微润灌毛管不同布设方式对新定植红枣生长的影响

刘国宏，谢香文，王则玉

(新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐830091)



微润灌毛管不同布设方式对新定植红枣生长的影响

刘国宏，谢香文，王则玉

(新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐830091)

摘要：【目的】探明微润灌毛管6种布设方式对新定植红枣生长的影响规律，为低压微润灌工程设计、技术应用和生产管理提供技术依据。【方法】采取不同的毛管布设方式，针对新定植红枣进行微润灌应用研究，观测微润灌溉条件下的土壤含水量分布状况及新定植红枣的各项生理指标。【结果】处理四(管距30 cm埋深30 cm)红枣幼苗成活率及根系生长幅度较优于其他处理，成活率达49.6%、根幅范围达50 cm。株高累计生长量达4.04 cm。综合评价其指标，最优的微润灌毛管布置方式为处理四。【结论】微润灌作为一种新的灌水技术，有其一定的技术优势，但在大田作物上推广应用，还需做大量的试验来进行验证。

关键词：微润管；微润；枣树；布设方式

0引 言

【研究意义】灌溉是保证作物稳产、高产的重要措施，为作物生长提供所需的水分。目前，地面灌、喷灌、微灌等设施简单、运行成本低、易于实施等，但其表层蒸发较大，加之目前部分灌区土地平整状况较差、田间灌溉管理措施粗放、导致灌溉田间水利用系数整体较低，水资源浪费严重，较大的深层渗漏对土壤养分、肥料及农药淋洗损失造成了地下水的污染，而微润灌溉技术作为一种新型的地下灌溉技术[1]，是用微量的水以缓慢渗透的方式向土壤给水，使土壤保持湿润的地下灌溉方式。通过毛细浸润作用湿润作物根系活动层的部分土壤，避免了地表水的无效蒸发[2]和重力水的无效渗漏，该技术最大的特点就是节水。【前人研究进展】牛文全、张俊等[3,4]通过试验发现埋深对湿润锋影响较大，水平运移距离与宽深比 γ 均随埋深的增大而减小，垂直运移距离随埋深略微增大，最终趋于一致。土壤累计入渗量与埋深呈负相关关系。祁世磊等[5]在低压微润带出流与入渗特性室内试验研究中发现，微润带在空气和土壤中的出流量与压力之间存在显著的线性关系；入渗过程中，湿润体形状表现为圆形，湿润锋运移距离与供水时间之间存在良好的幂函数关系；土壤含水率以微润管为中心对称分布，离微润带的距离越远含水率越低。于秀琴等[6]通过温室内试验，微润灌溉有利于黄瓜株高和茎粗生长，并增产4.4%，而各生育期日均耗水量均低于沟灌灌溉，全生育期耗水量仅为沟灌的54.9%，水分利用效率提高130%，达到60.8 g/kg。陈天博等[7]制定了温室微润灌秋冬茬番茄适宜灌溉制度。【本研究切入点】目前对微润灌溉研究限于室内条件下土壤性质、土壤初始含水量以及供水压力等关键因素对微润灌溉湿润体[3-5]特性的影响，包括湿润锋运移规律，湿润体内水分分布规律以及均匀度评价，很少或尚未涉及到对新疆特色果树生长影响的研究。微润灌溉技术在新疆典型气候、土壤条件的推广应用尚缺少大田试验数据支撑，需进行系统、大量的大田作物试验验证。【拟解决的关键问题】研究微润灌毛管不同布设方式对新定植红枣生长的影响规律，为低压微润灌工程设计、生产管理提供技术依据。

1材料与方法

1.1　材 料

试验选用深圳市微润灌溉技术有限公司生产的二代微润管为供试材料，微润管为单一高分子材料制成的单壁管，其外观与普通塑料管相同，表面光洁，无肉眼可见孔，管壁内部充满纳米级微孔，孔密度为10×104个/cm2以上。管壁厚达0.60~0.80 mm，抗压强度0.3 MPA以上，整体抗拉力达50 kg，断裂延伸率180%。项目区位于玛纳斯县兰州湾镇，供试树种为红枣，移栽时间2014年5月10日，平均株高45 cm。试验地土壤(0~40 cm)基本理化性状：pH值7.92、总盐1.5 g/kg、全氮0.732 g/kg、有机质13.922 g/kg、速效氮52.6 mg/kg、速效磷5.6 mg/kg、速效钾277 mg/kg。

