不同灌水方式對油葵生長及水分利用效率的影響

張會梅，田軍倉,2,3，馬 波,2,3，沈 暉,2,3，潘永霞

(1.寧夏大學土木與水利工程學院，銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，銀川 750021； 3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川 750021)

0 引 言

油葵是一種生長周期較短、耐干旱、耐鹽堿的油料作物。油葵籽油被稱為“健康營養(yǎng)油”，油葵花、桿及油葵餅均有廣泛用途[1-4]。漆棟良，胡陽光等通過田間試驗方法，在甘肅省武威市涼州區(qū)的農(nóng)業(yè)部作物高效用水武威科學觀測試驗站研究了不同灌水方式下春玉米的根系生長分布[5]。鄭健，蔡煥杰等在西北農(nóng)林科技大學旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點開放實驗室的日光溫室內(nèi)通過試驗方法，研究不同灌水方式下番茄產(chǎn)量構(gòu)成因素分析及耗水規(guī)律研究[6]。張榮萍，馬均等在四川溫江四川農(nóng)業(yè)大學水稻研究所，通過盆栽和大田試驗研究不同灌水方式對水稻結(jié)實期一些生理性狀和產(chǎn)量的影響[7]。張向前，曹承富等在安徽省蒙城縣農(nóng)業(yè)科技示范場進行，在可推拉玻璃人工防雨篷下的水泥池中研究不同灌水方式對砂姜黑土小麥中后期生長及產(chǎn)量的影響[8]。王智明，張峰舉等在寧夏銀川平原西大灘，通過田間試驗方法，研究了灌水方式對不同脫硫膏水平油葵產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響[9]。目前，國內(nèi)對不同灌水方式下玉米、番茄、水稻和小麥的研究較多，但對不同灌水方式下油葵的研究較為少見。為此，在內(nèi)蒙古阿拉善左旗地區(qū)進行大田試驗，以分析不同灌水方式對油葵生長及水分利用效率的差異，為該地區(qū)的油葵灌溉提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗點基本情況

于2013年在內(nèi)蒙古阿拉善左旗巴彥浩特鎮(zhèn)希泥套海嘎查村進行試驗。阿拉善左旗常年少雨干旱，風沙較大,蒸發(fā)量較大，日照時數(shù)較長。年平均降雨量150 mm，降水集中于5-9月份。日照時間達3 316 h，蒸發(fā)量大，年蒸發(fā)量可達2 900～3 300 mm。年平均氣溫4 ℃，無霜期120～180 d。

該地區(qū)土壤偏堿性，土壤為砂壤土，田間持水率為24.21%，密度為1.42 g/cm3，全鹽為0.95 g/kg，全氮為0.67 g/kg，全磷為0.44 g/kg，全鉀為20.6 g/kg，速效氮為43 mg/kg，速效磷為7.7 mg/kg，速效鉀為259 mg/kg，有機質(zhì)為9.8，pH為8.38。

1.2 試驗設計

采用單因子隨機區(qū)組試驗。在一定灌溉定額(3 900 m3/hm2)條件下，對不同灌溉方式處理進行對比，以便篩選出適合當?shù)氐墓喔确绞?。設置了4個處理，分別為處理1(膜下滴灌)、處理2(露地滴灌)、處理3(覆膜微噴)和處理4(管灌+覆膜溝灌)，每個處理3次重復。灌水時間根據(jù)作物土壤含水率占田間持水率的50%～60%以及作物關(guān)鍵需水期來控制。遇到降雨時，灌水時間延后。

1.3 試驗實施

試驗采用田間小區(qū)隨機區(qū)組布置，小區(qū)長40 m，寬2 m。采用開溝、施肥、鋪管、覆膜、膜上打孔種植一體機種植；種植一體機寬度為1 m，寬窄行布置，寬行60 cm,窄行40 cm，株距25 cm，種植密度為80 040株/hm2。膜下滴灌和露地滴灌處理兩行油葵之間鋪設一條內(nèi)鑲片式滴灌帶，管徑16 mm，滴頭間距30 cm，滴頭流量2 L/h。覆膜微噴處理每隔一個寬行鋪設一條微噴帶。溝灌利用種植時兩壟之間形成的自然溝灌水(每個寬行中間一條溝)。于2013年5月21日播種，2013年9月2日成熟。基肥施二胺(150 kg/hm2)和復合肥(225 kg/hm2),追肥施尿素(525 kg/hm2)。

