痕量灌溉不同灌水量 对大棚茄子生长及水分利用效率的影响

刘 秋 丽

(山西省水利水电科学研究院，山西 太原 030002)

0 引 言

痕量灌溉是一项新型节水技术，该灌溉技术是将灌溉管道提前埋入作物根系附近，能将水分缓慢、适量输送到植物根系[1,2]。在滴灌技术得到快速发展的同时，痕量灌溉技术更符合山西这样干旱地区的区情。在山西高效节水进入提质增效的今天，以更先进的节水措施和手段，对作物实施按需供水，对水利支撑山西地区经济社会发展意义重大。

前人对痕灌管不同埋深﹑施肥量条件下作物的生长生理特性方面做了大量研究[3-7]，尚没有痕灌灌水量对茄子作物的影响研究。本文以温室茄子为试验材料，设计4个不同灌水量处理，从茄子生长特性、产量品质、土壤水分分布、耗水量和水分利用效率的影响方面进行研究，为茄子种植中采用痕量灌溉系统提供基础理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验地点概况

试验布设在位于太原市小店区试验示范基地日光温室大棚内。供试温室长 65 m，跨度8 m。土壤质地以沙质黏土为主，土壤容重较大，土壤结构较差，其土壤透水性能也较差，水分很难流走，其保水性能相对较好，因而土壤含水量和田间持水量也相对较大。容重 1.51 g/cm3，田间持水量29.86%。

1.2 供试品种及种植方式

本试验所用的茄子品种是山西区地区农家常用品种，生育期100 d，是保护地栽培的较好品种。施用根际肽酶生物有机肥 22.5 t//hm2作为底肥，深翻30 cm，以南北向种植，单行宽70 cm，定植株距70 cm，密度1.67 万株/hm2。

供试茄子品种为夏播茄子，采用育苗移栽方式，3月25号育苗，苗龄60天。5月25日定植，10月16日收获完毕。

(1)供试温室：实验基地；

(2)供试设备：主要设备有痕量灌溉管，过滤器，灌水器，施肥罐等；

(3)供试肥料：施肥选用含大量元素的水溶性复合肥料。

1.3 试验方法及田间管理

试验共设 4个处理。处理1：肥量不变，痕灌灌水定额降比20%；处理2：痕灌灌水定额降比40%；处理3：痕灌灌水定额降比60%；处理 4：常规滴灌，每次灌水375 m3/hm2，施肥225 kg/hm2，为对照。试验设3次重复，取平均值，共计36个小区，各小区随机区组排列。每试验小区首部安装水表以控制灌水量。底施有机肥作为底肥。所有处理痕量灌溉管均埋深 5 cm，各处理施肥量相同。试验所用肥料为全水溶性的水溶肥，肥料溶好后放入储水桶，随水施入，其他田间栽培管理措施均一致，根据该地区实际情况操作执行。

表1 灌水日期和灌水量 m3/hm2Tab.1 Irrigation date and amount of irrigation

1.4 测试指标及测试方法

1.4.1 植株生长性状测定

每试验小区选 3 株挂牌。从6月1号至9月10号之间，每间隔20天测茄子植株株高和茎粗，每试验小区测定3株，取平均值。株高是指从土壤表面到植株生长点的垂直距离，使用直尺测量；茎粗是指子叶基部的直径，使用游标卡尺测量。卷尺测量叶长和叶宽。

1.4.2 果实产量及构成因素测定

每小区选 2 行统计产量，记录每次采收的果实数和单果质量，每处理按小区累计测产。

1.4.3 果实Vc及干物质含量

Vc 含量：2，6- 二氯靛酚滴定法；干物质含量采用烘干法测定。

1.4.4 土壤含水率

灌后第1、5、9天用土钻取土。取样位置均选在紧挨灌溉带旁。取样步长为垂向0～10、10～20、20～40 cm，取土后同层混合均匀再用烘干法测土样含水率。

1.5 数据分析

利用 SPSS17 统计软件进行数据分析，最小显著差异法 (LSD) 进行多重比较，Origin8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同灌水定额降比对茄子植株生长的影响

