大棚菌类的需水量计算方法【大棚萝卜灌溉模式及需水量研究】
摘要 在满足国家水利部《灌溉试验规范》要求的边界条件前提下，利用蒸渗器并通过正交试验法对大棚萝卜灌溉制度及需水量进行了试验研究。试验结果表明：大棚萝卜最佳试验处理全生育期总需水量123.3mm，其中土壤水44.1mm，地下水补给43.7mm，灌溉水25.0mm。幼苗期和肉质根生长期控制土壤含水率占饱和的80%～90%，叶片生长期控制土壤含水率占饱和的70%～80%。最佳试验处理较不灌水处理增产48.0%，较不同生育期灌水组合增产13.0%～14.0%，不同的灌溉模式对产量影响显著。
关键词 大棚萝卜；需水量；灌溉制度
大棚萝卜灌溉制度及需水量试验研究是江苏省水利厅2005年下达沿海水利科学研究所的科研课题。试验从2005年10月21日大棚萝卜幼苗期开始，至12月19日结束，历时59d。整个试验严格按照水利部《灌溉试验规范》要求设计，采用面积0.36m2，深度1.0m的蒸渗器，通过正交试验法，进行了多项目观测及资料分析，得出了大棚萝卜最佳需水量和灌溉制度模式。
1材料与方法
1.1试区布设
试验场地选择在盐城城区南洋镇的省级节水灌溉示范片内，位于南洋镇东南3km处的曙光村，试验区地处中纬度东部气候区北亚热带向暖温带过渡的气候类型，年降水量850～1 150mm，年平均气温14.3～15.2℃，无霜期220d。区内已建成17.87hm2大棚蔬菜生产基地，有标准大棚400多栋，以种植优质萝卜而享誉大江南北，微喷灌系统工程健全，土壤为粉质壤土，平均干容重为1.47g/cm3，平均饱和含水率为35.38%（见表1）。
试区选择在示范片西侧，距泵房50m的一栋大棚内，大棚南北向布置，6m×40m，取大棚南部1/3作为试验区，蒸渗器南北向偏右侧平面布置，间距1m，共布置蒸渗器5套，横向距蒸渗器1.5m处打地下水位观测井5眼，分别与对应蒸渗器连通，其中5号蒸渗器只补充地下水，不灌溉。
1.2蒸渗器设计
为准确测定地下水补给量，每个处理均采用蒸渗器1套，蒸渗器包括内筒和外筒，内筒直径68cm，高度100cm，内筒底部20cm高度内打间距10cm×10cm的?准6小孔，以便地下水补给，筒内自下而上填10cm瓜子片、10cm黄砂、55cm下层土、25cm耕作土。外筒直径80cm，高度100cm，底部打?准1.0cm孔与地下水位观测井连通，要求外筒与连通管不漏水。
1.3正交设计
试验采用控制土壤含水率的方法进行水量平衡分析，确定处理设计为3因素2水平（见表2），各个不同生育期土壤含水率分别控制在土壤饱和含水率70%～80%和80%～90%的2个水平上，1水平为70%～80%，2水平为80%～90%。土壤含水率低于控制下限值则灌溉（见表3）。通过正交试验，确定大棚萝卜的最高产量和最佳需水量。
1.4方法
供试品种为上海白。萝卜密度按株行距10cm×10cm种植。所有观测项目均为早上8时开始，每天观测1次。灌溉方法为微喷灌。
1.5观测项目
灌溉水量、土壤含水率、地下水补给量、水面蒸发、相对湿度、气温、地温、作物长势考察、农事记载等，其中土壤含水率采用澳大利亚作物灌溉技术公司生产的MPM-160型土壤水分计进行测定；蒸发采用?准20cm蒸发皿观测；地下水补给量直接测读观测井地下水位下降值，控制地下水埋深70cm，不足70cm则向蒸渗器外筒补水至70cm。
1.6栽培及管理
大棚萝卜于10月16日播种，至10月21日出苗破土，播种时每个蒸渗器施0.10kg钾肥、0.12kg磷肥，10月25日盖大棚，11月1日定植，株行距10cm×10cm，每个蒸渗器21株苗，幼苗及叶片生长期人工捉虫3次，主要是菜青虫，量不多，虫害尚可，全生育期除基肥外，其他均未施肥，生长状况均较良好。
2结果与分析
2.1灌溉制度
南洋大棚萝卜一年可生长4～5季，其中以春季萝卜产量最高，可达30t/hm2，夏秋萝卜次之，可达22.5t/hm2。本试验从10月21日至12月19日，较正常秋萝卜晚近1个月，所以全生长期温度较低，幼苗期和叶片生长前期温度尚可，平均气温达到11.9℃，地温达到9.8℃，而后期的肉质根生长期平均气温仅8.0℃，地温相反，高于气温，达到8.3℃，主要是此期棚外气候较冷，有霜冻，大棚湿度前期91%以上，后期高达100%。高湿低温是本茬大棚萝卜的气候特征。因此，萝卜生长缓慢，最高产量也只有22t/hm2。水面蒸发量也可说明气温高蒸发大，反之则小，生长前期平均蒸发可达1.4mm/d，后期仅0.5mm/d，全期蒸发量52.3mm（见表4）。因此，大棚萝卜的生长除与土壤质地、肥料和水分等物理条件有关外，还与气温、光照、湿度等气象条件密切相关。大棚萝卜的灌溉制度同样与气候条件有关，幼苗期由于气温较高，需水量也随之加大，处理2、处理4均灌溉2次，灌水量15mm。