1.2　方 法

选用目前新型的低压微润灌水技术及地埋微润管方式进行田间试验，微润管布置间距设两个处理，采用两管布置(以树为中心，管间距30 cm、50 cm)，埋深设三个处理(10、20和30 cm)，共计6个处理。采用一行两管布置方式(以树为中心，管间距30和50 cm)，埋深设三个处理(10、20和30 cm)，共计6个处理(处理1管距50 cm、埋深30 cm；处理2管距50 cm，埋深20 cm；处理3管距50 cm，埋深10 cm；处理4管距30 cm，埋深30 cm；处理5管距30 cm，埋深20 cm；处理6管距30 cm，埋深10 cm)。每个试验处理设3个重复，共设试验小区18个。表1

表1试验布置
Table 1 Test arrangement

处理Treatment毛管布置LateralLayout1管距50cm,埋深30cm2管距50cm,埋深20cm3管距50cm,埋深10cm4管距30cm,埋深30cm5管距30cm,埋深20cm6管距30cm,埋深10cm

2 结果与分析

2.1　不同布设方式对土壤水分分布的影响

从6月15日开始灌溉，9月23日结束，在7月中旬就7 m压力条件的土壤水分进行监测。结果表明，在7 m压力条件下，处理1、处理3与处理5在0~10 cm处不同管距的土壤含水率值较为相近，处理2、处理4与处理6在0~10 cm处不同管距的土壤含水率值差异较大，垂直深度20~40 cm土层处土壤含水率相对较高，40~50 cm处土壤含水率变化较小，水平方向土壤含水率随着离微润管距离的增大而减小。图1~6

图1 管距50 cm埋深30 cm土壤水分变化
Fig.150 cm tube distance 30 cm depth The change of soil moisture

图2 管距50 cm埋深20 cm土壤水分变化
Fig.250 cm tube distance 20 cm depthThe change of soil moisture

图3管距50 cm埋深10 cm土壤水分变化

Fig.3 50 cm tube distance 10 cm depth The change of soil moisture

图4管距30 cm埋深30cm土壤水分变化
Fig.430 cm tube distance 30 cm depthThe change of soil moisture

图5管距30 cm埋深20 cm土壤水分变化

Fig.530 cm tube distance 20 cm depth The change of soil moisture

图6管距30 cm埋深10 cm土壤水分变化
Fig.630 cm tube distance 10 cm depthThe change of soil moisture

2.2　不同布设方式对红枣新梢生长的影响

研究在对红枣的新梢生长动态进行连续监测，从新梢生长量来看，由于试验供试红枣树为新定植红枣树，新梢萌发较晚，从6月28日开始，到停止生长期间每10 d观测一次，共连续观测5次，在微润灌溉条件下，处理3(埋深10 cm，管距50 cm)与处理6(埋深10 cm，管距30 cm)的新梢生长量较高，累计生长量分别达到8.5 cm和7.6 cm。其余四个处理的新梢累计生长量之间差异不显著，大小关系依次排序为：处理4>处理1>处理2>处理5。由此说明，微润管不同埋设方式对红枣新梢生长有影响，而浅埋方式有利于红枣新梢生长。图7

图7不同布设方式下红枣新梢生长变化
Fig.7 Effect of different layout methods for the growth of new branch

2.3　不同埋管方式对红枣成活率的影响

成活率是评价新定植枣园的关键指标，试验针对不同微润管不同埋设条件下对新定植红枣树的成活率做了跟踪调查，从新定植红枣树的成活率分析来看，处理4、处理3的成活率最高，分别达49.6%、44.5%。图8

2.4　不同埋管方式对红枣株高、根系的影响

对试验区各处理的株高及根系生长动态进行调查，研究表明，从新定植红枣的株高累计生长量来看，从5月10日定植到8月中旬为止，微润管不同布设条件下的红枣株高累计生长量差异较大，其中处理4与处理6的累计生长量差异较小，但与其他处理相比较差异较显著，处理3的株高累计生长量最低，仅0.87 cm。由此说明微润管的布设方式对红枣株高生长会产生影响，从不同处理间的株高累计生长量可看出，埋深大、间距小的微润管布设方式有利于红枣株高生长。

