不同灌溉方式對辣椒生長的影響

凡久彬

(遼寧省水利水電科學研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110003)

我國人均用水量約占世界人均用水量的四分之一，水資源短缺問題十分嚴重。農業是用水大戶，干旱缺水已成為制約當前我國農業發展的首要因素[1]。遼寧省農業生產與灌溉用水矛盾尤為突出[2]。遼西走廊地區十年九旱，當地農業經濟的發展，很大程度上受限于水資源量[3-4]。

黑山縣是遼西走廊代表性較強的地區，辣椒是當地的主要蔬菜之一[5]。黑山縣大田辣椒種植遍布徐屯鎮、暖泉鎮、團甸鎮、古臺子村、閆峪村等地，種植面積達1000余公頃，年產值達4.5億元，農民創收達3.0億元，近幾年辣椒種植面積還在不斷增加。隨著當地辣椒種植面積的不斷增加，對灌溉用水的需求不斷增大，而當地有限的水資源成為辣椒發展的限制因素。在辣椒等經濟作物的種植過程中采用高效節水灌溉方式的農戶越來越多，如管灌、噴灌及滴灌的應用范圍不斷增大，但在這三種灌溉方式中，到底哪種灌溉方式節水增產效益最優，尚無明確結論。因此，在當地開展辣椒管灌、噴灌及滴灌的對比試驗，以期得到節水、增產及增效效果最優的高效節水灌溉方式，為當地農業經濟的發展提供技術支撐。

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

試驗區位于遼寧省錦州市黑山縣姜屯(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。該地區多年平均氣溫6.8 ℃，平均降水量568 mm，年有效積溫3850 ℃，土壤質地為砂壤土，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。多年初霜日9月30日，終霜日4月14日，無霜期177 d。供試品種為當地常規品種8819線椒，行距為50 cm，株距為14 cm，每穴3株，全生育期施蔬菜專用肥750 kg/hm2，田間除草防蟲及肥料管理同當地農戶。

1.1.2 試驗設計

試驗共設置3個處理，以管道灌溉處理(GG)作為對照，再設置微噴灌溉(WP)和滴灌(DG)兩種灌溉方式處理，每處理3個重復，共9個試驗小區，灌溉處理在辣椒的不同生育階段，設置不同的灌水控制下限，苗期和成熟期的灌水下限為田間持水率的70%，開花期和果實生長期的灌水下限為田間持水率的75%，具體詳見表1，各生育階段的灌水控制上限為田間持水量的90%。

表1 各生育階段灌水控制下限(占田間持水量) %

1.2 觀測指標與方法

(1)作物灌水量及需水量。灌水量采用水表觀測，記錄每次灌水前后的水表讀數、灌水時間以及灌水日期。作物需水量采用土壤水量平衡方程進行計算。

(2)地溫。觀測不同處理地溫，測量深度為5 cm、10 cm、15 cm、20 cm和25 cm，每日早8點 及下午2點各一次。

(3)植株生長性狀。①莖粗：采用游標卡尺觀測掛牌的3株辣椒的莖粗，選擇辣椒主莖與地面相交處進行觀測，每10 d觀測一次。待莖粗明顯穩定后停止測量；②株高：采用直尺測定辣椒植株高度，每10 d一次，待株高明顯穩定后停止測量。

(4)產量。各試驗小區單收單打，分別計量。

2 試驗結果分析

2.1 不同灌溉方式對地溫的影響

滴灌處理，上午8時對各土層地溫的影響見圖1(a)，由圖可以發現，整個生育期內各土層地溫波動幅度較小。表層土壤5 cm和10 cm處地溫較高，隨著土層深度增加，地溫有下降趨勢，25 cm處土壤地溫最低，但不同土層間地溫差異較小。下午14時對各土層地溫的影響見圖1(b)，由圖可以發現，下午14時表層土(5 cm、10 cm)的地溫變化明顯，在5 cm處最高地溫達到45 ℃，最低地溫為23.5 ℃；10 cm處最高地溫為40.5 ℃，最低地溫為22.5 ℃。深層土(20 cm、25 cm)的地溫變化較小，相對穩定，25 cm處最高地溫為31 ℃，最低地溫為18 ℃。同一時間節點下，地溫隨著土層深度增加而下降，不同土層地溫普遍表現為“5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm”。

圖1 滴灌處理上午8時和下午14時各土層地溫情況

管灌處理，上午8時對各土層地溫的影響見圖2(a)，由圖可知，表層土壤5 cm處地溫最高且變化最大，25 cm處地溫最低，地溫隨著土層深度增加而下降，但不同土層間(10～25 cm)地溫差異較小。下午14時對各土層地溫的影響見圖2(b)，由圖可知，下午14時表層土5 cm的地溫波動較為明顯，最高地溫為42 ℃，最低地溫為20 ℃，最高與最低地溫相差22 ℃；10～25 cm 的地溫變化幅度相對較小，各土層最高與最低地溫的變化幅度分別為15.5 ℃、14.0 ℃、11.0 ℃、12.0 ℃。同一時間節點下，地溫隨著土層深度增加而下降，不同土層地溫普遍表現為“5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm”。

