滴灌條件下不同灌水下限對葡萄生長發育及產量的影響

李明宇

(遼寧省防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧 沈陽 110003)

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

本試驗于2016年在徐屯鎮徐屯村試驗基地的日光溫室進行。該站點位于東經122°22′53″，北緯40°20′58″。試驗小區面積600 m2，地勢平坦，中壤土，土壤容重為1.42 g/cm3，pH值為6.30，田間持水率為25%，抗旱能力較強。年平均氣溫10.1 ℃，年平均降水量588.2 mm，年平均日照時數2511.6 h。

1.2 試驗設計

葡萄品種為提子葡萄，本試驗為單因素試驗設計，設置不同灌水下限 (M1:90%、M2：80%、M3：70%、CK：70%)，見表1，不同處理灌水上限一致，均為田間持水量。小區長15 m，寬10 m，面積為150 m2，試驗小區葡萄株距0.35 m、行距2.0 m。每個處理小區有8行葡萄，每行有26株葡萄，共計208株葡萄。試驗數據獲取時，每個小區隨機選擇植株生長基本相同的3棵葡萄進行觀測。

表1 土壤含水率控制下限(占田間持水量的百分比) %

灌溉系統的管路分干、支、毛三級。干管采用 Φ50PPR 管共53 m，支管采用 Φ32PE 管共60 m，毛管采用 Φ20 mm 的滴灌管帶共285 m，每個處理的干管和支管之間安裝閥門和水表，用于控制和計量水量。由于葡萄需水量較大，每行葡萄鋪設2條 Φ20 mm 滴灌管帶，滴頭間距為30 cm，工作壓力為0.15～0.25 MPa,單個滴頭流量為2.5 L/h左右。過濾器及施肥器安裝在滴灌主管路上，施肥時，將施肥器閥門打開，利用灌溉主管路負壓將肥料和水直接輸送到葡萄根部。

灌溉以深井水為灌溉水源，用潛水泵從深井把水提入大棚內的水箱，然后，輸入滴灌灌溉系統，這樣既能提高灌溉水的水溫，也能減少灌溉水的雜質，有利于提子葡萄植株的生長。

1.3 試驗內容

通過小區試驗觀測，探討大棚提子葡萄在滴灌條件下不同土壤含水量時的生長發育及產量情況。

試驗區大棚葡萄于2018年10月30日覆蓋草簾及棉被進入休眠期，休眠期20 d，11月19日開始緩慢升溫，12月19日進入葡萄萌芽生長期，2019年1月30日進入花期，5月13日成熟，從葡萄萌芽期開始至成熟期共146 d。按照葡萄不同生育階段對溫度和濕度的要求，生長期內應嚴格控制各生育階段大棚內溫度和濕度，見表2。

表2 大棚葡萄各生育階段溫濕度控制標準

各小區農業生產措施一致。每5 d進行一次土壤含水率觀測，其中，灌水前、灌水后加測一次。每個取土點測量土層深度為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm。同時，每10 d進行一次葡萄植株性狀調查。葡萄全生育期內滴灌處理灌溉水19次，對照區的渠道灌溉處理灌溉水13次，噴灑各種藥類10次，噴灑葉面肥5次。萌芽期開始，每次灌水都利用施肥器施葡萄專用肥1次。

1.4 指標測定

(1)土壤含水率。 采用烘干法進行土壤含水率的觀測，每個處理小區選擇3個觀測點進行觀測，每個點觀測深度分別為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm，每5 d觀測一次，其中，灌水前、灌水后、各生育階段始末加測一次。

(2)灌水量。 灌水量采用水表進行觀測，記錄每次灌水前后的水表讀數、灌水時間及灌水日期。

(3)植株生長性狀。 在試驗小區內每個處理選擇固定的3株葡萄為樣本，用直尺、游標卡尺進行株高及莖粗的觀測，取其平均數，每10 d觀測一次。

(4)地溫及灌溉水溫度。 地溫采用預埋曲管地溫表進行觀測，觀測深度為5 cm、15 cm和30 cm，逐日觀測；灌溉水溫度采用溫度計在灌水前進行觀測。

(5)果品質量及產量。 果品質量及產量在試驗小區葡萄收獲時進行實測。

1.5 數據分析

試驗數據分別采用單因素試驗設計模型單獨進行方差分析，使用DPS軟件實現。不同處理事后均值差異檢測采用最小顯著差法(LSD)，顯著性水平為P<0.05。采用Origin 2019進行作圖。

