微潤灌毛管不同布設(shè)方式對(duì)新定植紅棗生長的影響

劉國宏，謝香文，王則玉

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊830091)

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微潤灌毛管不同布設(shè)方式對(duì)新定植紅棗生長的影響

劉國宏，謝香文，王則玉

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊830091)

摘要：【目的】探明微潤灌毛管6種布設(shè)方式對(duì)新定植紅棗生長的影響規(guī)律，為低壓微潤灌工程設(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用和生產(chǎn)管理提供技術(shù)依據(jù)。【方法】采取不同的毛管布設(shè)方式，針對(duì)新定植紅棗進(jìn)行微潤灌應(yīng)用研究，觀測微潤灌溉條件下的土壤含水量分布狀況及新定植紅棗的各項(xiàng)生理指標(biāo)。【結(jié)果】處理四(管距30 cm埋深30 cm)紅棗幼苗成活率及根系生長幅度較優(yōu)于其他處理，成活率達(dá)49.6%、根幅范圍達(dá)50 cm。株高累計(jì)生長量達(dá)4.04 cm。綜合評(píng)價(jià)其指標(biāo)，最優(yōu)的微潤灌毛管布置方式為處理四。【結(jié)論】微潤灌作為一種新的灌水技術(shù)，有其一定的技術(shù)優(yōu)勢，但在大田作物上推廣應(yīng)用，還需做大量的試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：微潤管；微潤；棗樹；布設(shè)方式

0引 言

【研究意義】灌溉是保證作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施，為作物生長提供所需的水分。目前，地面灌、噴灌、微灌等設(shè)施簡單、運(yùn)行成本低、易于實(shí)施等，但其表層蒸發(fā)較大，加之目前部分灌區(qū)土地平整狀況較差、田間灌溉管理措施粗放、導(dǎo)致灌溉田間水利用系數(shù)整體較低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，較大的深層滲漏對(duì)土壤養(yǎng)分、肥料及農(nóng)藥淋洗損失造成了地下水的污染，而微潤灌溉技術(shù)作為一種新型的地下灌溉技術(shù)[1]，是用微量的水以緩慢滲透的方式向土壤給水，使土壤保持濕潤的地下灌溉方式。通過毛細(xì)浸潤作用濕潤作物根系活動(dòng)層的部分土壤，避免了地表水的無效蒸發(fā)[2]和重力水的無效滲漏，該技術(shù)最大的特點(diǎn)就是節(jié)水。【前人研究進(jìn)展】牛文全、張俊等[3,4]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)埋深對(duì)濕潤鋒影響較大，水平運(yùn)移距離與寬深比 γ 均隨埋深的增大而減小，垂直運(yùn)移距離隨埋深略微增大，最終趨于一致。土壤累計(jì)入滲量與埋深呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。祁世磊等[5]在低壓微潤帶出流與入滲特性室內(nèi)試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，微潤帶在空氣和土壤中的出流量與壓力之間存在顯著的線性關(guān)系；入滲過程中，濕潤體形狀表現(xiàn)為圓形，濕潤鋒運(yùn)移距離與供水時(shí)間之間存在良好的冪函數(shù)關(guān)系；土壤含水率以微潤管為中心對(duì)稱分布，離微潤帶的距離越遠(yuǎn)含水率越低。于秀琴等[6]通過溫室內(nèi)試驗(yàn)，微潤灌溉有利于黃瓜株高和莖粗生長，并增產(chǎn)4.4%，而各生育期日均耗水量均低于溝灌灌溉，全生育期耗水量僅為溝灌的54.9%，水分利用效率提高130%，達(dá)到60.8 g/kg。陳天博等[7]制定了溫室微潤灌秋冬茬番茄適宜灌溉制度。【本研究切入點(diǎn)】目前對(duì)微潤灌溉研究限于室內(nèi)條件下土壤性質(zhì)、土壤初始含水量以及供水壓力等關(guān)鍵因素對(duì)微潤灌溉濕潤體[3-5]特性的影響，包括濕潤鋒運(yùn)移規(guī)律，濕潤體內(nèi)水分分布規(guī)律以及均勻度評(píng)價(jià)，很少或尚未涉及到對(duì)新疆特色果樹生長影響的研究。微潤灌溉技術(shù)在新疆典型氣候、土壤條件的推廣應(yīng)用尚缺少大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，需進(jìn)行系統(tǒng)、大量的大田作物試驗(yàn)驗(yàn)證。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究微潤灌毛管不同布設(shè)方式對(duì)新定植紅棗生長的影響規(guī)律，為低壓微潤灌工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1　材 料

