不同微潤灌溉處理對室外辣椒生長的影響

王銀花，申麗霞，梁 鵬，陳建琦

(太原理工大學水利科學與工程學院，太原 030024)

由于當前水資源日益緊缺，節水灌溉技術越來越受到重視。在2011年，深圳市微潤灌溉技術有限公司開發了一種新型的節水灌溉技術即微潤灌溉[1]。微潤灌溉技術是以半透膜為主要材料的軟管，以膜內外水勢梯度為驅動，根據作物實際生長過程中的需水需要，連續供水[2]。微潤灌溉能有效減少地面水分蒸發，提高水分利用效率[3]。目前已有眾多學者對微潤灌溉條件下，各種蔬菜的生長發育和產量進行了大量研究：不同的壓力水頭、管帶間距和埋深對蔬菜的土壤水分利用率、植株生長及產量有較大影響[4-10]。關于微潤灌溉的實際種植大多數在大棚中進行，為了對微潤灌溉技術有更深刻的認識，本試驗在室外進行，將微潤灌溉技術與室外種植技術相結合，試驗選取辣椒作為研究對象，探究其在不同微潤灌溉處理下的植株生長情況，并設置普通灌溉為對照試驗，為該技術日后的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地區位于山西省太原理工大學校園內，屬于典型的溫帶性大陸氣候，冬季嚴寒，夏季炎熱，氣溫年較差很大，常年降雨量主要集中在7月和8月。本試驗從2017年5月7日至7月25日在室外種植箱中進行，種植箱尺寸為100 cm×100 cm×75 cm(長×寬×高)的塑料箱，土壤初始含水率為27.43%。試驗設備主要有高位水箱、種植箱、PE輸水管、微潤管和閥門等。試驗過程中保持高位水箱出水口水壓穩定，灌溉水為城市自來水，并加裝過濾裝置以避免堵塞。

1.2 試驗處理

本試驗共設置了A～F共6組處理，每種試驗處理重復試驗2次，一共設置12個種植箱。A～E處理均為5管布置，見圖1。每個種植箱從左到右平行等距布設1、2、3、4、5共5根微潤管，其中管距為25 cm，管埋深為20 cm。每箱定植4行辣椒苗，苗間距為25 cm，兩邊辣椒苗距離邊框12.5 cm。高位箱出水口處連接2根輸水管，分別為左右兩管，其中左管連接1、3、5號微潤管，右管連接2、4號微潤管。F處理為普通對照不布設微潤管，根據辣椒的生理狀態進行定期定量澆水灌溉。辣椒移苗后，為了提高幼苗存活率，A～E處理雙管同時打開進行灌水，同時F處理灌水16 L。5月14號開始，A～D處理關閉右管，同開左管，A處理和B處理每隔4 d換另一輸水管灌水，C處理和D處理每隔8 d換另一輸水管灌水，E處理雙管一直同開。辣椒的整個生長周期過程中，A～E處理高位水箱的閥門一直處于開啟的狀態。

1.3 數據測試方法

(1)辣椒生長狀況。定值8 d后開始測定辣椒生長狀況，每隔12 d測定一次株高、莖粗等指標，在每個處理的每行辣椒中隨機選取3株長勢均勻的辣椒進行測量，并取平均值。株高測定用精度為0.01的米尺測植株地上部分；莖粗測量選用精度0.01 cm的電子游標卡尺對基部第2伸長節間中部最大直徑和最小直徑進行測量，取平均值。

(2)植株鮮重及產量的測定。植株鮮重測量用電子秤測量，7月25日，每筐選擇4株辣椒測定果實產量，采用電子秤測量。最終的試驗數據采用Excel制圖與分析。

2 試驗結果與分析

2.1 株 高

不同處理辣椒株高隨種植后天數的變化趨勢見圖2。從圖2中可以看出，不同處理下，辣椒株高有所差異。各個處理的株高隨著時間的推移逐漸增加，前期除A處理外其他各個處理的株高沒有明顯差異，A處理株高明顯高于其他處理，說明辣椒生長初期，1 m壓力水頭和4 d輪灌周期最佳。究其原因辣椒前期植物需水量較少，故1 m水頭更優，相比8 d的輪灌周期，4 d輪灌周期更能使辣椒根系區左右兩側均受到灌溉水濕潤。辣椒生長后期，B、D、E處理的株高生長發育明顯，而A、C、F處理的株高明顯低于其他處理。究其原因，辣椒生長后期需水量增加，壓力水頭對株高生長的影響也較明顯，相比之下1 m壓力水頭微潤管出水量較少，而F處理，雖根據植株生長情況進行澆水，但土壤表面蒸發量大灌溉水利用系數較低，因此1.5 m的壓力水頭下辣椒生長更優。最終結果表明水分過多過少均不利于辣椒生長。D處理的平均株高最高，且D處理株高在生長發育后期迅速增加，說明辣椒在后期開花結果，需水量增加，E處理雖雙管同開，但由于試驗在室外進行，除灌溉水之外還有自然降水，而太原降雨量主要集中在7、8月份，故雙管E處理的土壤含水率過高，反而不利于植株生長。

