引黃灌區滴灌農田水鹽調控技術與模式 節選

第1章 膜下滴灌典型作物需水規律及土壤環境效應研究 2012～2014年在臨河九莊試驗站開展了膜下滴灌典型作物需水規律試驗研究，2015～2016年在烏拉特前旗長勝試驗站開展了膜下滴灌典型作物需水規律試驗研究，基于田間試驗，運用水量平衡法計算了作物生育期內耗水規律，結合Penman-Monteith法計算參考作物需水量，計算得出典型作物各生育期內的作物系數。 1.1 非鹽堿地不同灌水下限典型作物（葵花、玉米）需水規律 1.1.1 試驗設計與方法 1.試驗設計 （1）試驗所用滴灌帶均為大禹節水公司和上海華維節水公司生產的內鑲貼片式滴灌帶，滴頭間距為300mm，滴頭流量1.68L/h，滴灌帶管徑為16mm。 （2）供試作物。 ①供試作物玉米品種是內單314。采用現行的一膜兩行的種植模式，行距為60cm，株距20cm，畝株數約5400株。傳統施肥模式：底肥磷酸二銨600kg/hm2、鉀肥0kg/hm2，后期隨**水追肥尿素600kg/hm2，隨第二水追肥尿素300kg/hm2。膜下滴灌模式：底肥用二銨600kg/hm2，后期隨滴灌追尿素600kg/hm2、鉀肥90kg/hm2。 ②供試作物葵花品種是9009。在種植模式因素中，采用現行的一膜兩行的種植模式，行距為60cm，株距40cm，密度為2700株。播種、施基肥、覆膜、鋪滴灌帶一次性完成。傳統種植施肥模式：底肥為磷酸二銨190kg/hm2，鉀肥采用農用硝酸鉀0kg/hm2，尿素525kg/hm2。水肥一體化種植：底肥僅僅采用二銨190kg/hm2，硝酸鉀150kg/hm2，尿素150kg/hm2隨水進行追施。 ③灌水下限設置。膜下滴灌灌溉制度采用張力計控制，灌水下限分別設為–10kPa、–20kPa、–30kPa、–40kPa、–50kPa。張力計埋置于滴灌毛管滴頭正下方20cm處（表1-1）。 表1-1 灌溉制度試驗設計 注：常規種植灌水時間根據渠道來水時間確定。 2.試驗方法 （1）氣象資料觀測。在作物生育期間，使用自動氣象站同步記錄試驗區的降水量、氣溫、光合有效輻射、風速等氣象數據（精確到日）。 （2）土壤水分含量的測定。在作物各生育時期（包括播種前），每隔10cm土層用TDR水分測定儀（第二重復小區）或土鉆取土（**、三重復小區）動態監測1.5m土體內的土壤含水量。每5天測量1次，并且在灌水前、灌水后及降水后加測。 （3）土壤溫度的測定。作物生育期內：每5天用Diviner2000-TDR水分監測儀測量1次0～100cm土體內每隔10cm的土壤含水量，并且在灌水前、灌水后及降水后加測。土壤溫度采用地埋式8通路溫度記錄儀（YM-04）實時觀測，溫度計埋設位置分別為膜內滴頭正下方和膜外（即指兩地膜之間裸地正中間位置），具體埋設示意圖如圖1-1所示。地溫儀每1h記錄一次地溫，土壤溫度記錄儀精度為±0.02℃，溫度分辨率為0.05℃。 圖1-1 溫度記錄儀埋設示意圖 （4）地下水位觀測。利用試驗區附近的地下水觀測井，觀測地下水位的變化，每5日一觀測。 （5）作物形態生理指標的測定。出苗后，在各試驗小區，每個生育期測試一次作物的株高、莖粗和葉面積。 1.1.2 結果與分析 1.非鹽堿地不同水文年膜下滴灌灌溉制度 （1）灌溉試驗區水文年型分析及代表性評價。本次分析采用頻率法對臨河區1957～2014年共58年水文年型進行計算分析，計算結果見表1-2。 表1-2 水文年型分析表 由計算結果可知，試驗區從1957～2014年年內降水常變，頻率為25%豐水年出現在1990年，降水量為163.2mm；其*大降水出現在1967年，頻率為1.69%，降水量為228.2mm，較25%豐水年大65mm；2012年試驗區降水量為152.4mm，頻率為32.20%，較25%豐水年小11mm，重現期為3.8年，可視為豐水年；頻率為50%平水年為1985年，降水量為128.3mm，2013年試驗區降水量為106.9mm，頻率為64.41%，較50%平水年小22mm，重現期為3.4年，可視為平水年；頻率為75%枯水年為1963年，降水量為101.9mm；特枯年為2011年，降水量僅為50mm，不足頻率為25%豐水年的21.9%。其頻率曲線見圖1-2，2014年降水量為65.4mm，頻率為93%，為枯水年，重現期為16年。 圖1-2 臨河市多年降水頻率曲線圖 由上述分析可知，試驗區多年降水量均值為132.5mm，重現期為1年，2012～2014年分別代表了試驗區的豐水年、平水年及枯水年。研究獲得作物需水規律及灌溉制度，基本可代表本地區不同水文年型作物需水規律及灌溉制度。 （2）不同水文年膜下滴灌灌水量分析。在降水量稀少、年蒸發量高達2300mm的極為干旱的內蒙古河套灌區，農業灌溉顯得非常重要。表1-3和表1-4分別統計了2012～2014年生育期內葵花和2013～2014年生育期內玉米灌水情況。從表1-3和表1-4可以看出，不同土壤基質勢下，作物灌水量有較明顯的差異，土壤基質勢與灌水量并非線性變化，而呈現指數變化趨勢，即土壤基質勢每下降10kPa灌水量呈差值減小，同一基質勢下不同水文年，灌水量隨水文年型變化。豐水年較枯水年少灌水兩次即45mm，較平水年少灌水一次即22.5mm。在同一作物生長階段，受氣候、降水影響，同一基質勢下，不同水文年灌水量差異較大。 表1-3 2012～2014年生育期內葵花灌水情況 表1-4 2013～2014年生育期內玉米灌水情況 （3）不同灌水量處理對作物生長的影響。圖1-3～圖1-5分別為2012年不同灌水量處理與葵花株高、莖粗、葉面積的關系圖，圖1-6為2013年不同灌水量處理與玉米株高的關系圖。 圖1-3 不同灌水量處理與葵花株高關系 圖1-4 不同灌水量處理與葵花莖粗關系 圖1-5 不同灌水量處理與葵花葉面積關系圖 圖1-6 不同灌水量處理與玉米株高關系 從圖1-3～圖1-5不同灌水處理對葵花形態指標影響的變化來看，株高、莖粗、葉面積全生育期呈先增大后減小的趨勢。灌漿期株高、莖粗與葉面積均基本達到*大值，不同灌水量對葵花株高、莖粗、葉面積均有顯著的影響，但變化規律各異。具體表現為，株高–30kPa>–20kPa>–40kPa>–10kPa>CK>–50kPa，莖粗–20kPa>–10kPa>–30kPa>CK>–40kPa>–50kPa，葉面積CK>–30kPa>–40kPa>–20kPa>–10kPa>–50kPa。