滴灌条件下不同灌水下限对葡萄生长发育及产量的影响

李明宇

(辽宁省防汛抗旱指挥部办公室，辽宁 沈阳 110003)

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验于2016年在徐屯镇徐屯村试验基地的日光温室进行。该站点位于东经122°22′53″，北纬40°20′58″。试验小区面积600 m2，地势平坦，中壤土，土壤容重为1.42 g/cm3，pH值为6.30，田间持水率为25%，抗旱能力较强。年平均气温10.1 ℃，年平均降水量588.2 mm，年平均日照时数2511.6 h。

1.2 试验设计

葡萄品种为提子葡萄，本试验为单因素试验设计，设置不同灌水下限 (M1:90%、M2：80%、M3：70%、CK：70%)，见表1，不同处理灌水上限一致，均为田间持水量。小区长15 m，宽10 m，面积为150 m2，试验小区葡萄株距0.35 m、行距2.0 m。每个处理小区有8行葡萄，每行有26株葡萄，共计208株葡萄。试验数据获取时，每个小区随机选择植株生长基本相同的3棵葡萄进行观测。

表1 土壤含水率控制下限(占田间持水量的百分比) %

灌溉系统的管路分干、支、毛三级。干管采用 Φ50PPR 管共53 m，支管采用 Φ32PE 管共60 m，毛管采用 Φ20 mm 的滴灌管带共285 m，每个处理的干管和支管之间安装阀门和水表，用于控制和计量水量。由于葡萄需水量较大，每行葡萄铺设2条 Φ20 mm 滴灌管带，滴头间距为30 cm，工作压力为0.15～0.25 MPa,单个滴头流量为2.5 L/h左右。过滤器及施肥器安装在滴灌主管路上，施肥时，将施肥器阀门打开，利用灌溉主管路负压将肥料和水直接输送到葡萄根部。

灌溉以深井水为灌溉水源，用潜水泵从深井把水提入大棚内的水箱，然后，输入滴灌灌溉系统，这样既能提高灌溉水的水温，也能减少灌溉水的杂质，有利于提子葡萄植株的生长。

1.3 试验内容

通过小区试验观测，探讨大棚提子葡萄在滴灌条件下不同土壤含水量时的生长发育及产量情况。

试验区大棚葡萄于2018年10月30日覆盖草帘及棉被进入休眠期，休眠期20 d，11月19日开始缓慢升温，12月19日进入葡萄萌芽生长期，2019年1月30日进入花期，5月13日成熟，从葡萄萌芽期开始至成熟期共146 d。按照葡萄不同生育阶段对温度和湿度的要求，生长期内应严格控制各生育阶段大棚内温度和湿度，见表2。

表2 大棚葡萄各生育阶段温湿度控制标准

各小区农业生产措施一致。每5 d进行一次土壤含水率观测，其中，灌水前、灌水后加测一次。每个取土点测量土层深度为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm。同时，每10 d进行一次葡萄植株性状调查。葡萄全生育期内滴灌处理灌溉水19次，对照区的渠道灌溉处理灌溉水13次，喷洒各种药类10次，喷洒叶面肥5次。萌芽期开始，每次灌水都利用施肥器施葡萄专用肥1次。

1.4 指标测定

(1)土壤含水率。 采用烘干法进行土壤含水率的观测，每个处理小区选择3个观测点进行观测，每个点观测深度分别为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm，每5 d观测一次，其中，灌水前、灌水后、各生育阶段始末加测一次。

(2)灌水量。 灌水量采用水表进行观测，记录每次灌水前后的水表读数、灌水时间及灌水日期。

(3)植株生长性状。 在试验小区内每个处理选择固定的3株葡萄为样本，用直尺、游标卡尺进行株高及茎粗的观测，取其平均数，每10 d观测一次。

(4)地温及灌溉水温度。 地温采用预埋曲管地温表进行观测，观测深度为5 cm、15 cm和30 cm，逐日观测；灌溉水温度采用温度计在灌水前进行观测。

(5)果品质量及产量。 果品质量及产量在试验小区葡萄收获时进行实测。

1.5 数据分析

试验数据分别采用单因素试验设计模型单独进行方差分析，使用DPS软件实现。不同处理事后均值差异检测采用最小显著差法(LSD)，显著性水平为P<0.05。采用Origin 2019进行作图。

