高寒干旱区膜下滴灌甜菜灌溉制度的研究

樊福义，苏文斌，宫前恒，黄春燕，郭晓霞，任霄云，李智

（内蒙古农牧业科学院特色作物研究所，呼和浩特010031）

高寒干旱区膜下滴灌甜菜灌溉制度的研究

樊福义，苏文斌，宫前恒，黄春燕，郭晓霞，任霄云，李智

（内蒙古农牧业科学院特色作物研究所，呼和浩特010031）

通过对高寒干旱区膜下滴灌甜菜灌溉制度的试验研究，摸索出在生育期有效降雨量为350mm的正常年份，膜下滴灌综合效果最好的是生育期灌四水的处理，灌溉定额120m3/667m2（1800m3/hm2），灌水时间为4月20日，6月20日，7月25日，8月30日，其次是灌三水的处理。

甜菜；膜下滴灌；产糖量；水利用率；水生产率

甜菜属于二年生的草本植物，生育期需水量较多，而内蒙古甜菜主要种植在高寒干旱地区，水资源严重缺乏，加之灌水不科学、灌溉技术落后和农民节水意识淡薄，造成水资源浪费严重，灌溉水利用效率低于40%。膜下滴灌技术是利用直径约10mm毛管将水通过管道上的滴头或孔口输送到作物根部进行局部灌溉的一种技术，研究表明滴灌可以使水的利用率提高到90%以上，所以把膜下滴灌技术用到甜菜种植上是解决干旱地区水资源不足的有效途径。

本课题经过多年的研究，通过对内蒙古高寒干旱地区膜下滴灌甜菜最适灌水量、灌水时间和生育期需水规律研究，旨在明确高寒干旱地区甜菜生育期的需水规律，为甜菜大田生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验时间地点和条件

1.1.1 试验概况 供试甜菜品种：KWS7156丸粒种子。试验时间是2015年4月20日至10月初，地点在内蒙古自治区农牧业科学院试验田，位于呼和浩特市南郊，东经111°41′，北纬40°49′，海拔1063m。试验地处于土默川平原，属于大陆性半干旱气候。特点是：光照充沛，降雨较少，蒸发剧烈。冬季漫长而严寒，夏季短促而炎热，年、日温差大，春秋两季气温变化剧烈，冬春风大，时遭寒潮侵袭。雨热同季，有效积温较高。土壤类型属于中壤土，土壤肥力中等。地下水埋深8m。

1.1.2 气候条件状况 甜菜整个生育期，从5月初到9月底日照时数为1600h，有效降雨量350mm，属于正常年份，≥5℃有效积温2900℃。

1.1.3 土壤基本情况测定 播种前对试验地0～40cm土层土壤测定，质地为中壤土，pH 7.77，平均容重为1.44 g/cm3，含有机质 21.5 g/kg，全氮 1.35 g/kg，全磷 1.01 g/kg，全钾 24.5 g/kg，碱解氮 94.8 mg/kg，有效磷 8.72 mg/kg，速效钾 241 mg/kg。

1.2 试验设计

试 验 设 A、B、C、D、E、F、G、H八个处理，灌溉量、灌溉次数、灌溉时间见表1。4次重复，随机排列，试验区面积45m2。

1.3 试验方法及测定项目

生育期划分，苗期：4月19日至6月10日；叶丛繁茂期：6月11日至7月31日；块根糖分增长期：8月1日至8月31日；糖分积累期：9月1日至10月8日。

试验地播种日期在4月20日，人工手点播种，每穴3粒。播种前埋滴灌管和铺膜，播后4月25日膜下滴灌出苗水每亩（667m2）30m3，此后各次滴灌量均按每亩30 m3执行。5月4日出苗，5月10日锄草围苗，5月20日定苗。甜菜生育期内适时进行防虫、防病等管理，除滴灌水时间、次数不同其他均一致。试验在10月12日收获并测产检糖。叶面积指数采用打孔称重法测定。耗水量是指有效降雨和灌溉之和，水利用效率是产量与耗水量的比值，水生产率（1m3水生产的产量）是产量（kg/667m2）与灌水量（m3/667m2）的比值，单位：kg/m3。边际产量（每增加1m3水相对增加的产量）=（某处理产量-处理A产量）/（某处理灌水量-处理A灌水量）。

