掺气滴灌对温室辣椒生物量及产量的影响

雷宏军，张 倩，张振华，徐建新

(1.华北水利水电大学，河南 郑州450045;2.鲁东大学，山东 烟台264025)

地下滴灌是把滴头埋在地下，将水慢慢渗流到根区土壤中，渗流的水分通过毛细管或者重力作用扩散到根毛区，直接供根系吸收利用的灌水技术.然而，地下滴灌造成很多土壤出现持续的湿润峰，导致根区缺氧.已有研究证实，土壤中O2浓度过低会影响作物根系呼吸及对水分和养分的吸收，从而影响作物的根系生长［1－4］. 灌溉条件下土壤氧气补给可有效地改善缺氧根际环境、增强作物根系活力. 因此，研究新型的掺气灌溉方式对改善根区的微环境，提高作物生物量及产量具有重要意义.

掺气滴灌是利用文丘里加气设备，通过地下滴灌系统将含氧水输送到作物根区，从而改善根区生长环境，促进植物生长发育以提高作物产量等，是一种节水、省肥、高效的新型灌溉技术. 笔者利用文丘里原理，以内循环曝气方式提高掺气比例，研究不同土壤类型与不同掺气量对温室辣椒生物量及产量的影响，确定适宜的掺气滴灌模式，为温室辣椒节水高效生产提供理论依据和技术参数.

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为康大601 型辣椒.采用桶栽法.桶下底直径24 cm，上口直径33 cm，高37 cm，桶底有8个直径约为1.5 cm 的小孔.装土风干，重13.5 kg.桶施基肥磷酸二氢钾2.91 g，尿素6.48 g，有机肥20.00 g.试验设在华北水利水电大学龙子湖校区农业高效用水实验场，地处半干旱农作区，年均日照时数2 400 h，平均气温14.4 ℃，无霜期220 d，温室内设有自动气象观测站.

1.2 试验方法

采用netfilm 滴灌管供水，滴头埋深10 cm，滴头出水量为2.2 L/h，辣椒定植点距滴头约5 cm，于当年10月上旬定植，生长期为135 d，之后取样分析相关指标.其他喷药、施肥、剪枝等田间管理均依照常规进行.

试验根据内循环曝气原理，采用自行研制的水肥气一体化掺气滴灌系统予以实现. 供试土壤质地设有黏壤土(N)、粉质黏壤土(F)和砂壤土(S)3 种类型.试验设置了3 个处理水平，分别为不掺气的对照灌溉(G0)、内循环曝气压力为0.1 MPa 的掺气灌溉(G1，掺气浓度为7%)、内循环曝气压力为0.2 MPa的掺气灌溉(G2，掺气浓度为13%).共计组成9 个处理，分别为NG0，NG1，NG2，FG0，FG1，FG2，SG0，SG1，SG2. 每个处理有3 个重复. 第一次灌至85%田间持水量.此后根据位于温室内的φ20 型蒸发皿进行控制，单次灌水量为两次灌水间隔内的蒸发量.单次灌水量计算公式为［5］

式中:I 为每桶单次的灌水量，L;A 为塑料桶上口的表面积，m2;Ep为两次灌水间隔内蒸发量，mm;Kp为蒸发皿系数，该试验中取为1.0.

1.3 指标观测

生物试验结束时进行取样，采用湿筛法收集根系.将取样的辣椒植株从茎基部剪下，获得完整的冠根，洗净后用吸水纸擦干，称取鲜重. 在105 ℃下杀青15 min 后，在65 ℃下烘至恒重.辣椒果实成熟后进行分批采摘，用感量为1/100 的天平称重，并计算辣椒单株产量.

2 试验结果与分析

2.1 掺气滴灌对辣椒生物量的影响

掺气滴灌对辣椒生物量的影响如图1所示. 图中CK 指对照组.