試驗(yàn)選用深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司生產(chǎn)的二代微潤管為供試材料，微潤管為單一高分子材料制成的單壁管，其外觀與普通塑料管相同，表面光潔，無肉眼可見孔，管壁內(nèi)部充滿納米級(jí)微孔，孔密度為10×104個(gè)/cm2以上。管壁厚達(dá)0.60~0.80 mm，抗壓強(qiáng)度0.3 MPA以上，整體抗拉力達(dá)50 kg，斷裂延伸率180%。項(xiàng)目區(qū)位于瑪納斯縣蘭州灣鎮(zhèn)，供試樹種為紅棗，移栽時(shí)間2014年5月10日，平均株高45 cm。試驗(yàn)地土壤(0~40 cm)基本理化性狀：pH值7.92、總鹽1.5 g/kg、全氮0.732 g/kg、有機(jī)質(zhì)13.922 g/kg、速效氮52.6 mg/kg、速效磷5.6 mg/kg、速效鉀277 mg/kg。

1.2　方 法

選用目前新型的低壓微潤灌水技術(shù)及地埋微潤管方式進(jìn)行田間試驗(yàn)，微潤管布置間距設(shè)兩個(gè)處理，采用兩管布置(以樹為中心，管間距30 cm、50 cm)，埋深設(shè)三個(gè)處理(10、20和30 cm)，共計(jì)6個(gè)處理。采用一行兩管布置方式(以樹為中心，管間距30和50 cm)，埋深設(shè)三個(gè)處理(10、20和30 cm)，共計(jì)6個(gè)處理(處理1管距50 cm、埋深30 cm；處理2管距50 cm，埋深20 cm；處理3管距50 cm，埋深10 cm；處理4管距30 cm，埋深30 cm；處理5管距30 cm，埋深20 cm；處理6管距30 cm，埋深10 cm)。每個(gè)試驗(yàn)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共設(shè)試驗(yàn)小區(qū)18個(gè)。表1

表1試驗(yàn)布置
Table 1 Test arrangement

處理Treatment毛管布置LateralLayout1管距50cm,埋深30cm2管距50cm,埋深20cm3管距50cm,埋深10cm4管距30cm,埋深30cm5管距30cm,埋深20cm6管距30cm,埋深10cm

2 結(jié)果與分析

2.1　不同布設(shè)方式對(duì)土壤水分分布的影響

從6月15日開始灌溉，9月23日結(jié)束，在7月中旬就7 m壓力條件的土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果表明，在7 m壓力條件下，處理1、處理3與處理5在0~10 cm處不同管距的土壤含水率值較為相近，處理2、處理4與處理6在0~10 cm處不同管距的土壤含水率值差異較大，垂直深度20~40 cm土層處土壤含水率相對(duì)較高，40~50 cm處土壤含水率變化較小，水平方向土壤含水率隨著離微潤管距離的增大而減小。圖1~6

圖1 管距50 cm埋深30 cm土壤水分變化
Fig.150 cm tube distance 30 cm depth The change of soil moisture

圖2 管距50 cm埋深20 cm土壤水分變化
Fig.250 cm tube distance 20 cm depthThe change of soil moisture

圖3管距50 cm埋深10 cm土壤水分變化

Fig.3 50 cm tube distance 10 cm depth The change of soil moisture

圖4管距30 cm埋深30cm土壤水分變化
Fig.430 cm tube distance 30 cm depthThe change of soil moisture

