葡萄地下滴灌包气带水分特征分析

巩振兴

(新疆兵团222团农业技术推广站，新疆 阜康831505)

新疆干旱地区农业生产为灌溉农业。由于蒸发强烈，作物需水量一般较大。在经济快速发展条件下，水资源供需矛盾较为突出。节水滴灌技术是干旱区农业可持续发展的主要出路，研究地下滴灌灌溉水量在包气带水分运移特征，对节水设计及实际生产具有实际的指导意义。

1 试验方法

1.1 葡萄地下滴灌设计

地埋式滴灌也被称为耕层地下滴灌，是在低压条件下，通过埋于作物根系活动层的灌水器，根据作物的生长需水规律向土壤渗水供给作物。

本次葡萄地下滴灌管网采用鱼骨型布置，管道系统分为干管、分干管、支管、毛管、集水管五级管道。干管选用D200、D160、D110的 U －PVC管，支管选用 D110、D75的 U－PVC管，支管进口处安装控制球阀。集水管选用D75、D63的U－PVC管，布设在毛管尾部与毛管连接平行于支管，在集水管尾部设置排气阀、球阀，形成环状闭路压力平衡系统。毛管采用内径16 mm，滴头间距300 mm，滴头流量1.39 L/h，成年葡萄采用一沟两管，滴灌带铺设于葡萄行根系两侧各40 cm处，间距0.8 m，铺设长度100 m。地下滴灌的设计参数为:

⑴土壤湿润比P=50%

⑵ 水利用系数η=0.95

⑶ 湿润深度Z=0.8 m

⑷日耗水强度E=5 mm/d

1.2 灌溉水量

葡萄地下滴灌试验大田面积58 667 m2(88亩)，品种霞多丽，滴灌带埋在地下30 cm，生育期滴水11次，累计灌水量380 m3/亩。

常规地面沟灌葡萄面积13 333 m2(20亩)，品种霞多丽，全生育期灌水7次，累计灌水量585 m3/亩。

2 地下滴灌葡萄灌溉特征分析

2.1 地下滴灌水分在土壤中蓄存特征

地下滴灌连续灌溉滴水10 h，滴水量20 m3/亩，停水后24 h选择具有代表性的滴头开挖土壤剖面，其湿润深度66 cm，湿润水平宽度为79 cm，灌溉水量在土壤中形成扩散的纺锤体侵润形状。表明灌溉水量在土层较为集中，利于作物根系吸收，具有节水性。

2.2 地下滴灌葡萄土壤含水率变化特征

灌溉滴水量在20 m3/亩水平下，分别对灌溉土层0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm灌水前后的土壤含水量进行测验，结果见表1.由表1可以看出，地下滴灌灌溉水量主要蓄存在于20～60 cm土层中，有利于作物吸收利用;近地表0～20 cm土层含水率较低，这对减少土壤水分无效蒸发极为有利。

地下滴灌土壤含水率的这种分布规律具有显著的保水和节水性。与常规沟灌葡萄先比较，其土壤水分变化深度主要在0～35 cm土壤中，地表湿度高，地表无效蒸发损失增大，且灌灌水分最大含水率分布深度与作物根层不一致、水、肥利用率相对低。

表1 葡萄地下滴灌灌水前后土层含水量变化分 %

进一步对地下滴灌葡萄灌水量0～60 cm土层增量进行分析(表2)。可以得出，地下滴灌葡萄灌溉水量的19%灌在0～20 cm的土层中，81%的灌溉水量主要灌在20～60 cm的土层中。

分析比较地下滴灌和常规沟灌方式水分沿土层分布的变化特征可以得出，常规沟灌的水分沿土层分布规律是上(浅层)大下(深层)小，地下渗灌则是上(浅层)小下(深层)大。地下渗灌的这种水分分布特征改变了传统灌溉模式下的灌溉土壤水的分布规律，与滴灌对比滴灌形成了部分水量田间颗间蒸发损耗，而地下滴灌没有部分水量田间颗间蒸发损耗。相比常规灌溉、滴灌，地下滴灌更加具有保水性和作物吸收利用性，从而最终达到作物的高产及节水的目的。

表2 葡萄地下滴灌灌水增量量变化分析表 %

2.3 不同灌溉方式对葡萄根系分布的影响

不同灌溉方式下的葡萄根系分布见表3。常规灌溉根系最大频率分布20～30 cm土层中，根系直径大于2 mm和小于2 mm的频率分布分别为30%和26%，77%～74%葡萄根系分布在深度20 cm以下的土层中;地下滴灌根系最大频率分布30～40 cm土层中，根系直径大于2 mm和小于2 mm的频率分布分别为25%和28%，83% ～84%葡萄根系分布在深度20 cm以下的土层中。以上说明，根系趋水趋肥倾向决定了常规沟灌的葡萄地下滴灌的差异性。

表3 不同灌溉方式根系分布状况统计分析表

3 结语

(1)根系趋水趋肥倾向决定了常规沟灌的葡萄地下滴灌的差异性。地下渗灌水分沿土层深度分布与作物根系一致，更具保水性和作物吸收利用性，从而最终达到作物的增产及节水的目的。本次葡萄地下滴灌是常规灌溉量的65%为380 m3/亩，节水优势明显。

(2)地下滴灌81%的灌溉水量主要灌在20～60 cm的土层中。根据这一特点，地下滴灌可将滴灌带铺设埋于地下30 cm左右。本次实验表明，与地表滴灌相比，土壤表层有5 cm左右的干土层，土壤表层没有发生水分蒸发和饱和积水现象，避免了土壤表层返盐和板结的发生，具有保持土壤疏松，提高土壤温度，减少病、虫、草害等优势特点;在田间管理方面，具有防止毛管、支管丢失、老化，延长使用寿命等优势。