膜下滴灌对麦后复种西兰花生长及水分利用效率的影响

田德龙，李泽坤，徐 冰，任 杰

(水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特 010020)

0 引 言

近年来，随着我国农田高效节水技术的不断发展，一系列节水技术及种植模式不断涌现。膜下滴灌技术因其结合了以色列滴灌技术与国内覆膜技术的优点，被广泛用于西北干旱、半干旱地区[1,2]。复种则是一种集约化程度较高的种植方式，可以充分利用气候资源与土地资源，提高单位耕地面积产量和总量，近年来也被广泛应用于土地资源稀缺地区。

河套灌区是内蒙古自治区优质小麦输出基地，但由于春小麦收获后大多农田处于闲置状态，造成了土地资源的浪费。同时由于灌区地下水埋深较浅，在强烈的蒸发作用下，极易引起土壤盐分向表层迁移，导致农田次生盐渍化的发生[3,4]。西兰花由于具有营养价值高[5]、易于栽培[6]等特点，深受食客和农户的喜爱。因此，可以利用春小麦收获后至冬前的农田空闲期，种植生育期短、经济效益较高的西兰花。一方面可提高空闲农田土地利用率，另一方面可防止空闲农田次生盐渍化的发生，同时还可提高农户单位耕地面积的总体收益。目前，诸多学者对小麦[7,8]、向日葵[9,10]及西兰花[11-13]等作物进行了单种及复种模式[14-16]的研究，取得了较好的效果。因此，本试验通过对膜下滴灌条件下麦后复种西兰花生长及水分利用效率进行研究，寻求促进产量、水分利用效率提高的最佳灌溉量，以期为河套灌区膜下滴灌条件下麦后复种西兰花模式提供依据。

1 试验设计与方法

1.1 试验区概况

试验于2018年7-10月在内蒙古磴口县三海子进行，该地多年平均气温7.7 ℃，多年平均降雨量143 mm，多年平均蒸发量2 377 mm，日照时数3 210 h。试验土壤上层(0～20 cm)以砂壤土为主，下层(20～100 cm)以粉壤土为主，平均体积质量为1.52 g/cm3，田间质量持水率为22%，2018年西兰花生育期降雨量为74.4 mm，生育期地下水埋深大于3 m。

1.2 试验设计

本试验以当地传统畦灌为对照(灌水量为525 mm)，设3个灌水水平，分别记为FZ1(232.5 mm)、FZ2(273 mm)、FZ3(300 mm)，灌水水平的确定见课题组前期研究[17]。试验共设4个处理，每个处理设3次重复，共计12个试验小区。试验小区长50 m，宽7 m，面积350 m2。为防止各处理间发生水分交互作用，在不同小区之间设隔离带。

供试西兰花品种为绿洲1号，西兰花于2018年6月15日在日光温室内进行基质育苗，7月22日小麦收获后移苗，10月6日全部采收完毕。西兰花行距50 cm，株距50 cm，移栽密度30 000 株/hm2。生育期追肥尿素300 kg/hm2，在西兰花苗期和莲座期各施1/2。膜下滴灌西兰花生育期灌水10次，单次灌水量22.5～30 mm，对照(CK)生育期灌水5次，单次灌水量105 mm。于西兰花各生育期进行土壤含水率测定，当含水率低于田间持水率的70%时即进行灌溉。

1.3 测定项目及方法

(1)作物生育指标测定在各小区选取5株长势具有代表性的西兰花进行标记，此后在各生育期，利用钢卷尺和游标卡尺进行株高、茎粗的测定。

(2)作物干物质测定。在各生育期，选取5株具有代表性的西兰花，将其装入纸袋后放入烘箱，在105 ℃下杀青30 min，然后在80 ℃下烘干至恒重，最后用天平称重。

(3)作物产量测定。收获时，在各小区内选取5株能代表本小区长势的西兰花进行花球产量测定。

(4)土壤水分测定。采用烘干法进行含水率测定。于西兰花各生育期利用土钻取0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层土样，将其装入铝盒后带回实验室，利用烘箱在105 ℃下烘8 h后测定土壤含水率。

