向艷艷，黃運(yùn)湘*，龍懷玉，龍泉，張楊珠

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

水分是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因子，通過探索不同水分條件對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、水分利用效率以及產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，以期發(fā)展高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)一直是國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)研究的重點(diǎn)[1-3]。辣椒是我國(guó)廣泛栽培的蔬菜作物之一，屬1年生或多年生草本植物，為淺根系作物，環(huán)境抗逆性差，水分虧缺和過度灌溉都不利于其生長(zhǎng)[4]。我國(guó)水資源時(shí)空分布的不均導(dǎo)致南方地區(qū)辣椒設(shè)施栽培和露地栽培中，普遍存在過量用水和灌溉不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致產(chǎn)量降低和水分利用效率低下。在不影響產(chǎn)量前提下，研究高效節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具重要意義。

負(fù)壓灌溉作為一種新型的給水灌溉技術(shù)，其原理是將滲水器埋入土壤中，隨著作物對(duì)土壤水分的吸收，土水勢(shì)降低至負(fù)壓發(fā)生器的水勢(shì)時(shí)，水即從儲(chǔ)水器經(jīng)過負(fù)壓滲水器流向土壤，使植物連續(xù)主動(dòng)從灌水器中獲得生長(zhǎng)所需水分，減少土壤水分的深層滲漏和地表蒸發(fā)損失。與傳統(tǒng)的溝灌、洼灌、漫灌相比明顯具有節(jié)水效果，灌溉過程中無(wú)需提供動(dòng)力設(shè)備，與改進(jìn)的噴灌、滴灌、微噴等灌溉技術(shù)相比具有節(jié)能、高效率、易管理及自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)[5-7]，有利于水肥一體化農(nóng)業(yè)技術(shù)的實(shí)施。

自20世紀(jì)末期，國(guó)外學(xué)者較完整地提出利用基質(zhì)勢(shì)吸水理論發(fā)展負(fù)壓灌溉的試驗(yàn)方法[8]。越來越多研究探討負(fù)壓灌溉的水分利用效率和對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。Nishihara等[9]和Li等[10]研究表明，負(fù)壓灌溉條件下菠菜和番茄產(chǎn)量和水分利用效率與常規(guī)澆灌和滴灌相比均有顯著提高。李邵等[11]研究了不同供水吸力對(duì)溫室黃瓜產(chǎn)量與水分利用效率的影響，結(jié)果表明供水負(fù)水頭為-5.0 kPa下產(chǎn)量顯著高于-1.0 kPa、-11.0 kPa和-13.0 kPa處理；-7.0 kPa下水分利用效率是-1.0 kPa處理的6倍，較其他處理提高2.0%～23.3%。肖海強(qiáng)等[12]研究表明-10.0～-20.0 kPa負(fù)壓灌溉可促進(jìn)煙株干物質(zhì)積累，并使烤煙全生育期節(jié)水22.1%～47.2%，水分利用效率提高1.53～2.57 g/kg。黃楚瑜等[13]通過探討-5.0～-10.0 kPa負(fù)壓灌溉對(duì)小白菜產(chǎn)量和土壤水分的影響，結(jié)果顯示-10.0 kPa負(fù)壓下獲得較高水分利用效率。馬艷華等[14]通過研究-5.0～-15.0 kPa水肥耦合下辣椒產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示-5.0 kPa下更有利于提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。

眾多研究表明負(fù)壓灌溉不僅能實(shí)現(xiàn)作物的高效節(jié)水，而且能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，起到增產(chǎn)的效果[15-16]，負(fù)壓灌溉對(duì)辣椒水分利用效率的研究報(bào)道少見。因此，本研究應(yīng)用龍懷玉課題組研制的負(fù)壓灌溉裝置[17-18]，分析-5.0～-15.0 kPa給水條件下辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育和水分利用效率，以期篩選出適合辣椒生長(zhǎng)的給水負(fù)壓值，為科學(xué)的水分管理提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與供試作物

