新疆焉耆盆地色素辣椒滴灌制度研究

1張勇，2李冰

（1新疆塔里木河流域和田管理局，新疆 和田 848000；2新疆塔里木河流域巴音郭楞管理局，新疆 庫爾勒 841000）

關鍵詞：色素辣椒　滴灌　灌溉制度　焉耆盆地

1 前言

新疆土地遼闊，降水稀少，蒸發強烈，氣候干燥，發展高效節水農業是必由之路。滴灌是高效節水農業中最有效的措施之一，它集灌溉施肥于一體，能適時、適量地向作物供水、施肥，為作物生長提供良好的空間小環境，同時具有節水節能、省肥等優點，而且有利于作物產量和水分及肥料利用率的提高，其優越性已被大量研究結果所證明［1-2］。目前，滴灌技術在棉花等作物上已經獲得了成功，并在小麥、玉米、黃瓜、番茄等其他作物上推廣應用［3-6］。

滴灌是目前節水效果較好的一種灌水技術，有利于作物產量和水分利用率的提高［7-9］。近年來，新疆焉耆盆地通過引種試驗、示范和推廣色素辣椒，種植面積逐年增大，種植模式不斷改進，相應的配套栽培技術逐步完善，產量和品質都有了很大的提高，目前色素辣椒已成為焉耆盆地一個新的經濟產業，是農場職工主要的經濟創收來源［10-12］。然而關于色素辣椒灌溉制度的研究相對較少［13-14］。

本文以田間試驗為基礎，以滴灌栽培為手段，探討不同處理下的色素辣椒生長、田間土壤水分、辣椒需水量及需水規律，為色素辣椒在南疆種植灌溉管理提供科技支撐。

2 材料與方法

田間試驗點設在焉耆縣試驗站，地理坐標為東經86°28′69"，北緯42°00′55"，海拔高度1047m。供試品種為鐵皮椒美元1號，試驗田土質為下潮灰潮土，土壤容重1.44g/cm3，田間持水量28.8%，速效鉀含量382ppm，速效磷含量1～11ppm，堿解氮含量20～50ppm，pH值為8.5，有機質含量2.25%。

辣椒是對水量較敏感的作物，在不同生育階段需水規律也不相同，本試驗設計安排4個滴灌灌溉定額處理，設置一個溝灌處理作為對照（表1）。

其中滴灌灌水次數為12次，溝灌灌水次數為6次。試驗采用隨機區組實驗設計，每處理重復3次，共15個試驗小區，試驗小區總面積為1.1hm2。灌溉水源為井水，灌水量由小區進口處水表控制。每個試驗小區保護帶隔離，隔離帶行數為6行。滴灌系統支管直徑75mm，毛管16.0mm，滴頭流量2.8L/h，滴頭間距30cm，滴灌毛管間距125cm。辣椒行距配置為40cm+85cm，株距26cm，滴灌毛管鋪設在兩窄行作物中間，種植密度6.2萬株/hm2。

在作物生長的各個時期，利用中子儀對各小區土壤含水量進行測定，并利用生長分析法在各生育期內對作物植株進行取樣，對株高、植物各器官干物質重、根系和地上部的生理指標等進行分析測定，利用葉面積儀對各生育階段的植株葉面積進行測定分析。試驗結束后測定作物產量。

3 結果與分析

3.1 不同處理對色素辣椒土壤水分的影響

色素辣椒與一般辣椒的生物學特性差別不大，根系都比較發達，一般分布在50cm的土層內，結合其他地區有關番茄的灌溉研究，擬定了各處理的灌溉定額與階段灌水定額，每個處理的灌水定額都隨生育期的變化而變化，但基本上都是開花著果期水量最為充足。由于試驗時測量水量的誤差，每次實際的灌水定額與試驗設計有少量偏差，在計算時以實際灌入水量為準，具體的灌水量見表2。

灌溉對土壤水分的影響深度基本在0～100cm土層內，圖1可看出，各處理0～100cm土層的土壤含水率在各個生育期內的變化趨勢不明顯，開花著果期土壤水含量值變幅相對較大，不同處理之間的土壤含水率差別較小；土壤含水率的變化受灌溉的影響明顯，在階段灌水沒有差別時，土壤含水率差別不顯著，灌水定額差別較大時，土壤含水率差別顯著。整個生育期呈現出灌水定額越大，其土壤含水量也隨之增大的趨勢。

3.2 不同處理下色素辣椒的需水規律分析

3.2.1 不同水分處理下色素辣椒各生育階段的耗水特點

耗水模系數是指作物在某一生育階段耗水量占整個生育期總耗水量的百分數，它表明了作物各生育階段需水量占總需水量的權重程度，而各生育階段需水量的多少是決定灌水時期和灌水量分配的重要依據。耗水模系數的大小主要受日耗水量和生育階段長短兩個因素的影響，它不僅反映出了作物各生育階段的需水特性與要求，也反映出不同生育階段對水分的敏感程度和灌溉的重要性。

利用水量平衡方程式計算了色素辣椒各個階段和全生育期的灌水量與耗水量，結果見表3、圖2與圖3。可以看出，耗水量受灌水量的影響較大，耗水量隨灌水量的增加而增加。從各生育階段看，除結果后期之外，不同處理在各階段的耗水量均大于灌水量，但同一處理在各生育階段的耗水量與灌水量差值不同。例如，處理4在苗期的耗水量與灌水量差值較小，而在開花著果期、結果后期的差值大。這主要是因為耗水量不但受灌水量的影響，而且也受辣椒生育階段與該階段的氣象條件影響。