(5)数据统计分析。采用EXCEL2007、SPSS17.0软件进行制图，方差分析及显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤贮水量的影响

不同处理下西兰花各生育期土壤贮水量变化如图1所示。从图中可知，不同处理下各生育期土壤贮水量变化不尽相同。苗期，与CK相比，FZ3处理最大，增长率为15.33%。FZ1处理最小，增长率为5.38%，各处理差异较CK均达到显著水平(P<0.05)；莲座期，与CK相比，FZ3处理最大，增长率为17.14%，FZ1处理最小，增长率为-1.66%，各处理差异较CK均达到显著性水平(P<0.05)；花蕾形成期，不同处理土壤贮水量变化规律同莲座期，与CK相比，FZ3处理最大，增长率分别为14.41%，FZ1处理最小，增长率为1.00%，除FZ1处理外，其余处理差异较CK均达到显著性水平(P<0.05)；花球膨大期，与CK相比，不同处理中同样FZ3处理最大，增长率为5.48%。FZ2处理最小，增长率为1.89%，各处理差异较CK均达到显著水平(P<0.05)。因此，膜下滴灌显著提高了西兰花生育期土壤贮水量，从而更有利于西兰花生长。

图1 不同处理下土壤贮水量变化

2.2 不同处理对西兰花生长的影响

不同处理下西兰花的株高和茎粗变化状况如图2所示。从图2(a)中可看出，西兰花株高随着生育期推进呈增大变化趋势，增长幅度则呈先增大后减小变化趋势。苗期，与CK相比，不同处理中FZ3处理最大，增长率为16.46%。FZ1处理最小，增长率为12.66%，各处理差异较CK均达到显著水平(P<0.05)；莲座期，各处理株高均得到一定生长，与CK相比，其中FZ2处理最大，增长率为31.13%，FZ1处理最小，增长率为16.04%，各处理差异较CK均达到显著性水平(P<0.05)；此后，花蕾形成期和花球膨大期，与CK相比，FZ2处理仍然最大，增长率分别为21.31%和9.46%。FZ1处理最小，增长率分别为13.93%和4.73%，各处理差异较CK均达到显著性水平(P<0.05)。

图2 不同处理下西兰花株高和茎粗的变化状况

从图2(b)中可看出，西兰花茎粗随着生育期推进，同样呈现逐渐增大变化趋势。苗期，各处理茎粗较CK均增加，且FZ3处理最大，增长率为24.39%，FZ1处理最小，增长率为2.44%，除FZ1处理外，差异较CK均达到显著水平(P<0.05)；莲座期，各处理变化同苗期相似，同样FZ3处理最大，增长率为6.74%，FZ1处理最小，增长率为3.37%，除FZ1处理外，差异较CK均达到显著水平(P<0.05)；花蕾形成期和花球膨大期，尽管各处理茎粗较CK有所增大，但FZ2处理最大，增长率分别为7.09%和29.01%，FZ1处理最小，增长率分别为3.15%和7.63%，差异较CK达到显著性水平(P<0.05)。

综上可知，不同灌水量下膜下滴灌西兰花株高、茎粗较大田畦灌(CK)均呈不同程度的增加。其中FZ3处理在苗期表现出一定优势，但花蕾形成期和花球膨大期FZ2处理则表现出较大优势。因此，总体上FZ2处理更能促进西兰花株高、茎粗的生长，对于改善其生物学性状更为有利。