供試土壤取自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校區(qū)內(nèi)的潮菜園土和紅菜園土。潮菜園土發(fā)育于近代河流沖積物，土壤質(zhì)地為粉砂質(zhì)黏壤土，顆粒組成為306 g/kg的砂粒（2～0.02 mm），487 g/kg的粉砂粒（0.02～0.002 mm）和206 g/kg的黏粒（＜0.002 mm）。紅菜園土發(fā)育于第四紀(jì)紅土母質(zhì)，土壤質(zhì)地為壤質(zhì)黏土，顆粒組成為292 g/kg的砂粒，391 g/kg的粉砂粒和316 g/kg的黏粒。采集0～20 cm耕作層土壤，土壤采回后經(jīng)風(fēng)干、錘碎、過5 mm篩、混勻備用，土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of tested soil

供試作物為辣椒（Capsicum annuumL.），品種為興蔬綠燕，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜研究所提供。

1.2 負(fù)壓灌溉裝置

負(fù)壓灌溉裝置由負(fù)壓發(fā)生器（h）、儲(chǔ)水器（f）、滲水器（b）、輸水管道系統(tǒng)（c）4個(gè)部分組成（圖1），工作原理見龍懷玉等[18]專利。

圖1 負(fù)壓灌溉裝置示意圖Fig. 1 The diagrammatic sketch of a negative pressure irrigation equipment

負(fù)壓發(fā)生器采用重液式負(fù)壓閥[19]，包括U形管以及負(fù)壓調(diào)節(jié)管，負(fù)壓調(diào)節(jié)管連通U形管兩側(cè)管壁；U形管的右側(cè)管與儲(chǔ)水器相連通，左側(cè)管與大氣相通；U形管及負(fù)壓調(diào)節(jié)管（負(fù)壓調(diào)節(jié)管上方為負(fù)壓室）內(nèi)充注有液體。在儲(chǔ)水器充滿灌溉水且密封注水口后，在負(fù)壓灌溉剛開始時(shí)負(fù)壓室內(nèi)的氣壓與外界大氣壓相等，U形管和負(fù)壓調(diào)節(jié)管內(nèi)的液體面處于相同的高度；隨著灌溉的進(jìn)行，由于土壤的吸水，負(fù)壓室內(nèi)的部分空氣經(jīng)進(jìn)氣管道（g）進(jìn)入儲(chǔ)水器，氣壓下降，U形管左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升，形成液體高度差，由于整個(gè)裝置是密封的，與儲(chǔ)水器相連通的U形管的右側(cè)管負(fù)壓室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)與U形管內(nèi)充注的液體高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和等于大氣壓；儲(chǔ)水器里灌溉水持續(xù)減少，負(fù)壓室內(nèi)氣壓減小，外界空氣通過i口進(jìn)入負(fù)壓室，使負(fù)壓室內(nèi)氣壓增大直至負(fù)壓室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)與U形管內(nèi)充注的液體高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和等于大氣壓。在整個(gè)灌溉過程中，負(fù)壓調(diào)節(jié)管液體高度差保持恒定，使得設(shè)定負(fù)壓值維持在負(fù)壓調(diào)節(jié)管內(nèi)液體形成的靜壓力。由于負(fù)壓灌溉裝置整個(gè)系統(tǒng)壓強(qiáng)維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)氣管道（g）和輸水管道（c）內(nèi)壓強(qiáng)相等，作物供水依靠土壤與陶土管之間的水勢(shì)梯度差。

儲(chǔ)水器為密封性良好的圓柱形PVC桶（內(nèi)徑190 mm，高500 mm），桶上裝有水位觀測(cè)管。滲水器為多孔陶土管（內(nèi)徑10 mm，外徑18 mm，長(zhǎng)230 mm）；試驗(yàn)布置前測(cè)定陶土管在大氣壓下的滲水速率，選擇滲水速率相近的陶土管進(jìn)行安裝和試驗(yàn)；滲水器埋于2棵辣椒苗之間，距離土表10 cm深處，略向下傾斜，以利于陶土管內(nèi)空氣排出。輸水管為透明的有機(jī)塑料軟管，連接滲水器與儲(chǔ)水器。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

