2023年 4月 灌溉排水學報 第 42卷 第 4期 Apr 2023 Journal of Irrigation and Drainage No 4 Vol 42 30 文章編號 1672 3317 2023 04 0030 08 滴頭流量對 壓砂 土壤水鹽分布及西瓜生長 產(chǎn)量的影響 楊宗凱 1 譚軍利 1 2 3 王西娜 4 馬 瑞 4 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 4 寧夏大學 農(nóng)學院 銀川 750021 摘 要 目的 探明微咸水灌溉條件下滴頭流量對壓砂地土壤水鹽分布及西瓜生長和產(chǎn)量的影響 方法 通過 田間試驗 設(shè)置 Q1 2 L h Q2 3 L h Q3 4 L h 3種滴頭流量 研究滴頭流量對灌水前后土壤水鹽分布特 征 西瓜生長 產(chǎn)量 果實品質(zhì)及水分利用效率的影響 結(jié)果 滴頭流量越大 土 壤 水平 濕潤范圍越大 膜間土 壤含水率越高 滴頭下方垂直濕潤深度 越淺 各處理 0 100 cm土壤鹽分經(jīng)過一個全生育期 均 呈下降趨勢 鹽分減少 量隨滴頭流量增大而增加 果實可溶性糖量隨滴頭流量增大呈先增大后減小趨勢 Q2處理 最大 分別較 Q1 Q3處 理 提高了 54 3 和 22 3 維生素 C量隨滴頭流量增加呈先減少后增加趨勢 Q3處理 最高 較 Q2處理提高了 53 7 西瓜產(chǎn)量與灌溉水利用效率均隨滴頭流量增大而增加 Q3處理產(chǎn)量 分別 較 Q1 Q2處理 提高了 6 20 和 3 56 Q3 處理 的 灌溉水利用效率 分別 較 Q1 Q2處理 提高了 6 49 和 3 72 結(jié)論 綜合考慮土壤水鹽再分布形式與西瓜產(chǎn) 量 品質(zhì) 適用于壓砂地西瓜微咸水滴灌流量為 Q3 4 L h 關(guān) 鍵 詞 滴灌 滴頭流量 壓砂地 微咸水 水鹽分布 西瓜 中圖分類號 S257 6 S651 文獻標志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2022324 OSID 楊宗凱 譚軍利 王西娜 等 滴頭流量對壓砂土壤水鹽分布及西瓜生長 產(chǎn)量的影響 J 灌溉排水學報 2023 42 4 30 37 YANG Zongkai TAN Junli WANG Xi na et al Effect of Dripping Rate on Soil Water and Salt Redistribution and Growth and Yield of Watermelon in Gravel mulched Field J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 4 30 37 0 引 言 1 研究意義 寧夏中衛(wèi)香山地處干旱半干旱地帶 農(nóng)業(yè)水資源相對 緊缺 1 2 當?shù)夭捎梦⑾趟喂嗯c壓 砂覆膜相結(jié)合的種植方式應對水資源匱乏狀況 該模 式比其他種植技術(shù) 能 有效降低作物棵間蒸發(fā) 影響土 壤水熱運移 3 對土壤表層進行覆蓋處理 可 弱化土 壤鹽漬化危害 改善作物根系生長環(huán)境 4 6 當?shù)毓?農(nóng) 利用滴灌種植西瓜 但 缺乏合理的滴灌參數(shù)指導 調(diào)節(jié)灌水量 滴頭流量與滴頭間距等滴灌參數(shù) 可影 響土壤水鹽分布與作物產(chǎn)量 7 壓砂地表層的砂礫層 滲透性強 土壤層滲透性相對較弱 滴頭流量作為 滴 灌技術(shù)重要參數(shù) 之一 通過調(diào)節(jié)滴頭流量來改善壓砂 地土壤水鹽分布 對當?shù)匚鞴戏N植與水資源高效利用 有重要意義 研究進展 砂礫覆蓋 可 有效改變水分 入 滲階段土壤優(yōu) 質(zhì) 流與基質(zhì)流配比 8 蒸發(fā)時期水分 收稿日期 2022 06 14 基金項目 寧夏自然科學基金項目 2022AAC02013 2020AAC03090 國家自然科學基金項目 31860590 寧夏高等學校一流學科建設(shè) 水利 工程 項目 NXYLXK2021A03 作者簡介 楊宗凱 1992 男 河南登封人 碩士研究生 主要從事 農(nóng)業(yè)水資源高效利用研究 E