沿海大棚農(nóng)業(yè)種植區(qū)“內(nèi)三溝”標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)研究

潘德峰　閆少鋒　楊延春

摘要：沿海大棚農(nóng)業(yè)種植區(qū)有大面積塑料簿膜覆蓋，改變了田間降雨徑流及土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律，“內(nèi)三溝”的標(biāo)準(zhǔn)及布局對(duì)協(xié)調(diào)土壤水分、防止?jié)n害非常關(guān)鍵，將直接影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，墑溝間距6 m、深0.35 m，腰溝間距40 m、深0.6 m，田頭溝深0.6 m，能有效協(xié)調(diào)土壤水分防止?jié)n害發(fā)生，提高作物產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：沿海大棚區(qū)；內(nèi)三溝；標(biāo)準(zhǔn)；正交試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)： S275.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）01-0381-02

收稿日期：2014-07-02

基金項(xiàng)目：江蘇省重點(diǎn)水利科技項(xiàng)目（編號(hào)：2012082）。

作者簡(jiǎn)介：潘德峰（1979—），男，江蘇東臺(tái)人，工程師，主要從事農(nóng)田水利科研工作。E-mail：7749045@qq.com。針對(duì)目前沿海墾區(qū)農(nóng)業(yè)種植模式和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大棚農(nóng)業(yè)種植呈現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展趨勢(shì)，棚區(qū)大片塑料薄膜覆蓋，使區(qū)域范圍內(nèi)的下墊面因素及降雨入滲規(guī)律發(fā)生改變，田間小氣候也發(fā)生了變化，為防止棚區(qū)作物漬害，對(duì)規(guī)模化大棚種植區(qū)進(jìn)行最佳田間“內(nèi)三溝”規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)，為優(yōu)化工程布局、確保大棚作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)選擇在江蘇省東臺(tái)市三倉(cāng)鎮(zhèn)蘭址村，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有溝渠等灌排水體系配套完整，田間“三溝”深度和間距標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

該地區(qū)屬于亞熱帶和暖溫帶的過(guò)渡區(qū)，季風(fēng)顯著，年平均氣溫15.6 ℃，年日照2 209 h，無(wú)霜期237 d。由于受暖濕氣流控制，雨量充沛，但降雨時(shí)空分布不均。據(jù)多年來(lái)的資料統(tǒng)計(jì)，平均年降水量1051 mm，最大年降水量1 978.2 mm（1991年），最小年降水量462.3 mm（1978年），汛期平均降水量為654.5 mm，汛期最大降水量1 294.1 mm，汛期最小降水量為218.5 mm。汛期和非汛期雨量懸殊較大，容易形成旱澇災(zāi)害。

試驗(yàn)區(qū)地勢(shì)平坦，地面高程一般為4.5 m左右（黃海高程），土壤在成陸過(guò)程中受海水浸漬，土壤質(zhì)地為沙壤土，有機(jī)質(zhì)平均含量為19.5 g/kg。

2試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

在大田區(qū)和大棚區(qū)條田長(zhǎng)度的1/2處垂直條田分別打地下水位觀測(cè)井各1組，觀測(cè)地下水位變化對(duì)土壤水分的影響，搞清大棚區(qū)土壤水分與大田的區(qū)別以及是否會(huì)對(duì)作物形成漬害。

在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)選擇規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)大棚區(qū)進(jìn)行田間一套溝的布置[1]，按3因素2水平的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正交試驗(yàn)，根據(jù)不同設(shè)計(jì)水平的三墑規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)協(xié)調(diào)土壤水分能力進(jìn)行正交分析，最終確定大棚區(qū)最佳“內(nèi)三溝”的深度和間距。

2.1試區(qū)布置

在垂直大田區(qū)和大棚區(qū)條田1/2、1/4、1/8處打地下水位觀測(cè)井，深4 m，濾水管1 m，用棕皮包扎為反濾層，井口離地面0.3 m。

選取規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)具有代表性的成片塑料大棚種植區(qū)，在區(qū)內(nèi)選擇不相鄰的4條長(zhǎng)80 m、寬5 m的鋼架大棚為試驗(yàn)小區(qū)，每棚為1個(gè)試驗(yàn)處理，共4個(gè)處理，試驗(yàn)棚之間設(shè)隔離帶。棚內(nèi)為兩畹田，每畹田上設(shè)置2道棚，兩田畹間有人行通道。大棚間距為1米，中間設(shè)置墑溝。

