在干旱地區(qū)，甜菜作為一種重要的糖料作物，對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著極為關(guān)鍵的作用。王榮華等學(xué)者在其撰寫的《關(guān)于新疆甜菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的調(diào)研報(bào)告》中，對(duì)新疆維吾爾自治區(qū)（以下簡稱“新疆”）甜菜產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了全面且深入的調(diào)研與分析，為人們深入理解甜菜在干旱區(qū)的重要地位提供了有力的參考依據(jù)。甜菜制糖產(chǎn)業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)支柱，涵蓋了種植、加工、銷售等環(huán)節(jié)，創(chuàng)造了大量就業(yè)崗位，有力地推動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。例如，新疆在推廣滴灌技術(shù)后，節(jié)水灌溉面積占比高達(dá)85%，農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收效果顯著。從種植環(huán)節(jié)來看，甜菜種植成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入的穩(wěn)定來源。農(nóng)民充分利用干旱地區(qū)有限的土地資源來種植甜菜，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在加工環(huán)節(jié)，甜菜制糖企業(yè)的發(fā)展不僅對(duì)當(dāng)?shù)毓I(yè)起到了促進(jìn)作用，還提升了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

甜菜的灌溉技術(shù)是否有效，直接決定了本地區(qū)甜菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，甜菜在旱區(qū)的水分利用效率尤為關(guān)鍵。滴灌和調(diào)虧灌溉技術(shù)在提升旱區(qū)甜菜用水效率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。學(xué)者楊偉在其研究中指出，滴灌技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)水利工程的節(jié)水灌溉方式，其在該領(lǐng)域的作用不容忽視。干旱區(qū)農(nóng)村的發(fā)展，特別是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長，高度依賴于水資源的有效管理與高效利用。甜菜作為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)作物，其種植技術(shù)的革新與推廣，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和鄉(xiāng)村治理能力提升的重要抓手。一方面，高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用（如滴灌與調(diào)虧灌溉等），能顯著降低甜菜生產(chǎn)的水資源成本，緩解用水矛盾。這對(duì)于水資源極度匱乏的干旱區(qū)農(nóng)村至關(guān)重要，是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)管理的基礎(chǔ)。另一方面，技術(shù)的推廣普及需要村級(jí)組織的有效協(xié)調(diào)與引導(dǎo)（如統(tǒng)一規(guī)劃滴灌設(shè)施布局、組織技術(shù)培訓(xùn)、調(diào)解用水糾紛等），這本身就是鄉(xiāng)村治理能力現(xiàn)代化的體現(xiàn)。更重要的是，節(jié)水灌溉帶來的產(chǎn)量穩(wěn)定與品質(zhì)提升，直接保障了農(nóng)民種植甜菜的經(jīng)濟(jì)收益；同時(shí)，制糖產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮創(chuàng)造了更多的本地就業(yè)機(jī)會(huì)（包括種植、加工、物流等），拓寬了農(nóng)民增收渠道，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)多元化和鄉(xiāng)村振興提供了有力支撐。因此，研究并推廣甜菜高效節(jié)水灌溉技術(shù)，其意義遠(yuǎn)不止于農(nóng)業(yè)技術(shù)本身，更是推動(dòng)干旱區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展、提升鄉(xiāng)村治理效能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

滴灌技術(shù)在干旱區(qū)甜菜種植中的應(yīng)用

滴灌系統(tǒng)的布置

甜菜作為重要的糖料作物，對(duì)水分的需求遵循特定規(guī)律。按甜菜生長需求精確地向植株基部輸送水滴的灌溉體系，有效減少了水量的蒸發(fā)、滲漏損失，從而大幅提升了水資源的利用效率。滴灌系統(tǒng)的合理布置需綜合考慮多方面因素。首先，需確定滴灌管的鋪設(shè)間隔和坡度，并結(jié)合土壤質(zhì)地、地形和自然條件，進(jìn)行水分的合理分布，以確保整個(gè)區(qū)域水分的均衡分布。其次，合理安排滴頭位置和流量，使每一株甜菜都能夠得到適當(dāng)?shù)乃止?yīng)，并結(jié)合甜菜的栽植密度和行距進(jìn)行優(yōu)化。最后，自動(dòng)化控制滴灌系統(tǒng)是提升灌溉效率的關(guān)鍵手段。通過安裝傳感器及控制器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控土壤含水率，并根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)滴水灌溉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。學(xué)者周生祥的研究為新疆地區(qū)甜菜種植中滴灌系統(tǒng)的合理布設(shè)提供了理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，探討了滴灌工程在新疆農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中的重要作用。