2 結果與分析

2.1 對葡萄灌水次數與灌水量的影響

各處理灌溉用水量見圖1。滴灌灌溉灌水量為M1：7550.70 m3/hm2、M2：6905.55 m3/hm2、M3：6583.20 m3/hm2，渠道灌溉灌水量(CK)：9904.95 m3/hm2；滴灌灌溉與渠道灌溉相比，三個處理分別節水23.77%、30.28%、33.54%。

圖1 不同處理方式下灌水量

滴灌灌溉平均日耗水強度M1為23.55 m3/hm2、M2為22.90 m3/hm2、M3為21.75 m3/hm2，渠道灌溉平均日耗水強度CK為31.65 m3/hm2。結果表明，滴灌灌溉與渠道灌溉相比，M1、M2、M3比CK平均日耗水強度分別減少25.59%、27.49%、31.28%，灌水指標差異均達到極顯著水平(P<0.01)。

試驗區大棚葡萄于2018年11月19日葡萄升溫開始，至2019年10月26日進入休眠期，生育期共計341 d，由于土壤含水量控制標準不同，導致灌水次數及灌水量的不同。葡萄全生育期內所有滴灌處理灌水19次，對照區的渠道灌溉處理灌水13次，渠道灌溉比滴灌灌溉灌水較多的M1多灌水156.95 m3，比滴灌灌溉灌水較少的M3多灌水221.45 m3。由此可見，與常規渠道灌溉相比，滴灌能夠有效節省農業用水。

2.2 對葡萄生長的影響

不同灌水下限對日光溫室葡萄的生理生長影響結果如圖2所示，滴灌灌溉與渠道灌溉植株基部莖粗相比，M1減少11.76%、M2增加7.32%、M3減少25.00%，由此發現，滴灌條件下M2的莖粗增長最大，有利于葡萄的生長發育情況。

圖2 不同處理方式下葡萄生長指標

葡萄植株新稍日生長量為M1:3.64 cm、M2：3.96 cm、M3:3.40 cm、CK:3.61 cm，與對照區的渠道灌溉植株新稍日生長量相比，滴灌灌溉M1增加0.83%、M2增加8.84%、M3減少5.82%，從最終的數據來看(M2>M1>CK>M3)，常規處理雖然高于其他處理，但差異并不顯著。滴灌條件下M2的新梢生長量最大，有利于葡萄的生長發育情況。M3與CK相比較，常規灌溉比滴灌更適宜葡萄生長發育，見表3。

表3 葡萄植株生育期始末基部莖粗觀測情況 cm

由表3可知，不論1月30日還是9月30日，對于莖粗，均為M1、M2大于CK，而M3低于CK，但對于莖粗增長量，只有M2大于CK(增大了7.9%)，而M1、M3分別相較對照組減小了10.5%、25.0%，因此，M2對葡萄的生長發育更有利，而在相同田間持水率下，常規灌溉下的葡萄莖粗增長量要高于其他處理。

2.3 對灌水量及土壤溫度的影響

土壤水分與土壤地溫直接影響葡萄植株生長。葡萄根際土壤是指葡萄植株根系分布范圍內的土壤，這里指葡萄植株根系0～60 cm深的根際土層。由于土壤中的水、肥、氣、熱等因素均以水來調節，因此，不同的土壤水分對土壤中的養分狀況、溫度等產生不同影響，導致葡萄植株生長出現差異，地溫較低對葡萄植株根系生命活動是不利的，見表4。

表4 提子葡萄灌水量與土壤地溫

續表4

因此，提高土壤地溫對葡萄植株生長發育有著重要意義。通過對灌水量與土壤地溫觀測結果來看，盡管用水箱作為灌溉水源，但灌溉后地溫仍低于灌溉前地溫。從最終的灌水數據與土壤溫差來看，常規處理高于其他處理，處理間達到顯著水平，灌水量與土壤溫差變化呈正相關，灌水越少土壤地溫相對變化越小，葡萄植株生長發育情況越好。因此，增加灌水次數，減少每次灌水量對葡萄植株的生長發育十分有利。