依據(jù)正交試驗(yàn)法選取墑溝、腰溝、田頭溝為對(duì)土壤水分運(yùn)動(dòng)有影響的3個(gè)因素，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，確定2個(gè)不同水平[墑溝深20、35 cm；腰溝間距40 m（分為有或無(wú)）；田頭溝深40、60 cm]，即3因素2水平的設(shè)計(jì)處理[2]。每個(gè)試驗(yàn)處理的溝深溝距設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1“內(nèi)三溝”標(biāo)準(zhǔn)正交試驗(yàn)表

處理因素墑溝深度

（cm）腰溝

（m）田頭溝深度

（cm）1（1）20（1）有（1）402（1）20（2）無(wú)（2）603（2）35（1）有（2）604（2）35（2）無(wú)（1）40

2.2觀測(cè)項(xiàng)目及方法

地下水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)：以井口高程測(cè)定地下水位，每日 08：00 觀測(cè)。

土壤含水率測(cè)定：采用烘干法測(cè)定棚內(nèi)5～10、15～20、35～40、60 cm土層的土壤含水率，雨后3 d 1次。

土壤干容重測(cè)定：試區(qū)土壤為粉質(zhì)沙壤土，平均干容重采用100 cm3環(huán)刀分層取樣，3次重復(fù)，測(cè)定剖面平均干容重為1.41 g/cm3。

給水度：土壤剖面平均給水度采用坑測(cè)法，實(shí)測(cè)給水度為4.5%。

土壤滲透系數(shù)：按照SL 109—1995《農(nóng)田排水試驗(yàn)規(guī)范》采用鉆孔水位回升法[3]，測(cè)得滲透系數(shù)為0.901 m/d。

土壤蒸發(fā)量測(cè)定：采用小型蒸滲器。

作物長(zhǎng)勢(shì)觀測(cè)：每個(gè)處理選3個(gè)固定點(diǎn)，每點(diǎn)10株，每天定時(shí)觀測(cè)。

3結(jié)果與分析

3.1大棚區(qū)地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析

根據(jù)2012年7月3日至7月23日的大棚區(qū)與大田區(qū) 1/2 條田處地下水位過(guò)程線(xiàn)對(duì)比（圖1）可知，7月14日雨后，棚區(qū)地下水位達(dá)到大田相同水位的時(shí)間，比大田區(qū)延遲1 d左右，同時(shí)，大棚區(qū)地下水位消退速度又緩于大田區(qū)，呈現(xiàn)上漲遲消退也遲的特點(diǎn)，主要是大棚地膜覆蓋，使土壤水分在降雨初期入滲慢，后期土壤蒸散發(fā)減少所致。由圖1還可以看出，雨前雨后大棚區(qū)地下水位均高于大田對(duì)照區(qū)，相同氣候條件下大棚作物比大田容易受到漬害。

通過(guò)2012年6月26日至7月3日對(duì)土壤蒸散發(fā)量進(jìn)行測(cè)定，大田區(qū)平均土壤蒸散發(fā)量為13.18 g/d，而大棚區(qū)在地膜的覆蓋下平均土壤蒸散發(fā)量?jī)H為1.49 g/d，其日平均蒸散發(fā)量?jī)H占大田區(qū)蒸散發(fā)量的11.31%（表2）。表2棚區(qū)與大田區(qū)土壤蒸散發(fā)量對(duì)比

蒸發(fā)量皿號(hào)不同日期土壤蒸散發(fā)量（g/d）06-2606-2706-2806-2906-3007-0107-0207-03平均值棚區(qū)1號(hào)皿0.62.82.00.61.43.42.91.31.49棚區(qū)2號(hào)皿0.31.71.11.00.81.51.50.9大田1號(hào)皿5.113.612.218.513.715.813.58.713.18大田2號(hào)皿5.314.613.520.516.118.913.57.3endprint

由2012年7月14日雨后地下水位消退比降剖面圖（圖2）也可看出，大田區(qū)地下水消退比降為0.43%，而大棚區(qū)地下水消退比降僅為0.20%，明顯小于大田區(qū)，其滲透速度較大田區(qū)緩慢。

