不同灌水方式对油葵生长及水分利用效率的影响

2016-03-24张会梅田军仓潘永霞

节水灌溉 2016年4期

张会梅，田军仓,2,3，马波,2,3，沈晖,2,3，潘永霞

(1.宁夏大学土木与水利工程学院，银川 750021；2.宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，银川 750021； 3.旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川 750021)

0 引言

油葵是一种生长周期较短、耐干旱、耐盐碱的油料作物。油葵籽油被称为“健康营养油”，油葵花、杆及油葵饼均有广泛用途[1-4]。漆栋良，胡阳光等通过田间试验方法，在甘肃省武威市凉州区的农业部作物高效用水武威科学观测试验站研究了不同灌水方式下春玉米的根系生长分布[5]。郑健，蔡焕杰等在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点开放实验室的日光温室内通过试验方法，研究不同灌水方式下番茄产量构成因素分析及耗水规律研究[6]。张荣萍，马均等在四川温江四川农业大学水稻研究所，通过盆栽和大田试验研究不同灌水方式对水稻结实期一些生理性状和产量的影响[7]。张向前，曹承富等在安徽省蒙城县农业科技示范场进行，在可推拉玻璃人工防雨篷下的水泥池中研究不同灌水方式对砂姜黑土小麦中后期生长及产量的影响[8]。王智明，张峰举等在宁夏银川平原西大滩，通过田间试验方法，研究了灌水方式对不同脱硫膏水平油葵产量及经济效益的影响[9]。目前，国内对不同灌水方式下玉米、番茄、水稻和小麦的研究较多，但对不同灌水方式下油葵的研究较为少见。为此，在内蒙古阿拉善左旗地区进行大田试验，以分析不同灌水方式对油葵生长及水分利用效率的差异，为该地区的油葵灌溉提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验点基本情况

于2013年在内蒙古阿拉善左旗巴彦浩特镇希泥套海嘎查村进行试验。阿拉善左旗常年少雨干旱，风沙较大,蒸发量较大，日照时数较长。年平均降雨量150 mm，降水集中于5-9月份。日照时间达3 316 h，蒸发量大，年蒸发量可达2 900～3 300 mm。年平均气温4 ℃，无霜期120～180 d。

该地区土壤偏碱性，土壤为砂壤土，田间持水率为24.21%，密度为1.42 g/cm3，全盐为0.95 g/kg，全氮为0.67 g/kg，全磷为0.44 g/kg，全钾为20.6 g/kg，速效氮为43 mg/kg，速效磷为7.7 mg/kg，速效钾为259 mg/kg，有机质为9.8，pH为8.38。

1.2 试验设计

采用单因子随机区组试验。在一定灌溉定额(3 900 m3/hm2)条件下，对不同灌溉方式处理进行对比，以便筛选出适合当地的灌溉方式。设置了4个处理，分别为处理1(膜下滴灌)、处理2(露地滴灌)、处理3(覆膜微喷)和处理4(管灌+覆膜沟灌)，每个处理3次重复。灌水时间根据作物土壤含水率占田间持水率的50%～60%以及作物关键需水期来控制。遇到降雨时，灌水时间延后。

1.3 试验实施

试验采用田间小区随机区组布置，小区长40 m，宽2 m。采用开沟、施肥、铺管、覆膜、膜上打孔种植一体机种植；种植一体机宽度为1 m，宽窄行布置，宽行60 cm,窄行40 cm，株距25 cm，种植密度为80 040株/hm2。膜下滴灌和露地滴灌处理两行油葵之间铺设一条内镶片式滴灌带，管径16 mm，滴头间距30 cm，滴头流量2 L/h。覆膜微喷处理每隔一个宽行铺设一条微喷带。沟灌利用种植时两垄之间形成的自然沟灌水(每个宽行中间一条沟)。于2013年5月21日播种，2013年9月2日成熟。基肥施二胺(150 kg/hm2)和复合肥(225 kg/hm2),追肥施尿素(525 kg/hm2)。

1.4 观测项目及方法

项目观测有生育期、株高、叶片数、叶面积、干物质积累量、产量、土壤含水率和气象数据。采用TDR观测灌水前后及降雨后的土壤含水率；成熟期，各小区单收单脱，测实际产量；采用Vanta ge Pro2 Plus气象站观测风速、湿度、最高气温、最低气温、蒸发量、降雨量等。

2 结果与分析

2.1 油葵生育期分析

处理1、处理3、处理4播种-出苗11 d，出苗-现蕾33 d,现蕾-开花20 d,开花-灌浆9 d，灌浆-乳熟21 d,乳熟到成熟 13 d，一个生育期107 d。处理2比处理1出苗晚3 d。