2.4 對葡萄果品質量和產量的影響

不同控水下限對葡萄含糖量的影響見圖3。葡萄的含糖量為M1：19.09%、M2:19.18%、M3:19.11%、CK:19.04%。由圖可知，不同灌水下限對葡萄含糖量影響顯著。M2含糖量顯著高于其他處理。滴灌灌溉葡萄的含糖量較對照區的渠道灌溉葡萄的含糖量分別增加了0.26%、0.73%、0.38%(P<0.05)，由此可見，適當增加田間持水率(M2)可以提高葡萄的果品質量，增加灌水量并不能提高葡萄的含糖量。

圖3 不同處理方式下植株葡萄的含糖量

滴灌灌溉葡萄產量M1:60.81 t/hm2、M2:64.14 t/hm2、M3:57.48 t/hm2，渠道灌溉葡萄產量CK:58.73 t/hm2。由圖4可知，不同灌水下限對葡萄產量影響顯著。與對照區的渠道灌溉葡萄產量相比，滴灌灌溉葡萄產量M1增加3.55%、M2增加9.23%、M3減少2.13%(P<0.05)。由此可見，適當增加田間持水率(M2)不僅對葡萄的產量產生影響，還可以提高其水分利用效率；過度灌水(CK)則會降低作物的水分利用效率。

圖4 不同處理方式下葡萄產量及水分利用效率

3 討 論

滴灌灌溉是將水通過滴灌系統及時向有限的土壤空間供給，使水均勻定量的濕潤作物根部區域，同時由于地膜的阻隔作用，使得棵間蒸發大為減少，可有效利用水分。韋彥等[1]研究表明，滴灌比常規灌溉增產11.6%，水分利用效率提高49.9%。本研究表明，滴灌與常規灌溉相比，水分利用效率較明顯提高，可達64.14%，結果較為相似。黃仲冬等[2]研究表明，滴灌可使土壤平均含水量保持在相對較低的水平，能顯著降低田間水分的深層滲漏，提高作物產量與品質，與本文結果一致。王永杰等[3]表明適時滴灌條件下，葡萄的產量均略低于常規滴灌。但水分利用效率高于常規滴灌，通過與本文分析結果相比，水分利用效率高于常規灌溉，但滴灌產量高于常規灌溉。龔萍等[4]研究也表明土壤含水量達到田間持水率范圍時，隨著灌水定額的增加而擴大，這與本文研究結果相一致。王永杰等[5]發現灌水周期影響下的土壤水分在生育期上具有累積效應，灌水周期短，灌水次數多，土壤水分能維持在較高水平，可通過調整灌水周期來改善葡萄生長需水關鍵期土壤水分狀況。從產量與灌水周期的角度，一定條件下，灌水周期長，灌溉定額小，生育期平均含水率較低的處理也可取得較高產量。以上研究結果和數據分析均表明，滴灌可明顯促進葡萄的生長，增加莖粗、株產、穗重，從而增加產量。此外，灌溉制度的優化能夠明顯使葡萄生長發育及產量得到改善，且不同土壤含水量時葡萄的果品質量不同，土壤含水率控制在田間持水率的80%時，在改善各個指標方面均為最佳，從而說明田間持水率80%(M2)最適宜葡萄的生長與增產。

4 結 論

提子葡萄滴灌與渠道灌溉的試驗結果表明，土壤含水率控制在田間持水率80%的M2，葡萄植株的生長發育情況、果品的質量及產量都好于M1、M3及CK，是最佳土壤含水量控制標準，其中：

(1)滴灌灌溉與渠道灌溉相比，平均日耗水強度M3>M2>M1>CK，滴灌灌溉比渠道灌溉節水效果更顯著，灌水量CK>M1>M2>M3。在滴灌條件下，M2(田間持水率為80%)水分利用率最高。

(2)滴灌條件下M2對于葡萄生長的促進效果最好。滴灌灌溉與渠道灌溉植株基部莖粗相比，M2>CK>M3>M1；滴灌灌溉與對照區的渠道灌溉植株新梢日生長量相比M2>M1>CK>M3。

(3)滴灌條件下M2能夠明顯提高葡萄果品質量及產量。滴灌灌溉葡萄的含糖量與對照區的渠道灌溉葡萄的含糖量相比，M2>M3>M1>CK；滴灌灌溉葡萄產量與對照區的渠道灌溉葡萄產量相比，M2>M1>CK>M3。

綜上，比較滴灌下三種不同灌水下限控制標準，M2是最適合在本地推廣的最佳土壤含水量控制標準。