青海高寒干旱区冬暖式日光温室辣椒灌溉制度的拟定

郭凯先，温 军　(青海省水利水电科学研究所，青海省流域水循环与生态重点实验室，青海西宁 810016)



青海高寒干旱区冬暖式日光温室辣椒灌溉制度的拟定

郭凯先，温 军(青海省水利水电科学研究所，青海省流域水循环与生态重点实验室，青海西宁 810016)

摘要在高寒干旱区冬暖式节能型日光温室滴灌技术模式条件下，通过试验了解辣椒全生育期的需水变化规律，考察不同的灌水定额、灌水周期、灌水次数对辣椒产量和效益的影响，开展滴灌灌溉制度试验研究。试验确定了适用于青海高寒干旱区日光温室辣椒节水高效的滴灌灌溉制度，高产灌溉制度为灌水次数23次，灌水总定额4 500 m3/hm2，各生育期灌水定额依次为泡地水900 m3/hm2、发芽期375 m3/hm2、幼苗期375 m3/hm2、初花期300 m3/hm2、结果期450 m3/hm2、采摘期2 100 m3/hm2；经济灌溉制度为灌水次数27次，灌水总定额4 020 m3/hm2，各生育期灌水定额依次为泡地水900 m3/hm2、发芽期360 m3/hm2、幼苗期360 m3/hm2、初花期300 m3/hm2、结果期450 m3/hm2、采摘期1 650 m3/hm2。研究体现了节水技术和增产的优势，为青海省黄河流域地区和湟水河流域地区应用冬暖式节能型日光温室滴灌技术模式条件下的灌溉需水量提供了技术依据。

关键词辣椒滴灌；灌溉制度；高寒干旱区；日光温室

Establishment of Pepper Irrigation Schedule in Heliogreenhouse in Alpine Arid Area of Qinghai Province

GUO Kai-xian, WEN Jun

(Institute of Water Resources and Hydropower Research of Qinghai Province, Watershed Hydrological Cycle Ecology Key Laboratory in Qinghai Province,Xining, Qinghai 810016)

AbstractUnder the energy-saving heliogreenhouse drip irrigation mode, test was carried out to research the variation law of water requirement of the pepper during the whole growth period. Effects of irrigation quota, irrigation cycle and irrigation times on the yield and benefit of pepper were researched. Heliogreenhouse drip irrigation schedule with high efficient and water saving was determined, which was suitable for alpine arid area of Qinghai Province. The high-yield irrigation system was 23 irrigation times, and 4 500 m3/hm2irrigation quota. Irrigation quota of each growth stage was as follows: 900 m3/hm2in Paodishui, 375 m3/hm2in germination stage, 375 m3/hm2in seedling stage, 300 m3/hm2in initial flowering stage, 450 m3/hm2in fruiting stage and 2 100 m3/hm2in harvesting stage. Economic irrigation system was 27 irrigation times and 4 020 m3/hm2irrigation quota. Irrigation quota of each growth stage was as follows: 900 m3/hm2in Paodishui, 360 m3/hm2in germination stage, 360 m3/hm2in seedling stage, 300 m3/hm2in initial flowering stage, 450 m3/hm2in fruiting stage and 1 650 m3/hm2in harvesting stage. The advantages of water saving technology and production increase reflected, which provided technical base for the irrigation requirement under energy-saving heliogreenhouse drip irrigation mode in Yellow River Region and Huangshuihe River Region.