从表2可以看出，6月20日之前茄子株高增长较慢，不同处理间茄子株高存在的差异较小。6月20日以后开始快速增长。随着处理时间的增加，茄子株高逐渐增大。7月上旬开始灌水定额降比为20%﹑40%处理的茄子株高大于滴灌处理的茄子株高，且与其他处理之间差异显著。灌水定额降比60%处理的茄子株高与滴灌处理相比差异不显著。到 9月10 日时，灌水定额降比20%﹑40%的处理与滴灌处理相比，株高分别增加 3.8%、1.6%。

表2 不同灌水处理对茄子株高的影响 cmTab.2 Effects of different irrigation treatment on plant height of eggplant

注:①表中数据后不同小写字母表示差异显著(α=0.05)；下表同。 ②W20%—痕灌灌水定额降比20%；W40%—痕灌灌水定额降比40%；W60%—痕灌灌水定额降比60%。

从表3可以看出，定植初期茄子径粗大小基本一致。7月10日以前差异不显著，7月10日以后痕灌定额降比20%的处理茄子的茎粗均显著大于其他处理。到 9 月 10日时，痕灌定额降比20%的处理的茄子的茎粗为3.27cm，与滴灌处理相比，径粗增加 16.4%，差异达显著水平。痕灌定额降比40%的处理茄子的茎粗与滴灌处理相比差异显著。痕灌定额降比60%的处理茄子的茎粗与滴灌处理相比无差异。随着灌水定额的降低，植株茎粗呈下降趋势。

表3 不同灌水处理对茄子径粗的影响 cmTab.3 Effects of different irrigation treatment on the size of eggplant

2.2 不同灌水定额降比对茄子叶长叶宽的影响

本项目在每个小区选取了三棵茄子，分别测试逐个叶片的叶长、叶宽，全生育共测试6次，给出了2017年全生育期不同灌水条件下小区三棵茄子所有叶长叶宽的平均值。

图1 痕灌灌水定额降比对茄子叶长的影响Fig.1 Effect of Quota Reduction on the Leaf Length of Eggplant by Trace Irrigation

图2 痕灌灌水定额降比对茄子叶宽的影响Fig.2 Effect of Quota Reduction on the Leaf Width of Eggplant by Trace Irrigation

由图1﹑2可看出痕灌不同灌水量条件下，灌水量对叶片长宽有影响。在不同生长阶段，施肥量相同，灌水定额降比20%﹑40%处理茄子的叶长﹑叶宽均大于滴灌处理。灌水量减少60%不利于茄子植株的生长。叶片长宽度随时间的变化呈现增加再减小的趋势，7月30日以前增加速率快，8月之后增加幅度明显变小。痕灌灌水定额降比20%处理的叶长﹑叶宽相对大于其他处理。

2.3 不同灌水定额降比对茄子产量及品质的影响

施肥量相同，痕灌灌水定额降比不同。从表 4可以看出，痕灌灌溉定额降比20%、40%处理茄子的单株结果数﹑单果质量﹑产量均大于对照滴灌处理。其中痕灌灌水定额降比20%的处理与对照滴灌处理间差异显著。相同施肥量条件下痕灌处理的茄子单株结果数﹑单果质量﹑产量均随灌水量的减少而减小。茄子的Vc含量则随灌水量的减小而增大。与对照滴灌相比，灌水定额降比20%﹑40%处理分别增产10%﹑3.28%，差异显著。但是痕灌灌水定额降比60%处理的茄子产量较滴灌处理茄子产量低了7.2%，可见灌水量低到一定程度直接影响茄子作物产量。

表4 痕灌量对茄子产量及品质的影响Tab.4 Effects of trace irrigation on yield and quality of eggplant

灌水定额降比 20% 处理单株结果数最多为 7.9个，其次为灌水定额降比 40% 处理为 7.5个，两者与常规滴灌相比没有达到显著性差异。随着灌水量的减少，单果重总体呈下降趋势，均大于滴灌处理。单株结果数和单果重是构成产量的两个主要因素，灌水定额降比20% 处理单株结果数较多，单果重较大，因此其产量最高。

