川中丘陵区经济作物需水特性与穴灌制度研究

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(四川省都江堰龙泉山灌区管理处，四川 简阳，641400)

1 研究目的

中国是农业大国，水资源匮乏，水资源短缺问题已经严重影响到了农业生产和社会经济发展。经调查，我国农业用水量每年约为3699亿m3，占总用水量的70%左右。而作为世界农业大国，我国所需的灌溉面积已经达到了0.6亿hm2，其用水缺口已超过300多亿m3。目前，农业用水浪费十分严重，漫灌和串灌现象普遍，农业水资源有效利用率只有30%～40%，是发达国家的一半。

四川省是一个水资源紧缺的农业大省，一是季节性干旱突出，二是干旱频率高且日趋严重，三是坡耕地面积大，抗旱能力弱。特别在水资源短缺的丘陵地区，更需要改变人们传统的灌溉习惯，使用更少的水来获得更高的产出效率。因此，实行科学灌溉，减少农业用水浪费是节约水资源的有效途经。由于经济作物穴灌的灌溉定额在我国的研究很少。因此，需要对穴灌灌溉供水、作物需水、水分转化等过程有更为细致的了解与认识，掌握作物的全生育期需水量，制定合理的灌溉方式和制度，从而为农业用水的科学、精细管理提供理论依据，达到节约用水的目的。

2 研究方法

穴灌是我国传统的灌溉方式，有着悠久的历史，在人口密集、干旱少雨、水资源短缺的四川丘陵地区有着广泛的应用。近年来，随着科技的进步，灌溉形式日趋多样化和现代化，喷灌、微灌等灌溉形式成了主流，在民间广泛使用的穴灌却缺乏相对系统和完整的研究。同时，各种作物穴灌灌溉制度也鲜有提出。因此，充分挖掘传统灌溉方式的潜力，制定科学合理的灌溉制度，指导农民生产实际，能够在保证粮食安全，发展经济作物的同时大量节约水资源，使有限的水资源发挥更大的作用，尤其在缺水少水的丘陵区意义重大。

穴灌是用移动运水工具或者移动软管逐棵浇灌作物根部穴坑土壤的一种节水灌溉方法，这种灌水方法用水量少，地温稳定。水分(养分)由穴坑边壁进入作物根系区域，不仅能够促使作物根系向土壤深处生长，还能大面积吸收水分，提高作物产量。穴灌减少了地面蒸发，大大提高了水分的利用效率。同时，开挖的穴坑使得作物根系周围的透气性能提高，有助于作物根部的呼吸，为作物生长提供良好的条件，达到增产的目的。而且，穴灌不受水质的影响，可以将肥料、沼液等溶于水中同步灌溉，不仅减少了劳动量，还提高了肥料的利用率。

川中丘陵区是四川省粮、油、蔬菜、水果等的重要生产基地。但是川中丘陵区独特的气候条件，却制约了农业的发展，勤劳智慧的劳动人民，充分利用四川省丘陵地形，修建蓄水池、山坪塘等工程拦蓄雨水，在作物生长的关键期，采用穴灌的方法，经济高效地解决了川中丘陵区农业水资源短缺的问题。龙泉山灌区管理处灌溉试验站针对川中丘陵区的现实情况，在省农水局的安排部署和大力支持下，从2001年至2013年选取了在川中丘陵地区种植面积较大、有代表性的五种作物：辣椒、黄金梨、晚白桃、萝卜、豇豆，进行露天栽培下穴灌灌溉水量测定与推广，拟探求作物在不同生长时段的需水量、灌水次数、灌溉定额等重要参数，并拟定出这五种作物的灌溉制度。

3 研究过程

为了确保试验研究的顺利开展，龙泉山灌区管理处灌溉试验站成立了以处长为组长的试验研究领导小组，由分管试验站的科技科科长具体主持试验研究工作，选拨优秀工作人员参与试验研究。同时，还建立了完善的课题研究制度，为试验研究提供了强有力的组织保障。

3.1 测定指标

2001年-2013年，龙泉山灌区管理处灌溉试验站对川中丘区露天栽培下，辣椒、黄金梨、晚白桃、萝卜、豇豆全生育期内穴灌灌溉制度进行了研究。每种作物在种植前都对土壤持水率、容重进行测定。在种植过程中，对每种作物都做了如下测定。

3.1.1 土壤含水量的测定

从播种或移栽开始到收获时止，采用钻土、烘干法每10d取一次土，测定土壤含水量(如遇生育期划分和下雨后再加测一次土壤含水率)。根据作物根系深度，蔬菜取5cm、20cm、40cm三个层次深度进行土壤含水率的测试；水果取5cm、20cm、40cm、60cm四个层次深度进行土壤含水率的测试。

3.1.2 形态指标测定

每个生育期用钢尺和游标卡尺测定株高、茎粗或果径，每个小区选取株定点观测。

3.1.3 产量的测定

采摘期每次收获作物时，用电子天平称重，累计产量。

3.2 研究过程

本文以辣椒为例，介绍课题研究过程。

3.2.1 试验过程

试验在龙泉山灌区管理处灌溉试验站的无底测坑中进行，处理重复三次，测坑面积1/100亩；种植规格：55cm×30cm，小区面积1/100亩，每亩4000窝，共8000株。

种植前翻挖坑晒一次，欠土、平整一次，处理重复三次，前作物辣椒，土壤肥力中等，质地为重壤。

移栽前施底肥：水粪3150kg/亩，施碳氨一次。

用穴播方式移栽进测坑(挖长20cm～25cm、深10cm～15cm、宽4cm左右的小坑)。辣椒品种为长角椒(海椒1号)，一般是4月上旬移栽，整个生育期4个月左右，属雨季。整个生育期用“半盖死”治理青虫三次。