滴灌頻率對(duì)甜菜生長的影響

甜菜的滴灌頻率對(duì)旱區(qū)甜菜種植的生長表現(xiàn)具有顯著影響。優(yōu)化灌溉策略，提升甜菜產(chǎn)量和質(zhì)量，深入探討滴灌頻次與甜菜生長之間的關(guān)系，具有極其重要的價(jià)值。在新疆考察甜菜高產(chǎn)高效種植技術(shù)過程中，學(xué)者胡華兵發(fā)現(xiàn)，甜菜根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力會(huì)受到影響，土壤的水分狀態(tài)會(huì)因滴灌頻率的不同而改變。土壤在滴灌頻率較高的情況下，能保持較為穩(wěn)定的濕潤狀態(tài)，為甜菜根系提供理想的生長環(huán)境，從而促進(jìn)其根系生長發(fā)育。根系是直接影響甜菜生長性能的關(guān)鍵器官，負(fù)責(zé)吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)。發(fā)達(dá)的根系能更有效地吸收土壤中的養(yǎng)分，為莖、葉提供足夠的物質(zhì)支撐，使其生長更加旺盛，提高光合作用效率，進(jìn)而促進(jìn)甜菜光合產(chǎn)物的積累，有助于更好地吸收土壤中的營養(yǎng)。但滴灌次數(shù)過多，就有可能造成土壤通氣性變差，使甜菜根系缺氧，對(duì)其正常生理機(jī)能造成影響，甚至產(chǎn)生生長抑制作用。此外，土壤濕度過大不僅威脅甜菜的健康生長，還可能增加病蟲害的發(fā)生概率。反之，滴灌次數(shù)過少，土壤含水量波動(dòng)將顯著增大。在干旱時(shí)期，甜菜葉片會(huì)出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，生長速度減緩，甚至可能因缺水而受到生長限制。長期缺水不僅會(huì)干擾甜菜的生理過程，導(dǎo)致其光合作用和呼吸效率下降，最終還會(huì)對(duì)甜菜的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

滴灌量對(duì)甜菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

甜菜在干旱地區(qū)的產(chǎn)量和質(zhì)量受滴灌技術(shù)的影響極為顯著。在新疆甜菜高產(chǎn)高效種植技術(shù)研究中，胡華兵重點(diǎn)分析了甜菜滴灌量與產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系。作為旱區(qū)重點(diǎn)糖料作物，甜菜的生長對(duì)水分需求極為敏感，滿足其水分需求的核心是對(duì)滴灌的精確控制。甜菜系統(tǒng)在滴灌適宜的情況下能有效吸收水分和養(yǎng)分，從而使植株茁壯成長，顯著提升葉片的光合作用效率，有利于光合物的積累，為增產(chǎn)提供有力的支撐。從產(chǎn)量上看，滴灌可合理調(diào)控甜菜塊根的生長分量，通過適當(dāng)供給水分，既能滿足甜菜生長的生理需求，又能避免水分過多帶來的不利影響，從而有效促進(jìn)塊根膨大，顯著提升單位面積產(chǎn)量。然而，滴灌量不足會(huì)導(dǎo)致甜菜因缺水而生長受限、塊根發(fā)育不良，進(jìn)而引起產(chǎn)量下降。相反，滴灌過量則會(huì)造成水資源的浪費(fèi)，甚至引發(fā)土壤積水，影響根部呼吸，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量造成反作用。