試驗(yàn)采用土壤盆栽試驗(yàn)的方法，于2016年4—8月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土肥高效利用試驗(yàn)基地溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)給水負(fù)壓處理，處理1：-5.0 kPa；處理2：-10.0 kPa；處理3：-15.0 kPa。每處理重復(fù)3次。

選用裝12 kg風(fēng)干土的橡膠桶進(jìn)行土壤盆栽試驗(yàn)，桶底直徑24 cm、桶口直徑34 cm、高25 cm。施肥量按每1 kg土施N 0.24 g，P2O50.12 g、K2O 0.24 g計(jì)算，肥源分別為尿素、磷酸二氫鉀和硫酸鉀。肥料在土壤裝盆時(shí)與土壤充分混勻后一次施入，保持土壤水分至田間持水量。2016年5月4日選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的辣椒幼苗移至連接有負(fù)壓調(diào)控裝置的橡膠桶中，每桶移栽2棵，對(duì)稱分布在陶土管兩側(cè)。負(fù)壓灌溉裝置灌滿水至水位管“0”刻度處，當(dāng)水位降至最低刻度線時(shí)，立即進(jìn)行補(bǔ)水，辣椒全生育期補(bǔ)水1～2次。

辣椒生長(zhǎng)期進(jìn)行常規(guī)管理，觀察其生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，記錄苗期（5月4日—6月2日）、開花座果期（6月3日—6月14日）、結(jié)果期（6月15日—7月21日）的時(shí)間。每間隔3 d記載辣椒株高、儲(chǔ)水桶水位下降深度。辣椒灌溉量即為耗水量，依據(jù)儲(chǔ)水桶水位下降深度計(jì)算耗水量。辣椒果實(shí)于綠熟至轉(zhuǎn)色時(shí)進(jìn)行采收，共采收6次，累計(jì)計(jì)產(chǎn)，7月21日采收完畢，結(jié)束試驗(yàn)。

1.4 采樣與分析測(cè)定

選擇8個(gè)辣椒果實(shí)鮮樣測(cè)定單果質(zhì)量、果長(zhǎng)和果徑等外形指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)束前使用土鉆采取陶土管兩側(cè)5 cm范圍內(nèi)0～20 cm土樣，每重復(fù)采集3個(gè)點(diǎn)，混合后取40 g左右土壤裝入鋁盒測(cè)定質(zhì)量含水量，計(jì)算土壤相對(duì)含水量。

單果質(zhì)量采用天平稱重；果長(zhǎng)采用皮尺測(cè)量；果徑采用游標(biāo)卡尺測(cè)定辣椒最大處直徑。土壤基本理化性質(zhì)采用常規(guī)分析方法測(cè)定[20]，土壤含水量采用烘干法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

耗水量和水分利用效率計(jì)算方法為：

式中：S代表儲(chǔ)水桶底面積（cm2），h代表水位下降深度（cm）；DW代表辣椒果實(shí)干重（g），ET代表耗水量（kg），WUE即為消耗單位水量所生產(chǎn)的果實(shí)干質(zhì)量（g/kg）。

采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS Statistics 17.0進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同給水負(fù)壓的土壤水分含量

2種供試土壤，隨著給水負(fù)壓值的降低，土壤相對(duì)含水量隨之下降，處理間達(dá)顯著差異水平。潮菜園土處理1和處理2顯著高于處理3，紅菜園土處理1顯著高于處理2和處理3（表2）。處理1條件下，潮菜園土相對(duì)含水量61.6%，紅菜園60.5%，辣椒生長(zhǎng)發(fā)育良好。

表2 不同給水負(fù)壓處理土壤含水量Table 2 Soil water contents under different water supply of negative pressures treatments

相同給水負(fù)壓，潮菜園土含水量高于紅菜園土，高出19.3%～43.6%。這與2種土壤的基本性質(zhì)和持水特性差異有關(guān)，潮菜園土有機(jī)質(zhì)含量高，土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)較好，田間持水量高于紅菜園土（表1），其所能維持的較穩(wěn)定的土壤水分含量亦高。