圖2 管灌處理上午8時和下午14時各土層地溫情況

微噴處理，上午8時對各土層地溫的影響見圖3(a)，由圖可知，表層土壤5 cm處地溫最高且變化最大，25 cm處地溫最低，10～25 cm不同土層間地溫差異不明顯。下午14時對各土層地溫的影響見圖3(b)，由圖可知，下午14時表層土5 cm的地溫波動最為明顯，最高地溫為39 ℃，最低地溫為18 ℃，最高與最低地溫相差21 ℃；10～25 cm 的地溫變化幅度相對較小，各土層最高與最低地溫變化幅度分別為16.0 ℃、14.5 ℃、13.5 ℃、12.0 ℃。同一時間節點下，地溫隨著土層深度增加而下降，不同土層地溫普遍表現為“5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm”。

圖3 微噴處理上午8時和下午14時各土層地溫情況

2.2 不同灌溉方式對辣椒株高的影響

不同灌溉方式對辣椒株高的影響見圖4。由圖可以發現，7月22日之前各灌溉方式下辣椒均生長較快，6月22日—7月2日、7月2—12日、7月12—22日三個時間段滴灌處理(DG)的株高分別生長21.8 cm、15.3 cm和20.3 cm，管灌處理(GG)的株高分別生長24.3 cm、14.3 cm和14.3 cm；微噴處理(WP)的株高分別生長23.7 cm、12.3 cm和17.0 cm。自7月22日之后各灌溉處理下株高變化均不大，變化幅度基本在1 cm 左右。在整個生育期內，不同灌溉方式下的株高差異不明顯，但大體表現為“DG>GG>WP”。

圖4 不同灌溉方式對辣椒株高的影響

2.3 不同灌溉方式對辣椒莖粗的影響

不同灌溉方式對辣椒莖粗的影響見圖5。由圖可以發現，8月12日之前的辣椒處于生長狀態，莖粗逐漸增大；8月12日之后辣椒莖粗處于基本穩定狀態，變化不大；生育末期(9月12日)，滴灌處理(DG)的辣椒莖粗為1.05 cm，管灌(GG)莖粗為0.98 cm，微噴(WP)的莖粗為0.96 cm。不同灌溉方式對辣椒莖粗均沒有產生顯著影響，但滴管處理的莖粗在整個生育期內始終最大，說明滴灌灌溉最有助于辣椒生長。

圖5 不同灌溉方式對辣椒莖粗的影響

2.4 不同灌溉方式對辣椒耗水量及耗水規律的影響

不同灌溉方式下辣椒耗水量及耗水規律的影響見表2。由表可知，不同灌溉方式下的耗水量數值較為接近，滴灌處理辣椒耗水量最大，為176.52 mm，比管灌處理耗水量高4.55 mm，比微噴灌處理耗水量高0.01 mm。不同灌水方式下，辣椒在各個生育期的日耗水強度規律一致，均表現為“果實生長期>果實成熟期>開花期>苗期”。滴灌處理各個生育期的日耗水強度分別為1.05 mm、1.28 mm、1.66 mm和1.31 mm。管灌處理各個生育期的日耗水強度分別為0.96 mm、1.33 mm、1.48 mm和1.39 mm。微噴灌處理各個生育期的日耗水強度分別為1.09 mm、1.31 mm、1.48 mm 和1.42 mm。

表2 不同灌溉方式對辣椒耗水量及耗水規律的影響

2.5 不同灌溉方式對辣椒產量及水分生產率的影響

由表3可知，不同灌溉方式對辣椒的產量產生顯著影響，滴灌處理的辣椒產量最大，為4600.05 kg/hm2，高于管灌處理26.03%；高于微噴處理5.75%。由此可知，滴灌的灌溉方式最有利于辣椒獲得高產。不同灌溉方式對辣椒水分生產率也產生顯著影響，滴灌的水分生產率最大，為2.61 kg/m3，比管灌高0.49 kg/m3，比微噴灌高0.15 kg/m3，這主要是由于辣椒耗水量相差不大的情況下，高產處理更易獲得高水分生產率，進而促進水分的高效利用。

表3 不同灌溉方式對辣椒產量及水分生產率的影響

3 結 論

通過分析不同灌溉方式下辣椒株高、莖粗、產量及耗水規律等指標的影響，形成以下結論：

(1)三種灌溉方式下，地溫隨著土層深度增加而下降，不同土層地溫表現為“5 cm>10 cm>15 cm>20 cm>25 cm”。三種灌溉方式下表層土5 cm 處地溫變化最為明顯。

(2)不同灌溉方式對辣椒株高和莖粗的影響不顯著，但株高和莖粗均在滴管處理下達到最大值。

(3)不同灌溉方式對辣椒耗水量未產生顯著影響。不同灌水方式下，辣椒在各個生育期的日耗水強度規律一致，均表現為“果實生長期>果實成熟期>開花期>苗期”。

(4)不同灌溉方式顯著影響辣椒產量和水分生產率。滴管處理的產量及水分生產率分別為4600.05 kg/hm2，2.61 kg/m3，顯著優于管灌和微噴灌，說明該地區采用滴管灌溉能夠促進辣椒產量提高和水分高效利用。