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        工業(yè)番茄滴灌條件下灌溉制度與需水規(guī)律研究

        2018-01-01 00:00:00劉超峰王芳周雪英
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年5期

        【摘要】通過三年研究可以看出,工業(yè)番茄近三年的產(chǎn)量均隨著灌水量的增加而增加,但當(dāng)灌水量超過3900m3/hm2時(shí),產(chǎn)量隨灌水量增大均曾下降趨勢。灌溉定額為3900 m3/hm2的處理,產(chǎn)量最高為181280 kg/hm2,相對(duì)其它處理,水分生產(chǎn)系數(shù)較高,同時(shí)兼?zhèn)湓霎a(chǎn)節(jié)水的目的,為最優(yōu)灌溉定額。苗期需水900 m3/hm2,花果期2175 m3/hm2,成熟期825 m3/hm2。

        【關(guān)鍵詞】加工番茄;灌溉制度;需水規(guī)律

        一、研究內(nèi)容

        1.1目的意義

        水是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可替代的重要資源。我國屬于嚴(yán)重缺水國家之一[1]。新疆巴州缺水是個(gè)不爭的事實(shí),再加上用水方式粗狂[2] 水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,進(jìn)一步加劇了水資源緊張。采取節(jié)水灌溉技術(shù)及模式,不僅可以減少農(nóng)業(yè)用水中不同環(huán)節(jié)上的水量浪費(fèi),提高灌溉水的利用率和生產(chǎn)率,有效解決農(nóng)業(yè)水資源的短缺問題[3].

        1.2研究對(duì)象和方法

        本課題供試品種:為石番15號(hào),試驗(yàn)地地勢平坦,土壤質(zhì)地為下潮灰潮土,pH值8.5;試驗(yàn)于2009年4月初育苗,4月23日移栽定植。

        土壤水分測定采用烘干法,每小區(qū)設(shè)3點(diǎn),在每次灌水前及灌水結(jié)束一天后,取土深度為1 m,每隔20cm測定土壤含水量。作物實(shí)際耗水量根據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范》(SL13-90)規(guī)定,用水量平衡法[4]計(jì)算確定。

        本試驗(yàn)為大田滴灌試驗(yàn),滴灌用水為井水。試驗(yàn)地面積32.5畝分為4個(gè)滴灌區(qū),各滴灌區(qū)面積分別為8.24畝、8.24畝、8.24畝和2.24畝。每個(gè)滴灌區(qū)由一條支管控制滴水,選用邊縫式滴灌帶,在進(jìn)口處安裝滴灌系統(tǒng)的首端,主要包括水壓表、水量計(jì)量表、過濾器和施肥裝置,使用潛水泵供水,設(shè)4個(gè)滴灌處理,大試驗(yàn)小樣本,設(shè)2個(gè)重復(fù), 全部為單毛管滴灌,各處理的灌溉方案如表1、2所示。

        表1工業(yè)番茄各滴灌處理滴水方案(處理1~4)

        處理

        代號(hào)

        滴水

        次數(shù)

        總滴

        水量滴水時(shí)間

        4-

        225-

        115-

        226-

        26-

        106-

        186-

        267-

        37-

        107-

        177-

        248-

        18

        88-

        15

        處理114180m3403679999141618151312

        處理214220m34048811111212182125201614

        處理314260m3404101013131616222527262018

        處理414300m3406111115152020262933282422

        二、研究結(jié)果分析

        1、不同水分處理下工業(yè)番茄各生育階段的耗水特點(diǎn)

        耗水模系數(shù)是指作物在某一生育階段耗水量占整個(gè)生育期總耗水量的百分?jǐn)?shù),它表明了作物各生育階段需水量占總需水量的權(quán)重程度,而各生育階段需水量的多少是決定灌水時(shí)期和灌水量分配的重要依據(jù)。耗水模系數(shù)的大小主要受日耗水量和生育階段長短兩個(gè)因素的影響,它不僅反映出了作物各生育階段的需水特性與要求,也反映出不同生育階段對(duì)水分的敏感程度和灌溉的重要性。

        利用水量平衡方程式計(jì)算了加工番茄各個(gè)階段和全生育期的灌水量與耗水量,結(jié)果見表1-2與圖1–1、2,可以看出,耗水量受灌水量的影響較大,耗水量隨灌水量的增加而增加。從各生育階段看,除結(jié)果后期之外,各處理在各階段的耗水量均大于灌水量,但同一處理在各生育階段的耗水量與灌水量差值不同。例如,處理4在苗期的耗水量與灌水量差值較小,而在開花著果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期的值大。這主要是因?yàn)楹乃坎坏芄嗨康挠绊?,而且也受番茄生育階段與該階段的氣象條件有關(guān)。