2 结果与分析

2.1 对葡萄灌水次数与灌水量的影响

各处理灌溉用水量见图1。滴灌灌溉灌水量为M1：7550.70 m3/hm2、M2：6905.55 m3/hm2、M3：6583.20 m3/hm2，渠道灌溉灌水量(CK)：9904.95 m3/hm2；滴灌灌溉与渠道灌溉相比，三个处理分别节水23.77%、30.28%、33.54%。

图1 不同处理方式下灌水量

滴灌灌溉平均日耗水强度M1为23.55 m3/hm2、M2为22.90 m3/hm2、M3为21.75 m3/hm2，渠道灌溉平均日耗水强度CK为31.65 m3/hm2。结果表明，滴灌灌溉与渠道灌溉相比，M1、M2、M3比CK平均日耗水强度分别减少25.59%、27.49%、31.28%，灌水指标差异均达到极显著水平(P<0.01)。

试验区大棚葡萄于2018年11月19日葡萄升温开始，至2019年10月26日进入休眠期，生育期共计341 d，由于土壤含水量控制标准不同，导致灌水次数及灌水量的不同。葡萄全生育期内所有滴灌处理灌水19次，对照区的渠道灌溉处理灌水13次，渠道灌溉比滴灌灌溉灌水较多的M1多灌水156.95 m3，比滴灌灌溉灌水较少的M3多灌水221.45 m3。由此可见，与常规渠道灌溉相比，滴灌能够有效节省农业用水。

2.2 对葡萄生长的影响

不同灌水下限对日光温室葡萄的生理生长影响结果如图2所示，滴灌灌溉与渠道灌溉植株基部茎粗相比，M1减少11.76%、M2增加7.32%、M3减少25.00%，由此发现，滴灌条件下M2的茎粗增长最大，有利于葡萄的生长发育情况。

图2 不同处理方式下葡萄生长指标

葡萄植株新稍日生长量为M1:3.64 cm、M2：3.96 cm、M3:3.40 cm、CK:3.61 cm，与对照区的渠道灌溉植株新稍日生长量相比，滴灌灌溉M1增加0.83%、M2增加8.84%、M3减少5.82%，从最终的数据来看(M2>M1>CK>M3)，常规处理虽然高于其他处理，但差异并不显著。滴灌条件下M2的新梢生长量最大，有利于葡萄的生长发育情况。M3与CK相比较，常规灌溉比滴灌更适宜葡萄生长发育，见表3。

表3 葡萄植株生育期始末基部茎粗观测情况 cm

由表3可知，不论1月30日还是9月30日，对于茎粗，均为M1、M2大于CK，而M3低于CK，但对于茎粗增长量，只有M2大于CK(增大了7.9%)，而M1、M3分别相较对照组减小了10.5%、25.0%，因此，M2对葡萄的生长发育更有利，而在相同田间持水率下，常规灌溉下的葡萄茎粗增长量要高于其他处理。

2.3 对灌水量及土壤温度的影响

土壤水分与土壤地温直接影响葡萄植株生长。葡萄根际土壤是指葡萄植株根系分布范围内的土壤，这里指葡萄植株根系0～60 cm深的根际土层。由于土壤中的水、肥、气、热等因素均以水来调节，因此，不同的土壤水分对土壤中的养分状况、温度等产生不同影响，导致葡萄植株生长出现差异，地温较低对葡萄植株根系生命活动是不利的，见表4。

表4 提子葡萄灌水量与土壤地温

续表4

因此，提高土壤地温对葡萄植株生长发育有着重要意义。通过对灌水量与土壤地温观测结果来看，尽管用水箱作为灌溉水源，但灌溉后地温仍低于灌溉前地温。从最终的灌水数据与土壤温差来看，常规处理高于其他处理，处理间达到显著水平，灌水量与土壤温差变化呈正相关，灌水越少土壤地温相对变化越小，葡萄植株生长发育情况越好。因此，增加灌水次数，减少每次灌水量对葡萄植株的生长发育十分有利。