Key wordsDrip irrigation of pepper; Irrigation schedule; Alpine arid area; Heliogreenhouse

青海省地处青藏高原边缘地区，气候属于典型的高原大陆性气候，低温、干燥、高寒、缺氧形成高原气候的主要特征。该地区太阳辐射强，阳光充足，日照时间长，年日照时数2 500 h以上，平均每天日照时数为6～10 h时；日温差大而年温差小，平均气温低，年平均气温在-5.7～8.5 ℃；降水量少，地域差异性大，年降水量在50～450 mm[1-4]。

青海省从20世纪90年代开始引进发展滴灌技术，至2000年初期才逐渐推广应用，但主要侧重于滴灌技术的引进和强调节水效果[5]。目前，青海省对大田露地作物地面灌溉需水规律、需水量、经济灌溉制度的试验研究已经取得了较为成熟的成果，在滴灌灌溉制度方面也有了初步探讨，但大部分拟定的滴灌灌溉制度是与其他省份滴灌灌溉制度和青海本省大田露地作物地面灌溉进行粗略对比而得出的结果，且没有得到推广应用，而是直接根据灌溉时间和灌水强度进行灌溉，同时对日光温室滴灌灌溉需水量的研究不深，在设施农业生产中并未准确体现，难以满足现代设施农业发展的需要。为此，笔者通过观测试验，了解辣椒在全生育期的需水变化规律，确定了适应于青海高寒干旱区冬暖式节能型日光温室辣椒经济滴灌的灌溉制度，体现出滴灌技术在冬暖式节能型日光温室灌溉中的节水增产优势[6-15]。

1材料与方法

1.1材料试验对象为陇椒6号辣椒品种。试验用温室为跨度10.0 m，长75.0 m，高2.8 m的第一代冬暖式节能型日光温室。

1.2方式试验选定在贵德县加莫台村冬暖式节能型日光温室蔬菜示范基地进行，地处青海省东部黄河谷地农牧交错区，属于典型的高原大陆性气候，海拔高度2 200 m，年平均气温7.2 ℃，年平均降雨量251 mm，年平均蒸发量高达2 000 mm。

1.2.1滴灌设备系统及灌水量控制。滴灌系统由首部枢纽(离心泵、离心过滤器、自动反冲洗叠片过滤系统、自动搅拌式施肥器及附属设备)、管网系统(干、支、分支管)及灌水器(滴头)组成。日光温室内干管垂直温室布置，分支管沿棚长布置，选用Φ 60 mm PE管，长度75 m，毛管垂直于支管沿种植带布置，每垄铺设1条，毛管选用Φ16 mm，壁厚0.4 mm的内镶式滴灌管，长度为9 m，滴头流量2.1 L/h，滴头间距0.3 m，每个试验小区首部设置控制阀、压力表及水表，对试验小区灌水进行单独控制和操作。水源为地下水。

1.2.2试验设计。

1.2.2.1试验处理设计。试验处理设计冬暖式日光温室滴灌为3个，每个处理重复3次，共9个试验小区，采用插花排列，9个小区设置3个不同处理的顺序插花。试验区两端，温室入口处均设置保护区。

1.2.2.2试验方案设计。试验方案设计按辣椒生长期内灌水定额和灌水次数为处理因素，具体灌水时间以辣椒生长发育形态特性分为发芽期、幼苗期、初花期、结果期、采摘期5个生育期。试验方案设计和灌溉制度试验方案如表1所示。

表1　拟定灌溉制度试验设计

1.3试验资料获取

1.3.1土壤理化指标性状。辣椒种植前对各试验温室0～30 cm混合土壤8项理化性状指标进行了分析，结果表明：容量1.46～1.59 g/cm3，pH在7.66～8.16，有机质24.24%，速效氮104 mg/kg，有效磷51 mg/kg，速效钾310 mg/kg，全氮1.106 g/kg，全磷1.75 g/kg，全钾19.70 g/kg。总体速效钾含量水平高，速效氮、有效磷、有机质含量与丰缺指标相比较基本为中等水平，土壤理化性状均达到试验所要求的各项指标，满足辣椒整个生长期的养分需求。

1.3.2辣椒产量。从第1次收获开始，测得每个小区的辣椒产量，采用平均法计算出3个不同处理①、②、③的产量。

1.3.3气温与地温。在各试验温室内选设首、中、尾3个观测点。温度、湿度采用干、湿温度计进行观测，地温采用温度传感器按土层深度10、20和30 cm观测，观测标准为辣椒冠顶处，观测时间为灌水前后的9：00、14：00和19 ：00。观测数据均取平均值计算。

