微噴灌溉不同灌水下限對花生的影響

劉浩然，王鐵軍，曹 婷，范宏濤

(1.遼寧水利事務服務中心，遼寧 沈陽 110003；2. 黑山縣水利事務服務中心，遼寧 錦州 121400)

花生是我國重要的油料作物，種植面積僅次于油菜居第2位[1]，占油料作物播種面積的33% 左右，但總產量居第1位，約占油料作物總產量的50%。重視花生生產發展，加強花生高產優質栽培理論與技術研究，對確保我國食用油安全具有重要意義[2]。我國花生主產區雖分布在干旱和半干旱地區，但嚴重干旱缺水環境仍然是我國花生生產危害最大的限制因素，引起花生減產、品質下降、黃曲霉污染加重等問題[3-4]。

遼西走廊地區是我省花生的主要產區，種植面積較大[5]。由于干旱情況時有發生，影響花生產量和品質等[6]，當地農戶亟需發展高效節水灌溉技術。隨著高效節水灌溉工程在遼西地區的發展，微噴灌溉已成為當地經濟作物生產中的主要高效節水灌溉技術之一，但由于缺乏合理的灌溉制度，微噴在遼西走廊地區的花生種植中應用不多，花生適宜灌水下限不清楚。因此，本研究開展微噴灌條件下不同灌水下限對花生的影響，為制定遼西地區花生高效灌溉制度提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗處理與設計

1.1.1 試驗區基本概況

試驗區位于黑山縣姜屯，東經121°49′，北緯41°28′，海拔33 m，半濕潤半干旱季風型大陸性氣候。該試驗區多年平均氣溫6.8 ℃，平均降水量568 mm，年蒸散量達1737.9 mm，有效積溫3850 ℃，土壤質地砂壤土，土壤容重1.4 g/cm3，土壤有機質含量為5.1%，速效氮29.8 ppm，速效磷101.2 ppm，速效鉀105.5 ppm，田間最大持水量21.0%，pH 7.0，地下水埋深3.0 m左右。該試驗區試驗期間的初霜日為9月30日，終霜日為4月14日，無霜期一共有177 d。

1.1.2 試驗設計

試驗在新建測坑內進行，試驗小區面積為2.0 m×2.5 m，配備電動遮雨棚。每個小區種植花生2壟(大壟雙行)4行。該試驗共設置4個處理，以全生育期高土壤水分控制為對照(CK)，又設置輕度控水(T1)、中度控水(T2)和重度控水(T3)3個處理，每個試驗處理重復10次。所有處理的灌水上限均為田間持水量的90%，輕度控水處理(T1)控水下限為田間持水率的75%，中度控水處理(T2)控水下限為田間持水率的65%，重度控水處理(T3)控水下限為田間持水率的55%。試驗區布置示意圖見圖1。土壤水分采用Trime進行土壤含水率的觀測。在試驗監測小區內預埋土壤水分監測管，每個試驗小區選擇2個測點，每個點觀測5個深度，分別為10 cm，20 cm，30 cm，40 cm，60 cm，觀測時間間隔為5 d，灌水前、灌水后、各生育階段始末加測。

圖1 試驗區布置示意圖

該試驗種植花生的品種為白沙1016，種植栽培方式為大壟雙行+微噴灌的方式，其中壟臺寬、壟溝寬、壟深分別為80 cm、40 cm和20 cm。在花生播種前對地塊進行旋耕、翻平耙細和起壟作業，旋耕深度25～30 cm，當土壤表層(約5 cm)溫度達到8～ 9 ℃時開始播種，該試驗于2021年5月26日播種，每穴種植2～4粒，播種深度為5 cm，株距8～10 cm。播種后覆膜前在土壤表面噴施除草劑進行封閉滅草，覆膜和鋪設滴灌帶同步進行，滴灌帶離播種行距15 cm。滴灌帶選用東方生態公司生產的壓片式微噴帶，壓片式微噴帶設計工作壓力為0.15 MPa，每條噴灌帶最大鋪設長度100 m，噴水幅寬8.0 m(兩側各4 m，控制4根壟)，平均單孔出水量為3L/h，每百米噴水量為8.4 m3/h。微噴帶鋪設于兩排測坑中間，每條微噴帶各控制兩側5個測坑，共控制10個測坑。施肥方式及用量同當地農戶。