調(diào)虧灌溉技術(shù)的原理和應(yīng)用

調(diào)虧灌溉技術(shù)的原理

調(diào)虧灌溉技術(shù)是一種節(jié)水灌溉策略，在干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有很大的潛力。其核心思想是通過在作物特定生育階段實(shí)行水分適度不足，使水分利用效率達(dá)到最佳化。在干旱地區(qū)，制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸就是水資源的稀缺。如何在水資源有限的情況下保證甜菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，是甜菜這一重要糖料作物急需解決的重要課題。在此背景下，調(diào)虧灌溉技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)的原理基于作物的生理特性以及對(duì)水分的需求而設(shè)計(jì)。為使作物能夠承受一定程度的水分壓力，在作物生長的特定階段，故意降低灌溉水量。這種適度的水分不足，不僅不會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生理調(diào)節(jié)機(jī)制產(chǎn)生不可逆的危害，反而會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。例如，作物通過調(diào)整根系生長和分布，增強(qiáng)其吸收水分和養(yǎng)分的能力；同時(shí)，減少地上部分的營養(yǎng)生長，將更多的光合產(chǎn)物分配至生殖生長，以提高作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。在甜菜種植中，合理應(yīng)用灌溉技術(shù)，能夠在甜菜生長狀態(tài)良好且糖分積累較高的情況下，避免水分供應(yīng)過剩。通過對(duì)水分供應(yīng)的精確控制，也能減少不必要的水分蒸發(fā)和跑冒滴漏，顯著提升水分利用效率。這不僅有助于緩解干旱地區(qū)面臨的缺水壓力，而且能提高甜菜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展能力，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

不同生育期調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜生理特性的影響

實(shí)施調(diào)虧灌溉在旱區(qū)種植甜菜時(shí)，其生理特點(diǎn)在不同生長期內(nèi)均表現(xiàn)出顯著影響。掌握甜菜的生長規(guī)律，優(yōu)化灌溉策略，對(duì)深入了解這些影響至關(guān)重要。胡華兵在新疆考察甜菜高產(chǎn)高效種植技術(shù)期間，就不同生育期調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜生理特點(diǎn)的作用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。第一，在甜菜幼苗階段，進(jìn)行調(diào)虧灌溉，能夠調(diào)節(jié)植株自身的生理活動(dòng)，以適應(yīng)水分脅迫。具體表現(xiàn)為葉片的氣孔導(dǎo)率降低，從而減少水分散失，并相應(yīng)降低光合效率。但這一調(diào)控機(jī)制也會(huì)促使植株根系更深地進(jìn)入土壤，增強(qiáng)其吸水能力，進(jìn)而提升抗旱能力。第二，灌溉在甜菜進(jìn)入茂盛生長時(shí)期，對(duì)其生理特點(diǎn)的調(diào)節(jié)作用愈加復(fù)雜。甜菜此時(shí)生長旺盛，對(duì)水分有較大的需求。適度的調(diào)虧灌溉會(huì)引發(fā)植株生長和代謝過程中的調(diào)節(jié)效應(yīng)，這是由于脫落酸含量增加，導(dǎo)致甜菜體內(nèi)激素平衡發(fā)生改變。同時(shí)，葉片的葉綠素含量可能降低，進(jìn)而影響光合作用效率。然而，這種改變?cè)谝欢ǔ潭壬夏軌虮苊庖蛑仓晟L過旺而造成水分和養(yǎng)分的過度消耗，從而使植株更加穩(wěn)健地生長。第三，在塊根膨大的時(shí)期，調(diào)虧灌溉在甜菜的塊根中，會(huì)直接影響到塊根生長，影響糖分蓄積。適當(dāng)?shù)乃痔澣?，能促使甜菜在塊根上分配更多的光合產(chǎn)物，從而增加塊根中的糖分。但是，如果水分不足，就有可能造成塊根生長受限，最終導(dǎo)致產(chǎn)量的降低。綜上所述，不同生育期實(shí)施的調(diào)虧灌溉會(huì)對(duì)甜菜生長發(fā)育產(chǎn)生影響，這主要是因?yàn)樵摯胧?huì)改變甜菜的氣孔導(dǎo)度、光合作用、激素平衡等生理特性，進(jìn)而對(duì)根部生長產(chǎn)生作用。這些研究結(jié)果，為干旱區(qū)甜菜的節(jié)水高效種植提供了理論上的重要依據(jù)。

