韓彥龍，劉恩科，張 偉，姜春霞，張冬梅，劉化濤，張小寧

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030006）

滴灌是一種較為先進的灌水方式和節(jié)水灌溉技術(shù)，能減少水分下滲，有效地將水分、養(yǎng)分運輸?shù)阶魑锔?，從而提高水分利用效率[1-2]。地膜覆蓋栽培種植技術(shù)在我國旱作農(nóng)業(yè)區(qū)被廣泛應(yīng)用，有增溫保墑、使作物提早成熟、增加產(chǎn)量等作用[3-5]，而膜下滴灌是將先進的滴灌技術(shù)與覆膜種植技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，已有的研究和示范推廣顯示，膜下滴灌技術(shù)具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)作用[6-7]。結(jié)合集雨蓄水工程，將有限的降水量合理集蓄，再利用膜下滴灌技術(shù)在作物不同生育階段進行合理調(diào)配，可實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用[8-9]。

菜豆（Phaseolus vulgaris）在我國栽培普遍，其在蔬菜生產(chǎn)和供應(yīng)中占有重要地位。因其栽培效益好，在山西省中北部旱地覆膜栽培研究面積較大[10-12]。但目前關(guān)于大田旱地菜豆覆膜栽培多集中于栽培管理技術(shù)方面，覆膜滴灌條件下的旱地菜豆水分高效利用方面的研究尚未見報道。

本試驗在膜下滴灌條件下，研究不同滴灌水量對旱地菜豆耗水量、水分利用效率和產(chǎn)量的影響，旨在為旱地菜豆膜下滴灌的應(yīng)用提供一定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2010年5—9月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心河村旱作節(jié)水試驗基地進行。試驗區(qū)位于山西省太原市陽曲縣凌井店鄉(xiāng)河村，海拔1 270 m，年平均氣溫6～7℃，年平均降雨量441.2 mm，年無霜期120 d。試驗地土壤為黃土質(zhì)淡褐土性土，土層深厚。耕作層有機質(zhì)含量為12.45 g/kg、全氮為 0.69 g/kg、速效磷為 7.93 mg/kg、速效鉀為119.34 mg/kg，容重為1.17 g/cm3。前茬作物為玉米。整地前施 N225kg/hm2，P2O5150kg/hm2，K2O150 kg/hm2作基肥。

1.2 供試材料

供試菜豆品種為天馬95-33架豆王。品種特點是中熟、蔓生、莢至完熟無筋無纖維，覆膜種植，株行距0.50 m×0.60 m，每穴1株。嫩莢充分變大，莢內(nèi)略有種子時為最佳采摘時期。

滴灌材料是北京綠源塑料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，外徑16mm、壁厚0.6mm、滴頭間距0.3 m，首部安裝水表控制滴灌水量。

1.3 試驗方法

試驗共設(shè)5個處理（表1），每個處理3次重復(fù)，每重復(fù)1個小區(qū)，小區(qū)面積5.0 m×4.0 m，隨機排列。

表1 旱地菜豆不同生育時期的滴灌水量 m3/hm2

1.4 測定項目及方法

1.4.1 土壤水分測定 每小區(qū)定位地埋中子管，用CPN-503中子儀測定0～1.8 m內(nèi)每20 cm的土壤層含水量。試驗開始后每隔10 d測定一次，每次滴灌前加測一次。

根據(jù)水量平衡方程ET＝I＋P－SW（ET為耗水量，I為灌水量，P為降水量，SW為土壤貯水量）計算耗水量（mm）。根據(jù)方程WUE＝Y(jié)/TET（WUE為水分利用效率，Y為產(chǎn)量，TET為總耗水量）計算水分利用效率。

1.4.2 降水量測定 應(yīng)用氣象站自動記錄整個生育期內(nèi)降水量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)均采用DPS和Excel軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滴灌水量對旱地菜豆各生育階段耗水量的影響

不同階段的耗水量反映各生育期的需水規(guī)律和需水特性[13]。從表2可以看出，不同滴灌水量條件下，旱地菜豆各生育期耗水量不同，且隨著滴灌水量的增加而增大；在旱地菜豆整個生長周期中，中后期耗水量高于前期，依次為結(jié)莢盛花期＞始花期＞抽蔓期＞苗期，結(jié)莢盛花期耗水量最大，其中，T5處理耗水最高，達207.1 mm。這主要是由于旱地菜豆盛莢期正值7月至8月上旬，時間較長，植株茂盛，葉片蒸騰強烈，而且開花、結(jié)莢和側(cè)枝抽蔓并進，水分和養(yǎng)分需求強烈；在始花期，花芽萌芽開始分化，植株莖蔓營養(yǎng)生長旺盛，耗水量也較高；而抽蔓期和苗期持續(xù)時間較短，植株相對嬌小，需水、耗水量較低。說明在旱地菜豆生產(chǎn)中，進入開花期后尤其是結(jié)莢盛花期是菜豆獲得高產(chǎn)的水分關(guān)鍵期要加大灌水量，而在菜豆生長前期，耗水量小，可適當控制水分供給。