Vc 含量高低顺序为：灌水定额降比60% >灌水定额降比40% >灌水定额降比降20% >常规滴灌。灌水定额降比60% 处理与常规滴灌相比，Vc 含量提高38.9% ，其次是灌水定额降比40%处理茄子的Vc含量较滴灌处理提高27.5%，处理间达到显著性差异 。干物质含量高低顺序为：灌水定额降比40% >灌水定额降比20% >灌水定额降比 60% >常规滴灌。

2.4 土壤剖面水分分布状况

灌后第1、5、9天的土壤含水率分布如图3所示。

图3 灌后土壤剖面含水率的分布规律Fig.3 Distribution law of water content in soil profile after irrigation

图3中表示的是第一次灌水后土壤剖面水分分布情况，旨在更直观地看出痕灌灌水后土壤剖面的水分分布规律。土壤含水率不同灌水条件下均是滴灌处理的土壤含水量较大。痕灌处理土壤含水量随灌水量减小而减小；含水量分布趋势是随土层深度的增加先增大后减小。均表现沿管向上含水率有逐渐减少趋势，而中心向下则含水率先快速增加，达到最大值后均有不同程度的下降趋势。水分分布的总体趋势未随处理变化发生很大改变。随着灌后时间的增加，土壤含水量逐渐减小。灌后随着时间的增加，经过土壤水分的再分布，棵间蒸发蒸腾，土壤含水量分布逐渐减小并趋于均匀。

2.5 不同痕灌定额降比对茄子耗水量及水分利用效率的影响

亩均耗水量为W60%>W40% >W20% >滴灌，W60%处理、W40%处理和W20%处理与滴灌处理相比，分别减少87.65、58.22和28.53 mm，与滴灌处理间达到了显著性差异。水分利用效率为W60%>W40% >W20% >滴灌，W60%处理、W40%处理和W20%处理与滴灌处理相比，分别提高23.97、12.25和6.27 kg/m3，且与滴灌处理间达到了显著性差异。全生育期痕量灌溉比常规滴灌田间耗水量减少28.53～87.65 mm，节水20%～40%，水分利用效率增加6.27～23.97 kg/m3；试验结果表明，痕量灌溉系统的毛细管束埋置于土壤中利用土壤毛细力可以连续不断给植物供水，满足其生长需要，既不会造成灌溉水的深层渗漏，也不会造成土壤表面的水分蒸发。该灌溉技术相对于 滴灌能够提高茄子水分利用效率，这也是其在减量灌溉条件下保持稳定产量的原因。

表5 不同处理茄子灌溉量Tab.5 Irrigation of different treatment eggplant

表6 茄子耗水量及水分利用效率Tab.6 Water consumption and water use efficiency of eggplant

3 结 论

(1)肥量不变，随着痕灌灌水量的降低，茄子株高茎粗呈下降趋势。灌水量对叶片长宽也有影响。灌水定额降比为20%、40%处理的茄子株高、径粗、叶长叶宽均大于滴灌处理茄子的株高，且差异显著。茄子是需水作物，痕灌灌水量较滴灌灌水量减少60%则不利于茄子植株的生长。

(2)灌水定额降比为20%﹑40%处理茄子的单株结果数、单果质量、产量均大于对照滴灌处理，灌水定额降比40%处理茄子的Vc含量最高。灌水定额降比60%处理茄子产量低于滴灌处理茄子产量，可见灌水量低到一定程度直接影响茄子作物产量。

(3)不同灌水条件下均是滴灌处理的土壤含水量较大。痕灌处理土壤含水量随灌水量减小而减小。含水量分布趋势是随土层深度的增加先增大后减小。灌后随着时间的增加，经过土壤水分的再分布，棵间蒸发蒸腾，土壤含水量分布逐渐减小并趋于均匀。痕量灌溉在茄子上应用，在保持稳定经济产量的情况下，与常规滴灌相比可节水20%～40%，水分利用效率提高6.27～23.94 kg/m3，具有很大的节水潜力。

□