焦文娟

（水利部新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊83000）

農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革在全國的推廣對進一步優(yōu)化我國的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、 增加農(nóng)民收入有重要意義。 相比過去以大豆、玉米、小麥為主要種植作物的種植模式，提高經(jīng)濟作物的種植面積、產(chǎn)量、質(zhì)量等已經(jīng)成為多個地區(qū)推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑。 在農(nóng)作物種植過程中， 水資源是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素，因此積極發(fā)展“節(jié)水灌溉、科學(xué)種植”是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本特點。

1 項目區(qū)概況

新疆塔城地區(qū)通過對市場需求分析， 近幾年逐漸轉(zhuǎn)型擴大特色高效經(jīng)濟作物種植面積， 其中辣椒種植僅在2019年就新增種植面積0.27萬hm2， 總面積超過2.13萬hm2。該地區(qū)水資源較為缺乏，膜下滴灌也在較早被推廣，但最佳灌溉方式?jīng)]有統(tǒng)一形成，因此本項目主要對該內(nèi)容進行分析。

2 試驗地塊及灌溉方式設(shè)計

（1）本項目選取新疆塔城地區(qū)一塊地作為試驗地塊，灌溉方式為膜下滴灌，對照組為覆膜管灌。 其中膜下滴灌植株種植間距如圖1。

圖1 膜下滴灌辣椒種植模式示意圖

（2）膜下滴灌共設(shè)計了3種不同的灌溉方式，為保證結(jié)果準(zhǔn)確性，每種灌溉方式又設(shè)計了相同的3個地塊；覆膜管灌設(shè)計了1種灌溉方式，也設(shè)計了相同的3個地塊。 因此試驗地塊共12個， 每個地塊面積0.07 hm2。 灌溉及種植方式如表1［1］。

表1 灌溉及種植方式設(shè)計

（3）本項目種植品種為“大板椒”，作適合辣醬原料。 試驗地塊的土壤基本參數(shù)如表2。 在種植前給試驗地塊統(tǒng)一施底肥，標(biāo)準(zhǔn)如下：磷銨225kg/hm2、鉀肥150kg/hm2、尿素375kg/hm2［2］。

表2 試驗地塊土壤基本參數(shù)

3 不同灌溉方式對辣椒生長情況影響分析

3.1 指標(biāo)

3.1.1 生長指標(biāo)測定方法

（1）株高。 在每個地塊中選取5株處于平均長勢的植株， 利用卷尺對其進行測量（頸基到生長點頂部），在不同的5個生育期階段均測量1次。

（2）葉面積系數(shù)。 計算如式（1）［3］，測量工作同株高一起進行。其中以中脈作為葉片標(biāo)準(zhǔn)長度，葉片最寬處作為葉片標(biāo)準(zhǔn)寬度。

（3）干物質(zhì)總量。在不同的生育期內(nèi)，各選取5個植株剪取地面以上部分，將葉片、干莖、果實分類剪下，采用烘干法得到干物質(zhì)總量。

3.1.2 不同灌溉方式下辣椒株高對比

在一定范圍內(nèi)，株高與辣椒生長狀況、品質(zhì)、產(chǎn)量等指標(biāo)呈正比關(guān)系， 但同時株高增大也會耗費更多的肥料及灌溉水資源，導(dǎo)致種植成本增大，因此并不是株高越大越好［4］。 不同灌溉及種植方式對辣椒株高影響曲線如圖2［5］。

圖2 不同灌溉及種植方式對辣椒株高影響曲線

由圖2可知：①辣椒株高成長總體呈“S”曲線，總體耗肥量一致；②株高同灌水定額呈正相關(guān)，DG1株高最小，CK最大，兩者相差2cm左右；③DG2、DG3與CK株高基本無差別。 單從這方面考慮，灌溉方式優(yōu)劣排序為：DG2＞DG3＞DG1。

3.1.3 不同灌溉方式下辣椒葉面積系數(shù)對比

在一定范圍內(nèi)， 葉面積系數(shù)與光合作用強度正相關(guān)， 最終會影響辣椒產(chǎn)量， 但同時葉面積系數(shù)越大，會給植株通風(fēng)及透光性帶來不良影響，反而會影響總體光合作用量［6］。 不同灌溉及種植方式對辣椒葉面積系數(shù)影響曲線如圖3。

圖3 不同灌溉及種植方式對辣椒葉面積系數(shù)影響曲線

由圖3可知：①辣椒葉面積系數(shù)總體呈“S”曲線，但從6月下旬開始，各方式差距逐漸增大；②葉面積系數(shù)同灌水定額呈正相關(guān)，DG1最小，CK最大， 兩者相差0.7左右；③DG2、DG3與CK葉面積系數(shù)差距基本維持在0.3以內(nèi)。 單從這方面考慮，灌溉方式優(yōu)劣排序為：DG3＞DG2＞DG1。

