干旱区水分调控对滴灌葡萄耗水特征及产量的影响.pdf

年第 期水利技术监督理论研究:/干旱区水分调控对滴灌葡萄耗水特征及产量的影响王泽源 王多平 张兴旺(兰州资源环境职业技术大学 甘肃 兰州)摘要:水资源短缺是影响干旱区林果业发展的重要制约因素 滴灌是目前干旱区葡萄栽培的最重要节水灌溉技术之一 文章为探究干旱区滴灌不同灌水量对土壤贮水量、土壤耗水量、产量及水分利用效率和灌溉水利用效率的影响 采用大流量/滴灌栽培不同灌水处理(灌水定额分别为 )以沟灌为对照处理()研究结果表明:和 处理土壤贮水量较对照大 随着灌水量的增大 耗水量也随着增加果实膨大期是葡萄的关键需水期 耗水量占比最大 且对照处理较其他处理耗水量大 处理产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均较对照显著增加 和 在该地区可作为一种优选的节水增产灌溉处理关键词:水分调控 滴灌葡萄 耗水 产量 水分利用效率中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:兰州资源环境职业技术大学校级科技创新团队()年度甘肃省高等学校创新基金项目()作者简介:王泽源(年)男 讲师:水资源短缺是我国西北干旱区农业可持续发展的重要制约因素 年中央一号文件指出要加强高标准农田建设完 重点补上土壤改良、农田灌排设施等短板 统筹推进高效节水灌溉 健全长效管护机制 党和政府高度重视旱区节水农业的发展 学者们也开展了大量的科学研究 滴灌是目前最节水的灌溉技术之一 直接将水滴缓慢的滴到作物根系 不仅节约了水资源 可结合水肥一体化技术提高作物产量、水肥利用效率 还能减少土壤次生盐渍化等土壤环境问题 在大田作物上应用广泛 适宜的土壤水分是作物高产的关键制约因素而水资源的短缺有可能导致作物在某些生育阶段严重缺水 导致生长不良和产量降低 相关研究表明 土壤水分在亏缺状态下会导致葡萄蒸腾速率、光合速率及气孔导度下降 但在轻度水分亏缺条件下反而减产不明显 且提高了水分利用效率和果实品质 另外 梁宏伟等研究了滴灌对土壤环境的影响 结果表明 膜下滴灌主要影响作物耕作层土壤水分动态变化 且不会产生深层渗漏在河西地区 滴灌等节水灌溉技术在玉米、棉花、马铃薯等大田作物上研究较多 在设施葡萄研究方面也有较多成果 关于滴灌和沟灌方面 相关研究表明 滴灌条件下杨树人工林蓄积年生长量是沟灌的 倍 表明两种灌溉措施下杨树人工林生产力差异显著 关于葡萄沟灌研究方面 隔沟交替灌溉较常规沟灌能显著提高水 分 利 用 效 率 是 一 种 较 节 水 的 灌 溉 方式 殷飞等通过探究不同灌水量对大棚葡萄生长、产量和水分利用的影响 结果表明 随灌水量的增加 产量和水分利用效率呈先增加后减小的趋势 由此可见 适宜的灌水量才是作物节水高产的基础葡萄作为西北干旱区特色经济作物 栽培面积广泛 经济效益良好 近年来随着水资源短缺问题越来越严重 粗放的灌溉方式严重的浪费了有限的水资源 西北旱区大田葡萄普遍使用沟灌栽培较多 部分滴灌葡萄也有研究 但在干旱荒漠区对于滴灌条件下 探究不同大田滴灌及沟灌关于葡萄耗水规律、水分利用效率、灌溉水利用效率及产量方面研究较少 材料与方法 研究区概况试验区位于甘肃省民勤县勤锋植物保护站 属温带大陆性干旱气候 年平均降水量为 年平均蒸发量 年平均气温 年平均日照时间 如图 所示 地下水埋深超过理论研究水利技术监督 年第 期 试验区土壤类型为砂壤土 田间持水量为 无霜期 土壤干容重 /图 试验区葡萄生育期降雨量和平均气温变化 试验材料与方法研究于 年 至 月份进行 以 年生红提葡萄为研究材料 行间距为 株间距为 采用滴灌灌溉方法 滴头流量为/设定 个滴灌灌水处理、和一个沟灌处理 各处理灌水定额依次分别为、和 各处理设置水表控制灌水量 水表前部设置过滤网和球阀 各处理共灌水 次 葡萄全生育期分萌芽期、新梢生长期、开花期、果实膨大期、果实成熟期 