205～211 d，土壤質地為壤土。

1.2 試驗方案設計與布置

供試品種為紅提，8年生，行間距4 m，株距0.8 m，每行長64 m，種植模式采用籬架栽培方式。設置溝灌、地表滴灌、地下滴灌3種不同的灌溉方式，灌溉定額300 m3/mu，灌水定額20 m3/mu，灌水周期為7 d，統一田間管理。其中，溝灌采用常規灌溉方式，1溝為1處理，共9個處理。地表滴灌是在溝中間距葡萄根30 cm處布置一條滴灌帶，滴頭流量2.4 L/h，滴頭間距為0.8 m，各處理2次重復，共27行。地下滴灌采用Φ20滴灌管，單管布置，位于根部附近，滴頭間距30 cm，埋深20 cm。

1.3 監測項目

土壤含水率測定：采用TRIM-iPH測定，定期觀測0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、880～100 cm深度土層土壤含水率，并在每次灌水前后進行加測。

品質測定：在葡萄果粒生長期，各處理選取長勢良好的3棵葡萄蔓，每個蔓按上、中、下各選取一串葡萄并進行標記。葡萄各項品質指標的測定均從已標的葡萄串上選取，其中糖度的測定為上、中、下各串葡萄上再按上、中、下各選取3顆，共27粒，利用便攜式糖度儀進行測定。百粒重為各處理按上、中、下位置各選取一串葡萄進行粒重測定。

產量測定：每個處理選取長勢一致的3株葡萄蔓，每個蔓按上、中、下位置各選取3串葡萄進行稱重，再根據各處理總串數進行換算得到葡萄產量。

2 結果與分析

2.1 不同灌水方式的土壤含水量情況

2.1.1 生育期內含水量的動態變化

農田土壤水分變化具有隨機性，而影響土壤含水量變化趨勢的因素主要有降雨量、灌溉量、蒸騰蒸發量[8]。生育期內降雨很少，對土壤含水量影響可以忽略，因此含水量變化過程反映了灌溉量和蒸發量在整個生育期內的變化趨勢。圖1為3種灌溉方式的土壤含水量在整個生育期內的變化過程。

圖1 0～80 cm土層土壤含水量在整個生育期內的變化過程Fig.1 Change process of water content of 0～80 cm soil layer during the whole growth stage

由1圖可見，灌水前土壤含水量很低，低于開墩前的含水量，說明在葡萄開墩前，經過一個冬天的降雪，土壤墑情較好，隨著氣溫的不斷升高，蒸發強度逐漸升高，伴隨作物的生長，吸收水分，土壤含水量漸漸降低，在第1次灌水前達到最低。6月10號溝灌第2次灌水前，即滴灌第3次灌水前，土壤含水量最高，隨后的灌溉季節土壤含水量不斷下降。這是因為在6月10號土壤經過灌溉，土壤含水量提高，此時作物冠層較稀，光合作用較小，蒸騰不大，且此時氣溫還沒有完全升溫，蒸發強度較小，含水量較高。隨著氣溫的逐漸升高和作物的不斷生長，蒸散量逐漸升高。地下滴灌含水量分別比溝灌、地表滴灌高1.91%、5.20%。

2.1.2 3種灌溉方式下各土層的土壤含水量變化趨勢

由圖2可見，在0～2 cm和20～40 cm含水量變化幅度較大，說明在40 cm土層范圍內，土壤含水量受外界灌溉和蒸發影響較大。在40～60 cm和60～80 cm的土層，土壤含水量在生育期內的變化幅度較小，說明土壤含水量隨著土壤深度的增加而受外界的影響逐漸較小。

圖2 各土層含水量在整個生育期內的變化趨勢Fig.2 Change trend of water content of each soil layer during the whole growth period

2.1.3 4次灌水前3種灌溉方式下土壤含水量垂直方向的分布

由圖3可見，4次灌水前土壤含水量均隨土層的深度逐漸升高，說明灌水前土壤含水量已降至較低。對比分析，地下滴灌土壤含水量高于其他灌溉形式。

圖3 各次灌水前土壤含水量垂直方向分布Fig.3 Distribution of vertical water content of soil before irritation

圖4為3水、5水、6水、8水前土壤含水量的均值在各圖層的分布趨勢。由圖可見，地下滴灌方式下，土壤含水量較高，能夠保持較高的土壤含水量，其次是地表滴灌和溝灌土壤含水量均較低，這是因為地下滴灌灌水器在地下，沒有明水在地表出現，土壤蒸發小于溝灌和地表滴灌。

圖4 灌水前的含水量均值分布Fig.4 Average distribution of the water content of soil before irrigation

以溝灌平均含水量為基準值，分別計算地下滴灌、地表滴灌的平均含水量的相對增加量。

由表1可知，地下滴灌的平均含水量最高，溝灌平均含水量最低。地下滴灌、地表滴灌的平均含水量比溝灌的平均含水量分別高出11.56%、0.85%。

表1 3種灌溉方式下的土壤平均含水量Tab.1 Average water content of soil under 3 kinds of irrigation

2.2 不同灌溉方式對產量及品質的影響

灌溉方式與灌溉周期的差異均會對作物的生長與產量產生影響，適當提高灌溉定額能夠促進葡萄生長，有助于提高葡萄產量與品質[9-10]。產量測定于2009年8月中旬，地下滴灌、地表滴灌、溝灌各處理測產結果如下：果型指數(果粒長寬比)分別為1.33、1.30、1.20。百粒質量均值分別為2.01 g、1.95 g和2.6 g。產量分別為17 837 kg/hm2、17 056 kg/hm2和12 287 kg/hm2(圖5)。分析結果發現，地下滴灌產量最大。

3 結論

在葡萄灌溉定額相同情況下，通過3種灌溉方式，分析土壤含水量在整個生育期內的變化過程、各土層土壤含水量的變化趨勢及4次灌水前土壤含水量垂直方向的分布試驗結果，以溝灌平均含水量為基準值，分別計算地下滴灌、地表滴灌的平均含水量的相對增加量。結果表明，最優的灌溉方式為地下滴灌和地表滴灌。