        番茄的開花著果期是在6月2日~7月2日,此階段的降雨量僅為5.3mm,日平均氣溫和最高氣溫卻分別高達(dá)25.4℃,蒸發(fā)強(qiáng)烈,再加上此階段為番茄營養(yǎng)生長的旺期,階段耗水量相應(yīng)比其它生育期都大。而在結(jié)果后期,氣溫也開始逐漸下降,蒸發(fā)減少,此時(shí)番茄已由生殖生長旺期轉(zhuǎn)入收獲期,植株的生理功能減退,耗水量相比較小。

        圖1-2給出了工業(yè)番茄的需水規(guī)律,結(jié)合表1-1和圖1-1中可以看出,開花結(jié)果期的耗水量占整個(gè)生育期總量的比例40%以上,其次為結(jié)果盛期、苗期和結(jié)果后期。這一方面是因?yàn)殚_花著果期的耗水強(qiáng)度較大,需水旺盛。工業(yè)番茄全生育期內(nèi)不同生育階段,結(jié)果期是茄群體結(jié)構(gòu)最大、植株生長最旺盛、葉面積最大、蒸發(fā)和蒸騰都最大的時(shí)期,因而決定該時(shí)期耗水量最大,處理3最多為573.8mm/畝。苗期和結(jié)果后期耗水量和耗水模數(shù)較小,因?yàn)槊缙谥仓瓯容^小;結(jié)果后期,部分葉片衰老脫落,果實(shí)成熟,這2個(gè)生育期相對(duì)蒸騰量不大,需要水分較少。

        2、工業(yè)番茄各生育階段作物系數(shù)Kci的確定

        依據(jù)工業(yè)番茄的生長習(xí)性將工業(yè)番茄的生育階段劃分為4個(gè)生育階段(n=4),即:移栽后苗期、開花結(jié)果期、結(jié)果盛期、結(jié)果后期。作物系數(shù)Kci是作物本身生理學(xué)特性的反映,它與作物種類、品種生育期、作物的群體葉面積指數(shù)有關(guān)。

        但在較適宜的土壤水分條件下,作物能達(dá)高產(chǎn)潛力時(shí)的作物系數(shù)主要隨生育階段而變化。對(duì)于某一地區(qū)的作物系數(shù)需由當(dāng)?shù)氐淖魑镄杷吭囼?yàn)資料獲得,且一般要有3年以上的資料,才能較好代表當(dāng)?shù)氐那闆r。

        根據(jù)之前加工番茄生育期的劃分,并依據(jù)2010年生育期內(nèi)的實(shí)測氣象資料,采用上述公式計(jì)算加工番茄各生育階段內(nèi)每天的ETo,經(jīng)平均后得階段的參考作物蒸騰蒸發(fā)量ETo,結(jié)果如表4-3所示,從表中可以看出工業(yè)番茄在開花結(jié)果期的作物系數(shù)較大,值為2.1,在結(jié)果后期的作物系數(shù)為1.6,苗期的最小為0.9。說明加工番茄在開花著果期滴灌的騰發(fā)量大于參考作物的騰發(fā)量,在苗期與參考作物的基本相當(dāng)。

        3、焉耆盆地工業(yè)番茄全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)

        經(jīng)過2009年、2010年和2011年三年連續(xù)的不同水分處理工業(yè)番茄試驗(yàn),可得工業(yè)番茄全生育期內(nèi)的灌水量、耗水量與產(chǎn)量的關(guān)系見表圖5–1、2,從中可以看出,加工番茄產(chǎn)量隨著全生育期耗水量的增加而增加,和灌水量與產(chǎn)量的關(guān)系相同,耗水量與產(chǎn)量之間也遵循報(bào)酬遞減原則,即隨著耗水量的增加,單方水的收益逐漸降低,當(dāng)耗水量達(dá)到一定程度時(shí),產(chǎn)量不但不會(huì)增加,反而有所降低。經(jīng)對(duì)耗水量與產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析表明,產(chǎn)量和全生育期耗水量之間存在非線性擬合關(guān)系,其關(guān)系式為:y =-0.0373x2+251.47x-278336,R2=0.7709,說明用耗水量作為自變量求解產(chǎn)量與供水量的關(guān)系,使用非線性模型模擬比用灌水量為自變量具有更好的模擬值,也更加接近于實(shí)際情況。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉昌明,何希吾.中國21世紀(jì)水問題研究[M].北京:科學(xué)出版社,1996

        [2] 孫建芬新疆巴州水資源狀況及水資源利用存在的問題及建議[J]. 水利建設(shè)與管理2010, 5:78-80

        [3]胡毓騏,李英能.華北地區(qū)節(jié)水型農(nóng)業(yè)技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1995

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