压片式微喷带田间应用试验研究*

那利

（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁 沈阳 110003）

压片式微喷带是目前国内自主研发的新产品，通过压边热合设备使两片聚乙烯塑料薄片很好的融合结为整体，并利用机械打孔设备在上片打孔而形成。具有现有微喷带投资小、抗堵塞和便于管理的优点，同时在压边热合后，具有易摆平，不易扭曲和产生折痕，使用寿命长的特点，其各项指标在室内测试均已满足规范要求，但田间实际应用效果还鲜有研究。以田间试验为基础，对压片式微喷带工作性能和灌溉效果进行研究，从而为新型微喷带的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于辽宁省建平县，海拔512 m，属于半湿润半干旱季风型大陆性气候，多年平均气温7.1℃，平均降水量410 mm，平均蒸发量1600～1800 mm，有效积温3200℃；土壤为褐土，质地为砂壤土，土壤容重1.4 g/cm3，田间最大持水量21.0%，土壤pH值7.0。0～25 cm耕层土壤速效氮40.0 mg/kg，速效磷 12.5 mg/kg，速效钾 80.0 mg/kg，土壤有机质1.66%。

1.2 试验处理设计

试验用压片式微喷带（φ32）由沈阳市塑料七厂生产，试验供试作物大豆，品种“开原8号”，试验包括压片式微喷带灌水均匀度试验和压片式微喷带灌溉作物效果两部分。在压片式微喷带灌溉停止1 d后，在距离微喷带首端10 m和90 m处测量土壤含水量，土壤水分测试区对称分布在微喷带左右两侧，面积为4 m×4 m，内部均匀分为9个方格，测点为方格中心点，观测深度为0～10 cm，土壤含水量用TZS-I型土壤水分测量仪测定；设立压片式微喷带灌溉，漫灌灌溉和无灌溉3个处理，小区面积为100 m×8 m，3个重复，当20 cm处土壤含水量低于5%时灌溉，土壤含水量达到田持时灌溉停止。3种处理统一施肥，在大豆生长前施复合肥作为底肥，施肥量112.5 kg/hm2，大豆生长期间不施肥。将大豆生长期划分为苗期，分枝期，开花期，结荚期，鼓粒期和成熟期等6个生长阶段，在各生长阶段内测量株高，茎粗，叶面积指数，同时记录灌水量，降雨量，并将小区内部均匀分为9个方格，在每个生长阶段开始时及整个生长期结束时测量方格中心点0～20 cm深度范围内的土壤含水量；在大豆生长期结束时，从每个试验小区内选出3个子区，子区面积为20 m×8 m，测算大豆产量。株高使用米尺测量；茎粗使用游标卡尺测量；采用打孔称重法测定叶面积，通过折算单位土地面积的叶面积，求得叶面积指数[1]；土壤含水量用TZS-I型土壤水分测量仪测量。

2 试验结果与分析

2.1 灌溉均匀度

灌溉均匀度不仅影响水分运动，植物生长，同时也是影响养分在土壤中分布的主要因素，因此常作为评价灌水质量优劣的一个主要技术指标。图1为一次灌水后田间土壤水分含量分布情况，距首端10 m和90 m处，微喷带左右两侧土壤含水量主要在12%～16%范围内变化，测区内土壤含水量变异系数分别为 14.8%，10.9%，11.7%和15.2%，说明利用压片式微喷带灌溉土壤水分分布相对均匀[2]。

图1 灌后土壤水分分布（%）

2.2 微喷带灌溉对作物生长和产量的影响

2.2.1 株高

不同灌溉方式对大豆株高的影响如图2所示，从结荚期开始到生长期结束，无灌溉处理株高显著矮于有灌溉处理；而整个大豆生长期内，微喷带灌溉与漫灌之间株高没用显著差异，除成熟期微喷带灌溉处理株高稍高外，株高均相近。结荚期无灌溉一方面使大豆生长受到水分胁迫，另一方面，随着土壤养分迁移转化的介质缺乏，可能影响大豆吸收养分，从而株高生长受到抑制；而微喷带灌溉不仅及时补充了大豆生长需要的水分，改善了土壤养分环境，同时与漫灌相比，保持了较好的土壤通气性，且不会破坏土壤团粒结构等，有利于株高生长[3]。