1.2 觀測指標與方法

(1)灌水量。采用水表觀測灌水量，同時記錄灌水日期、灌水時間及灌水量。

(2)植株生長性狀。葉面積指數：在每個試驗處理小區內標記具有代表性的3株花生，每10 d(可用葉面積儀)測定一次所有完全展開葉片的葉面積(在各生育階段始末加測)，繼而計算葉面積指數。株高：采用直尺觀測掛牌標記的5株花生株高，每10 d一次。莖粗：采用游標卡尺觀測掛牌標記的5株花生莖粗，選擇花生主莖與地面相交處進行觀測，每10 d觀測一次。干物質重量：各個試驗處理在花生各個生育階段后，選擇1株能代表小區平均水平的花生，分別測定其地上部干物質質量。測定干物質質量時先在105 ℃殺青0.5 h，然后在溫度80 ℃下烘至恒重，所得的恒重即為花生地上部干物質質量。根系長度：在花生的苗期、開花期、結莢期和果熟期結束后取干物質時，將花生根系小心取出，測量根系長度。取樣時先用工具將根系周圍的土體整體取出(取土范圍是苗期10 cm附近，開花期、結莢期20 cm、果熟期30 cm)，再將根系放入水桶中浸泡約3h，待土壤完全濕潤后輕輕洗凈根系，可用低壓水沖洗，注意保持根系的完整性，洗凈后讓根系自然下垂后放置在平面上，周圍放直尺并拍照，同時記錄長度。

(3)產量。在每個試驗處理小區選取5株代表性花生進行考種，分別測量花生產量的構成指標，具體包括莢果數、莢果重、籽仁數、籽仁重量、百粒重等。試驗小區處理產量采用實際測量。

2 試驗結果分析

2.1 不同灌水下限對花生株高的影響

花生全生育期內株高動態變化見圖2，在整個生育期內，不同灌水條件下花生生長均呈現“前期(7月22日之前)快速生長，中后期(8月2日之后)穩步生長”趨勢，且不同灌溉條件下的株高均在9月12日達到峰值。由方差分析可知，不同灌水條件下，6月22日和7月2日的株高數值相近，未產生顯著差異；從7月12日開始，不同灌水下限對株高產生差異顯著，CK處理的株高顯著高于T1、T2和T3處理，但T1、T2和T3 3個處理之間沒有產生顯著差異。在生育末期(9月12日)，CK處理的株高為54.6 cm，顯著高于T1處理21.2%，T2處理17.6%，T3處理15.0%，說明充足的水分條件有利于花生株高的生長。

圖2 花生生育期內株高動態變化

2.2 不同灌水下限對花生莖粗的影響

花生生育期內莖粗動態變化見圖3，整個生育期內，不同灌水條件下的莖粗均呈現“前期(8月2日)穩步生長，中后期(8月12日)基本穩定”的變化趨勢。由方差分析結果發現，7月12日之前，不同灌水條件下的莖粗雖有差異，但未達到顯著水平；自7月22日開始，花生莖粗受灌溉條件影響產生顯著差異，T1、T2和CK處理莖粗較為接近，均顯著高于T3處理；在8月12日以后，T1處理的花生莖粗最大，顯著高于T2、T3和CK處理；但T2和CK處理的莖粗數值接近，顯著高于T3處理。由此表明，T1處理的水分條件下最有利于花生莖粗生長，水分過多或過少均會對莖粗生長產生抑制作用。

圖3 花生生育期內莖粗動態變化

2.3 不同灌水下限對花生根系生長的影響

花生生育期內根系生長長度動態變化及方差分析見圖4。苗期花生根系生長較小，不同灌水處理下根系長度基本一致，未產生顯著差異。隨著生育期的推進，根系迅速生長，不同灌水條件對開花期、結莢期和飽果期的根系長度產生顯著影響。自開花期以后，不同灌水條件下根系長度由大到小的順序為T1>T2≈T3>CK，且T1處理的根系長度均顯著高于其他處理。這可能由于在CK處理充足的水分環境下，T1處理適宜的水分虧缺條件更能促進根系深扎來汲取土壤中的水分和養分，進而促進根系生長；而T2和T3處理較T1處理顯著降低根系長度，可能是由于中/重度的水分虧缺程度降低了根系活性，在某種程度上抑制花生生長。