而肉质根生长期是关系萝卜产量的关键期，处理2、处理3灌3次，灌水量10mm。处理1灌水较少，全生育期仅7.5mm，处理4肉质根生长期灌水少，由产量与灌水量的关系可以认为，大棚萝卜的灌溉制度以处理2最佳，即幼苗期和肉质根生长期适当加大灌水量，叶片生长期宜少灌水。处理4产量较低的原因是叶片生长期灌水多，而肉质根生长期灌水较少。此外，由对照区不灌水的产量与灌水量关系可以看出，对照处理5全生育期未灌水，只补充地下水，产量只有处理2的52%（见表5）。这充分说明，大棚萝卜生长期合理灌溉是提高产量的关键，灌溉掌握何种生长期是第二个关键，灌水量也应以小水为宜，即每次2.5mm，以土壤水分为指标，则幼苗期和肉质根生长期宜控制在土壤饱和含水率的80%～90%，叶片生长期控制在土壤饱和含水率的70%～80%，特别是肉质根生长期应保证充足的水分供给，以保证产量，叶片生长期不宜过多灌水，以防叶片疯长。总体而言，由于秋冬大棚棚内温度低，一般覆盖严密，白天蒸发的水分凝聚在大棚薄膜上，夜晚降温后变成水珠又回落到土壤，只要大棚不通气，水分散发较少，需水量远低于大田种植。
2.2土壤水的利用
大棚萝卜土壤水分的利用，主要根据时段土壤水分消退过程测定的土壤含水率计算差值求得，土层60cm以浅土壤水利用（见表6）。按生育期59d计，处理1平均利用土壤水0.75mm/d，处理2平均利用土壤水0.93mm/d，处理3平均利用土壤水0.96mm/d，处理4平均利用土壤水1.0mm/d。
2.3地下水补给
地下水补给量利用控制蒸渗器地下水埋深70cm，不足70cm则向外筒内补水至70cm，每天观测地下水位消退值，再据补水时的补水量和上涨幅度将地下水消退值折算成补给量。处理1地下水补给量49.0mm，平均0.83mm/d，处理2地下水补给量43.7mm，平均0.74mm/d，处理3地下水补给量41.8mm，平均0.71mm/d，处理4地下水补给量44.1mm，平均7.5mm/d，除处理1灌溉水量较少，地下水补给量稍大外，其他处理均较相近（见表7）。
2.4全生育期需水量
大棚萝卜全生育期需水总量应包括土壤水利用量、灌溉水量、地下水补给量的总和。结果表明，处理1需水量100.6mm，平均1.7mm/d，其中土壤水利用量44.1mm，地下水补给量49.0mm，灌溉水量7.5mm。处理2需水量123.3mm，平均2.1mm/d，其中土壤水利用54.6mm，地下水补给43.7mm，灌溉水量25.0mm。处理3需水量120.9mm，平均2.0mm/d，其中土壤水利用56.6mm，地下水补给41.8mm，灌溉水量22.5mm。处理4需水量128.0mm，平均2.2mm/d，其中土壤水利用58.9mm，地下水补给44.1mm，灌溉水量25.0mm（见表8）。
2.5最佳需水量的确定
在大棚气候条件下，按照正交试验设计的4个处理，实收产量处理1为13 334kg/hm2，处理2为22 223kg/hm2，处理3为19 334kg/hm2，处理4为17 779kg/hm2，此外对照区的不灌水处理为11 556kg/hm2。处理2产量最高，各因素影响性分析见表9。计算结果表明，大棚萝卜肉质根生长期和幼苗期控制土壤水分占饱和的80%～90%，对萝卜产量有显著影响。因此，处理2的需水量为大棚萝卜的最佳需水量，全生育期需水量123.3mm、幼苗期平均3.1mm/d、叶片生长期平均1.0mm/d、肉质根生长期平均2.4mm/d。
3讨论
（1）大棚萝卜最佳试验处理全生育期总需水量为123.3 mm，平均2.1mm/d，其中土壤水44.1mm，地下水补给43.7 mm，灌溉水25.0mm。
（2）大棚萝卜合理的灌溉制度，幼苗期和肉质根生长期宜控制土壤含水率占饱和的80%～90%，叶片生长期宜控制土壤含水率占饱和的70%～80%，每次灌水量宜2.5mm左右。
（３）大棚萝卜的灌溉模式对产量影响显著，最佳试验处理较不灌水处理增产92.3%，不同生育期灌水组合比不灌水处理增产15.4%～67.3%。
（4）需水量试验表明，地下水补给量是不容忽视的组成部分，占需水总量的34.5%～35.4%，不灌水或少灌水时可达48.7%。
（5）大棚萝卜需水量试验是在秋冬季气温较低气候条件下进行的，由于气温低，大棚通风透气较少，蒸发量小，较春季大棚或大田试验的需水量数值要低，因此仍需根据不同季节的气候条件继续试验，以提高其代表性。
4参考文献
[1] 水利部农村水利司.灌溉试验规范（SL13-90）[M].北京：中国水利水电出版社，1998.
[2] 郭元裕.农田水利学[M].北京：中国水利水电出版社，1997.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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