孫 放
(昌圖縣水利事物服務中心,遼寧 昌圖 112599)
遼西地區(qū)是遼寧省雜糧的主要產(chǎn)地[1],雜糧生產(chǎn)也是當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要支撐。遼寧西部地區(qū)屬半干旱地區(qū),多年平均降水量不足500 mm,由于干旱缺水,遼西地區(qū)時常發(fā)生旱災,雜糧產(chǎn)量也因此受到制約。近年來,節(jié)水灌溉在遼西地區(qū)發(fā)展迅速,微噴灌等新型節(jié)水灌溉技術在遼西地區(qū)被廣泛應用[2-3],特別是“節(jié)水增糧行動”實施以來,微噴灌溉面積不斷增加,緩解了干旱缺水對當?shù)剞r(nóng)業(yè)的嚴重影響,確保了當?shù)氐募Z食產(chǎn)量。然而,微噴灌溉技術在遼西地區(qū)缺乏相應的灌溉制度,使得其節(jié)水灌溉效益不能充分發(fā)揮。因此,本文以花生為研究對象,通過灌溉試驗,確定遼西地區(qū)花生微噴灌溉的控制灌溉制度。
試驗地點位于遼寧省阜新市的彰武縣,該地區(qū)為半干早區(qū)季風大陸性氣候,多年平均降雨量不足430 mm,土壤為砂壤土,容重為1.39 g/cm3。
1.2.1 農(nóng)藝措施
試驗于2019 年~2020 年進行,花生品種為阜花12,采用單壟種植模式,行距50 cm,株距20 cm,播種深度5 cm,每穴2 粒。
1.2.2 灌溉方式
采用壓片式微噴帶設備對花生進行灌溉,利用控制灌溉理論,根據(jù)花生生長發(fā)育規(guī)律,把花生整個生育期分為苗期、開花下針期、結莢期和莢果成熟期四個生育階段,各生育階段控制灌溉下限為田間持水量(以下簡稱田持)的60%,灌水上限為田持的90%。
1.2.3 計算方法
采用水利平衡公示計算每次的灌水量。節(jié)水灌溉制度是在天然降水條件下,根據(jù)作物生長規(guī)律,用盡可能少的水量獲得較大效益的灌溉制度。同一作物在不同的灌溉制度影響下,耗水也呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。作物耗水量包括作為蒸騰、棵間蒸發(fā)以及構成作物本身的水量?;ㄉ镩g耗水量由水量平衡公示計算:
式中:ET 為階段耗水量,mm;ΔW 為100 cm 深度內(nèi)土壤出水量的變化量,mm;P 為時段內(nèi)降雨量,mm;I 為時段內(nèi)灌水量,mm;SC 為時段內(nèi)地下水補給量,mm;DP 為時段內(nèi)深層滲漏量,mm。
項目區(qū)的地下水位埋深較深,忽略地下水不計量,并且沒有深層滲漏量,因此,SC 和DP 均為0。
根據(jù)水量平衡公式和試驗觀測結果,計算出花生各生育階段的日均耗水量見表1。
表1 不同處理花生各生育期日均耗水量 單位:mm/d
從表1 可以看出,在花生生長的苗期日耗水量為2.72 mm/d;到了花生的開花下針期,各水分處理的花生耗水量的差異開始變得明顯,日耗水量為4.03 mm/d;結莢期是花生整個生育期中日均耗水量最多的生育期,日耗水量為4.85 mm/d;到了花生的莢果成熟期,日耗水量逐漸減少,為2.93 mm/d。當灌水量較多時,花生的耗水量會相應變大。直觀地觀察花生耗水變化趨勢,其規(guī)律基本呈中間高,兩頭低,苗期和莢果成熟期耗水較弱,開花下針期和結莢期耗水強度較大。花生的這種需水特性與其生理生態(tài)發(fā)育和氣象因素的影響有密切關系。苗期耗水強度最小,該階段環(huán)境溫度低,作物葉面積指數(shù)小,蒸騰量和棵間蒸發(fā)量都較小;到了開花下針期,環(huán)境溫度顯著升高,作物葉面積指數(shù)也逐漸增大,蒸騰量和棵間蒸發(fā)量都逐漸增大,并在結莢期達到頂峰,此時葉面積指數(shù)最大,作物蒸騰量也最大,加之果實形成需要大量水分,故此階段耗水量最大;隨著成熟期臨近,葉片逐漸老化脫落,葉面積指數(shù)減小,環(huán)境溫度也逐漸降低,日耗水量也逐漸回落。
表2 給出了試驗中花生不同處理的灌溉制度、耗水量、產(chǎn)量以及水分生產(chǎn)率的數(shù)值。根據(jù)2019 年~2020 年的試驗,花生各生育期的灌水量、需水量、需水強度進行了統(tǒng)計,統(tǒng)計結果見表3。
表2 花生灌溉灌水次數(shù)、灌水量與產(chǎn)量表
表3 花生各生育時期需水量表
從花生各生育時期需水量來看,從苗期至莢果成熟期總需水量為364.5 mm,階段需水量,苗期最少,只占生育期需水量10.8%,開花下針期最多,占生育期需水量32.2%,結莢期、莢果成熟期兩生育時期次之,分別占生育期需水量30.6%和26.3%。整個生育期日需水強度為2.9 mm/d,其中苗期最小,為1.2 mm/d,結莢期最大,為4.5 mm/d,開花下針期和莢果成熟期小于結莢期,分別為3.8 mm/d 和2.5 mm/d。各生育期日需水強度與日耗水量呈現(xiàn)相同的變化趨勢,耗水量大,需水量也大。
根據(jù)多年降水頻率分析,將項目區(qū)的多年降水資料進行排頻,并結合2019 年~2020 年的花生微噴灌溉試驗,得到在75%灌溉保證率下降水量約為210 mm,結合2019 年~2020 年玉米各生育期的需水量,得出花生的灌溉制度見表4。其節(jié)水灌溉制度為:花生一共灌5 水,分別為開花下針期灌水2 次,單次灌水定額為29 mm,生育期共灌水58 mm;結莢期灌水3次,單次灌水定額為32 mm,生育期共灌水96mm;全生育期灌溉定額為154 mm,折算成畝均灌水量為102.7 m3。
表4 花生微噴灌溉制度(75%)
(1)花生日均耗水量耗水規(guī)律呈先升高后降低的總體趨勢,苗期和莢果成熟期由于葉面積指數(shù)小、環(huán)境溫度低,耗水強度較?。婚_花下針期和結莢期葉面積指數(shù)較大、環(huán)境溫度較高,耗水強度較大。
(2)從各生育時期需水量來看,開花下針期最多,結莢期、莢果成熟期兩生育時期次之,苗期最少。
(3)花生在75%灌溉保證率下節(jié)水灌溉制度為:一共灌5 水,全生育期灌溉定額為154 mm,折算成畝均灌水量為102.7 m3。