甘肃省河西地区膜下调亏滴灌对辣椒产量效益的影响

巴玉春

摘要：在辣椒苗期、开花坐果期设置不同程度水分处理，探讨调亏灌溉对辣椒生育期株高、干物质积累量及其產量的影响。最终结果表明，辣椒苗期进行轻度水分亏缺处理产量最高，较充分灌溉处理增产2.33%;在开花坐果期进行轻度和中度水分亏缺处理，辣椒产量较充分灌溉分别下降4.45%和12.54%（P>0.05）。说明辣椒在苗期进行轻度水分调亏，既有较高的产量，又有效降低灌水量，提高了灌溉水利用效率。

关键词：膜下滴灌;调亏灌溉;辣椒;产量

中图分类号：S532文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215026

引言

辣椒是甘肃省高产且具有较高经济收益的优势作物之一，其种植面积和产量在甘肃省均维持在较高水平。而甘肃省河西地区降雨稀少，水资源短缺，灌溉水供需矛盾突出，水资源短缺已成为限制当地农业发展的重要因素，故研究辣椒在膜下调亏滴灌条件下，不同生育阶段的耗水量、灌溉水利用率以及对最终产量的影响对本地区缓解水资源短缺的情况意义重大。

调亏灌溉是人为将一定的水分胁迫施加到作物不同生育阶段，促使光合产物向特定器官倾斜，从而达到作物高产且省水的一种高效节水灌溉模式[1]。目前，调亏灌溉已对小麦[2]、玉米[3]、马铃薯[4]等作物进行大量研究，并且成果丰富。本试验将调亏灌溉措施与膜下滴灌技术相结合，通过局部、高频、精确控水，达到对土壤水、肥、气、热的优化调节，加强水、肥协调，减少土壤养分的流失，以保证辣椒根区养分的充足供应，对增加辣椒产量，提高灌溉水利用效率方面具有重要作用。

1材料与方法

1.1试验区概况

实验于2017年4—8月在民乐县益民灌溉试验站进行，该试验地区属高海拔地区，春季干旱少雨，昼夜温差较大，夏秋季节气候炎热，地表蒸发强烈。根据多年气象资料统计，年总降雨量183～285mm，且集中在7、8、9月份，日平均日照时数8.5h，年平均气温6℃，极端最高气温37.8℃;耕层土壤属于轻壤土，肥力中等，田间持水量24%，土壤容重1.4g/cm3，地下水位大于20m，盐碱化程度较轻，基本不影响作物生长。

1.2实验设计与方法

实验供试材料为“金椒六号”，进行大田种植实验，该品种具有茎秆粗壮、枝叶繁茂的特性。辣椒于2017年5月10日移栽定植，三茬收获分别于8月9日、8月14日和8月28日进行。灌溉方式为膜下滴灌，各小区进水口处均单独设置阀门，根据不同小区灌水量精确控水，当监测到小区土壤含水量下降到控制下限时，便开始灌水，直至土壤含水量达到目标含水量的控制上限停止灌水。

实验分别在苗期、开花坐果期进行轻度和中度水分亏缺处理，以及全生育期充分灌溉处理，共4个调亏处理（WD1～WD4）和1个对照处理（CK），每个处理设3次重复，共设置15个试验小区，各试验小区随机排列。小区有效种植面积27m2（2.7m×10.0m），辣椒种植方式为垄上播种，每垄按“之”字形排列定植，行距定为45cm，株距定为35cm。每垄中间铺设一条滴灌带为辣椒灌水，滴头间距30cm，滴头平均流量为2L/h。为防止出现病虫害危害，从辣椒现蕾开始每隔15d在辣椒叶面喷洒一定浓度的霜脲·锰锌、噻唑行和吡虫啉。

1.3测定项目及方法

1.3.1产量

收获时，各小区随机选取10株辣椒测产取平均值，以3茬产量之和计为总产量。

1.3.2株高、茎粗

由于辣椒为移栽种植，在种植前分别用精度为1mm的钢卷尺和精度为0.02mm的游标卡尺测量辣椒幼苗的株高和茎粗，且在每个生育期末各小区随机选取10株辣椒，再分别测量株高和茎粗。最终株高、茎粗均以10株平均值为标准。

1.3.3干物质

在每个生育期末各小区随机选取10株辣椒，分别剪下各个器官称量鲜重，随后放入烘箱，将温度调至105℃，杀青1h后再将烘箱内温度调至85℃，一直烘干至器官质量不再变化，所称取的各器官的质量为干物质含量。

1.3.4土壤含水量

用土钻取土后装入铝盒，带回实验室分别称取烘干前后土样重量，以计算土壤含水量。在取土测量时每隔10cm为1个梯度，分5个剖面测定。在辣椒各生育期，平均以7～10d为1个测定周期进行取土测量，并在灌水前1天和后1天以及降雨后1天进行加测，当测得土样的含水量下降至控制下限时，便开始灌水，直至土壤含水量上升到设定含水量的上限时停止灌水。灌水定额公式为：

m=10ρbHβi-βj

式中：m为灌水量（mm），ρb为土壤容重（g/cm3），H为计划湿润层深度，本试验取30cm，βi为目标含水量（θ田×目标含水量上限），βj为灌水前土层平均含水量。