各处理田间管理措施 如抹芽摘心、套袋、除草及病虫害防治等措施相同 施肥以复合肥为主 施肥量为/见表 表 各处理不同生育时期灌溉管理日期生育时期灌水次数/次灌溉定额/萌芽期 新梢生长期 开花期 果实膨大期 果实成熟期 试验测定项目 土壤含水量()测定在葡萄各生育时期采用烘干法测定 土层土壤质量水分含量 利用土钻每 取一层土 共测定 个土壤样本 每个处理重复 次 土壤贮水量()计算 ()式中 土壤贮水 每层土的土层厚度 土壤容重/第 层的土壤质量含水量 作物耗水量()计算 ()式中 作物耗水量 降雨量 灌水量 生育期初末土壤贮水量的变化值 产量()计算葡萄果实成熟后 在各处理葡萄选取具有代表性的葡萄植株 棵 测定所有葡萄的平均产量(/)并从各处理选取 粒葡萄进行葡萄品质测定 水分利用效率和灌溉水利用效率()()数据统计与分析采用 软件进行数据整理采用 软件绘图 软件进行单因素方差分析()结果与分析 土壤贮水量变化适宜的土壤水分是葡萄正常生长的前提条件各处理在灌水量、葡萄生长等差异条件下出现较大变化 各处理不同生育时期土壤贮水量变化 如图 所示 由图可知 各个生育时期均表现出 处理的土壤贮水量最大 且在开花期、果实膨大期和果实成熟期较对照处理 呈差异显著 分别较 提高 、和 而萌芽期和新梢生长期两者之间差异不显著 另外 对于滴灌处理 随着灌水量增加 土壤贮水量随之增加 且在全生育期 较 差异显著 而与 仅在果实膨大期和果实成熟期差异显著 由此可见 在滴灌条件下 灌水量大有利于增加土壤贮水量 而对于对照处理 尽管灌水量较大 但由于蒸发量大 消耗水分多 反而土壤贮水量没有 处理大 葡萄耗水量特征不同处理全生育期葡萄耗水量变化如图 所示 由图可知 对照处理 总耗水量最大 为 依次是、和 处理 最小为 由此可见 随着灌水量的增加 葡萄耗 年第 期水利技术监督理论研究图 各处理不同生育时期土壤贮水量变化水量也随之增加 各处理全生育期耗水量先增大后减小 果实膨大期是葡萄需水关键期 在整个生育期耗水量最大、和 处理在该生育时期耗水量分别占总耗水量的 、和 而萌芽期是全生育期耗水最少的时期 各处理在该生育时期耗水量分别占总耗水量的 、和 在葡萄萌芽期 果实膨大期 处理均较其他各处理显著在萌芽期、和 处理间无显著性差异 在新梢生长期 和 处理间无显著性差异 但 和 处理间呈显著性差异 在开花期 和、处理间差异显著 但 和 处理间无显著性差异 在果实膨大期、和 处理间均呈差异显著 在果实成熟期 与 处理差异不显著 但较 和 处理差异显著图 不同处理各生育时期葡萄耗水量变化 产量产量是反映作物生长和环境耦合的结果 在一定的光热环境条件下 适宜的灌溉方式和灌水量有利于作物的产量形成 各处理葡萄果实产量的变化特征如图 所示 由图可知 处理产量最高达到 分别比、及对照处理 显著()增加 、和 和 处理之间差异不显著 但 处理较前者灌水量增加 倍 但产量仅提高 处理灌水量较 增加/而产量却减少 另外 在滴灌条件下 随着灌水量的增加产量随之增加 且各处理间差异显著图 各处理葡萄果实产量变化 水分利用效率和灌溉水利用效率水分利用效率和灌溉水利用效率是反映水分生产力的重要指标 不同处理间水分利用效率和灌溉水利用效率的变化特征 如图 所示 由图可知随着灌水量的增加 水分利用效率和灌溉水利用效率均呈下降趋势 且 处理最大 依次为 和对照处理最小 水分利用效率前者分别比后者提高、和 灌溉水利用效率前者分别比后者提高 、和 另外 各处理间水分利用效率和灌溉水利用效率均呈差异显著 尽管 和 处理水分利用效率和灌溉水利用效率均高于 处理 但由于 和 处理产量显著偏图 各处理水分利用效率和灌溉水利用效率变化理论研究水利技术监督 年第 期低于 处理 这不利于葡萄高产栽培的要求 而相比较 处理 处理较 水分利用效率和灌溉水利用效率分别显著增加 和 因此认为 处理不仅水分利用效率和灌溉水利用效率较高 