2.2 不同給水負(fù)壓對(duì)辣椒生長(zhǎng)的影響

2種供試土壤，辣椒株高、產(chǎn)量和掛果數(shù)均以處理1最高，其中，產(chǎn)量和掛果數(shù)顯著高于處理2和處理3（表3）。果長(zhǎng)、果徑和單果重，潮菜園土以處理2最高，顯著高于處理3，與處理1之間無(wú)顯著差異，紅菜園土各處理之間差異不顯著。

相同給水負(fù)壓，潮菜園土辣椒產(chǎn)量、掛果數(shù)、單果質(zhì)量、果長(zhǎng)和果徑均高于紅菜園土。處理1下，辣椒產(chǎn)量、掛果數(shù)分別較紅菜園土高80.7%和6.6%；處理2下分別高143.5%和71.7%；處理3下分別高165.3%和82.5%。潮菜園土辣椒產(chǎn)量和掛果數(shù)較紅菜園土的增加率隨給水負(fù)壓值的降低而升高。

2.3 不同給水負(fù)壓處理耗水量和水分利用效率

隨著辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育，累計(jì)耗水量逐漸增加，各處理之間達(dá)差異顯著水平。2種供試土壤均以處理1最高，潮菜園土顯著大于處理3，紅菜園土顯著大于處理2和處理3（圖2）。處理1給水負(fù)壓下，2種土壤累計(jì)耗水量接近，處理2和處理3潮菜園土明顯高于紅菜園土，這與潮菜園土肥力水平高，生物產(chǎn)量大，植物蒸發(fā)量增加有關(guān)。

從階段耗水量和耗水強(qiáng)度看（表4），以苗期耗水量和耗水強(qiáng)度最低，開花座果期和結(jié)果期耗水量和耗水強(qiáng)度明顯增加。不同試驗(yàn)處理辣椒結(jié)果期耗水量最多，占全生育期耗水量的61.56%～83.70%，處理1下潮菜園土為13.5 dm3，顯著大于處理3，紅菜園土為12.4 dm3，顯著大于處理2和處理3。耗水強(qiáng)度潮菜園土表現(xiàn)為開花座果期＞結(jié)果期＞苗期，紅菜園土表現(xiàn)為結(jié)果期＞開花座果期＞苗期。其中，辣椒開花座果期，處理1條件下潮菜園土和紅菜園土耗水強(qiáng)度分別為0.403 dm3/d和0.293 dm3/d，較處理2高15.14%和64.61%，是處理3的1.59和3.33倍；在結(jié)果期，處理1下2種土壤耗水強(qiáng)度分別為0.365 dm3/d和0.335dm3/d，較處理2高16.99%和46.29%，是處理3的1.80和2.03倍。

表3 不同給水負(fù)壓處理對(duì)辣椒生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和外形指標(biāo)的影響Table 3 The growth, yield and shape indexes of pepper under different water supply of negative pressure treatments

圖2 不同給水負(fù)壓處理累積耗水量Fig 2 Cumulative water consumption of different water supply of negative pressure treatments

2種供試土壤的水分利用效率均隨給水負(fù)壓值的降低而降低，以處理1顯著高于處理3（圖3）；處理1條件下，潮菜園土和紅菜園土的水分利用效率分別為2.14 g/kg和1.69 g/kg，較處理3提高42.67%和59.43%。潮菜園土的水分利用效率高于紅菜園土，-5.0～-15.0 kPa處理，潮菜園土的水分利用效率較紅菜園土高26.6%～42.5%。

表4 不同給水負(fù)壓處理辣椒各生育期耗水量和耗水強(qiáng)度Table 4 Water consumption and water consumption intensity of various growth stages under different water supply of negative pressure treatments

圖3 不同給水負(fù)壓處理水分利用效率Fig. 3 Water use efficiency of capsicum under different water supply of negative pressures treatments