在需水量试验开始前对土壤物理性质进行了测定，平均容重1.55g/cm3(0～60cm)，田间持水量33.37%(0～60cm)，灌水时间根据试验设计的各生育阶段土壤湿度设计深度见表1。

表1各生育阶段土壤湿度设计

从点播到收获全生育期107d～132d，各生育阶段土壤湿度执行情况及生育期划分见下表2。

表2各生育阶段土壤湿度执行情况和起止时间

生育阶段苗期生长期盛果期(开花期)成熟期全期土壤湿度(%)72～5749～5695～5659～4795～47时间(d)16～2731～4127～3231～41107～132湿润深度(cm)5～205～205～205～205～20

3.2.2 试验结果与分析

各生育阶段起止时间的划分，每年都有差异，它除了受作物移栽时间影响外还受当年降雨、气温、日照等农田小气候的影响，通过连续几年的气候、水文地质、农技措施条件下进行的试验，测得连续5年辣椒的灌降资料，其结果见下表3。

表3 2003年-2006年辣椒灌水量、降水量统计

生育阶段年份(年)2003200420052006苗期起止时间14/4-10/510/4-30/414/4-30/41/4-26/4时间(d)27201626灌水量(mm)6.7626.7423.5979.38降雨量(mm)21.614216.65.9生长期起止时间11/5-20/61/5-10/61/5-31/527/4-2/6时间(d)40413137灌水量(mm)3.3713.346.7453.22降雨量(mm)61.497.6101118盛果期(开花期)起止时间21/6-17/711/6-10/71/6-30/63/6-4/7时间(d)27303032灌水量(mm)3.37//6.75降雨量(mm)166.9100.4223.5219.9成熟期起止时间18/7-21/811/7-20/81/7-31/75/7-10/8时间(d)35413137灌水量(mm)308206.1197.4158.2降雨量(mm)308206.1197.4158.2全生育期起止时间14/4-10/910/4-20/814/4-31/71/4-10/8时间(d)129132107132灌水量(mm)13.5240.0830.33/降雨量(mm)557.9495.2544.2502

4 试验结果

通过2001年-2013年的试验研究，制定了川中丘陵区露天栽培下，辣椒、黄金梨、晚白桃、萝卜、豇豆全生育期内穴灌灌溉制度。

(1)辣椒：发芽期灌水3～4次，灌水周期5d，灌水定额4.45m3/亩；幼苗期灌水2～3次，灌水周期20d，灌水定额4.68m3/亩；开花坐果期灌水2～3次，灌水周期10d，灌水定额3.68m3/亩；结果期灌水4～6次，灌水周期10d，灌水定额3.28m3/亩；全生育期灌水11～16次，灌溉定额43.64m3/亩；

(2)黄金梨：花芽萌动期灌水1～3次，灌水周期7d～16d，灌水定额1.6m3/亩～4.57m3/亩；开花期灌水1次，灌水周期14d～21d，灌水定额1.6m3/亩～9m3/亩；坐果期灌水1～2次，灌水周期58d～71d，灌水定额2m3/亩～4.55m3/亩；果实膨大期灌水1次，灌水周期36d～48d，灌水定额9m3/亩～9.94m3/亩；全生育期灌水4～7次，灌溉定额22.89m3/亩～38.22m3/亩；

(3)晚白桃：花芽萌动期灌水1～3次，灌水周期8d～16d，灌水定额4.5m3/亩～4.63m3/亩；开花期灌水1次，灌水周期7d～15d，灌水定额4.5m3/亩～6.75m3/亩；坐果期灌水1～4次，灌水周期16d～23d，灌水定额4.55m3/亩～7.5m3/亩；果实膨大期灌水1次，灌水周期61d，灌水定额4.5m3/亩～4.82m3/亩；全生育期灌水4～9次，灌溉定额27.49m3/亩～38.68m3/亩；

(4)萝卜：出苗期灌水1～3次，灌水周期5d～10d，灌水定额2.5m3/亩～4.5m3/亩；定苗期灌水1次，灌水周期10d～11d，灌水定额3m3/亩～4.5m3/亩；叶片生长旺盛期灌水1次，灌水周期10d～20d，灌水定额1m3/亩～4.5m3/亩；茎膨大期灌水2次，灌水周期10d～16d，灌水定额4.5m3/亩～6.75m3/亩；全生育期灌水5～7次，灌溉定额24.6m3/亩；

(5)豇豆：出苗期灌水2次，灌水周期20d，灌水定额2.25m3/亩；幼苗期灌水3次，灌水周期9d，灌水定额2.64m3/亩；抽蔓期灌水1次，灌水周期25d，灌水定额3.68m3/亩；开花结荚期灌水1次，灌水周期36d，灌水定额2.69m3/亩；全生育期灌水7次，灌溉定额18.8m3/亩。

5 推广应用

从2007年-2017年11年时间，在川中丘陵区共推广30.56万亩穴灌，与传统的漫灌相比，增产44502.96t、节水10249312m3、增加经济效益31114.48万元。穴灌灌溉制度是根据作物不同生育期决定灌水次数和灌水量，保证植株不同生育期对水份的需求，各作物平均省水48.32%～52.05%，减少了土地的水肥流失，从而增加产量，各作物产量平均增加了5.1%～7.43%。同时灌溉制度的制定，让丘陵区农户了解了作物各生育期需水情况，转变了以往农户根据经验灌水的方式。这种灌溉方式的应用可缓解供水压力，并把节约的农业用水用于工业、生活及生态，减小水资源管理部门与用水户之间的供需矛盾。