干旱区滴灌蕃茄灌溉需水量分析

杨 静

（新疆水利水电科学研究院，乌鲁木齐 830049）

新疆农业灌区的膜下滴灌面积约为229万hm2，占总灌溉面积的46%，是干旱区农业高效用水的主要模式，在水肥调控、节水增产、水资源总量与灌溉用水定额管理方面发挥着重要作用。近年来，灌区几乎所有大田作物均滴灌技术实施灌溉，为大面积推广应用滴灌及膜下滴灌技术提供保障。因此，采用灌区调研方法对蕃茄滴灌作物灌溉需水量进行分析。

1 灌区调查及方法

1.1 灌区概况

调研的农业灌区位于新疆昌吉二六工镇，海拔6 00 m。地处天山北坡带头屯河流域冲积、洪积南缘，平均降水量 181.7 mm，平均蒸发量 1 739.1 mm，平均日照时数7.8 h，平均气温13.1℃，属典型内陆干旱气候。灌区主要分布棕漠土，质地为中、轻壤土，0～120 cm 土壤干容重 1.50～1.65 g/cm3，耕层土壤容重 1.50～1.60 g/cm3，0～120 cm 田间持水量 18.8%～23.9%，耕层持水 20.1%～23.4%。 耕层土壤全盐为 0.12%，无盐渍化，土壤pH为8.7，呈碱性。耕层土壤有机质1.51%， 全氮、 全磷、全钾分别为 0.09%，0.07%，1.51%，肥力中等偏下，表现为缺氮少磷富钾。蕃茄滴灌为井加压式灌溉方式，农田毛管间距0.6 m，滴头间距 0.20 m，滴头流量 2.1 L/h，额定工作压力 0.1 Mpa。蕃茄滴灌生长期主要施尿素和速溶性二铵滴灌肥，共施肥 3 次，施肥量为 375 ～450 kg/hm2。

1.2 分析方法

对蕃茄滴灌种植区进行作物产量、灌溉用水量、灌水次数等现场调查统计，收集灌区年度农业灌溉供用水及气象数据，结合灌溉水量平衡等方法分析作物灌溉需水量等相关参数。

2 结果与分析

2.1 作物需水量

基于蕃茄作物生长期内不同阶段的天数、灌溉用水量、气象数据信息，应用灌溉水量平衡分析蕃茄滴灌生长阶段及生育期的需水量和需水强度，结果见表1。

表1 滴灌蕃茄需水量分析Table 1 Analysis of irrigation water requirement of tomato drip irrigation

由表1可看出，滴灌阶段需水量最大体现在快速生育期，需水强度最大体现在生育中期，初始生长期和成熟期的需水量和需水强度相对较小；蕃茄滴灌全生育期的需水量为508～558 mm，平均需水量为533 mm，与灌区近年灌溉用水定额（500～580 mm）基本一致。分析结果表明，灌区蕃茄滴灌灌溉用水定额供给与作物需水量要求相适应。

2.2 需水量影响因素分析

基于灌区近年来的有效降水P0、蒸发W、气温T等气象因素，获得蕃茄需水量M调查统计信息，应用数理统计建立气象因素与需水量M关系，经拟合得到多元线性回归方程：

拟合方程分析表明，有效降水量P0系数为-0.195，对蕃茄滴灌需水量M具有负效应，说明有效降水量可减少作物需水量，对作物需水有补给作用；蒸发量 W 系数（0.199）和气温 T 系数（0.741），对作物需水量M表现正效应，说明蒸发尤其是气温增量对作物需水量影响较大，反映出降水少、气温高、蒸发强烈的干旱区与灌溉农业作物需水关系。

2.3 灌溉用水定额分析

蕃茄滴灌灌溉用水情况调查结果见表2。

表2 滴灌蕃茄灌溉用水定额调查结果Table 2 Survey results of irrigation water quota for tomato drip irrigation

由表2可知，蕃茄滴灌灌水次数为10～11次，第一次滴灌灌水采用“干播湿出”方法，灌水定额30～45 mm，平均灌水定额38 mm；灌溉用水定额5 00～5 80 mm，平均灌溉用水定额5 40 mm，蕃茄产量114.60～136.50 t/hm2，平均产量 125.55 t/hm2。

由表2还可以看出，每次灌水定额为30～45 mm，灌溉用水定额为500～580 mm。灌水定额及灌溉用水定额能较好适应蕃茄滴灌用水需求，为此，对蕃茄滴灌种植区不同灌水定额m（mm）、不同灌溉用水定额 M（mm），以及所对应的蕃茄滴灌产量 y（kg/hm2）进行调查统计分析，并拟合函数方程，结果见表3。

表3 蕃茄滴灌因素与产量分析模型Table 3 Analysis model of factor and yield of tomato drip irrigation

由拟合函数结果可看出：观测分析因素与作物产量之间呈非线性多项式模型，拟合效果较好。对表3拟合方程进行一阶求导，优化分析结果为：蕃茄滴灌灌水定额47 mm，灌溉用水定额519 mm，相应的平均产量 12 993 t/hm2。

优化分析结果表明：蕃茄滴灌作物灌水定额为38 mm，低于优化灌水定额（47 mm）；实际灌溉用水定额为540 mm，略多于优化的灌溉用水定额（519 mm）。因此，建议本灌区蕃茄作物滴灌宜用较大灌水定额，这样符合作物滴灌局部灌溉用水特征，既可保持土壤水分有效贮存利用，也能适当减少灌水次数，还可获得一定的节水增产效果。

3 结论与讨论

通过昌吉二六工灌区蕃茄滴灌作物2016-2017年田间调研分析，初步获得蕃茄滴灌用水相关技术参数。结果表明，蕃茄全生育期滴灌平均需水量为533 mm，平均需水强度4.43 mm/d，实际灌溉用水定额500～580 mm，灌溉供、需水之间基本适应。从灌溉用水定额优化分析结果可看出，灌水定额为38 mm，优化分析灌水定额（47 mm）明显多于实际灌水定额；平均灌溉用水定额为540 mm，优化分析灌溉用水定额为519 mm，略低于实际应用的灌溉用水定额。蕃茄滴灌作物尚有进一步节水增产空间，可为滴灌作物实施农业高效节水管理提供依据。

灌区蕃茄滴灌作物调研分析取得初步结果，但需进一步研究。鉴于灌溉农业气候年际变化差异性，需对滴灌其他作物进行系统调研统计分析，以期获得更多滴灌作物及对比分析结果。