3 討論

水是作物生長(zhǎng)發(fā)育的最基本條件，土壤水分過少會(huì)使作物遭受干旱，過多則由于土壤環(huán)境缺氧，導(dǎo)致作物根系生長(zhǎng)不良[21]。本研究表明，2種供試土壤，-5.0 kPa負(fù)壓條件下，土壤相對(duì)含水量穩(wěn)定在60%左右，辣椒生長(zhǎng)發(fā)育良好，維持較高產(chǎn)量水平。劉佳等[22]研究表明60%土壤相對(duì)含水量處理較80%和40%處理明顯促進(jìn)辣椒生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累；彭強(qiáng)等[23]研究表明土壤含水量為田間持水量的70%～85%時(shí)，辣椒產(chǎn)量最高，55%～70%時(shí)，辣椒品質(zhì)和水分利用效率指標(biāo)均達(dá)到最大。孫華銀等[24]研究表明適當(dāng)控制土壤水分至65%田間持水量，既避免水分過飽和對(duì)植株損傷，又可提高葉片捕獲和利用光的能力，調(diào)節(jié)光合速率，減少蒸騰損失。本研究-10.0 kPa負(fù)壓條件下，土壤含水量降低，產(chǎn)量顯著降低，其中，潮菜園土-10.0 kPa處理果形指標(biāo)最好，土壤相對(duì)含水量在55%左右，處于輕度水分脅迫狀態(tài)，李毅杰等[25]研究表明適度干旱逆境可以顯著提高果實(shí)果形指數(shù)。-15.0 kPa負(fù)壓條件下，2種土壤相對(duì)含水量在40%左右，處于中度水分脅迫，辣椒植株長(zhǎng)勢(shì)受到抑制，其各指標(biāo)相應(yīng)下降。如何調(diào)控適宜負(fù)壓值平衡高產(chǎn)與改善品質(zhì)、優(yōu)化果實(shí)形態(tài)，有待進(jìn)一步研究。

作物的生長(zhǎng)發(fā)育是一個(gè)連續(xù)的過程，水分需求呈現(xiàn)明顯的階段性[26]。從本研究辣椒階段耗水情況看，辣椒苗期需水較少，氣溫低，土面蒸發(fā)少，故耗水量少，開花座果以后，辣椒同時(shí)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，需水量增加，氣溫逐漸升高，耗水量明顯增加，耗水量符合作物生長(zhǎng)需水規(guī)律；有研究表明，長(zhǎng)期過高的水分易引起植株徒長(zhǎng)，對(duì)下一階段的生殖生長(zhǎng)造成不利影響，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期適度控制水分，生殖生長(zhǎng)期會(huì)產(chǎn)生一定的補(bǔ)償效應(yīng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成[27]；利用適宜負(fù)壓灌溉平衡調(diào)控辣椒不同生育階段的供水量，一方面減輕水分虧缺和過量灌溉的矛盾，另一方面植株苗期生長(zhǎng)控制較低供水水平，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

有研究表明適宜負(fù)壓灌溉能有效提高水分利用效率，一方面由于負(fù)壓控制下陶土頭滲水濕潤(rùn)范圍集中在根部一定區(qū)域，土壤表層處于較干燥狀態(tài)[28]，較其他棚室蔬菜灌溉設(shè)施相比，可明顯減少土面蒸發(fā)；另一方面，負(fù)壓灌溉平穩(wěn)地維持土壤水分狀況，保持了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤有效水含量。胡化廣等[29]研究表明適宜的土壤結(jié)構(gòu)、均衡的土壤養(yǎng)分在一定程度上改善了作物的水分關(guān)系，提高了滲透調(diào)節(jié)能力和氣孔調(diào)節(jié)能力，從而提高群體的水分利用效率。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示-5.0 kPa給水負(fù)壓條件下，水分利用效率最高，與李邵等[11]對(duì)黃瓜的研究結(jié)果較為一致。李生平等[30-31]研究-5.0～-15.0 kPa負(fù)壓灌溉下黃瓜水分利用效率，結(jié)果表明在水氮互作效應(yīng)下，以-15.0 kPa處理最高，僅供水水平單因子條件下以-5.0 kPa處理最高；邊云等[32]研究表明負(fù)壓灌溉下，菠菜水分利用效率隨給水負(fù)壓的降低而增大。本研究條件下辣椒水分利用效率隨給水負(fù)壓的降低而降低，-10.0～-15.0 kPa負(fù)壓給水，水分利用效率明顯低于-5.0 kPa處理，與前人研究結(jié)果有不同，一方面可能由于辣椒結(jié)果期正值南方夏季高溫季節(jié)，相比秋冬季菠菜生長(zhǎng)對(duì)水分需求更大，-10.0～-15.0 kPa負(fù)壓給水，雖然耗水量明顯減少，但土壤水分不能滿足辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育，產(chǎn)量顯著降低，水分利用效率隨之降低；另一方面水肥互作的試驗(yàn)條件能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，顯著影響水分利用效率[33]。