图1 掺气滴灌对辣椒生长的影响

1)同种土壤不同掺气量对辣椒生物量的影响.由图1可知:与对照试验NG0相比较，NG1的地上部干重增加15.79%，根系干重增加34.48%，根冠比增加16.14%;NG2的地上部干重增加4.50%，根系干重增加17.24%，根冠比增加12.20%. 与对照试验FG0相比较，FG1的地上部干重增加11.92%，根系干重增加19.71%，根冠比增加6.96%;FG2的地上部干重增加1.53%，根系干重增加4.12%，根冠比增加2.54%.与对照试验SG0相比较，SG1的地上部干重减少6.10%，根系干重减少19.92%，根冠比减少14.72%;SG2的地上部干重减少8.69%，根系干重减少26.28%，根冠比减少19.26%. 上述结果表明，加气处理在不同程度上提高了作物根系对水分及养分的吸收，促进了辣椒干物质的积累.通过比较，0.1 MPa 掺气量下辣椒的干物质积累量大于0.2 MPa 掺气量时的干物重，且NG1为最优.

2)相同掺气量不同土壤对温室辣椒生物量的影响.图1表明，FG0与NG0条件下的辣椒生物量均少于SG0条件下的辣椒生物量. 地上部干重分别减少8.07%，8. 53%，根系干重分别减少23. 51%，26.14%，根冠比分别减少16.80%，19.25%.FG1和NG1与SG1相比较，地上部干重分别增加9.58%，12.78%，根系干重增加14.34%，24.02%，根冠比增加4.35%，9.97%.FG2和NG2与SG2相比较，地上部干重分别增加2.23%，4.68%，地下部干重增加8.03%，17.45%，根冠比增加5.67%，12.20%.说明不同土壤类型对辣椒生物量的影响差别较大.

2.2 掺气滴灌对温室辣椒产量的影响

掺气滴灌对辣椒产量的影响如图2所示.

图2 掺气滴灌对辣椒产量的影响

由图2可知:NG1较NG0的辣椒产量增加65.02%;NG2比NG0的辣椒产量增加31.56%;FG1比FG0的辣椒产量增加36.93%;FG2比FG0的辣椒产量增加15.11%;SG0比SG1的辣椒产量减少11.15%;SG0比SG2的辣椒产量减少27.07%.相同掺气量条件下，NG0比SG0的辣椒产量降低16.24%，FG0比SG0辣椒产量降低8.60%;NG1比SG1辣椒产量增加55.56%，FG1比SG1辣椒产量增加40.86%;NG2比SG2辣椒产量增加51.09%，FG2比SG2辣椒产量增加44.26%. 说明加气处理显著增加了辣椒产量，NG1下的产量最大，其次是FG1.

3 结 语

通过对掺气滴灌条件下不同土壤类型辣椒生物量和产量的响应研究，主要结论如下.

1)相同土壤类型时，不同掺气量对温室辣椒生物量及产量的影响具有明显差异. 其中，NG1＞NG2＞NG0，FG1＞FG2＞FG0，SG0＞SG1＞SG2. 掺气滴灌可明显改善粉质黏壤土和黏壤土的环境状况，提高作物生物量及产量.

2)相同掺气量时，不同土壤类型的辣椒生物量及产量均呈现显著差异.在0.1 MPa 掺气量条件下，辣椒生物量及产量呈现NG1＞FG1＞SG1的趋势;在0.2 MPa 掺气量条件下，辣椒生物量及产量均呈现NG2＞FG2＞SG2的趋势.但是在不掺气条件下的结果不同，辣椒生物量及产量均呈现SG0＞FG0＞NG0的趋势，表明土壤疏松、透气性大的土壤，作物生长发育较好，掺气灌溉效果不明显.

［1］卢泽华.不同方式加气灌溉对温室番茄生长及产量的影响［D］.杨凌:西北农林科技大学，2012.

［2］李胜利，齐子杰，王建辉，等.根际通气环境对盆栽黄瓜生长的影响［J］. 河南农业大学学报，2008，42(3):280－282，288.

［3］张莹莹，孙周平.根区通气方式对番茄根际气体环境及基质理化性质的影响［J］.西北农业学报，2011，20(4):106－110.

［4］张敏，蔡焕杰，刘杰，等.根系通气对温室甜瓜生长特性的影响［J］.灌溉排水学报，2010(5):21－24.

［5］卢泽华，蔡焕杰，王健. 加气灌溉对温室番茄生长及产量的影响［J］.节水灌溉，2011，24(10):67－70.