设施辣椒栽培耗水量及节水高效灌溉制度试验

孟永宏 张永忠

（平凉市水土保持科学研究所，甘肃平凉 744000）

近年来，平凉市为了推进产业扶贫，积极内扶外引，大力引主体、建基地，推进设施蔬菜标准园建设，推动蔬菜产业高质量发展。截至2019年底，仅平凉市崆峒区共引进、培育平凉超越农业有限责任公司、平凉绿康源现代农业科技有限责任公司、平凉市天源农牧业有限责任公司、平凉市高科农林绿化工程有限责任公司、平凉市丰源现代农业有限公司等11家蔬菜生产企业；扶持生产大户30户；组建蔬菜专业合作社16家，建成设施蔬菜标准化生产园区11个，面积达733.33 hm2，逐步形成了以泾河川区为主的设施蔬菜产业带。在灌溉方式方面，具有多样性，有沟灌、畦灌、微喷灌、滴灌等。灌溉是蔬菜生产过程中一项重要的农艺措施，但在实际生产过程中，蔬菜生产者往往对灌溉重视程度不够，水分管理比较粗放，仅凭经验对蔬菜进行灌溉，特别是设施蔬菜生产过程中，不仅造成水分浪费，而且由于灌水量过大，造成设施内土壤湿度和空气湿度加大，蔬菜的生长发育受到影响，诱发病害的发生，加大了农药的使用量，从而导致蔬菜产品的质量级别下降。因此，加强设施蔬菜生产过程中水分管理，对于设施蔬菜生产具有重要意义[1-2]。本文以温室辣椒为研究对象，研究在沟灌与畦灌条件下辣椒耗水量、耗水规律，探求辣椒节水高效灌溉制度，以期为指导辣椒水分管理提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验概况

本试验在平凉市水土保持科学研究所灌溉试验站日光温室内进行，试验地点位于北纬35°30′、东经106°41′，海拔高度 1 318.1 m，土壤类型为中壤，田间最大持水量26%，土壤容重1.31 g/cm3。供试辣椒品种为明星早椒和尖椒22号。

1.2 试验设计

试验共2个处理，即沟灌和畦灌。3次重复，共6个小区，试验小区面积为12 m2（6 m×2 m）。土壤水分控制下限见表1。航椒在生长过程中，土壤水分供给采用管灌，出水量水表计量。

表1 各生育时期适宜土壤湿度控制下限 单位：%

1.3 试验实施

在设施农业条件下，先整好苗床、施足底肥，腐熟的农家肥配合复合化肥施入，用辛硫磷、甲基托布津等农药兑水稀释消毒，浇足底墒水，疏松土层，整平做成宽1 m的长畦。育苗时，用竹棍将苗床压成行距为7 cm的印痕，在印痕上播种，株距3 cm，然后覆上1～2 cm厚的过筛细土。用喷雾器均匀喷湿表层，铺上塑料膜，其上再铺一层报纸（其作用是保墒遮阴）。每天检查墒情，在适宜温度下，7 d后就可以出苗。出苗后揭去覆盖物，让幼苗在自然环境下生长，勤浇水，长到3～4片真叶时移植。2015年5月10日定植，南北向栽植，株距34 cm，行距50 cm。

1.4 测定内容与方法

1.4.1 土壤水分测定。土壤水分测定采用取土烘干法，取 0～20、20～40、40～60 cm 土层土样测定，最后利用加权平均法计算0～60 cm土体的土壤含水量。含水量每10 d测定1次，即每月10日、20日、30日测定，逢生育期加测。

1.4.2 棵间蒸发测定。棵间蒸发采用埋设在作物行间的微型蒸渗仪测定，选用PVC材质的圆筒，内径104 mm、长150 mm，外筒为白铁皮制成的有底圆筒，其内径稍大于内筒直径，长度相同，采用换土称重法测定，定植后每5 d测定1次。具体测定方法：将蒸发器外筒埋于作物行间，用内筒在作物行间取原状土，用塑料薄膜封底，在天平上称重后放置于蒸发器外筒内，下个测定日上午9：00取出称重，然后在作物行间取新的原状土，称重后仍放置在蒸发器外筒内，第3个测定日上午9：00再取出称重，依此类推。

1.4.3 生育性状调查。对辣椒生长过程中一些重要特征出现的时间进行观测记录[3-4]，以反映其生长发育进程，一般记录辣椒生长发育特征的时期为育苗期（育苗至定植）、苗期（定植至开花前）、结果盛期（结果盛期至结果尾期）、结果尾期（结果尾期至枯萎）。