表2 不同滴灌水量下旱地菜豆各生育階段耗水量的變化

2.2 不同滴灌水量對旱地菜豆總耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率的影響

從表3可以看出，在旱地菜豆整個生長期內(nèi)，不同滴灌水量處理對旱地菜豆總耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率的影響差異顯著，且耗水量隨滴灌水量的增加而呈增加的趨勢，不滴灌水的T0處理總耗水量最少，為273.4 mm；滴灌水量最大的T5處理總耗水量最大，達364.6 mm，比處理 T1，T2，T3，T4 分別提高 22.8%，20.8%，11.3%，3.8%。從表3還可以看出，不適宜的滴灌水量均不利于產(chǎn)量和水分利用效率的增加，T3處理的水分利用效率和產(chǎn)量均最高，分別達到80.8 kg/（mm·hm2）和26 456.2 kg/hm2，比其他灌水處理T1，T2，T4，T5的水分利用效率分別提高29.7%，16.8%，11.3%，20.7%，產(chǎn)量分別提高29.1%，15.0%，3.9%，8.6%。

表3 不同滴灌水量下旱地菜豆總耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率

2.3 膜下滴灌條件下，旱地菜豆產(chǎn)量和水分利用效率與總耗水量間的關(guān)系

從圖1可以看出，旱地菜豆產(chǎn)量和水分利用效率與生育期總耗水量之間均呈2次曲線關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.945 8，0.867 4，均達到0.01極顯著相關(guān)水平；產(chǎn)量和水分利用效率均基本隨著滴灌水量的增加而增加，但當灌水量增加到一定值時，產(chǎn)量和水分利用效率分別達到極大值，此后滴灌水量繼續(xù)增加，產(chǎn)量和水分利用效率反而下降。

2.4 膜下滴灌條件下，旱地菜豆的日均耗水規(guī)律

從圖2可以看出，旱地菜豆在整個生育期中對土壤水分的日消耗強度變化均呈線性增加，不同滴灌量處理下趨勢相同，從抽蔓后期開始日耗水量明顯增大，日均耗水強度為2.00 mm/d，表明從菜豆抽蔓開始應(yīng)適當加強水分供給；到結(jié)莢開花盛期，日平均耗水強度最高，達4.71 mm/d，此期間菜豆耗水量大，如缺水將會對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響。

3 結(jié)論與討論

本試驗通過研究膜下滴灌條件下不同滴灌量對旱地菜豆產(chǎn)量、耗水量、水分利用效率的影響，結(jié)果表明，旱地菜豆從抽蔓后期日耗水量開始明顯增大，日均耗水強度為2.00 mm/d；到結(jié)莢盛花期，日平均耗水強度最高可達4.71 mm/d，并且在旱地菜豆整個生育階段中，結(jié)莢盛花期耗水量最大，可達207.1 mm，說明旱地菜豆生產(chǎn)中，從抽蔓后期就應(yīng)加強水分管理供給，到結(jié)莢盛花期，應(yīng)加大補灌水量，防止缺水引起對產(chǎn)量的不利影響。在整個生育期中，適宜的滴灌水量可得到較高的產(chǎn)量和水分利用效率，滴灌水量為330 m3/hm2時，產(chǎn)量和水分利用效率均最高，分別達26 456.2 kg/hm2和80.8 kg/（mm·hm2），此滴灌量可作為旱地菜豆膜下滴灌高產(chǎn)種植的一種指導(dǎo)。

［1］Fekadu，Yohames，Tadesse T.Effects of drip and furrow irrigation and plant spacing on yield of tomato at Dire Dawa.Ethiopia[J].Agricultural Water Management，1998，35（3）：201-207.

［2］劉明池，劉向莉.不同灌溉方式對番茄生長和產(chǎn)量的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2005，20（1）：93-95.

［3］蔡煥杰.大田作物膜下滴灌的理論與應(yīng)用[M].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2003.

［4］Tiwari K N，Mal P K，Singh R M，et a1.Response of okra to drip irrigation under mulch and non-mulch conditions[J].Agricultttral Water Management，1998，38（2）：91-102.

［5］劉富強，張智芳，云庭，等.旱地地膜覆蓋對馬鈴薯生物產(chǎn)量及商品薯率的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2009（3）：20-21.

［6］邵光成，蔡煥杰，吳磊，等.新疆大田膜下滴灌的發(fā)展前景[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2001，19（3）：122-127.

［7］劉戰(zhàn)東，肖俊夫，郎景波，等.灌溉模式對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，41（4）：12-14，19.

［8］崔遠來，李遠華.作物缺水條件下灌溉供水量最優(yōu)分配[J].水利學(xué)報，1997（3）：37-42.

［9］段玉，妥德寶，趙沛義，等.黃土高原北部壟膜溝植田間集雨

高效栽培技術(shù)研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2006，21（專輯）：44-47.［10］中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所.中國蔬菜栽培學(xué) [M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1993.

［11］劉恩科，韓彥龍，張冬梅，等.旱地菜豆“三早三優(yōu)”綜合栽培技術(shù)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（8）：115-116.

［12］鄭少文，邢國明，聶紅玫.有機肥施肥量及施肥方式對菜豆生長和產(chǎn)量的影響[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14（10）：59-61.

［13］賈永國，張雙寶，徐淑貞，等.滴灌條件下不同供水方式對日光溫室桃樹耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2007，22（2）：111-114.