2结果与分析

2.1水分亏缺对膜下土壤水分的影响

通过图1可看出，辣椒各生育期不同水分亏缺都对土壤含水率产生显著影响。从整个生育期来看，土层最大含水量多集中在0～10cm的土层范围内，而10～40cm土层范围内的土壤水分变化量最大，40cm以下土层含水量变化平稳且处于较低水平。这主要是由于辣椒根系活动层主要在地下30cm的范围内，辣椒植株蒸腾等一系列生命活动对土壤含水量变化影响较大。苗期对WD1和WD2处理进行调亏，WD2处理土壤含水量相较于其他处理有明显的降低，开花坐果期WD3和WD4处理分别受轻度和中度调亏，使得10～40cm土层剖面平均含水量比CK处理低9.4%和17.1%，差异显著（P>0.05）。盛果期进入辣椒高耗水阶段，土壤含水量变化较为剧烈，后果期辣椒生育期接近尾声，植株各项功能开始下降，含水量降低，各处理间土层含水量差异又趋于减小。

2.2水分亏缺对辣椒株高的影响

图2为不同水分梯度处理下辣椒株高的生长动态，呈现出不断增高的态势。苗期对WD1和WD2处理进行不同程度调亏，水分胁迫均抑制了辣椒的生长，导致辣椒株高明显低于CK达20%和28%，后期复水后，WD1和WD2株高增长量明显高于CK，可能是由于恢复供水后对辣椒植株的生长有一定的补偿效应。进入开花坐果期以后，此生育阶段主要为营养生长阶段，各处理辣椒株高增长迅速，水分亏缺对辣椒植株的增长影响较大， WD3处理相较于CK株高差异并不明显，而WD4处理比CK低21.3%，达到了显著性水平。而在盛果期以后，辣椒株高达到峰值，对于复水后的WD4处理株高比CK低13.2%，此时段辣椒的生命活动主要供给果实的生长，对复水后的株高补偿效应减弱。

2.3水分亏缺对干物质积累量的影响

辣椒地上茎的作用起到支撑分枝和叶片的作用;将光合产物及水分输送到各个器官;绿色叶片又是作物进行光合作用的主要场所，故研究地上部分物质的积累量在辣椒生长发育过程中意义重大。从图3可以看出，苗期、开花坐果期及盛果期，辣椒干物质积累量迅速上升，盛果期到后果期辣椒干物质变化不大。开花坐果期DW3干物质与其他处理相比差异明显。分别比WD1、WD2、WD4和CK低5%、13.6%、15.5%和22.4%。开花坐果期WD1和WD2处理复水后干物质量增加迅速，但此时段辣椒生长逐渐进入生殖生长阶段，机体内干物质积累量均已经达到峰值，对WD3、WD4亏水处理以后对干物质积累量影响较小，与CK处理相差仅4.6%和6.3%，差异不显著。

2.4水分亏缺对膜下滴灌辣椒产量及经济性状的影响

由表2可以看出，不同水分调亏程度对辣椒最终产量的影响不同，从辣椒单株结果数、单果重、产量方面比较，依次为WD1>CK>WD2>WD3>WD4，其中苗期轻度亏水处理下的WD1产量达到了34663.45kg/hm2，比CK增产2.33%;开花坐果期中度调亏处理WD4比较CK减产达到12.54%，差异显著（P>0.05），其余各处理均比CK产量降低，但差异不显著（P<0.05），说明辣椒全生育期充分供水，可以實现辣椒的高产，但面对日益严峻的水资源短缺问题以及经济效益的角度出发，WD1处理应该是最优的灌溉方案，即在辣椒苗期进行轻度的水分亏缺，不仅可以保证辣椒高产，并且可有效提高灌溉水利用效率。而在辣椒开花坐果期不建议进行水分亏缺灌溉，此时期正是辣椒植株的营养生长阶段，缺水对株高的影响较大，导致辣椒生育后期单果数量不及对照处理，进而影响到最终产量。

3小结

Turner[5]认为，水分亏缺并不一定总是降低作物产量，早期的轻度亏水灌溉可以提高作物产量。本试验发现，辣椒株高、干物质积累量在苗期对水分亏缺敏感性较低，WD1、WD2处理之间差异较小。开花坐果期轻度亏水的WD3处理，辣椒株高、干物质积累量均显著高于中度亏水的WD4处理，但比充分灌水的CK处理低。说明辣椒在开花坐果期对水分亏缺较为敏感。而水分亏缺对辣椒植株的影响直接导致产量的变化，不同水分亏缺均对辣椒产量产生影响，其中WD1处理产量最高，为34663.45kg/hm2，WD4处理产量最低，为29627kg/hm2;WD1较CK处理高2.33%，而WD2处理产量仅比CK处理低1.58%，说明在苗期对辣椒进调亏灌溉既能保证辣椒产量，同时又显著减少灌水量，显著提高了灌溉水利用效率。

参考文献

[1] 李英能.北方缺水地区半旱地农业有限补灌模式探讨[J].中国工程科学，2012， 14（3）： 41-45.

[2] 王书吉，康绍忠，李涛，等.基于节水高产优质目标的冬小麦适宜水分亏缺模式[J].农业工程学报，2015，31（12）： 111-118.

[3] 郭相平，刘才良，邵孝侯，等. 调亏灌溉对玉米需水规律和水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究，1999，17（3）： 92.

[4] 张恒嘉，李晶.绿洲膜下滴灌调亏马铃薯光合生理特性与水分利用[J].农业机械学报， 2013，44（10）：143-151.

[5] Turner NC.Plant water relations and irrigation management [J]. Agricultural Water Management， 1990，17（1）：59-73.