1.3.4灌溉水量。根据拟定的滴灌灌溉制度进行灌溉，安装电子式水表计量，记录作物在定植期、苗期、开花期、坐果期、采摘期5个生育期灌溉用水情况，包括每次灌水量、灌水时间、灌水次数。

1.3.5土壤含水量。土壤含水量采用PR2土壤剖面水分速测仪测量土壤体积含水率。作物生长季节内每10 d测取1次，灌水前、灌水后、降雨后、剩余阶段转变时，加测土壤含水量。测定深度按作物根系生长层0 ～ 30 cm确定，每隔10 cm观测一层。

1.3.6数据处理。所有数据用Excel 2007软件和DPS 7.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1辣椒滴灌条件下的需水规律辣椒生育阶段需水量总体上呈定植苗期小、结果期～采摘期大的趋势。在12月中

下旬到次年2月上旬是辣椒的苗期定植生长期，且气温低，蒸发量小，辣椒需水量不大，需水720 m3/hm2；在次年2月下旬到次年8月上旬是辣椒的成长、结果、采摘期，且气温逐步回升，蒸发量大，是辣椒的需水高峰期，需水量达到2 400 m3/hm2，此阶段是影响辣椒产量的重要时期。

2.2不同灌溉制度对辣椒作物产量的影响在滴灌次数、定额不同的情况下，处理①和处理②、③的辣椒产量差异普遍较大，分别为6.5%和11.8%；处理①和CK处理差异较小，为0.3%。经过对灌溉定额与产量的相关分析，二者之间的相关性达到95%的显著水平。不同处理产量差异见表2。

表2　不同处理产量差异

2.3辣椒经济滴灌灌溉制度通过对温室滴灌运行成本和投入成本核算，水电费成本0.50元/ m3，其中：水电费0.4元/ m3，管理费和维修费0.1元/ m3；参照辣椒市场平均价格为5.0元/kg，生产成本投入111 075.00元/hm2，其中：种苗13 800.00元/hm2，化肥31 500.00元/hm2，农药12 000.00元/hm2，机耕费825.00元/hm2，人工费52 950.00元/hm2。从滴灌总投入、总产值的关系表(表3)可以看出，CK处理产量最高，但纯收入并不是最高；处理①产量次之，但纯收入值最高，说明处理①从价值观念上是最经济的滴灌灌溉制度。

表3　辣椒总投入和纯收入关系

3结论

该研究在试验温室辣椒生长环境与施肥量等农业生产措施相同的条件下，通过对滴灌灌溉定额与产量的关系对比分析，提出了辣椒生育期内高产滴灌灌溉制度，并确定了辣椒经济滴灌灌溉制度。

3.1滴灌灌溉定额与产量的关系辣椒生育期内滴灌制度的因素中，滴灌灌溉定额对产量的影响程度很大，成为影响产量的主要因素，随着灌溉定额的增大对产量的影响逐渐变弱。经过对滴灌条件下产量和灌溉定额的分析，二者之间呈现出二次抛物线型关系，相关性均达到98%以上的显著水平。

3.2高产灌溉制度从试验结果看，对照处理为辣椒高产滴灌灌溉制度，产量平均达到了102 900 kg/hm2，纯收入399 052.5元/hm2。

3.3经济灌溉制度从试验结果看，处理①为辣椒最佳的经济用水量滴灌灌溉制度，产量平均达到了102 690 kg/hm2，纯收入399 727.5元/hm2，较滴灌定额4 500 m3/hm2节水480 m3/hm2。

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中图分类号S 274.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)06-316-03

收稿日期2016-01-22

作者简介郭凯先(1981- )，男，青海乐都人，助理研究员，从事农田水利与水资源管理研究。

基金项目水利部科技推广项目(TG1301)。