2.2 油葵株高分析

由图1可知，不同处理株高变化趋势均呈“S”形曲线，经历缓慢增长-快速增长-趋于稳定3个阶段。苗期不同处理油葵株高无明显差异，此时，油葵生长需要的养分较少，增长速度缓慢。现蕾期油葵生长迅速，增长幅度变大。各处理灌水方式不同，导致不同处理的株高存在明显差别。6月30日-7月19日株高迅速增高，6月30日处理1、处理2、处理3和处理4的株高分别为63.8、52.4、61.3和59.8 cm，处理1比处理2、处理3和处理4分别增加21.76%、4.08%和6.69%；7月19日处理1、处理2、处理3和处理4的株高分别为197、172、192和179 cm，处理1比处理2、处理3和处理4分别增加14.53%、2.06%和10.06%；7月19日株高比6月30日分别增加208.77%、228.24%、213.21和199.33%。花期有机质转向花盘，株高趋于稳定，不同处理株高之间存在明显差异，株高从高到低依次是处理1>处理3>处理4>处理2，其值分别为198、194、185和175 cm，且处理1比处理2、处理3和处理4分别增加13.14%、2.06和7.02%。

图1 油葵株高变化

图2 油葵干物质积累量变化

2.3 油葵叶面积指数分析

叶片数也是评价油葵生长性状指标之一，光合作用的场所主要是油葵叶片，叶片数的多少直接影响作物的光合作用，从而影响产量。表1是不同灌水方式对油葵叶片数的影响。

由表2可知，叶面积指数随生育进程逐渐增大。苗期不同处理油葵叶片数和叶面积均无明显差异，叶面积指数亦无明显差异。现蕾期油葵生长迅速，叶片数和叶面积增长迅速，导致叶面积指数增长迅速，各处理的叶面积指数之间存在明显差异，且处理1、处理2、处理3、处理4现蕾期(7月7日)叶面积指数比苗期(6月30日)高2.65、2.05、2.54、2.48倍。花期之后叶面积指数趋于稳定。油葵叶面积指数大小与灌水方式密切相关，叶面积指数大小依次是处理1>处理3>处理4>处理2。开花-灌浆期，处理1、处理2、处理3和处理4的叶面积指数最大值分别为4.704、3.317、4.124和3.663，处理1比处理2、处理3和处理4分别增加41.8%、14.06%、28.04%。

表1 叶片累计数变化

表2 叶面积指数变化

2.4 油葵干物质积累量分析

由图2可知，不同处理油葵干物质积累量随生育进程逐渐增大。苗期，不同处理的油葵干物质积累量无明显差异，增长速率缓慢。6月30日(苗期)处理1、处理2、处理3和处理4的干物质积累量分别为25.22、15.73、23.15和17.56 g,处理1比处理2、处理3和处理4分别增加60.33%、8.94%和43.62%。现蕾期，气温升高，加上灌水和施肥，提供了充足的土壤水分和养分，油葵生长迅速，叶面积迅速增大，光合作用增强，光合产物增多，干物质积累量增长幅度变大[10]。花期(7月19日)处理1、处理2、处理3、处理4的干物质积累量分别为205.64、160.93、187.36和168.82 g，处理1比处理2、处理3和处理4分别增加27.78%、9.75%和21.81%。

2.5 试验地2013年降雨特征及油葵各阶段需水量

4月、5月、6月、7月、8月和9月份的降雨量分别为1.8、23.3、63.9、78.9、52.5和8.5 mm。可知，集中在6-8月份之间，与油葵的生育期基本吻合。

由表3可知，油葵各生育阶段实际需水量从高到低依次是现蕾-开花期>开花-灌浆>出苗-现蕾>灌浆-乳熟>乳熟-成熟>播种-出苗，其中现蕾-开花期、开花-灌浆、出苗-现蕾、灌浆-乳熟、乳熟-成熟和播种-出苗平均实际需水量分别占全生育期42%、23%、21%、8%、5%和3%。

表3 各阶段需水量及百分比

2.6 不同灌水方式对油葵产量及水分利用效率分析

产量从高到低依次是处理1>处理3>处理4>处理2，且处理1比处理2、处理3和处理4分别提高42.53%、7.03%和27.01%。可见，试验条件下，膜下滴灌油葵产量高于覆膜微喷、管灌+覆膜沟灌和露地滴灌。

油葵盘径从大到小依次是处理1(23 cm)>处理3(20 cm) >处理4(19 cm)>处理2(18 cm)，处理1的盘径比处理2、处理3和处理4增加27.77%、15%和21.05%。盘粒重从大到小依次是处理1(90.7 g)>处理3(86.3)>处理4(85.7)>处理2(65.1)，且处理1的盘粒重比处理2、处理3和处理4分别增加39.3%、5.09%和20.13%。千粒重从高到低依次是处理1(69.1)>处理3(63.7)>处理4(58.6)>处理2(54.6)，处理1比处理2、处理3和处理4分别增加26.56%、8.47%、17.92%。

由表4可知，不同处理的灌溉水分生产效率从大到小依次是：处理1>处理3>处理4>处理2，且处理1比处理2、处理3和处理4分别增加42.35%、6.90%、和26.85%。

不同处理群体WUE从高到低依次是处理1>处理3>处理4>处理2，且处理1比处理2、处理3和处理4分别增加47.48%、11.18%和31.26%。

考虑到当地灌溉用水是井水，水资源紧缺、水资源使用效率低、地下水位下降等因素，在追求高产的同时应采用节水灌溉。处理1(膜下滴灌)为当地适宜的油葵灌溉方式。