2.3 不同处理对西兰花干物质积累的影响

干物质是衡量植物体有机物积累、营养成分多少的一项重要指标，也可间接表征作物对于养分、水分的吸收利用情况。图3为不同处理下西兰花生育期干物质积累情况，从图3中可知，西兰花干物质随生育期推进呈增大趋势。苗期，不同处理较CK均增加。其中，FZ2处理最大，增长率为8.36%。FZ1处理最小，增长率为7.67%，FZ1～FZ3处理间差异不显著，但较CK达到显著性水平(P<0.05)；莲座期，尽管各处理干物质积累增加，但FZ1～FZ3处理增幅均大于CK。其中，FZ2处理最大，增长率为54.85%。FZ1处理最小，增长率为5.89%，各处理间差异达到显著性水平(P<0.05)；花蕾形成期，不同处理干物质积累变化同莲座期，其中，FZ2处理最大，增长率为63.93%。FZ1处理最小，增长率为16.81%，各处理间差异达到显著性水平(P<0.05)；花球膨大期，西兰花干物质积累达到最大值，不同处理均大于CK。其中，FZ2处理最大，增长率为73.43%。FZ1处理最小，增长率为28.49%，各处理间差异达到显著性水平(P<0.05)。综上，尽管苗期不同处理间干物质差异不显著，但随着生育期推进，FZ2处理干物质积累量均表现出较大优势，因此，总体上FZ2处理对于西兰花生育期干物质积累最有利。

图3 不同处理下西兰花生育期干物质积累情况

2.4 不同处理对西兰花产量、水分利用效率的影响

西兰花各处理产量随着灌水量的增加，呈先增大后减小的变化趋势。与CK相比，FZ1～FZ3处理增产率分别为7.63%、20.48%、14.57%，差异较CK均达到显著水平(P<0.05)。因此，FZ2处理西兰花增产效果较佳。从图4中同样可看出，总体上，西兰花各处理水分利用效率随着灌水量的增加同产量变化规律相同。与CK相比，FZ1～FZ3处理水分利用效率分别提高22.66%、31.29%、21.58%，差异较CK均达到显著水平(P<0.05)。因此，FZ2处理西兰花水分利用效率提高效果较佳。

图4 不同处理下西兰花产量、水分利用效率变化

西兰花产量随灌水量的增加呈先增大后减小的变化趋势。主要由于产量是适宜水肥条件协同作用的结果[17]。一方面膜下滴灌虽然可减少土壤水分蒸发，为作物生长提供适宜的水分环境。但是，如果灌水量较大，土壤水分含量较高，土体中水、气比例失调将会影响作物呼吸作用，进而对作物生长产生不利影响。另一方面，肥料需要水分溶解以利于作物吸收利用。随着灌水量的增加，土壤水分含量提高，施入土壤的肥料溶解加快，促进作物吸收利用。但当超过某一极限值时，继续增加灌水量，土壤水分含量过多时，肥料溶解加快，也不利于作物吸收。因而，西兰花产量随着灌水量增加，初期呈现增大趋势，但当灌水量增加到一定值时，继续增加灌水量，产量增加幅度降低。

西兰花各处理水分利用效率变化趋势总体上同产量相同，但FZ3处理水分利用效率低于FZ1处理。主要由于FZ3处理较FZ1处理的产量增幅低于耗水量增幅。说明随着灌溉水量增加，部分水分变为无效水分，并不能使产量增大，存在水分浪费。

3 结 论

(1)膜下滴灌不同灌水量提高了土壤贮水量，改善了的麦后复种西兰花的生长状况，增大了西兰花株高、茎粗，促进了干物质的积累。其中，全生育期土壤贮水量的平均增幅为2.27%～13.09%；全生育期株高的平均增幅为11.84%～19.59%；茎粗的平均增幅为4.15%～16.81%；干物质积累的平均增幅为19.57%～65.55%。

(2)膜下滴灌不同灌水量促进了麦后复种西兰花产量、水分利用效率的提高。当西兰花灌水量为232.5、273、300 mm时，产量分别提高7.63%、20.48%、14.57%；水分利用效率分别提高22.66%、31.29%、21.58%。

(3)通过对膜下滴灌不同灌水量麦后复种西兰花生长、干物质以及产量和水分利用效率等综合考虑，当灌水量为273 mm时，西兰花各项指标达到最佳，因此，在不考虑其他因素前提下，膜下滴灌条件下麦后复种西兰花的推荐灌水量为273 mm。

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