对不同微润管布设方式与根系生长动态关系进行研究发现，微润管布设间距30 cm时(处理4、处理5、处理6)的红枣根幅大于间距50 cm(处理1、处理2、处理3)时根幅范围；在不同微润管埋深条件下，随着微润管埋深的增大根幅范围随之增大。分析认为，此结果的主要原因是因为微润管的供水特性造成的，因为微润管是以微量的水以缓慢渗透的方式向土壤给水，毛管布设间距增大后，两管之间的土壤含水率降低，埋深10 cm时由于土壤表层蒸发量增大，土壤含水率降低，限制了红枣根系向根域外的生长；反之，随着毛管布设间距的减小，微润管埋深的增加，土壤含水量随之增大，能够较好的满足红枣根系发育生长的需求。表2

图8不同布设方式下红枣成活率
Fig.8 Effect of different layand methods for the survival rate of dates
表2 不同布设方式下红枣株高、根系变化
Table 2Effect of different laoa method for plant height and root system of dates

处理Treatment株高累计增长量(cm)Heightincrements根幅范围(cm)Rootrange12.5246.6722.2543.3330.8741.6744.0450.0051.7648.0063.9545.00

3讨 论

3.1 微灌节水技术在农业生产中占有很重要地位，多年来新疆一直在大力发展微灌节水技术，在微灌节水技术的研究及应用上取得了较大的成功，但在新疆极端干旱区，却因为径流损失、渗漏损失和蒸发损失等造成了水资源的浪费，而微润灌作为一种新型的灌水技术，是以地下给水方式将水分与肥料直接送入根区层，有效避免了径流损失、渗漏损失和蒸发损失这三种田间水分的主要损失方式。

3.2在不同微润灌毛管布设方式下，研究对新定植红枣的各项生理指标进行了长期的连续监测，试验结果表明，微润灌毛管不同布设处理对新定植红枣的新梢生长发育影响不显著。分析认为，由于供试树种为移栽红枣，虽然在监测样本选定时选择长势较均一的树体，但是样本之间存在对环境及土壤的适应差异，造成后期长势差异较大，此结果还需进一步验证。

3.3于秀琴等[6]研究表明，微润灌溉有利于黄瓜株高和茎粗生长，苹果树在微润灌溉条件下，微润灌溉技术有利于作物生长，具有明显的节水增产特点，适用于苹果树节水灌溉。研究结果表明，微润灌毛管埋深大、间距小的微润管布设方式有利于红枣株高及根系的生长发育。

4结 论

4.1通过对各处理间的关键评价指标对比发现：处理4(埋深30 cm，管距30 cm)的红枣幼苗成活率及根系生长幅度较优于其他处理，成活率达49.6%、根幅范围达50 cm。株高累计生长量达4.04 cm。综合评价其指标，最优的微润灌毛管布置方式为处理4(埋深30 cm，管距30 cm)。

4.2不同毛管布设条件下，30 cm毛管间距处理的红枣根幅大于50 cm毛管间距处理，在不同埋设处理条件下，随着微润管埋深的增大红枣根幅范围随之增大。

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Effects of Different Layout Methods of Micro-run Irrigation Tube

for the Growth of Newly-planted Date Trees

LIU Guo-hong， WANG ze-yu，XIE Xiang-wen

(ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

Abstract：【Objective】 To research the effects of different layout methods of micro-run irrigation tube on the growth of newly-planted date trees in order to provide the technical basis for the low-pressure micro-run irrigation project design, technology appliance and production management. 【Method】 Different layout methods of micro-run irrigation tube were adopted to do research on new planting date trees and the soil moisture distribution and the physiological indicators of newly-planted dates under the micro-run irrigation condition were observed. 【Result】 The method four sample's survival rate and root elongation were better than other treatments, the survival rate was 49.6%, and root elongation range was up to 50 cm. Height was increased 4.04 cm. Comprehensive evaluation of those results showed that the best layout method was the fourth one. 【Conclusion】 As a new irrigation technology, micro-run irrigation has certain technical advantages, but a lot of tests still needed to be done before this technology is applied to field crops.

Key words:micro-run irrigation tube; micro-run; jujube; date tree; layout mode

通讯作者:谢香文(1973-)，男，新疆奇台人，副研究员，研究方向为农业节水，(E-mail)xiexw@xaas.ac.cn

作者简介:刘国宏(1981-)，男，新疆奇台人，助理研究员，研究方向为农业节水，(E-mail)lghdjs@163.com

基金项目:新疆维吾尔自治区水利科技专项“低压微润灌溉技术示范”(2014T17)；新疆农业科学院青年基金项目“幼龄红枣微润灌关键技术参数研究”(xjnkq-2014014)

收稿日期：2015-08-31

中图分类号：S665.1;S607+.1

文献标识码：A

文章编号：1001-4330(2016)02-0248-06

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.02.008