浙南山区喷微灌条件下典型经济作物灌溉制度试验研究

陶爱强,胡荣祥,卢 成

(1.缙云县水利局,浙江 缙云 321400;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 问题的提出

浙江省自2010年提出推进现代农业园区战略,加快发展生态循环和绿色有机农业,促进特色优势产业集中和品质提升,进一步转变农业发展方式,加快建设现代农业步伐。目前,现代农业园区是浙江省的菜篮子之一,主要种植价值较高的经济作物,对水肥等生长环境要求严格。土壤水量过多或过少,均影响着作物的产量和品质。然而实际生产中灌水往往根据传统经验习惯,灌水量比较随意,容易造成作物生育期出现不同程度的旱或涝,这对作物最终的产量和品质有较大的影响。

灌溉试验主要研究作物需水规律,揭示水分与作物生长发育及产量的关系,是推进农业节水的一项基础性工作。也是农业增产、农民增收的基础保障。其研究成果可以较为准确地给出作物各生育期的灌水量,实现精准灌溉,提高作物产量,也可为区域农业灌溉计划用水、节约用水和科学用水以及水利工程的规划设计、水资源评价提供科学依据和技术指导。

2 试验区概况

2.1 缙云县概况

缙云县位于浙江省南部腹地、丽水地区东北部。地貌类型分中心、低山、丘陵、谷地4类,其中山地、丘陵约占全总面积的80%,属于典型的山丘区。全县大部属亚热带气候,四季分明,温暖湿润,日照充足。冰雹灾害主要出现在3—8月,为全省多雹中心地带之一。由于地形条件,缙云县水果种植发展较快,成为当地优势产业。目前全县果园种植面积为0.47万hm2(7.08万亩),约占全县农作物面积的1/4,水果产量为46 360 t。

2.2 浙江省灌溉试验网建设概况

浙江省灌溉试验站网经过几年的建设,已形成了省级中心站、3个重点站以及若干个定额观测点(随年度任务变化动态调整)的多层次网络结构(见图1),各试验站点均配备了灌溉试验所需的主要设施和仪器,其功能可满足开展水稻灌溉试验和经济作物定额观测的需要。

图1 浙江省灌溉试验站网络图

2.3 缙云观测点概况

缙云灌溉试验观测点是浙江省灌溉试验站网络的重要成员,位于缙云县黄龙农业园区内。

黄龙农业园区是浙江省重要的农业园区之一,对地区农业产业集聚有较大示范作用。由于地处山区,山塘较多,园区内水源主要是靠山塘集雨,园区设泵站1处,安装2台潜水泵,园区通过节水改造已经建立了较为完善的喷微灌系统。园区主要种植提子(金手指)、蜜梨、樱桃等具有较高经济价值的作物。樱桃和蜜梨为露地栽培,提子为大棚种植,土壤为黏性土,土壤干容重1.56 g/m3,土壤密度为2.80 g/m3,孔隙度为45%。

缙云观测点在2008年设置,主要任务是观测喷微灌条件下各种经济作物灌溉制度。主要观测作物有提子 (金手指)、蜜梨、樱桃等。观测点有多个相对独立的区域,划分了节水灌溉区(喷微灌区)、常规灌区及不灌区,每种作物不同灌溉方式均设置了3个重复试验小区。试验观测工作由缙云县水利局技术人员指导,黄龙景区技术人员负责具体观测。该观测点有较为完备的灌溉试验仪器设备,包括取土器、环刀、铝盒、烘箱、蒸发皿、自动气象站以及水表等。每年试验开始前,园区技术负责人都对各种观测仪器进行检测维护,对试验观测人员进行实地现场培训,确保试验成果可靠、准确。

3 灌溉试验

3.1 试验设计

灌溉试验主要目的是观测喷微灌条件下各种经济作物灌溉制度以及对比分析不同灌溉方式用水效率。试验设计了3种灌溉方式:①常规灌溉方式,采取沟灌和畦灌方式;②高效节水灌溉方式,采取喷微灌方式;③不灌方式,作物需水主要靠雨水及地下水补给。

3.1.1 常规灌溉方式

常规灌溉根据群众习惯的灌水方式,每次灌水量较为一致,灌溉指标采取定性指标,主要依据灌前土壤物理性状及植物生理形态判断是否需要灌溉。各种作物灌水量见表1。

3.1.2 高效节水灌溉方式

高效节水灌溉采取滴灌方式,直接将水送至作物根部;灌溉指标采用定量和定性指标。定量指标为土壤含水率;定性指标为作物生理指标和土壤物理性状。各种作物喷微灌条件下灌溉指标见表2。

