干旱地区葡萄高效灌溉技术研究

2023-01-07喻立强

黑龙江科学 2022年24期

陈强，喻立强

(1.塔城地区水利局，新疆塔城 834300； 2.塔城市水利局，新疆塔城 834300)

目前新疆地区葡萄产量及品质研究主要围绕滴灌和沟灌展开，针对不同灌水量、株距、灌水周期、覆盖方式、滴灌灌溉制度、灌水次数、亏水滴灌时期、灌水上下限、干旱胁迫程度、灌溉模式和滴灌布设方式进行了大量研究[1-7]。不同灌溉方式处理后的葡萄光合特性存在明显不同，且葡萄叶片光合特性对水分的响应程度也存在差异。

选取阿克苏河流域干旱内陆河灌区，其水资源短缺，生态环境脆弱，严重制约了灌区农业节水的可持续发展。由于灌区地下水矿化度高，不能直接作为农业灌溉使用，因此红提采用的是地面水源。按正常的生产建设,定植后第3年开始挂果，第4年开始有经济产量，第5年后进入经济生产正常持续期。明确葡萄树生理特性对水分的响应机制，适时对其进行灌溉，对于提高灌溉水利用效率、提升葡萄产量和品质具有重要意义。

1 研究区概况与试验设计

1.1 试验区概况

试验区丰收灌区位于新疆阿克苏地区阿瓦提县西南部，地理坐标为北纬40°20′～40°38′，东经80°12′～80°20′，海拔高程1 041～1 054 m，年平均气温10.5℃，≥10℃的积温3 400℃～4 400℃，年平均降雨量55.84 mm，全年无霜期为205～211 d，土壤质地为壤土。

1.2 试验方案设计与布置

供试品种为红提，8年生，行间距4 m，株距0.8 m，每行长64 m，种植模式采用篱架栽培方式。设置沟灌、地表滴灌、地下滴灌3种不同的灌溉方式，灌溉定额300 m3/mu，灌水定额20 m3/mu，灌水周期为7 d，统一田间管理。其中，沟灌采用常规灌溉方式，1沟为1处理，共9个处理。地表滴灌是在沟中间距葡萄根30 cm处布置一条滴灌带，滴头流量2.4 L/h，滴头间距为0.8 m，各处理2次重复，共27行。地下滴灌采用Φ20滴灌管，单管布置，位于根部附近，滴头间距30 cm，埋深20 cm。

1.3 监测项目

土壤含水率测定：采用TRIM-iPH测定，定期观测0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、880～100 cm深度土层土壤含水率，并在每次灌水前后进行加测。

品质测定：在葡萄果粒生长期，各处理选取长势良好的3棵葡萄蔓，每个蔓按上、中、下各选取一串葡萄并进行标记。葡萄各项品质指标的测定均从已标的葡萄串上选取，其中糖度的测定为上、中、下各串葡萄上再按上、中、下各选取3颗，共27粒，利用便携式糖度仪进行测定。百粒重为各处理按上、中、下位置各选取一串葡萄进行粒重测定。

产量测定：每个处理选取长势一致的3株葡萄蔓，每个蔓按上、中、下位置各选取3串葡萄进行称重，再根据各处理总串数进行换算得到葡萄产量。

2 结果与分析

2.1 不同灌水方式的土壤含水量情况

2.1.1 生育期内含水量的动态变化

农田土壤水分变化具有随机性，而影响土壤含水量变化趋势的因素主要有降雨量、灌溉量、蒸腾蒸发量[8]。生育期内降雨很少，对土壤含水量影响可以忽略，因此含水量变化过程反映了灌溉量和蒸发量在整个生育期内的变化趋势。图1为3种灌溉方式的土壤含水量在整个生育期内的变化过程。

图1 0～80 cm土层土壤含水量在整个生育期内的变化过程Fig.1 Change process of water content of 0～80 cm soil layer during the whole growth stage

由1图可见，灌水前土壤含水量很低，低于开墩前的含水量，说明在葡萄开墩前，经过一个冬天的降雪，土壤墒情较好，随着气温的不断升高，蒸发强度逐渐升高，伴随作物的生长，吸收水分，土壤含水量渐渐降低，在第1次灌水前达到最低。6月10号沟灌第2次灌水前，即滴灌第3次灌水前，土壤含水量最高，随后的灌溉季节土壤含水量不断下降。这是因为在6月10号土壤经过灌溉，土壤含水量提高，此时作物冠层较稀，光合作用较小，蒸腾不大，且此时气温还没有完全升温，蒸发强度较小，含水量较高。随着气温的逐渐升高和作物的不断生长，蒸散量逐渐升高。地下滴灌含水量分别比沟灌、地表滴灌高1.91%、5.20%。

2.1.2 3种灌溉方式下各土层的土壤含水量变化趋势

由图2可见，在0～2 cm和20～40 cm含水量变化幅度较大，说明在40 cm土层范围内，土壤含水量受外界灌溉和蒸发影响较大。在40～60 cm和60～80 cm的土层，土壤含水量在生育期内的变化幅度较小，说明土壤含水量随着土壤深度的增加而受外界的影响逐渐较小。

图2 各土层含水量在整个生育期内的变化趋势Fig.2 Change trend of water content of each soil layer during the whole growth period

2.1.3 4次灌水前3种灌溉方式下土壤含水量垂直方向的分布

由图3可见，4次灌水前土壤含水量均随土层的深度逐渐升高，说明灌水前土壤含水量已降至较低。对比分析，地下滴灌土壤含水量高于其他灌溉形式。

图3 各次灌水前土壤含水量垂直方向分布Fig.3 Distribution of vertical water content of soil before irritation

图4为3水、5水、6水、8水前土壤含水量的均值在各图层的分布趋势。由图可见，地下滴灌方式下，土壤含水量较高，能够保持较高的土壤含水量，其次是地表滴灌和沟灌土壤含水量均较低，这是因为地下滴灌灌水器在地下，没有明水在地表出现，土壤蒸发小于沟灌和地表滴灌。

图4 灌水前的含水量均值分布Fig.4 Average distribution of the water content of soil before irrigation

以沟灌平均含水量为基准值，分别计算地下滴灌、地表滴灌的平均含水量的相对增加量。

由表1可知，地下滴灌的平均含水量最高，沟灌平均含水量最低。地下滴灌、地表滴灌的平均含水量比沟灌的平均含水量分别高出11.56%、0.85%。

表1 3种灌溉方式下的土壤平均含水量Tab.1 Average water content of soil under 3 kinds of irrigation

2.2 不同灌溉方式对产量及品质的影响

灌溉方式与灌溉周期的差异均会对作物的生长与产量产生影响，适当提高灌溉定额能够促进葡萄生长，有助于提高葡萄产量与品质[9-10]。产量测定于2009年8月中旬，地下滴灌、地表滴灌、沟灌各处理测产结果如下：果型指数(果粒长宽比)分别为1.33、1.30、1.20。百粒质量均值分别为2.01 g、1.95 g和2.6 g。产量分别为17 837 kg/hm2、17 056 kg/hm2和12 287 kg/hm2(图5)。分析结果发现，地下滴灌产量最大。