調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜根系發(fā)育的作用

在旱區(qū)甜菜種植中，調(diào)虧灌溉作為一種高效節(jié)水灌溉技術(shù)，對(duì)根系發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用。合理應(yīng)用調(diào)節(jié)灌溉，能夠有效提升甜菜根系對(duì)水分和營養(yǎng)成分的吸收效率，從而促進(jìn)甜菜的整體生長。在新疆考察甜菜高產(chǎn)高效種植技術(shù)時(shí)，胡華兵指出，調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜根系的生長發(fā)育具有顯著的刺激效果。在干旱的脅迫條件下，甜菜根系為增強(qiáng)獲取水分和營養(yǎng)物質(zhì)的能力，會(huì)經(jīng)歷一系列的適應(yīng)性變化。實(shí)施調(diào)虧灌溉時(shí)，土壤含水量減少，甜菜根系會(huì)增加根系的生長量和根冠比，以獲得更多的水分。根系將向更深、更廣的方向拓展，吸收土壤中的水分及營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高其吸收效率。此外，調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜根系形態(tài)具有顯著的正面影響。適當(dāng)?shù)乃植蛔銜?huì)造成根系的分支增多、表面積擴(kuò)大，進(jìn)而增加根系與土體的接觸面積，提升根系的吸收和養(yǎng)分?jǐn)z取能力。同時(shí)，調(diào)虧灌溉在一定程度上還可以增強(qiáng)根系的生命力，使根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)更加有效。然而，調(diào)虧澆灌的實(shí)施對(duì)其程度和時(shí)機(jī)的把握至關(guān)重要。如果水分虧缺過多或在生育期不適當(dāng)?shù)那闆r下進(jìn)行調(diào)虧灌溉，就有可能對(duì)甜菜根系造成不可逆的損傷，使根系的正常生長和功能受到影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，為充分發(fā)揮其積極作用，實(shí)現(xiàn)旱區(qū)甜菜高效節(jié)水種植，必須根據(jù)甜菜的生長特點(diǎn)和土壤條件，科學(xué)制訂調(diào)虧灌溉方案。

調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜水分利用效率的影響

調(diào)虧灌溉技術(shù)的核心在于通過在作物生長的關(guān)鍵階段實(shí)施適度的水分虧缺，從而優(yōu)化作物的水分利用效率。對(duì)于甜菜種植而言，提升水分利用效率正是該技術(shù)應(yīng)用的重要目標(biāo)之一。已有研究對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)分析。胡華兵在研究新疆甜菜高產(chǎn)高效種植技術(shù)時(shí)，重點(diǎn)分析了調(diào)虧灌溉對(duì)甜菜水分利用效率的作用。在干旱地區(qū)，水資源的稀缺性使得提高水分利用效率成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)虧灌溉通過精準(zhǔn)調(diào)控甜菜不同生育期的水分供應(yīng)，避免了不必要的水分浪費(fèi)。適度減少水分供應(yīng)在特定生育階段，能夠有效促進(jìn)甜菜根系的發(fā)育，同時(shí)提升其對(duì)水分的吸收力和利用率。甜菜憑借自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，能夠適應(yīng)水分變化。在甜菜特定的生長期進(jìn)行調(diào)虧灌溉時(shí)，它將優(yōu)化自己的生長策略，在根系生長、水分吸收等方面使用更多的能量，讓水分利用效率更高。這種水資源利用效率的提升，直接降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了農(nóng)民的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和種植收益，是干旱區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。

甜菜作為一種重要的糖料作物，其種植高度依賴高效的節(jié)水灌溉技術(shù)，而滴灌與調(diào)虧灌溉技術(shù)已被證明是提升用水效率的有效手段。然而，目前對(duì)于不同品種甜菜在這些灌溉技術(shù)下的適應(yīng)性研究仍然較少。通過滴灌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的精準(zhǔn)噴灑，既降低了農(nóng)藥投放量，還降低了對(duì)環(huán)境的污染，并顯著提升了防治效果。在調(diào)虧灌溉過程中，甜菜的生長狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這可能會(huì)對(duì)病蟲害的發(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生一定影響。因此，將節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣納入鄉(xiāng)村治理和水資源管理整體框架，探索建立適應(yīng)干旱區(qū)農(nóng)村特點(diǎn)的技術(shù)推廣、設(shè)施維護(hù)和用水協(xié)調(diào)機(jī)制是十分必要的。

中國博士后科學(xué)基金（2023M740980）；新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項(xiàng)（2022A02003-6）；新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023B02024-1-1）。

（作者單位：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院）