2.4 对葡萄果品质量和产量的影响

不同控水下限对葡萄含糖量的影响见图3。葡萄的含糖量为M1：19.09%、M2:19.18%、M3:19.11%、CK:19.04%。由图可知，不同灌水下限对葡萄含糖量影响显著。M2含糖量显著高于其他处理。滴灌灌溉葡萄的含糖量较对照区的渠道灌溉葡萄的含糖量分别增加了0.26%、0.73%、0.38%(P<0.05)，由此可见，适当增加田间持水率(M2)可以提高葡萄的果品质量，增加灌水量并不能提高葡萄的含糖量。

图3 不同处理方式下植株葡萄的含糖量

滴灌灌溉葡萄产量M1:60.81 t/hm2、M2:64.14 t/hm2、M3:57.48 t/hm2，渠道灌溉葡萄产量CK:58.73 t/hm2。由图4可知，不同灌水下限对葡萄产量影响显著。与对照区的渠道灌溉葡萄产量相比，滴灌灌溉葡萄产量M1增加3.55%、M2增加9.23%、M3减少2.13%(P<0.05)。由此可见，适当增加田间持水率(M2)不仅对葡萄的产量产生影响，还可以提高其水分利用效率；过度灌水(CK)则会降低作物的水分利用效率。

图4 不同处理方式下葡萄产量及水分利用效率

3 讨 论

滴灌灌溉是将水通过滴灌系统及时向有限的土壤空间供给，使水均匀定量的湿润作物根部区域，同时由于地膜的阻隔作用，使得棵间蒸发大为减少，可有效利用水分。韦彦等[1]研究表明，滴灌比常规灌溉增产11.6%，水分利用效率提高49.9%。本研究表明，滴灌与常规灌溉相比，水分利用效率较明显提高，可达64.14%，结果较为相似。黄仲冬等[2]研究表明，滴灌可使土壤平均含水量保持在相对较低的水平，能显著降低田间水分的深层渗漏，提高作物产量与品质，与本文结果一致。王永杰等[3]表明适时滴灌条件下，葡萄的产量均略低于常规滴灌。但水分利用效率高于常规滴灌，通过与本文分析结果相比，水分利用效率高于常规灌溉，但滴灌产量高于常规灌溉。龚萍等[4]研究也表明土壤含水量达到田间持水率范围时，随着灌水定额的增加而扩大，这与本文研究结果相一致。王永杰等[5]发现灌水周期影响下的土壤水分在生育期上具有累积效应，灌水周期短，灌水次数多，土壤水分能维持在较高水平，可通过调整灌水周期来改善葡萄生长需水关键期土壤水分状况。从产量与灌水周期的角度，一定条件下，灌水周期长，灌溉定额小，生育期平均含水率较低的处理也可取得较高产量。以上研究结果和数据分析均表明，滴灌可明显促进葡萄的生长，增加茎粗、株产、穗重，从而增加产量。此外，灌溉制度的优化能够明显使葡萄生长发育及产量得到改善，且不同土壤含水量时葡萄的果品质量不同，土壤含水率控制在田间持水率的80%时，在改善各个指标方面均为最佳，从而说明田间持水率80%(M2)最适宜葡萄的生长与增产。

4 结 论

提子葡萄滴灌与渠道灌溉的试验结果表明，土壤含水率控制在田间持水率80%的M2，葡萄植株的生长发育情况、果品的质量及产量都好于M1、M3及CK，是最佳土壤含水量控制标准，其中：

(1)滴灌灌溉与渠道灌溉相比，平均日耗水强度M3>M2>M1>CK，滴灌灌溉比渠道灌溉节水效果更显著，灌水量CK>M1>M2>M3。在滴灌条件下，M2(田间持水率为80%)水分利用率最高。

(2)滴灌条件下M2对于葡萄生长的促进效果最好。滴灌灌溉与渠道灌溉植株基部茎粗相比，M2>CK>M3>M1；滴灌灌溉与对照区的渠道灌溉植株新梢日生长量相比M2>M1>CK>M3。

(3)滴灌条件下M2能够明显提高葡萄果品质量及产量。滴灌灌溉葡萄的含糖量与对照区的渠道灌溉葡萄的含糖量相比，M2>M3>M1>CK；滴灌灌溉葡萄产量与对照区的渠道灌溉葡萄产量相比，M2>M1>CK>M3。

综上，比较滴灌下三种不同灌水下限控制标准，M2是最适合在本地推广的最佳土壤含水量控制标准。