潮菜園土和紅菜園土是南方地區(qū)典型的蔬菜土壤，本研究表明，在相同的給水負(fù)壓條件下，辣椒產(chǎn)量、生長(zhǎng)狀況和水分利用效率潮菜園土均優(yōu)于紅菜園土，這與潮菜園土較好的理化性質(zhì)和肥力條件有關(guān)。相同水分條件，具有較好肥力水平的土壤可促進(jìn)作物水肥耦合效應(yīng)，提高水分和養(yǎng)分利用效率。王鵬勃等[34]研究表明，同一灌溉水平下，充足的養(yǎng)分供應(yīng)具有明顯的調(diào)水作用，一方面促進(jìn)根系發(fā)育，提高根系的吸水功能；另一方面通過改善葉片的光合能力，有利于植株群體根、莖、葉的協(xié)調(diào)發(fā)展，減少棵間蒸發(fā)量，提高耗水的生物轉(zhuǎn)化率，利于干物質(zhì)生產(chǎn)，從而有效提高產(chǎn)量和灌溉水分利用效率。

負(fù)壓灌溉可實(shí)現(xiàn)植物連續(xù)自動(dòng)地從土壤中獲取水分，是一種先進(jìn)的灌溉技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注和研究。其關(guān)鍵技術(shù)主要有2個(gè)，一是負(fù)壓發(fā)生器，二是滲水器。目前研制和應(yīng)用的負(fù)壓發(fā)生器有懸掛水柱法、負(fù)壓泵持續(xù)抽氣法、水柱調(diào)壓法、電磁閥開關(guān)法等。相較于其他負(fù)壓發(fā)生器，重液式負(fù)壓閥有著體積小，控壓精準(zhǔn)持久，便于田間安裝和應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)[19]。滲水器是負(fù)壓灌溉系統(tǒng)中較為重要的裝置之一，目前多采用陶瓷制品，陶瓷材料有很好的滲水性能，但易破碎、價(jià)格高。降低裝置成本是推動(dòng)負(fù)壓灌溉在大田生產(chǎn)中應(yīng)用的首要因素。

4 結(jié)論

研究表明，-5.0～-15.0 kPa負(fù)壓給水條件，-5.0 kPa負(fù)壓調(diào)控下土壤水分條件更適合辣椒生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)指標(biāo)達(dá)較優(yōu)水平，產(chǎn)量提高50.61%～284.01%；平衡不同生育時(shí)期耗水量和耗水強(qiáng)度，水分利用效率高18.23%～59.43%。在南方地區(qū)春季栽培辣椒，推薦-5.0 kPa負(fù)壓值進(jìn)行灌溉有利于獲得較高產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)水分高效利用。相同給水負(fù)壓條件，潮菜園土栽培明顯優(yōu)于紅菜園土。

由于試驗(yàn)條件的限制，本研究?jī)H設(shè)計(jì)3個(gè)給水負(fù)壓值，-15.0 kPa負(fù)壓灌溉下土壤含水量不能滿足辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育，辣椒各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)明顯處于劣勢(shì)，下一步研究可考慮降低負(fù)壓下限值的設(shè)置，設(shè)為-10.0 kPa，提高負(fù)壓上限值至-2.0 kPa，并以常規(guī)灌溉或滴灌作為對(duì)照，比較適宜負(fù)壓灌溉下作物水分和養(yǎng)分的提高效率。