辽西地区花生微喷控制灌溉制度研究

2022-11-30孙放

陕西水利 2022年12期

孙放

（昌图县水利事物服务中心,辽宁昌图 112599）

辽西地区是辽宁省杂粮的主要产地[1],杂粮生产也是当地农业经济的重要支撑。辽宁西部地区属半干旱地区,多年平均降水量不足500 mm,由于干旱缺水,辽西地区时常发生旱灾,杂粮产量也因此受到制约。近年来,节水灌溉在辽西地区发展迅速,微喷灌等新型节水灌溉技术在辽西地区被广泛应用[2-3],特别是“节水增粮行动”实施以来,微喷灌溉面积不断增加,缓解了干旱缺水对当地农业的严重影响,确保了当地的粮食产量。然而,微喷灌溉技术在辽西地区缺乏相应的灌溉制度,使得其节水灌溉效益不能充分发挥。因此,本文以花生为研究对象,通过灌溉试验,确定辽西地区花生微喷灌溉的控制灌溉制度。

1 试验材料与方法

1.1 项目区概况

试验地点位于辽宁省阜新市的彰武县,该地区为半干早区季风大陆性气候,多年平均降雨量不足430 mm,土壤为砂壤土,容重为1.39 g/cm3。

1.2 试验设计

1.2.1 农艺措施

试验于2019 年～2020 年进行,花生品种为阜花12,采用单垄种植模式,行距50 cm,株距20 cm,播种深度5 cm,每穴2 粒。

1.2.2 灌溉方式

采用压片式微喷带设备对花生进行灌溉,利用控制灌溉理论,根据花生生长发育规律,把花生整个生育期分为苗期、开花下针期、结荚期和荚果成熟期四个生育阶段,各生育阶段控制灌溉下限为田间持水量（以下简称田持）的60%,灌水上限为田持的90%。

1.2.3 计算方法

采用水利平衡公示计算每次的灌水量。节水灌溉制度是在天然降水条件下,根据作物生长规律,用尽可能少的水量获得较大效益的灌溉制度。同一作物在不同的灌溉制度影响下,耗水也呈现出不同的变化趋势。作物耗水量包括作为蒸腾、棵间蒸发以及构成作物本身的水量。花生田间耗水量由水量平衡公示计算：

式中：ET 为阶段耗水量,mm；ΔW 为100 cm 深度内土壤出水量的变化量,mm；P 为时段内降雨量,mm；I 为时段内灌水量,mm；SC 为时段内地下水补给量,mm；DP 为时段内深层渗漏量,mm。

项目区的地下水位埋深较深,忽略地下水不计量,并且没有深层渗漏量,因此,SC 和DP 均为0。

2 结果与分析

根据水量平衡公式和试验观测结果,计算出花生各生育阶段的日均耗水量见表1。

表1 不同处理花生各生育期日均耗水量单位：mm/d

从表1 可以看出,在花生生长的苗期日耗水量为2.72 mm/d；到了花生的开花下针期,各水分处理的花生耗水量的差异开始变得明显,日耗水量为4.03 mm/d；结荚期是花生整个生育期中日均耗水量最多的生育期,日耗水量为4.85 mm/d；到了花生的荚果成熟期,日耗水量逐渐减少,为2.93 mm/d。当灌水量较多时,花生的耗水量会相应变大。直观地观察花生耗水变化趋势,其规律基本呈中间高,两头低,苗期和荚果成熟期耗水较弱,开花下针期和结荚期耗水强度较大。花生的这种需水特性与其生理生态发育和气象因素的影响有密切关系。苗期耗水强度最小,该阶段环境温度低,作物叶面积指数小,蒸腾量和棵间蒸发量都较小；到了开花下针期,环境温度显著升高,作物叶面积指数也逐渐增大,蒸腾量和棵间蒸发量都逐渐增大,并在结荚期达到顶峰,此时叶面积指数最大,作物蒸腾量也最大,加之果实形成需要大量水分,故此阶段耗水量最大；随着成熟期临近,叶片逐渐老化脱落,叶面积指数减小,环境温度也逐渐降低,日耗水量也逐渐回落。

表2 给出了试验中花生不同处理的灌溉制度、耗水量、产量以及水分生产率的数值。根据2019 年～2020 年的试验,花生各生育期的灌水量、需水量、需水强度进行了统计,统计结果见表3。

表2 花生灌溉灌水次数、灌水量与产量表

表3 花生各生育时期需水量表

从花生各生育时期需水量来看,从苗期至荚果成熟期总需水量为364.5 mm,阶段需水量,苗期最少,只占生育期需水量10.8%,开花下针期最多,占生育期需水量32.2%,结荚期、荚果成熟期两生育时期次之,分别占生育期需水量30.6%和26.3%。整个生育期日需水强度为2.9 mm/d,其中苗期最小,为1.2 mm/d,结荚期最大,为4.5 mm/d,开花下针期和荚果成熟期小于结荚期,分别为3.8 mm/d 和2.5 mm/d。各生育期日需水强度与日耗水量呈现相同的变化趋势,耗水量大,需水量也大。

根据多年降水频率分析,将项目区的多年降水资料进行排频,并结合2019 年～2020 年的花生微喷灌溉试验,得到在75%灌溉保证率下降水量约为210 mm,结合2019 年～2020 年玉米各生育期的需水量,得出花生的灌溉制度见表4。其节水灌溉制度为：花生一共灌5 水,分别为开花下针期灌水2 次,单次灌水定额为29 mm,生育期共灌水58 mm；结荚期灌水3次,单次灌水定额为32 mm,生育期共灌水96mm；全生育期灌溉定额为154 mm,折算成亩均灌水量为102.7 m3。