辣椒种植灌溉方式对比及灌溉制度设计分析

焦文娟

（水利部新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐83000）

农业供给侧结构性改革在全国的推广对进一步优化我国的农业种植结构、 增加农民收入有重要意义。 相比过去以大豆、玉米、小麦为主要种植作物的种植模式，提高经济作物的种植面积、产量、质量等已经成为多个地区推动农业发展的重要途径。 在农作物种植过程中， 水资源是制约农业发展的重要因素，因此积极发展“节水灌溉、科学种植”是现代农业的基本特点。

1 项目区概况

新疆塔城地区通过对市场需求分析， 近几年逐渐转型扩大特色高效经济作物种植面积， 其中辣椒种植仅在2019年就新增种植面积0.27万hm2， 总面积超过2.13万hm2。该地区水资源较为缺乏，膜下滴灌也在较早被推广，但最佳灌溉方式没有统一形成，因此本项目主要对该内容进行分析。

2 试验地块及灌溉方式设计

（1）本项目选取新疆塔城地区一块地作为试验地块，灌溉方式为膜下滴灌，对照组为覆膜管灌。 其中膜下滴灌植株种植间距如图1。

图1 膜下滴灌辣椒种植模式示意图

（2）膜下滴灌共设计了3种不同的灌溉方式，为保证结果准确性，每种灌溉方式又设计了相同的3个地块；覆膜管灌设计了1种灌溉方式，也设计了相同的3个地块。 因此试验地块共12个， 每个地块面积0.07 hm2。 灌溉及种植方式如表1［1］。

表1 灌溉及种植方式设计

（3）本项目种植品种为“大板椒”，作适合辣酱原料。 试验地块的土壤基本参数如表2。 在种植前给试验地块统一施底肥，标准如下：磷铵225kg/hm2、钾肥150kg/hm2、尿素375kg/hm2［2］。

表2 试验地块土壤基本参数

3 不同灌溉方式对辣椒生长情况影响分析

3.1 指标

3.1.1 生长指标测定方法

（1）株高。 在每个地块中选取5株处于平均长势的植株， 利用卷尺对其进行测量（颈基到生长点顶部），在不同的5个生育期阶段均测量1次。

（2）叶面积系数。 计算如式（1）［3］，测量工作同株高一起进行。其中以中脉作为叶片标准长度，叶片最宽处作为叶片标准宽度。

（3）干物质总量。在不同的生育期内，各选取5个植株剪取地面以上部分，将叶片、干茎、果实分类剪下，采用烘干法得到干物质总量。

3.1.2 不同灌溉方式下辣椒株高对比

在一定范围内，株高与辣椒生长状况、品质、产量等指标呈正比关系， 但同时株高增大也会耗费更多的肥料及灌溉水资源，导致种植成本增大，因此并不是株高越大越好［4］。 不同灌溉及种植方式对辣椒株高影响曲线如图2［5］。

图2 不同灌溉及种植方式对辣椒株高影响曲线

由图2可知：①辣椒株高成长总体呈“S”曲线，总体耗肥量一致；②株高同灌水定额呈正相关，DG1株高最小，CK最大，两者相差2cm左右；③DG2、DG3与CK株高基本无差别。 单从这方面考虑，灌溉方式优劣排序为：DG2＞DG3＞DG1。

3.1.3 不同灌溉方式下辣椒叶面积系数对比

在一定范围内， 叶面积系数与光合作用强度正相关， 最终会影响辣椒产量， 但同时叶面积系数越大，会给植株通风及透光性带来不良影响，反而会影响总体光合作用量［6］。 不同灌溉及种植方式对辣椒叶面积系数影响曲线如图3。

图3 不同灌溉及种植方式对辣椒叶面积系数影响曲线

由图3可知：①辣椒叶面积系数总体呈“S”曲线，但从6月下旬开始，各方式差距逐渐增大；②叶面积系数同灌水定额呈正相关，DG1最小，CK最大， 两者相差0.7左右；③DG2、DG3与CK叶面积系数差距基本维持在0.3以内。 单从这方面考虑，灌溉方式优劣排序为：DG3＞DG2＞DG1。