1.4 觀測項目及方法

項目觀測有生育期、株高、葉片數(shù)、葉面積、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量、土壤含水率和氣象數(shù)據(jù)。采用TDR觀測灌水前后及降雨后的土壤含水率；成熟期，各小區(qū)單收單脫，測實際產(chǎn)量；采用Vanta ge Pro2 Plus氣象站觀測風速、濕度、最高氣溫、最低氣溫、蒸發(fā)量、降雨量等。

2 結(jié)果與分析

2.1 油葵生育期分析

處理1、處理3、處理4播種-出苗11 d，出苗-現(xiàn)蕾33 d,現(xiàn)蕾-開花20 d,開花-灌漿9 d，灌漿-乳熟21 d,乳熟到成熟 13 d，一個生育期107 d。處理2比處理1出苗晚3 d。

2.2 油葵株高分析

由圖1可知，不同處理株高變化趨勢均呈“S”形曲線，經(jīng)歷緩慢增長-快速增長-趨于穩(wěn)定3個階段。苗期不同處理油葵株高無明顯差異，此時，油葵生長需要的養(yǎng)分較少，增長速度緩慢?，F(xiàn)蕾期油葵生長迅速，增長幅度變大。各處理灌水方式不同，導致不同處理的株高存在明顯差別。6月30日-7月19日株高迅速增高，6月30日處理1、處理2、處理3和處理4的株高分別為63.8、52.4、61.3和59.8 cm，處理1比處理2、處理3和處理4分別增加21.76%、4.08%和6.69%；7月19日處理1、處理2、處理3和處理4的株高分別為197、172、192和179 cm，處理1比處理2、處理3和處理4分別增加14.53%、2.06%和10.06%；7月19日株高比6月30日分別增加208.77%、228.24%、213.21和199.33%?；ㄆ谟袡C質(zhì)轉(zhuǎn)向花盤，株高趨于穩(wěn)定，不同處理株高之間存在明顯差異，株高從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，其值分別為198、194、185和175 cm，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加13.14%、2.06和7.02%。

圖1 油葵株高變化

圖2 油葵干物質(zhì)積累量變化

2.3 油葵葉面積指數(shù)分析

葉片數(shù)也是評價油葵生長性狀指標之一，光合作用的場所主要是油葵葉片，葉片數(shù)的多少直接影響作物的光合作用，從而影響產(chǎn)量。表1是不同灌水方式對油葵葉片數(shù)的影響。

由表2可知，葉面積指數(shù)隨生育進程逐漸增大。苗期不同處理油葵葉片數(shù)和葉面積均無明顯差異，葉面積指數(shù)亦無明顯差異?，F(xiàn)蕾期油葵生長迅速，葉片數(shù)和葉面積增長迅速，導致葉面積指數(shù)增長迅速，各處理的葉面積指數(shù)之間存在明顯差異，且處理1、處理2、處理3、處理4現(xiàn)蕾期(7月7日)葉面積指數(shù)比苗期(6月30日)高2.65、2.05、2.54、2.48倍?；ㄆ谥笕~面積指數(shù)趨于穩(wěn)定。油葵葉面積指數(shù)大小與灌水方式密切相關(guān)，葉面積指數(shù)大小依次是處理1>處理3>處理4>處理2。開花-灌漿期，處理1、處理2、處理3和處理4的葉面積指數(shù)最大值分別為4.704、3.317、4.124和3.663，處理1比處理2、處理3和處理4分別增加41.8%、14.06%、28.04%。