3.1.3 不灌方式

不灌作物没有出现凋萎时,不进行灌溉。

设置节水灌溉、常规灌及不灌3个试验区域,每个区域设3个重复试验小区,每个试验小区面积为40 m2。

表1 常规微灌条件下经济作物灌溉指标表

表2 喷微灌条件下经济作物灌溉指标表

3.2 观测内容及方法

按照SL 13—2004《灌溉试验规范》要求,根据观测点的试验条件和试验目的,开展了以下观测内容:①灌溉制度,包括灌水日期、灌水次数、灌水定额及灌溉定额;②灌溉指标,包括土壤含水率指标;③气象要素,包括降雨量、蒸发量、气温和风速等。

各种灌溉方式的灌溉水量均采用水表计量,记录作物生长期的每次灌溉水量,根据小区面积折算成每亩的灌水定额和灌溉定额。

灌溉指标主要以测定土壤含水率为主,在每个观测区域内选择3个测点,对测点进行分层取土,从地表往下分别在0～10,10～20,20～40 cm取3层。灌前、灌后均要取样。取完样后将土样送至试验室检测。

气象要素观测主要是对降雨量、气温以及蒸发量进行观测。园区内已安装自动气象站和蒸发皿。自动气象站可以实时监测降雨量、气温、湿度、风速、风向等;每日8:00人工利用测针测定蒸发皿水层深,与前一日水层深相减得出观测日水面蒸发量。

3.3 试验结果与分析

3.3.1 试验结果分析

试验结果见表3。

提子(金手指):栽培方式为避雨栽培,灌溉方式为滴灌。2012年灌水次数4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;灌水定额 0.85(m3/hm2);灌溉定额为3.39m3/hm2。

蜜梨(南方早熟梨):栽培方式为露地栽培,灌溉方式为微喷灌。2012年灌水次数4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;灌水定额0.85 m3/hm2;灌溉定额为3.41m3/hm2。

樱桃(大粒樱桃):栽培方式为露地栽培,灌溉方式为滴灌。2012年灌水次数4次:春季灌溉1次,夏季干旱期集中灌溉2次,秋季休眠前灌溉1次;由于是露地栽培,灌水周期受降雨影响较大;灌水定额约0.76 m3/hm2,灌溉定额3.03 m3/hm2。

表3 喷微灌条件下经济作物节水灌溉制度表

3.3.2 不同灌溉方式对水分利用率的影响

统计各种作物不同灌溉方式水分利用率见表4。

节水方面:与常规灌溉相比,节水灌溉模式节水约68%～78%,节水效果明显。增产方面:与常规灌溉相比,节水灌溉模式产量增加约9%～36%,水分生产率提高4～5倍,增产增效明显;与不灌相比,节水灌溉模式产量增加约20%～40%。可见节水灌溉与其他灌溉方式相比,具有明显的节水增产效益。

4 结 语

通过2012年灌溉试验工作开展,获得了喷微灌条件下提子、蜜梨、樱桃等山丘区主要经济作物的灌溉制度,试验成果不仅可为浙南山丘区及类似地区的作物灌溉制度分析提供重要参考,也可为全省农业用水定额标准修编提供基础依据。试验研究表明,不同灌溉方式相比,以喷微灌为代表的高效节水灌溉方式具有显著的节水、增产、提质效果,与常规灌溉方式 (如沟灌)相比,可实现节水70%以上;产量增加10%～30%,水分生产率提高4～5倍,另外对农产品的品质改善也有一定作用。当然,由于作物灌溉试验效果与外部水文气象条件有一定的关系,因此,上述结果还需要通过延长试验观测系列进一步验证。

不同灌溉方式的用水定额,可为园区技术人员提供灌水依据,也进一步为灌溉定额标准修编提供依据。灌溉试验工作是一项基础性的工作,是灌区管理的基础,需长期开展。积累时间越长,则成果越准确,可用性越强。在实际生产中,发现由于地势部分果树往往因为排水不畅,淹水时间过长进而导致果树死亡和减产,这极大地影响了农业生产,接下来将针对园区开展各种作物的排水试验研究,提出改善排水园区排水条件措施。

[1]中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 50363—2006节水灌溉技术规范 [S].北京:中国计划出版社,2006.