采取定点法调查株高、茎粗，每个处理确定10株，每个生育时期调查1次。株高采用钢尺从航椒基部开始量取至叶片所能达到的最高高度[5]；茎粗用游标卡尺在地面以上1 cm处量取直径，采用十字交叉的量取方法，取平均值[6]。

果实成熟后每次采收记录称重，其总和为该处理的产量。

2 结果与分析

2.1 辣椒耗水量与耗水规律

按月或者生育阶段分别统计2种灌溉方式下辣椒耗水量、棵间蒸发量、叶面蒸腾量、耗水强度，具体见表 2～3。

表2 畦灌和沟灌条件下辣椒各月耗水量

表3 2015年畦灌和沟灌条件下辣椒各生育阶段耗水量

畦灌条件下辣椒全生育期耗水量为361.9 mm，其中棵间蒸发量为168.2mm，叶面蒸腾量为193.6mm，全生育期耗水强度为2.08 mm/d，叶面蒸腾量占耗水量的53.5%。各生育阶段耗水量：苗期至开花结果期218.0 mm，开花结果期至结果盛期105.8 mm，结果盛期至尾果期为38.1 mm，分别占全生育期耗水量的60.2%、29.2%和10.5%。

沟灌条件下辣椒全生育期耗水量为336.1 mm，其中棵间蒸发量为146.6mm，叶面蒸腾量为189.4mm，叶面蒸腾量占耗水量的56.3%，全生育期耗水强度为1.93 mm/d。各生育阶段耗水量：苗期至开花结果期为227.8mm，开花结果期至结果盛期为69.4 mm，结果盛期至尾果期为38.9 mm，分别占全生育期耗水量的67.8%、20.6%和11.6%。

畦灌与沟灌条件下辣椒生长期耗水量差异不大，畦灌全生育期耗水量较沟灌多25.8 mm，畦灌条件下叶面蒸腾量与棵间蒸发量之比为53.5∶46.5，沟灌条件下叶面蒸腾量与棵间蒸发量之比为56.3∶43.7。

2.2 辣椒生育性状

在辣椒生长期，对其株高、茎粗进行了6次调查，在结果盛期对产量也进行了调查，其结果见表4。

表4 畦灌和沟灌条件下辣椒生长期生态指标及产量

从辣椒生态调查来看，2种灌水条件下营养生长差异比较明显，6次调查辣椒株高沟灌较畦灌均高，茎粗每次调查沟灌均较畦灌稍粗。盛果期产量沟灌较畦灌增加1 696.5 kg/hm2。

2.3 辣椒灌溉制度确立

设施农业生产条件下，辣椒生长期水分供给基本上靠灌溉，辣椒生长期2种灌溉方式下的灌水量如表5所示。可以看出，2种灌溉方式下灌水量差异不大，全生育期灌溉定额畦灌为294.9 mm、沟灌为255.6 mm，灌溉次数均为6次。苗期至开花结果期畦灌灌溉定额为155.8 mm，灌水定额为44.2～56.8 mm，灌水3次；沟灌灌溉定额为133.5 mm，灌水定额为42.8～46.6 mm，灌水3次。开花结果期至盛果期2种灌溉方式灌溉定额分别为97.2 mm和82.5 mm，灌水定额均为38.5～49.6 mm，灌水2次。盛果期至尾果期灌溉定额为39.6～41.9 mm，灌水1次。灌水时间是根据各生育时段土壤水分控制下限确定，灌水量是根据田间最大持水量与土壤含水率确定。

表5 畦灌和沟灌条件下辣椒生长期灌溉制度

3 结论与讨论

试验结果表明，辣椒生育期耗水量为336.1～361.9 mm、棵间蒸发量为 146.6～168.2 mm、叶面蒸腾量为189.4～193.6 mm，全生育期耗水强度为1.93～2.08 mm/d；对株高、茎粗、产量调查发现，沟灌效果较畦灌好，其土壤水环境更有利于辣椒生长及果实发育。

本试验只针对设施蔬菜中采取的主要灌溉方式沟灌和畦灌进行了试验研究，得出了2种灌溉方式下辣椒生育期耗水量、耗水规律、棵间蒸发量、叶面蒸腾量，据此试验提出了设施辣椒栽培高效节水灌溉制度。今后还应开展设施蔬菜微喷灌、膜下滴灌等试验，探索适合当地推广的设施蔬菜高效节水灌溉制度及灌水技术，为设施蔬菜生产节水灌溉提供技术支撑。