图2 不同灌溉处理对株高的影响

图3 不同灌溉处理对茎粗的影响

2.2.2 茎粗

大豆生育期内，不同灌溉处理茎粗变化如图3所示，无灌溉处理大豆茎粗显著粗于灌溉处理小区，灌溉处理中灌溉方式对大豆茎粗无显著影响。这可能是由于无灌溉条件下，水分和养分条件限制了作物的生殖生长，为了获取更多水分，作物通过自身生理调节，保持植株营养生长，发展根系，茎粗增大；微喷带灌溉和漫灌则有利于作物向生殖生长转变。

2.2.3 叶面积指数

大豆生长期内叶面积指数变化如图4所示，三种灌溉处理大豆叶面积指数在生育期内均先增大后减小，在鼓粒期达到最大；结荚期无灌溉处理叶面积显著低于微喷带灌溉处理，漫灌处理叶面积指数介于两者之间，直到成熟期第二次灌水后，3种灌溉处理之间叶面积指数差异均达到显著水平，其中微喷带灌溉大于漫灌、大于无灌溉，即叶面积指数一方面受灌溉影响明显，另一方面也易受灌溉方式影响。试验结果与姚树梅等研究相近[4]，表明微喷带灌溉条件下叶面积指数在生长过程中具有竞争优势，能维持较大的叶面积，使同化器官保持较长的功能期。

图4 不同灌溉处理对叶面积的影响

图5 不同灌溉处理各生育期耗水量

2.2.4 耗水量与水分利用效率

在大豆各个生育期内，不同灌溉处理小区降雨量和土壤蓄水变化相近，耗水量的差异主要由灌水量引起。因此，除在结荚期和成熟期不同处理耗水量差异显著外，其他生育期内耗水量相近（图5）。

整个大豆生育期耗水量如图6所示，漫灌耗水最多，达3994 m3/hm2，无灌溉处理耗水最少，约3057 m3/hm2，微喷带灌溉处理耗水3705 m3/hm2，介于两者之间，相对漫灌节水7.2%。测产结果表明，常规灌溉产量约4080 kg/hm2，使用微喷带灌溉产量最高，约4125 kg/hm2，显著高于无灌溉处理（3330 kg/hm2），较常规灌溉增产3.3%，但差异均不显著。微喷带灌溉条件下水分利用效率为1.14；常规灌溉为1.02，显著低于微喷带灌溉；无灌溉水分利用效率为1.09，与微喷带灌溉和常规灌溉均无显著差异（图6）。可以看出灌溉可以明显增加作物产量，而使用微喷带不仅可以增产，还可以提高水分利用效率。

3 结论

图6 不同灌溉处理全生育期耗水量，产量和水分利用效率

使用压片式微喷带灌溉，微喷带左右两侧土壤含水量分布均匀；与无灌溉相比，压片式微喷带灌溉和漫灌促进了株高生长，有利于大豆从营养生长向生殖生长转变，并自结荚期开始到生长期结束，叶面积指数始终保持相对较高水平；微喷带灌溉较漫灌更有利于大豆生长，株高和茎粗均高于漫灌处理，但差异较小，而叶面积指数则明显高于漫灌处理，在成熟期达到显著水平。

大豆生长期内耗水量的差异主要受灌溉影响，三种灌溉处理耗水量从大到小依次为：漫灌大于压片式微喷带灌溉大于无灌溉，微喷带灌溉较漫灌节水7.2%；3种灌溉处理产量从大到小依次为：压片式微喷带灌溉大于漫灌、漫灌大于无灌溉，微喷带灌溉较漫灌增产3.3%；3种灌溉处理水分利用效率从大到小依次为：压片式微喷带灌溉大于无灌溉、无灌溉大于漫灌。由此可见，压片式微喷带在田间具有较好的工作性能，同时具有节水增产效益，适宜用于节水农业生产。

[1]水利电力部农田水利司.灌溉试验方法[M].武汉:农田水利与小水电编辑部，1982.

[2]张学军，吴政文，丁小明，等.微喷带水量分布特性试验分析[J].农业工程学报，2009，25（4）：66-69.

[3]孙先明，孙锦秀，王春华.微灌带的发展研究现状及前景[J].农机化研究，2006，（3）：33-34.

[4]姚素梅，康跃虎，刘海军，等.喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的生长过程差异分析[J].干旱地区农业研究，2005，23（5）：143-147.