表1 不同滴灌处理情况

2 试验结果与分析

图1 膜下不同滴灌量对甜菜叶面积指数的影响

2.1 膜下不同滴灌量对甜菜叶面积指数的影响

由图1可知，在整个生育期甜菜叶面积指数整体呈先增加后降低再增加的变化趋势，不仅是甜菜老叶衰老枯黄所致，主要由于8月份甜菜褐斑病的发生，造成大量叶片死亡，之后再生长新叶片造成的，导致甜菜叶面积指数在7月份各处理间的差异最大。以7月10日为例，甜菜叶面积指数不同处理间总体表现为 F＞H＞G＞E＞D＞B＞C＞A，依次较A处理增加47.52%、34.99%、33.24%、19.39%、15.07%、9.62%、7.00%。甜菜叶面积指数总体变化趋势与甜菜叶片鲜干重变化趋势一致，不同滴灌量处理间，总体随着滴灌量的增加叶面积指数呈增加的变化趋势，在灌水量较低水平时由于水分不足，甜菜生长相对缓慢，造成叶面积指数较低，不同处理间以F处理最高，A处理最低。

2.2 甜菜不同灌水处理对土壤含水量的影响

2015年甜菜生育期降雨量为350mm，所以灌水对土壤含水量影响较大，从表2中可以看出，不同灌水处理在整个生育期土壤含水量的变化范围为7.92%～20%，与往年相比，土壤含水量明显降低。甜菜不同灌水处理受灌水次数的影响较明显，土壤含水量随着灌水次数的增加而增加，灌水次数越多，土壤含水量越高，灌水次数多的处理明显高于灌水次数少的处理。

表2 甜菜生育期不同灌水处理土嚷含水量变化

2.3 甜菜各生育期需水量及占全生育期需水量的比率从表3可以看出：甜菜各生育期需水量2015年最佳处理是D处理，苗期需水量为59.34m3/667m2，占全生育期需水量的23.98%；叶丛繁茂期需水量为70.67m3/667m2，占全生育期需水量的28.56%；块根糖分增长期需水量为47.17m3/667m2，占全生育期需水量的19.06%；糖分积累期需水量为70.28m3/667m2，占全生育期需水量的28.40%。2015年由于降雨量偏少，且分布不均，所以4个时期的需水量相差不是很大。

2.4 不同水分处理对甜菜根产量，含糖率，产糖量，水利用效率和水生产率的影响

2.4.1 根产量 根据表4，随着灌水次数的增加，甜菜根产量呈增加趋势。处理H与其它处理差异达显著水平，与处理A、B、C、D、E、F相比较差异达极显著水平；与处理G达显著水平。相比较处理A产量最低。

2.4.2 含糖率 含糖率随灌水量的增加而降低；处理A与其它处理相比较差异达极显著水平；处理B与处理C相比较差异达显著水平；与其他处理相比较差异达极显著水平；处理C与处理D相比较差异不显著，与处理E、F、G、H处理相比较差异达极显著水平；处理D与其他处理相比较差异达极显著水平。

2.4.3 产糖量 随灌水量的增加，产糖量呈先增加后降低的趋势，最高的为D处理，D处理与其它处理相比较差异达极显著水平。处理C与处理E、F相比较差异不显著，与处理G、H、B、A相比较差异达极显著。

表3 甜菜各生育期需水量（m2）及占全生育期需水量的比率

表4 各处理对甜菜产质量、水参数及经济效益的影响

2.4.4 水利用效率和水生产率 从表4可以得出：不同水分处理随着灌水量的增加，甜菜耗水量也随着增加；水利用效率和水生产率也随灌水量的增加而降低。

2.5 需水量和产量、含糖率的关系

从图2A可以看出，甜菜不同水分处理需水量与产量呈二次曲线关系，随着灌水量的增加，甜菜产量呈增长的趋势，灌水量适中的D处理产量为5866.75kg/667m2，需水量为247.45m3；不同水分处理需水量与含糖率呈线性关系（图2B），随着灌水量的增加，含糖率呈下降趋势。