3.1.4 不同灌溉方式下辣椒干物质总量对比

干物质能够反映辣椒的生长状况，与辣椒产量、品质呈正相关［7］。 不同灌溉及种植方式对辣椒干物质总量影响曲线如图4。

图4 不同灌溉及种植方式对辣椒干物质总量影响曲线

总量总体呈“S”曲线，但从6月下旬开始，各方式差距逐渐增大， 在7～8月之间，DG1同其他方式存在较大差别， 但最后DG1、DG3、CK三种方式干物质总量一致，均明显落后于DG2，可以看出DG2在成熟期结实率最高。 单从这方面考虑， 灌溉方式优劣排序为：DG2＞DG3＞DG1。

3.2 不同灌溉方式对辣椒品质及产量影响分析

3.2.1 不同灌溉方式对辣椒营养品质影响分析

辣椒的营养品质是决定价值的重要因素之一，本项目评价营养品质主要从“维C、可溶性糖、可溶性蛋白质”三方面进行分析［8］。 通过试验室对辣椒取样处理和测定，结果如表3。

表3 不同灌溉方式下辣椒营养品质含量

由表3可知： ①分析维C含量，DG2＞DG3＞CK＞DG1； ②分析可溶性糖含量，DG2＞CK＞DG3＞DG1；③分析可溶性蛋白质含量，DG2＞DG1＞CK＞DG3。 从这方面分析，灌溉方式优劣排序为：DG2＞DG3＞DG1。

3.2.2 不同灌溉方式对辣椒产量影响分析

辣椒产量是最重要的指标之一， 也对确定最佳灌溉方式有着决定性作用。图5反映了不同灌溉方式对辣椒产量的影响。

图5 不同灌溉方式下辣椒产量

由图5可知：①辣椒产量与灌水量并不呈正相关，DG2＞DG3＞DG1＞CK。究其原因，灌水量过大会促进植株生长，吸取了过多营养；②膜下滴灌方式产量均大于覆膜管灌，充分说明了该灌溉方式的先进性。 从这方面分析，灌溉方式优劣排序为：DG2＞DG3＞DG1。

4 膜下滴灌编号DG2灌溉制度的设计

通过对比分析，DG2灌溉方式各方面表现均良好，因此可确定将DG2作为推荐灌溉方式推广，下面对其具体灌溉制度进行设计。

4.1 辣椒全生育期耗水规律分析

在此根据“水量平衡法”来计算辣椒在全生育期各个阶段的耗水量及耗水强度，其中蒸腾量ET计算公式如式（2）［9］。 参考其他学者研究成果可知：不同生育期辣椒耗水量不同， 从苗期至最后成熟期，耗水量一般遵循“先增后减”规律。 通过试验室测定，DG2条件下辣椒不同生育期耗水规律如表4［10］。

式中 i为土壤层编号；n为研究范围内的土壤总层数；ri为第i层土壤干容重（g/cm3）；Hi为第i层土壤厚度（cm）；Wi1，Wi2分别为第i层土壤时段末、始的含水率；M为时段内的总灌溉量（mm）；P为时段内的降水量（mm）。

表4 DG2下辣椒不同生育期耗水量

4.2 灌溉制度设计

根据DG2 条件下， 辣椒全育期灌水定额为3525m3/hm2，结合其耗水规律，各生育期的灌溉水定额分配及灌水次数如表5， 推荐各条件相似区域按照该灌溉制度对辣椒实行灌溉，可兼顾节水和经济效益两个因素。

表5 DG2条件下灌溉制度设计

续表5

5 结语

通过本文分析研究可知： 膜下滴灌并不是灌溉水量越多，辣椒种植综合经济效益越好。 节水灌溉工程是现代农业水利建设的重要内容， 其中渠道和管道是“硬件设施”，而科学的灌溉方式及制度是“软件程序”，两者缺一不可。 因为涉及到作物种类、土壤条件等很多因素影响， 灌溉方式和制度设计比硬件建设复杂很多。 所以现代农业必须要应用科学手段作指导，逐渐摆脱粗放型作业方式。