3.1.4 不同灌溉方式下辣椒干物質(zhì)總量對比

干物質(zhì)能夠反映辣椒的生長狀況，與辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)呈正相關(guān)［7］。 不同灌溉及種植方式對辣椒干物質(zhì)總量影響曲線如圖4。

圖4 不同灌溉及種植方式對辣椒干物質(zhì)總量影響曲線

總量總體呈“S”曲線，但從6月下旬開始，各方式差距逐漸增大， 在7～8月之間，DG1同其他方式存在較大差別， 但最后DG1、DG3、CK三種方式干物質(zhì)總量一致，均明顯落后于DG2，可以看出DG2在成熟期結(jié)實率最高。 單從這方面考慮， 灌溉方式優(yōu)劣排序為：DG2＞DG3＞DG1。

3.2 不同灌溉方式對辣椒品質(zhì)及產(chǎn)量影響分析

3.2.1 不同灌溉方式對辣椒營養(yǎng)品質(zhì)影響分析

辣椒的營養(yǎng)品質(zhì)是決定價值的重要因素之一，本項目評價營養(yǎng)品質(zhì)主要從“維C、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)”三方面進行分析［8］。 通過試驗室對辣椒取樣處理和測定，結(jié)果如表3。

表3 不同灌溉方式下辣椒營養(yǎng)品質(zhì)含量

由表3可知： ①分析維C含量，DG2＞DG3＞CK＞DG1； ②分析可溶性糖含量，DG2＞CK＞DG3＞DG1；③分析可溶性蛋白質(zhì)含量，DG2＞DG1＞CK＞DG3。 從這方面分析，灌溉方式優(yōu)劣排序為：DG2＞DG3＞DG1。

3.2.2 不同灌溉方式對辣椒產(chǎn)量影響分析

辣椒產(chǎn)量是最重要的指標(biāo)之一， 也對確定最佳灌溉方式有著決定性作用。圖5反映了不同灌溉方式對辣椒產(chǎn)量的影響。

圖5 不同灌溉方式下辣椒產(chǎn)量

由圖5可知：①辣椒產(chǎn)量與灌水量并不呈正相關(guān)，DG2＞DG3＞DG1＞CK。究其原因，灌水量過大會促進植株生長，吸取了過多營養(yǎng)；②膜下滴灌方式產(chǎn)量均大于覆膜管灌，充分說明了該灌溉方式的先進性。 從這方面分析，灌溉方式優(yōu)劣排序為：DG2＞DG3＞DG1。

4 膜下滴灌編號DG2灌溉制度的設(shè)計

通過對比分析，DG2灌溉方式各方面表現(xiàn)均良好，因此可確定將DG2作為推薦灌溉方式推廣，下面對其具體灌溉制度進行設(shè)計。

4.1 辣椒全生育期耗水規(guī)律分析

在此根據(jù)“水量平衡法”來計算辣椒在全生育期各個階段的耗水量及耗水強度，其中蒸騰量ET計算公式如式（2）［9］。 參考其他學(xué)者研究成果可知：不同生育期辣椒耗水量不同， 從苗期至最后成熟期，耗水量一般遵循“先增后減”規(guī)律。 通過試驗室測定，DG2條件下辣椒不同生育期耗水規(guī)律如表4［10］。

式中 i為土壤層編號；n為研究范圍內(nèi)的土壤總層數(shù)；ri為第i層土壤干容重（g/cm3）；Hi為第i層土壤厚度（cm）；Wi1，Wi2分別為第i層土壤時段末、始的含水率；M為時段內(nèi)的總灌溉量（mm）；P為時段內(nèi)的降水量（mm）。

表4 DG2下辣椒不同生育期耗水量

4.2 灌溉制度設(shè)計

根據(jù)DG2 條件下， 辣椒全育期灌水定額為3525m3/hm2，結(jié)合其耗水規(guī)律，各生育期的灌溉水定額分配及灌水次數(shù)如表5， 推薦各條件相似區(qū)域按照該灌溉制度對辣椒實行灌溉，可兼顧節(jié)水和經(jīng)濟效益兩個因素。

表5 DG2條件下灌溉制度設(shè)計

續(xù)表5

5 結(jié)語

通過本文分析研究可知： 膜下滴灌并不是灌溉水量越多，辣椒種植綜合經(jīng)濟效益越好。 節(jié)水灌溉工程是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水利建設(shè)的重要內(nèi)容， 其中渠道和管道是“硬件設(shè)施”，而科學(xué)的灌溉方式及制度是“軟件程序”，兩者缺一不可。 因為涉及到作物種類、土壤條件等很多因素影響， 灌溉方式和制度設(shè)計比硬件建設(shè)復(fù)雜很多。 所以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須要應(yīng)用科學(xué)手段作指導(dǎo)，逐漸擺脫粗放型作業(yè)方式。