3.2大棚區(qū)土壤水分正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的“內(nèi)三溝”試驗(yàn)組合可以看出，各處理協(xié)調(diào)土壤水分的能力有一定差異，根據(jù)雨后（2012年7月23日）測(cè)定土壤剖面平均含水率情況可知，不同“內(nèi)三溝”規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)及組合對(duì)土壤水分消退有直接影響，對(duì)作物生長(zhǎng)的影響至關(guān)重要。

對(duì)7月23日至8月1日的土壤水分消退差值進(jìn)行分析[4]，結(jié)果見(jiàn)表3。 由表3可知，土壤含水率受第一因素（墑溝深）和第二因素（有無(wú)腰溝）影響最顯著，第三因素（田頭溝深）影響次之。由此看出，最佳組合為2、1、2，即第三試驗(yàn)處理符合分析結(jié)果，因此田間排水溝最佳組合應(yīng)為墑溝深 35 cm，田頭溝深60 cm，腰溝間距40 m（腰溝深度同田頭溝）。此組合協(xié)調(diào)土壤水分能力最強(qiáng)，能有效減少作物漬害，提高作物產(chǎn)量。

3.3大棚辣椒產(chǎn)量分析

試驗(yàn)辣椒品種為大果168，由于辣椒生長(zhǎng)期長(zhǎng)，根系弱，既不耐旱也不耐澇，喜歡比較干爽的空氣條件，過(guò)濕的土壤環(huán)

表3“內(nèi)三溝”標(biāo)準(zhǔn)正交試驗(yàn)結(jié)果分析

處理

試驗(yàn)號(hào)因素墑溝深度

（cm）腰溝

（有、無(wú)）田頭溝深度

（cm）土壤含水率

下降值（%）1（1）20（1）有（1）403.402（1）20（2）無(wú)（2）601.903（2）35（1）有（2）604.494（2）35（2）無(wú)（1）402.87K15.307.896.27K27.364.776.39k12.653.953.14k23.682.393.20R1.031.560.06

境會(huì)使植株萎黃而落花掉蕾，減少坐果率。“內(nèi)三溝”標(biāo)準(zhǔn)組合不同，協(xié)調(diào)土壤水分能力也不同，對(duì)產(chǎn)量有直接影響，由每棚3點(diǎn)（每點(diǎn)10株）平均實(shí)測(cè)產(chǎn)量（表4）可知，處理3單株產(chǎn)量最高，為2.745 kg/株，比其他處理平均高約0.17 kg/株，平均增產(chǎn)約6.6%，說(shuō)明該標(biāo)準(zhǔn)組合的“三溝”協(xié)調(diào)土壤水分能力最強(qiáng)，增產(chǎn)效果明顯。

表4各小區(qū)辣椒產(chǎn)量記錄

處理3個(gè)試點(diǎn)產(chǎn)量（kg/株）試點(diǎn)1試點(diǎn)2試點(diǎn)3平均12.516 2.539 2.560 2.53822.533 2.567 2.438 2.51332.688 2.757 2.791 2.74542.655 2.616 2.733 2.668

3.4辣椒經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)辣椒生長(zhǎng)特點(diǎn)，栽種5.25萬(wàn)株/hm2，以增產(chǎn) 0.17 kg/株計(jì)算， 可增產(chǎn)辣椒 8.925 t/hm2， 按目前市場(chǎng)辣椒

批發(fā)價(jià)1.2元/kg計(jì)，增加收入1.07萬(wàn)元/hm2，沿海墾區(qū)現(xiàn)有大棚1.73萬(wàn)hm2，每季可增加收入1.85億元，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4結(jié)論

對(duì)大棚區(qū)與大田地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)大棚區(qū)由于地表薄膜覆蓋，減小了土壤蒸散發(fā)，使得在同等氣候條件下大棚區(qū)的地下水位消退速度比大田慢，大棚內(nèi)的作物易受到漬害。

由正交試驗(yàn)中因子顯著性程度分析得出，大棚規(guī)格為 5 m×80 m 的種植區(qū)，墑溝間距6 m、深35 cm，田頭溝深 60 cm，腰溝間距40 m（深度同田頭溝）的組合協(xié)調(diào)土壤水分能力最強(qiáng)，能有效防止作物漬害。

最佳“內(nèi)三溝”組合的條件下大棚辣椒長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量最好，產(chǎn)量達(dá)143.850 t/hm2。平均增產(chǎn)6.6%，最高可增產(chǎn)9.2%，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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