遼西地區花生微噴控制灌溉制度研究

孫 放

（昌圖縣水利事物服務中心,遼寧 昌圖 112599）

遼西地區是遼寧省雜糧的主要產地[1],雜糧生產也是當地農業經濟的重要支撐。遼寧西部地區屬半干旱地區,多年平均降水量不足500 mm,由于干旱缺水,遼西地區時常發生旱災,雜糧產量也因此受到制約。近年來,節水灌溉在遼西地區發展迅速,微噴灌等新型節水灌溉技術在遼西地區被廣泛應用[2-3],特別是“節水增糧行動”實施以來,微噴灌溉面積不斷增加,緩解了干旱缺水對當地農業的嚴重影響,確保了當地的糧食產量。然而,微噴灌溉技術在遼西地區缺乏相應的灌溉制度,使得其節水灌溉效益不能充分發揮。因此,本文以花生為研究對象,通過灌溉試驗,確定遼西地區花生微噴灌溉的控制灌溉制度。

1 試驗材料與方法

1.1 項目區概況

試驗地點位于遼寧省阜新市的彰武縣,該地區為半干早區季風大陸性氣候,多年平均降雨量不足430 mm,土壤為砂壤土,容重為1.39 g/cm3。

1.2 試驗設計

1.2.1 農藝措施

試驗于2019 年～2020 年進行,花生品種為阜花12,采用單壟種植模式,行距50 cm,株距20 cm,播種深度5 cm,每穴2 粒。

1.2.2 灌溉方式

采用壓片式微噴帶設備對花生進行灌溉,利用控制灌溉理論,根據花生生長發育規律,把花生整個生育期分為苗期、開花下針期、結莢期和莢果成熟期四個生育階段,各生育階段控制灌溉下限為田間持水量（以下簡稱田持）的60%,灌水上限為田持的90%。

1.2.3 計算方法

采用水利平衡公示計算每次的灌水量。節水灌溉制度是在天然降水條件下,根據作物生長規律,用盡可能少的水量獲得較大效益的灌溉制度。同一作物在不同的灌溉制度影響下,耗水也呈現出不同的變化趨勢。作物耗水量包括作為蒸騰、棵間蒸發以及構成作物本身的水量。花生田間耗水量由水量平衡公示計算：

式中：ET 為階段耗水量,mm；ΔW 為100 cm 深度內土壤出水量的變化量,mm；P 為時段內降雨量,mm；I 為時段內灌水量,mm；SC 為時段內地下水補給量,mm；DP 為時段內深層滲漏量,mm。

項目區的地下水位埋深較深,忽略地下水不計量,并且沒有深層滲漏量,因此,SC 和DP 均為0。

2 結果與分析

根據水量平衡公式和試驗觀測結果,計算出花生各生育階段的日均耗水量見表1。

表1 不同處理花生各生育期日均耗水量 單位：mm/d

從表1 可以看出,在花生生長的苗期日耗水量為2.72 mm/d；到了花生的開花下針期,各水分處理的花生耗水量的差異開始變得明顯,日耗水量為4.03 mm/d；結莢期是花生整個生育期中日均耗水量最多的生育期,日耗水量為4.85 mm/d；到了花生的莢果成熟期,日耗水量逐漸減少,為2.93 mm/d。當灌水量較多時,花生的耗水量會相應變大。直觀地觀察花生耗水變化趨勢,其規律基本呈中間高,兩頭低,苗期和莢果成熟期耗水較弱,開花下針期和結莢期耗水強度較大。花生的這種需水特性與其生理生態發育和氣象因素的影響有密切關系。苗期耗水強度最小,該階段環境溫度低,作物葉面積指數小,蒸騰量和棵間蒸發量都較小；到了開花下針期,環境溫度顯著升高,作物葉面積指數也逐漸增大,蒸騰量和棵間蒸發量都逐漸增大,并在結莢期達到頂峰,此時葉面積指數最大,作物蒸騰量也最大,加之果實形成需要大量水分,故此階段耗水量最大；隨著成熟期臨近,葉片逐漸老化脫落,葉面積指數減小,環境溫度也逐漸降低,日耗水量也逐漸回落。

表2 給出了試驗中花生不同處理的灌溉制度、耗水量、產量以及水分生產率的數值。根據2019 年～2020 年的試驗,花生各生育期的灌水量、需水量、需水強度進行了統計,統計結果見表3。

表2 花生灌溉灌水次數、灌水量與產量表

表3 花生各生育時期需水量表

從花生各生育時期需水量來看,從苗期至莢果成熟期總需水量為364.5 mm,階段需水量,苗期最少,只占生育期需水量10.8%,開花下針期最多,占生育期需水量32.2%,結莢期、莢果成熟期兩生育時期次之,分別占生育期需水量30.6%和26.3%。整個生育期日需水強度為2.9 mm/d,其中苗期最小,為1.2 mm/d,結莢期最大,為4.5 mm/d,開花下針期和莢果成熟期小于結莢期,分別為3.8 mm/d 和2.5 mm/d。各生育期日需水強度與日耗水量呈現相同的變化趨勢,耗水量大,需水量也大。

根據多年降水頻率分析,將項目區的多年降水資料進行排頻,并結合2019 年～2020 年的花生微噴灌溉試驗,得到在75%灌溉保證率下降水量約為210 mm,結合2019 年～2020 年玉米各生育期的需水量,得出花生的灌溉制度見表4。其節水灌溉制度為：花生一共灌5 水,分別為開花下針期灌水2 次,單次灌水定額為29 mm,生育期共灌水58 mm；結莢期灌水3次,單次灌水定額為32 mm,生育期共灌水96mm；全生育期灌溉定額為154 mm,折算成畝均灌水量為102.7 m3。

表4 花生微噴灌溉制度（75%）

3 結論

（1）花生日均耗水量耗水規律呈先升高后降低的總體趨勢,苗期和莢果成熟期由于葉面積指數小、環境溫度低,耗水強度較小；開花下針期和結莢期葉面積指數較大、環境溫度較高,耗水強度較大。

（2）從各生育時期需水量來看,開花下針期最多,結莢期、莢果成熟期兩生育時期次之,苗期最少。

（3）花生在75%灌溉保證率下節水灌溉制度為：一共灌5 水,全生育期灌溉定額為154 mm,折算成畝均灌水量為102.7 m3。