辣椒的開花著果期是6—7月，此階段的降雨量僅為7mm，日平均氣溫高達25.4℃，最高氣溫高達42.5℃，蒸發強烈，再加上此階段為辣椒營養生長的旺期，階段耗水量相應比其他生育期都大。而在結果后期，氣溫開始逐漸下降，蒸發減少，此時辣椒已由生殖生長旺期轉入收獲期，植株的生理功能減退，耗水量相比較小。

3.2.2 不同水分處理下色素辣椒的需水規律

圖3給出了色素辣椒的需水規律，結合表3和圖2可以看出，開花著果期的耗水量占整個生育期總量的比例40%以上，其次為結果盛期、苗期和結果后期。這是因為開花著果期的耗水強度較大，需水旺盛。色素辣椒全生育期內不同生育階段，結果期是辣椒群體結構最大、植株生長最旺盛、葉面積最大、蒸發和蒸騰都最大的時期，因而決定該時期耗水量最大，處理3最多。苗期和結果后期耗水量和耗水模數較小，因為苗期植株比較小，而結果后期，部分葉片衰老脫落，果實成熟，這兩個生育期相對蒸騰量不大，需要水分較少。

3.3 不同處理對色素辣椒產量的影響

3.3.1 不同處理對產量及水分利用效率的影響

水分利用效率是指單位水資源量在一定作物品種和耕作栽培條件下所獲得的產量或產值，是描述作物生長量與水分利用狀況之間關系的指標，常被用來衡量一個地區農業水資源利用水平的高低。

對比分析2010年和2011年不同水分處理的色素辣椒產量與水分利用效率（表4和表5）。可以看出，在一定灌水閾值內，色素辣椒近兩年的產量均隨著灌水量的增加而增加，但當灌水量超過325mm時，產量隨灌水量增大均呈下降趨勢。2010年和2011年灌溉制度的灌水量和產量有明顯差異，這與2010年5月16日發生低溫凍害天氣有密切聯系。2010年由于各處理都遭受較嚴重低溫凍害影響，誤差較大，相比較而言2011年試驗數據可靠性更高。從2011年數據看，處理3灌水量為325mm時，產量最高為8329.5kg/hm2，同時也具有較高的灌溉水分生產率為2.2，但處理4的灌溉水分生產率最大，為2.3，總體看灌溉水利用效率差異不明顯，但從作物水分生產率來看處理3明顯優于其他處理。

3.3.2 不同滴灌處理對色素辣椒產量構成因子的分析

構成色素辣椒產量的因子有單株濕重、單株干重以及干濕比等。同時根據色素辣椒色澤的不同分為正品、二紅、花皮三種不同品質的干辣椒，市場價格也相差很大，一般正品度越高的越適合做色素。通過不同滴灌處理對各產量因子做了方差分析并在0.05水平上進行了新復極差檢驗，結果表明：色素辣椒株數隨著灌水量的增加，變化差異達顯著水平，但隨著滴水量增加，產量增幅和出正品色素辣椒的產量并不高。隨著滴灌量的增加，色素辣椒各產量因子差異達到顯著水平，其中處理3正品色素辣椒產量最優，處理2和處理4花皮重最大為7.7g，處理4隨著水量的增加，單株濕重卻呈降低趨勢，但單株干重最重為115.9g，產量為7588.5kg/hm2。單果干重的差異是導致產量差異較大的主導因子。2011年不同水分處理對色素辣椒產量構成因子的影響見表6。

3.4 色素辣椒全生育期水分生產函數

4個水分處理色素辣椒全生育期內的灌水量、耗水量與產量的關系見圖4與圖5，從中可以看出，色素辣椒產量隨著全生育期耗水量和灌水量的增加而增加；當灌水量超過325mm時，產量又呈下降趨勢。

通過對耗水量與產量進行回歸分析表明，色素辣椒產量與全生育期灌水量和耗水量之間有著很好的二次函數擬合關系，其關系式分別為：

Y=-0.1943x2+132.8x-1590.6，R2=0.6813 （灌水量）

Y=-0.8989x2+687.87x-124285，R2=0.7669 （耗水量）

式中：x分別為灌水量、耗水量，mm；Y為色素辣椒產量，kg/hm2。

4 結論

（1）處理3灌水量為325mm，產量最高，為8329.5kg/hm2，同是也有較高的灌溉水分生產率，為2.2。總體來看，灌溉水利用效率各處理間差異不明顯，但從作物水分生產效率來看處理3明顯優于其他處理，也明顯高于焉耆盆地色素辣椒平均水平。因此，處理3灌水制度為較優的灌水制度，即焉耆盆地色素辣椒滴灌灌溉定額應控制在325～375mm，滴灌次數為12次為宜。

（2）色素辣椒苗期需水量相對少，此時主要是減少棵間蒸發，促進根系發育，適度控制灌水；進入開花著果期后需水量大，植株營養和生殖生長并進，新陳代謝快，是產量形成的關鍵時期，宜增加灌水量，采取少量多滴方式有利于產量形成；進入成熟期后色素辣椒生長緩慢，相對需水量減小，但為增加產量也應多次適量灌溉。

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