圖4 花生生育期內莖粗動態變化

2.4 不同灌水下限對花生產量及產量構成的影響

花生不同灌水下限對產量、莢果數、莢果重、籽仁數、籽仁重和百粒重的方差分析見表1。由表可知，不同灌水條件顯著影響花生產量、莢果數、莢果重、籽仁數、籽仁重和百粒重。在產量及產量構成指標數值比較中還發現：T1處理最大，T2處理次之，T3處理最小，且T3處理下各指標數值均顯著低于其他處理。不同灌水條件下，各處理間的花生產量均產生顯著差異，其中T1處理下的產量最大，顯著高于T2處理4.16%，T3處理38.89%，CK處理13.15%。CK處理充足的水分條件下，產量及產量各構成指標均低于T1處理，與CK處理相比，T1處理提高莢果數1.6個(15.09%)，莢果重3.3 g(26.83%)，籽仁數1.6粒(8.33%)，籽仁重2.2 g(15.83%)，百粒重5.3 g(7.36%)，產量648 kg/hm2(13.15%)，由此可見花生獲得高產并非水分越多越好，T1處理適當的灌水條件最有利于花生獲得較多的莢果數和籽仁數，增加莢果重和籽仁重，進而提高花生產量。

表1 不同灌水下限對花生產量及產量構成的影響

2.5 不同灌水下限對花生各生育期畝均灌溉用水量的影響

不同灌水下限條件下花生各個生育期以及全生育期畝均灌溉用水量見表2。由表2可知，不同灌水下限條件顯著影響了花生全生育期畝均灌溉用水量。T1、T2和CK處理的全生育期畝均灌溉用水量數值分別為135.11 mm、129.11 mm、139.07 mm，三個處理差異不明顯，未達到顯著性水平，但均顯著高于T3處理。與T3處理相比，T1、T2和CK處理分別顯著提高畝均灌溉用水量26.9%、21.3%、30.6%。這主要是由于T3處理在灌水下限為55%的田間持水率的條件下，土壤含水率達到灌水下限所需時間較長，灌水次數比其他處理少的原因。

表2 不同灌水下限對花生各生育期灌水量的影響

通過分析不同灌水條件下花生生長指標和產量等的影響發現，輕度控水下限處理(T1)能及時補充土壤水分虧缺狀態，保證花生生長，最有利于花生獲得高產。T1條件下花生全生育期內累計灌小3次，花針期、結莢期和飽果期各灌水1次，單次灌溉水量均以土壤田間持水率的75%作為灌水下限，田間持水率的90%作為灌水上限。全生育期畝均灌溉用水量為135.11 mm。

3 結 論

通過分析不同灌水條件對花生生長指標、產量及產量構成等指標的影響，形成以下結論：

(1)自7月22日開始，不同灌水條件顯著影響花生株高和莖粗，其中對照處理(CK)下的花生長勢最高，顯著優于輕度控水處理(T1)、中度控水處理(T2)和重度控水處理(T3)；T1處理下的莖粗最大，顯著優于T2、T3和CK處理。

(2)不同灌水條件對開花期、結莢期和飽果期的根系長度均產生顯著影響，根系長度由大到小的順序為T1>T2≈T3>CK，且T1處理下的根系長度均顯著高于其他處理，說明土壤水分虧缺環境能促進根系伸長。

(3)不同灌水條件顯著影響花生產量、莢果數、莢果重、籽仁數、籽仁重和百粒重，各指標由大到小的順序均一致表現為：T1>T2>CK>T3。不同灌水條件下T1處理下的產量最大，分別顯著高于T2、T3和CK處理4.16%、38.89%、13.15%。

(4)輕度控水下限處理(T1)最有利于花生生長，具有高產優勢。T1處理下花生全生育期內累計灌水3次，全生育期畝均灌溉用水量為135.11 mm，