而且有较高的产量 如图 所示 是最优的灌溉处理 讨论滴灌是现阶段重要的节水灌溉技术之一 在旱区林果业栽培上应用广泛 本研究表明 随着灌水量的增加 葡萄耗水量也随之增加 各处理全生育期耗水量先增大后减小 果实膨大期是葡萄需水关键期 在整个生育期耗水量最大 温越等研究表明 果实膨大期是葡萄需水关键期 适度的减少灌水量有利于降低生育期耗水强度和耗水量 这与本研究结果相似 有研究认为 葡萄耗水量随生育期的推进表现为先增后减 再增再减的趋势 在浆果生长期达到最大 这与本研究结果有差异但在果实膨大期耗水量最大的研究结论是一致的随着生育期的推进 气温先升高随后降低 在 月份达到最大 地表蒸发和作物蒸腾也最强烈 此时葡萄也处于开花期到果实膨大期 需水量增加 而这一阶段降水量偏少 大气干旱严重 进一步加大了葡萄的耗水 这就是为什么在葡萄果实膨大期耗水最大的原因 崔宇菲研究认为随着灌水量的增加土壤贮水量也随着增加 本研究认为 滴灌条件下 随着灌水量的增加 土壤贮水量呈增加趋势但沟灌处理反而较 和 处理在各生育时期降低滴灌在减少灌水量的前提下能够提高产量、水分利用效率和灌溉水利用效率 这是滴灌技术在干旱区葡萄栽培上广泛应用的主要原因 如本研究也证实了以上说法 但滴灌由于首部枢纽 田间管道等的布置需要耗费大量的人力和物力 其综合成本还需进一步降低 但滴灌可结合施肥大面积推广应用 不仅提高了水肥利用效率 产量大幅提升 相关研究表明 葡萄栽培中采用水肥耦合技术 并根据葡萄生育期养分需求 能够提高水分利用效率 显著提高葡萄产量还可改善葡萄浆果品质具有极大的发展前景 结语()较沟灌相比 滴灌有利于增加土壤贮水量 并减少葡萄生育期总耗水量 滴灌条件下 随着灌水量的增加 土壤贮水量和葡萄耗水量也随之增加 滴灌处理有利于提高葡萄产量、水分利用效率和灌溉水利用效率 但滴灌灌水偏少(处理)尽管能提高水分利用效率和灌溉水利用效率 但产量降低明显 不利于葡萄的节水高产栽培()处理灌水定额较沟灌少 但产量、水分利用效率和灌溉水利用效率显著提高 是最优的灌溉模式和灌水量参考文献 康绍忠.水安全与粮食安全.中国生态农业学报 ():.金银雪.全球变暖下的水资源危机.生态经济 ():.郑睿 康绍忠 胡笑涛 等.水氮处理对荒漠绿洲区酿酒葡萄光合特性与产量的影响.农业工程学报 ():.张恒嘉 李晶.绿洲膜下滴灌调亏马铃薯光合生理特性与水分利用.农业机械学报 ():.杨宏伟 李思恩.多年膜下滴灌对土壤水盐及棉花产量的影响.节水灌溉():.罗静 孙绘健 杜珊珊 等.新疆无膜滴灌条件下播期和密度对棉花产量及品质的影响.棉花科学 ():.丁运韬 程煜 张体彬 等.滴灌灌水下限对夹砂层农田土壤水盐分布和玉米生长的影响.土壤学报 ():.():.():.潘存娥 王斌 于柱英 等.武威戈壁地克瑞森无核葡萄省力化设施栽培技术.现代农业科技():.杨昌钰 张芮 蔺宝军 等.水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤有机氮及土壤酶活性的影响.干旱区研究():.秦杏宇 吕馥龄 彭晶晶 等.滴灌与沟灌栽培杨树人工林土壤水分动态与生产力.应用生态学报 ():.杜太生 康绍忠 张霁 等.不同沟灌模式对沙漠绿洲区葡萄生长和水分利用的效应.应用生态学报 ():.殷飞 黄金林 胡宇祥 等.不同灌水量对大棚葡萄生长、品质和水分利用效率的影响.灌溉排水学报 ():.杜宇旭 施明 纪立东 等.滴灌条件下鲜食葡萄红地球合理灌水量研究.节水灌溉():.王得福.滴灌技术在干旱地区林果业中的应用研究.农业科技与信息():.崔宇菲.滴灌条件下葡萄园水分运移过程及其模拟研究.中国农业科学院.温越 王振华.极端干旱区滴灌葡萄耗水特征及水肥制度寻优.灌溉排水学报 ():.常宏达 吕德生 王振华 等.滴灌量和有机无机肥等氮配施对葡萄产量及品质的影响.干旱地区农业研究 ():.