表1 葉片累計數(shù)變化

表2 葉面積指數(shù)變化

2.4 油葵干物質(zhì)積累量分析

由圖2可知，不同處理油葵干物質(zhì)積累量隨生育進程逐漸增大。苗期，不同處理的油葵干物質(zhì)積累量無明顯差異，增長速率緩慢。6月30日(苗期)處理1、處理2、處理3和處理4的干物質(zhì)積累量分別為25.22、15.73、23.15和17.56 g,處理1比處理2、處理3和處理4分別增加60.33%、8.94%和43.62%?，F(xiàn)蕾期，氣溫升高，加上灌水和施肥，提供了充足的土壤水分和養(yǎng)分，油葵生長迅速，葉面積迅速增大，光合作用增強，光合產(chǎn)物增多，干物質(zhì)積累量增長幅度變大[10]。花期(7月19日)處理1、處理2、處理3、處理4的干物質(zhì)積累量分別為205.64、160.93、187.36和168.82 g，處理1比處理2、處理3和處理4分別增加27.78%、9.75%和21.81%。

2.5 試驗地2013年降雨特征及油葵各階段需水量

4月、5月、6月、7月、8月和9月份的降雨量分別為1.8、23.3、63.9、78.9、52.5和8.5 mm?？芍性?-8月份之間，與油葵的生育期基本吻合。

由表3可知，油葵各生育階段實際需水量從高到低依次是現(xiàn)蕾-開花期>開花-灌漿>出苗-現(xiàn)蕾>灌漿-乳熟>乳熟-成熟>播種-出苗，其中現(xiàn)蕾-開花期、開花-灌漿、出苗-現(xiàn)蕾、灌漿-乳熟、乳熟-成熟和播種-出苗平均實際需水量分別占全生育期42%、23%、21%、8%、5%和3%。

表3 各階段需水量及百分比

2.6 不同灌水方式對油葵產(chǎn)量及水分利用效率分析

產(chǎn)量從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別提高42.53%、7.03%和27.01%?？梢?，試驗條件下，膜下滴灌油葵產(chǎn)量高于覆膜微噴、管灌+覆膜溝灌和露地滴灌。

油葵盤徑從大到小依次是處理1(23 cm)>處理3(20 cm) >處理4(19 cm)>處理2(18 cm)，處理1的盤徑比處理2、處理3和處理4增加27.77%、15%和21.05%。盤粒重從大到小依次是處理1(90.7 g)>處理3(86.3)>處理4(85.7)>處理2(65.1)，且處理1的盤粒重比處理2、處理3和處理4分別增加39.3%、5.09%和20.13%。千粒重從高到低依次是處理1(69.1)>處理3(63.7)>處理4(58.6)>處理2(54.6)，處理1比處理2、處理3和處理4分別增加26.56%、8.47%、17.92%。

由表4可知，不同處理的灌溉水分生產(chǎn)效率從大到小依次是：處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加42.35%、6.90%、和26.85%。

不同處理群體WUE從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加47.48%、11.18%和31.26%。

考慮到當?shù)毓喔扔盟蔷?，水資源緊缺、水資源使用效率低、地下水位下降等因素，在追求高產(chǎn)的同時應采用節(jié)水灌溉。處理1(膜下滴灌)為當?shù)剡m宜的油葵灌溉方式。

表4 不同灌水量對油葵水分利用效率的影響

3 結(jié) 論

(1)開花-灌漿期(7月29日)，株高從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加13.14%、2.06和7.02%；葉面積指數(shù)從大到小依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加41.8%、14.06%、28.04%。

(2)生育期需水量從高到低依次是現(xiàn)蕾-開花>開花-灌漿>出苗-現(xiàn)蕾>灌漿-乳熟>乳熟-成熟>播種-出苗。其中現(xiàn)蕾-開花、開花-灌漿、出苗-現(xiàn)蕾、灌漿-乳熟期、乳熟-成熟、播種-出苗分別占生育期需水量的42%、23%、21%、8%、5%和3%。

(3)產(chǎn)量從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加42.53%、7.03%和27.01%。

(4)灌溉水分生產(chǎn)效率從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加42.35%、6.90%、和26.85%；不同處理群體WUE從高到低依次是處理1>處理3>處理4>處理2，且處理1比處理2、處理3和處理4分別增加47.48%、11.18%和31.26%。

考慮到當?shù)毓喔扔盟蔷?，水資源緊缺、水資源利用效率低、地下水位下降等因素，在追求高產(chǎn)的同時應采用節(jié)水灌溉。處理2(膜下滴灌)為當?shù)剡m宜的油葵灌溉方式。

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