圖5管距30 cm埋深20 cm土壤水分變化

Fig.530 cm tube distance 20 cm depth The change of soil moisture

圖6管距30 cm埋深10 cm土壤水分變化
Fig.630 cm tube distance 10 cm depthThe change of soil moisture

2.2　不同布設(shè)方式對(duì)紅棗新梢生長的影響

研究在對(duì)紅棗的新梢生長動(dòng)態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，從新梢生長量來看，由于試驗(yàn)供試紅棗樹為新定植紅棗樹，新梢萌發(fā)較晚，從6月28日開始，到停止生長期間每10 d觀測一次，共連續(xù)觀測5次，在微潤灌溉條件下，處理3(埋深10 cm，管距50 cm)與處理6(埋深10 cm，管距30 cm)的新梢生長量較高，累計(jì)生長量分別達(dá)到8.5 cm和7.6 cm。其余四個(gè)處理的新梢累計(jì)生長量之間差異不顯著，大小關(guān)系依次排序?yàn)椋禾幚?>處理1>處理2>處理5。由此說明，微潤管不同埋設(shè)方式對(duì)紅棗新梢生長有影響，而淺埋方式有利于紅棗新梢生長。圖7

圖7不同布設(shè)方式下紅棗新梢生長變化
Fig.7 Effect of different layout methods for the growth of new branch

2.3　不同埋管方式對(duì)紅棗成活率的影響

成活率是評(píng)價(jià)新定植棗園的關(guān)鍵指標(biāo)，試驗(yàn)針對(duì)不同微潤管不同埋設(shè)條件下對(duì)新定植紅棗樹的成活率做了跟蹤調(diào)查，從新定植紅棗樹的成活率分析來看，處理4、處理3的成活率最高，分別達(dá)49.6%、44.5%。圖8

2.4　不同埋管方式對(duì)紅棗株高、根系的影響

對(duì)試驗(yàn)區(qū)各處理的株高及根系生長動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)查，研究表明，從新定植紅棗的株高累計(jì)生長量來看，從5月10日定植到8月中旬為止，微潤管不同布設(shè)條件下的紅棗株高累計(jì)生長量差異較大，其中處理4與處理6的累計(jì)生長量差異較小，但與其他處理相比較差異較顯著，處理3的株高累計(jì)生長量最低，僅0.87 cm。由此說明微潤管的布設(shè)方式對(duì)紅棗株高生長會(huì)產(chǎn)生影響，從不同處理間的株高累計(jì)生長量可看出，埋深大、間距小的微潤管布設(shè)方式有利于紅棗株高生長。

對(duì)不同微潤管布設(shè)方式與根系生長動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，微潤管布設(shè)間距30 cm時(shí)(處理4、處理5、處理6)的紅棗根幅大于間距50 cm(處理1、處理2、處理3)時(shí)根幅范圍；在不同微潤管埋深條件下，隨著微潤管埋深的增大根幅范圍隨之增大。分析認(rèn)為，此結(jié)果的主要原因是因?yàn)槲櫣艿墓┧匦栽斐傻模驗(yàn)槲櫣苁且晕⒘康乃跃徛凉B透的方式向土壤給水，毛管布設(shè)間距增大后，兩管之間的土壤含水率降低，埋深10 cm時(shí)由于土壤表層蒸發(fā)量增大，土壤含水率降低，限制了紅棗根系向根域外的生長；反之，隨著毛管布設(shè)間距的減小，微潤管埋深的增加，土壤含水量隨之增大，能夠較好的滿足紅棗根系發(fā)育生長的需求。表2

圖8不同布設(shè)方式下紅棗成活率
Fig.8 Effect of different layand methods for the survival rate of dates
表2 不同布設(shè)方式下紅棗株高、根系變化
Table 2Effect of different laoa method for plant height and root system of dates

處理Treatment株高累計(jì)增長量(cm)Heightincrements根幅范圍(cm)Rootrange12.5246.6722.2543.3330.8741.6744.0450.0051.7648.0063.9545.00

