张家口市坝上地区甘蓝膜下滴灌灌水定额研究

卢晓林

（张家口市农业高效节水研究所 河北张北076450）

张家口市坝上地区地处河北最北部， 包括张家口市的张北、康保、沽源、尚义、塞北管理区和察北管理区，属于内蒙古高原的南缘，地势平坦开阔，海拔在1 300 m 以上[1]，太阳辐射充足、雨热同期，夏季温度低、昼夜温差较大，自然条件优越，适合蔬菜错季生产[2]。 与此同时，坝上地区干旱少雨、水资源短缺，本区种植蔬菜基本靠降雨和开采地下水进行生产，近些年蔬菜生产面积不断扩大,地下水严重超采。

甘蓝营养丰富，具有较强的适应性、抗逆性，是我国重要的蔬菜作物之一[3]。 坝上地区是错季蔬菜的主要产区，近年来该区甘蓝种植面积稳定，约占全部蔬菜种植面积的15%。 通过调研发现，坝上地区大部分种植户均已采用膜下滴灌方式节水种植甘蓝，但为保证蔬菜高产，存在灌水定额较大的问题，本研究通过设置不同处理的灌水定额， 结合分析甘蓝膜下滴灌耗水规律， 探究出甘蓝高产条件下的节水灌水定额，为坝上地区甘蓝种植提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区基本情况

试验区位于张家口市农业高效节水研究所（张北县张北镇庙滩村），北纬 41°0′、东经 114°26′，海拔1 450 m，为典型的坝上地区。农业种植结构和灌溉方式在河北省坝上地区具有较好的代表性。 主要气候特征：属寒温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温2.8℃，年平均降水量350～420 mm，作物生长旺盛的6～9 月降水占全年的77%～85%，年蒸发量1 850 mm，年日照时数 2 930 h，无霜期 90～107 d[4]。 试验地土壤为农牧交错地带典型的栗钙土，微偏碱性，土层厚度40 cm，0～40 cm 土层的平均田间持水量为20.26%、平均干容重1.6 g/cm3、有机质含量为2.0%、硝态氮为39.11 mg/kg、速效磷为 45.4 mg/kg、速效钾为 92 mg/kg。

1.2 试验材料

试验甘蓝品种为‘中甘21 号’，该品种是由中国农业科学院蔬菜花卉研究所育成的早熟春甘蓝一代杂种[5]，叶球圆球形，外观美，不裂球，品质优[6]。 ‘中甘21 号’是坝上地区近几年普遍种植的甘蓝品种。

1.3 试验设计

试验于 2019 年 4～8 月进行。 通过前期调研，坝上地区甘蓝种植普遍采用膜下滴灌进行灌溉， 灌水定额为150～300 m3/hm2。本试验设计以调研数据为参考， 灌水定额设置 4 个处理， 分别为 150 m3/hm2、180 m3/hm2、210 m3/hm2、240 m3/hm2， 各处理灌水日期、次数均相同，每个处理重复3 次，共12 个小区。小区长11.1m、宽8 .0 m，小区面积88.8 m2，为保证试验合理性，12 个小区随机布置排列。

1.4 试验小区田间布置

甘蓝首先在温室采用穴盘育苗法进行育苗，待苗龄合适时定植到大田。 大田采用起垄覆膜栽培，垄高10～15 cm，垄面宽60 cm，垄沟宽40 cm，双行梅花状定植，行距40 cm，株距25 cm。 灌溉系统首部集中配置过滤器、水表、压力表等，可准确计量每次灌水量。 垄面膜下铺设滴灌带一条， 滴灌带滴头流量2.0 L/h，滴头间距30 cm。

1.5 测定内容

全生育期各生育节点测定0～60 cm 土壤含水量，计算出阶段田间耗水量，土壤含水量的测定采用烘干法。 甘蓝生育期的降雨量由安装在田间的微型气象站采集的数据获得。 采收时取样测定甘蓝叶球形态指标；测定各小区产量，折算成公顷产量。

2 结果与分析

2.1 不同灌水处理各生育期的灌水量

在甘蓝全生育期，灌水定额按照各处理设计值执行，灌水时间、灌水次数根据植株长势、天气降雨情况进行调整。 全生育期共灌水4 次，莲座期降雨较多，因此没有灌水。 具体降雨量见表1、灌水情况见表2。

表1 甘蓝各生育期降雨量

表2 甘蓝各生育期灌水情况

2.2 不同灌水处理各生育期的耗水量

由表3 表明，4 个不同的灌水处理， 在甘蓝全生育期呈现出相同的耗水规律，即苗期、莲座期、结球期的耗水量和模比系数均逐渐增大， 结球期耗水量最大，耗水模比系数为41.2%～43.27%。4 个处理的甘蓝全生育期日均耗水量为3.42～4.03 mm， 总耗水量为 177.86～209.62 mm。

表3 不同处理各生育期耗水情况

2.3 不同灌水处理对产量和水分利用效率的影响

由表4 表明，4 个处理随着灌水量的增加， 耗水量也逐渐增加， 而水分利用效率和灌溉水利用效率逐渐降低。 处理1 的单位面积产量最高， 较处理2、处理 3、 处理 4 增产 9%～11%， 处理 2、 处理 3、 处理4 的产量差异不明显。 说明， 当灌水量能够满足甘蓝正常生长时再增加灌水量， 并不能提高产量，同时会降低水分利用效率和灌溉水利用效率， 造成水资源的浪费。

表4 不同水分处理对耗水量、产量和利用效率的影响

2.4 不同灌水处理对甘蓝形态指标的影响

采收时每小区随机取6 个果球， 测定果球形态指标。 由表5 表明，中甘21 号的果球近圆形，处理1单个果球的大小和质量较其他3 个处理大， 这与处理1 的单位面积产量最高相一致。

表5 不同灌水处理的甘蓝单个果球形态指标

3 结论

（1）本试验4 个处理，各处理灌水日期、次数均相同，随着灌水定额的增加，灌溉定额和耗水量逐渐增加，水分利用效率和灌溉水利用效率逐渐降低。

（2）张家口市坝上地区膜下滴灌条件下种植甘蓝， 生育期灌溉 4 次， 灌水定额 150 m3/hm2， 灌溉定额 750 m3/hm2， 降雨量 127 mm， 耗水量 178 mm时单位面积产量最高为88 500 kg/hm2， 水分生产效率最高为 498 kg/（hm2·mm），灌溉水利用效率最高为1 180 kg/（hm2·mm），达到节水高产，可为该区域甘蓝膜下滴灌节水灌溉提供一定的参考。