圖2 辣椒平均株高的變化Fig.2 The average height of pepper changes

2.2 莖 粗

根據試驗過程中測得的辣椒株徑數據平均值進行Excel表擬合得到圖3。從圖3中可以看出，不同處理對辣椒莖粗的發育有不同的影響，壓力水頭與輪灌周期對莖粗的影響與圖2平均株高的影響相似。各個處理的莖粗隨著時間的推移增加，前期除A處理外其他各個處理的株徑沒有明顯差異，且莖粗的增長較緩慢。辣椒種植44 d后，各處理莖粗的生長趨勢明顯且呈現小范圍的交替上升。最終，A、C、F處理的莖粗值最低。究其原因是辣椒生長中期植株生長迅速，故需水量較大，而A、C處理的壓力水頭較小，出水量少，故不能充分滿足辣椒后期生長發育的需求。最終D處理的平均莖粗值最高，且D處理莖粗在辣椒生長后期的生長趨勢最明顯。

僅辣椒株高和莖粗生長情況而言，1.5 m壓力水頭和8 d輪灌周期最有利于辣椒生長，故適當增大壓力水頭有利于辣椒生長發育。

圖3 辣椒平均莖粗的變化Fig.3 The average diameter of pepper changes

2.3 植株鮮重

各處理不同時期的植株鮮重增長趨勢見圖4。由圖4可知隨著時間的推移不同處理下的植株鮮重單調遞增，種植前期，除了A處理，其他處理的植株鮮重沒有明顯差異，究其原因植株前期需水量較少。結合圖2、圖3可知，在辣椒生長前期，1 m壓力水頭，4 d輪灌周期有利于辣椒幼苗的生長。從種植32 d到試驗完成，辣椒生長較快，植株鮮重呈直線上升趨勢且一直保持D處理>B處理>E處理>C處理。而F處理辣椒平均鮮重明顯低于其他各個處理，說明微潤灌溉不僅節水而且相對普通灌溉更有利于植株生長。同時在交替微潤灌溉條件下微潤管的壓力水頭為1.5 m時更有利于植株的生長發育。

圖4 植株鮮重變化Fig.4 Plant fresh weight changes

2.4 植株產量及灌溉水分生產率

各個處理最終單株產量見圖5。從圖5中可以看出，對比各個處理的產量，與植株生長趨勢大致相同。D處理的產量最高，B處理其次；對比A處理和B處理、C處理和D處理發現1.5 m壓力水頭下辣椒的長勢和產量均優于1 m壓力水頭；F處理的產量最低。結合前面植株生長情況分析，辣椒產量和辣椒植株生長發育呈現一定的正相關。

圖5 單株平均產量對比Fig.5 Comparison of average yield per plant

表1為不同微潤灌溉處理和普通灌溉處理的灌溉水分生產率，雖E處理的經濟產量值很高，但其灌水量也很高，故灌溉水分生產率較低。微潤灌溉處理的水分利用效率優于普通試驗下的水分利用效率。

3 結 論

綜合上述試驗結果與分析，得出如下結論。

表1 不同處理灌溉水分生產率Tab.1 The water use of efficiency of every process

(1)在室外種植前提下，微潤灌溉處理組1.5 m的壓力水頭相比1 m壓力水頭更有利于植物的生長發育，且產量和水分利用效率均高于1 m壓力水頭。

(2)由試驗可知雖然微潤灌溉的灌水量可能高于普通灌溉，但對比作物的整個生長周期，微潤灌溉下的試驗組的植株生長情況、最終的產量和水分利用效率均優于普通灌溉，故與微潤灌溉在節水方面的優勢并不矛盾。

(3)室外種植條件下，微潤管全開的微潤灌溉組，雖然產量很高，但灌溉水分生產率很低，僅高于普通對照組，究其原因相比大棚種植，室外種植會受到降雨量的影響，導致微潤管全開的試驗組土壤含水率太高，反而不利于植株生長，且不利于提高灌溉水分生產率。

：

[1] 何玉琴,成自勇.不同微潤灌溉處理對玉米生長和產量的影響[J].華南農業大學學報,2012,33(4):567-569.

[2] 張國祥.基于微潤灌溉技術的大棚白菜生長狀況試驗研究[J].節水灌溉,2016,(7):6-12.

[3] 張立坤,竇超銀.微潤灌溉技術在大棚娃娃菜種植中的應用[J].中國農村水利水電,2013,(4):53-55.

[4] 張子卓,張珂萌.微潤帶埋深對溫室番茄生長和土壤水分動態的影響[J].干旱地區農業研究,2015,33(2):122-129.

[5] 雷 濤,畢遠杰.微潤管埋深及壓力水頭對青椒生長和水分利用的影響[J].農機化研究,2017,(8):104-110.

[6] 雷明杰,孫西歡.微潤灌壓力水頭對土壤水分及青椒生長的影響研究[J].節水灌溉,2016,(6):16-19,25.

[7] 楊文斌,郝仲勇.不同灌水下限對溫室茼蒿生長和產量的影響[J].農業工程學報,2011,27(1):94-98.

[8] 李 波,郭向紅.山西省果園節水灌溉現狀、對策與建議[J].山西農業科學,2014,42(9):1 037,1 045.

[9] 楊文君,田 磊,杜太生,等.半透膜節水灌溉技術的研究進展[J].水資源與水工程學報,2008,19(6):60-63.

[10] 陳天博,王鐵良,李 波.溫室微潤灌溉秋冬茬番茄適宜灌溉制度研究[J].節水灌溉,2013,(6):40-42.