3討 論

3.1 微灌節(jié)水技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有很重要地位，多年來新疆一直在大力發(fā)展微灌節(jié)水技術(shù)，在微灌節(jié)水技術(shù)的研究及應(yīng)用上取得了較大的成功，但在新疆極端干旱區(qū)，卻因?yàn)閺搅鲹p失、滲漏損失和蒸發(fā)損失等造成了水資源的浪費(fèi)，而微潤灌作為一種新型的灌水技術(shù)，是以地下給水方式將水分與肥料直接送入根區(qū)層，有效避免了徑流損失、滲漏損失和蒸發(fā)損失這三種田間水分的主要損失方式。

3.2在不同微潤灌毛管布設(shè)方式下，研究對(duì)新定植紅棗的各項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行了長期的連續(xù)監(jiān)測，試驗(yàn)結(jié)果表明，微潤灌毛管不同布設(shè)處理對(duì)新定植紅棗的新梢生長發(fā)育影響不顯著。分析認(rèn)為，由于供試樹種為移栽紅棗，雖然在監(jiān)測樣本選定時(shí)選擇長勢較均一的樹體，但是樣本之間存在對(duì)環(huán)境及土壤的適應(yīng)差異，造成后期長勢差異較大，此結(jié)果還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.3于秀琴等[6]研究表明，微潤灌溉有利于黃瓜株高和莖粗生長，蘋果樹在微潤灌溉條件下，微潤灌溉技術(shù)有利于作物生長，具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)特點(diǎn)，適用于蘋果樹節(jié)水灌溉。研究結(jié)果表明，微潤灌毛管埋深大、間距小的微潤管布設(shè)方式有利于紅棗株高及根系的生長發(fā)育。

4結(jié) 論

4.1通過對(duì)各處理間的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：處理4(埋深30 cm，管距30 cm)的紅棗幼苗成活率及根系生長幅度較優(yōu)于其他處理，成活率達(dá)49.6%、根幅范圍達(dá)50 cm。株高累計(jì)生長量達(dá)4.04 cm。綜合評(píng)價(jià)其指標(biāo)，最優(yōu)的微潤灌毛管布置方式為處理4(埋深30 cm，管距30 cm)。

4.2不同毛管布設(shè)條件下，30 cm毛管間距處理的紅棗根幅大于50 cm毛管間距處理，在不同埋設(shè)處理?xiàng)l件下，隨著微潤管埋深的增大紅棗根幅范圍隨之增大。

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Effects of Different Layout Methods of Micro-run Irrigation Tube

for the Growth of Newly-planted Date Trees

LIU Guo-hong， WANG ze-yu，XIE Xiang-wen

(ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

Abstract：【Objective】 To research the effects of different layout methods of micro-run irrigation tube on the growth of newly-planted date trees in order to provide the technical basis for the low-pressure micro-run irrigation project design, technology appliance and production management. 【Method】 Different layout methods of micro-run irrigation tube were adopted to do research on new planting date trees and the soil moisture distribution and the physiological indicators of newly-planted dates under the micro-run irrigation condition were observed. 【Result】 The method four sample's survival rate and root elongation were better than other treatments, the survival rate was 49.6%, and root elongation range was up to 50 cm. Height was increased 4.04 cm. Comprehensive evaluation of those results showed that the best layout method was the fourth one. 【Conclusion】 As a new irrigation technology, micro-run irrigation has certain technical advantages, but a lot of tests still needed to be done before this technology is applied to field crops.

Key words:micro-run irrigation tube; micro-run; jujube; date tree; layout mode

通訊作者:謝香文(1973-)，男，新疆奇臺(tái)人，副研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)節(jié)水，(E-mail)xiexw@xaas.ac.cn

作者簡介:劉國宏(1981-)，男，新疆奇臺(tái)人，助理研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)節(jié)水，(E-mail)lghdjs@163.com

基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)水利科技專項(xiàng)“低壓微潤灌溉技術(shù)示范”(2014T17)；新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年基金項(xiàng)目“幼齡紅棗微潤灌關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)研究”(xjnkq-2014014)

收稿日期：2015-08-31

中圖分類號(hào)：S665.1;S607+.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-4330(2016)02-0248-06

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.02.008