图2 甜菜不同水分处理需水量与产量（A）和含糖率（B）的关系

2.6 甜菜灌溉制度的经济效益分析

（1）在水源能够充分满足灌溉要求时：从表4看出，随着灌水量的增加产量也增加，总产值是逐渐增加，生产成本也是增加的；产糖量、净收益是先增加后减少；含糖率是逐渐减少。综合分析：灌水少产质量好，净收益高。灌四水的D处理最好。（2）在水源不能充分满足灌溉要求时：当水源不能充分满足灌溉要求时，不能按甜菜的需水要求进行充分的灌溉，这就要求在甜菜最需水的时期灌，要按每立方米水的生产率最大或总产量最高为原则。计算干旱年各处理的水生产率（1m3水生产的产量）和边际产量（每增加1m3水相对增加的产量）。从表4可以看出干旱年以灌1次水的A处理的生产率最大，而灌四水D处理的边际产量最大，即灌1次水的A处理水能生产甜菜121.03kg/m3；灌四水D处理每增加1m3水能增加24.84kg甜菜，即干旱年甜菜应灌四次水，水的经济效益最大。

3 讨论与结论

在甜菜整个生育期，有效降雨量350mm与常年相同。甜菜生育期土壤含水量和植株需水量随灌水量的增加而增加，以较优处理D为例，在苗期、叶丛繁茂期、块根糖分增长期和糖分积累期需水量分别占全生育期需水量的23.98%、28.56%、19.06%和28.40%。从甜菜块根产量看：H处理 （灌水8次，灌水量为240 m3/667m2，灌水时间为 4月20日、6月 20日、7月 10日、7月30日、8月10日、8月 20日、8月30日、9月 10日）产量最高，达到6045.50kg/667 m2，高于其他处理。从甜菜块根含糖率结果看：A处理（灌水1次，灌水量为30 m3/667m2，灌水时间为4月20日）含糖率最高，平均达到18.94%，高于其他处理。从块根产糖量看：D处理（灌水4次，灌水量为120 m3/667m2，灌水时间为4月20日、6月20日、7月25日、8月30日）优于其他处理，产糖量达957.56kg/667 m2。从水生产率和净收益看：A处理的水分生产率最高；D处理净收益最高。甜菜需水量与产量和含糖率密切相关，各处理随着灌水量的增加，产量呈增加的趋势，而含糖率、水分利用效率和水生产率呈降低的趋势，产糖量呈先增加后降低的趋势。

综合考虑甜菜产量、含糖率和产糖量以及需水量和净收益分析，得出灌四次水的D处理不仅产糖量和净收益最高，而且需水量适中、水分利用效率也较高。

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Study on Drip Irrigation Program under Film of Beet in High Cold and Arid Areas

FAN Fu-yi,SU Wen-bin,GONG Qian-heng,HUANG Chun-yan,GUO Xiao-xia,REN Xiao-yun,LI Zhi
（Specialty Crop Research Institute,Inner Mongolia Agricultural and Animal Husbandry Academy of Sciences,Hohhot 010031）

The study on drip irrigation system under film of beet in high cold and arid area was carried out under normal year,effective rainfall in the growth period was 350 mm,the best integrated effect of drip irrigation under film was four frequency irrigations during sugarbeet growth period,irrigation quota was 120 m3/667m2（1800 m3/ha）,and irrigation time was April 20th,June 20th,July 25th,August 30th;followed by the three irrigation treatment.

beet;drip irrigation under film;sugar yield;water use efficiency;water production rate

S566.3

A

1007－2624（2017）06－0039－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.06.011

2017-06-08

国家甜菜产业技术体系华北区栽培（CARS-210302）。

樊福义（1962-），男，内蒙古包头市人，副研究员，硕士，主要从事甜菜栽培技术研究工作，Email：nmgnkyffy@163.com