mail 1269764230 通信作者 譚軍利 1979 男 湖南茶陵人 博士 教授 主要從事 農(nóng)業(yè)水資源高效利用研究 E mail tanjl 階段化運動規(guī)律同樣受覆砂影響 9 10 蒸發(fā)與入滲階段 水分運動導致土壤鹽分運動與分布形式發(fā)生改變 11 覆砂對土壤水鹽的調(diào)控效果 直接作用于壓砂瓜的耗 水量及產(chǎn)量 12 滴頭流量作為田間滴灌的基本參數(shù) 對調(diào)控土壤水鹽運移有重要作用 13 濕潤體垂向距離 隨滴頭流量的增大而減小 水平濕潤距離則隨滴頭流 量增大而增大 14 土壤脫鹽區(qū)的形成與濕潤體的形 狀有密切關(guān)系 適當?shù)牡晤^流量可促使適合作物生 長的濕潤體與脫鹽區(qū)形成 對作物生長有一定的促 進 作用 15 18 可有效提高作物產(chǎn)量 18 21 切入點 覆砂與適宜的滴頭流量可以改變土壤的水鹽分布特 征為 作物 的生長提供良好的水鹽環(huán)境 但滴頭流量 對 壓砂地土壤水鹽分布影響的研究相對較少 滴頭流量 與壓砂西瓜產(chǎn)量的關(guān)系并不明 確 選擇適宜的滴頭流 量是壓砂地西瓜產(chǎn)業(yè)急需解決的關(guān)鍵問題 擬解決 問題 為此 通過田間試驗比較不同滴頭流量對土壤 水鹽分特征 西瓜生長及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 為壓砂 地微咸水合理利用提供理論依據(jù)和技術(shù) 支持 1 材料與方法 1 1 試驗區(qū)概況 試驗于 2021年 4 8月在寧夏中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)香 楊宗凱 等 滴頭流量對壓砂土壤水鹽分布及西瓜生長 產(chǎn)量的影響 31 山鄉(xiāng)紅圈子村進行 該區(qū)域 溫差大 氣候干燥 年 降 水量 220 240 mm 蒸發(fā)量為 2 200 2 500 mm 年蒸 發(fā)量是 年降水量 的 9 10 倍 年內(nèi) 降水不均 主要集 中在 6 7 月 西瓜生育期降水量 81 6 mm 日降 水 量分布 如 圖 1 所示 圖 1 西瓜生育期內(nèi)降 水 量 Fig 1 Rainfall distribution during watermelon growth period 試驗地 0 100 cm 土層 土壤理化性質(zhì) 見 表 1 表 1 土壤基本理化性狀 Table 1 Basic physical and chemical properties of soil 土層深度 cm pH 值 EC 值 S cm 1 土壤 體積 質(zhì)量 g cm 3 有機 質(zhì) 量 g kg 1 田間 持水率 0 20 8 38 619 37 1 65 7 47 21 14 20 40 8 40 809 43 1 62 8 31 24 28 40 60 8 37 825 18 1 51 8 17 24 00 60 80 8 44 1 038 91 1 50 7 23 25 23 80 100 8 22 873 09 1 55 4 65 29 38 當?shù)毓喔?采用 地下微咸水 地下水埋深在 200 260 m 范圍內(nèi) 近年 來 呈下降趨勢 地下水 鹽 分 及離子成分如表 2 所示 表 2 灌溉水鹽 分 及離子組成 Table 2 Salinity and ionic composition of irrigation water pH 值 EC 值 mS cm 1 Ca2 g L 1 CO32 g L 1 Mg2 g L 1 K g L 1 Na g L 1 HCO3 g L 1 Cl g L 1 SO42 g L 1 7 96 5 18 0 15 0 01 0 26 0 01 0 21 0 05 1 15 0 11 1 2 試驗設(shè)計 試驗在田間進行 鋪設(shè)貼片式滴灌管 滴頭間距 為 15 cm 管上覆寬度為 1 m 塑料薄膜 試驗設(shè) 3 種 滴頭流量 分別為 Q1 2 L h Q2 3 L h Q3 4 L h 為 3 個處理 每個處理 1 個首部 安裝壓 力表 監(jiān)測滴灌管工作壓力 由首部閥門調(diào)節(jié)壓力 3 個處理全生育期灌水 9 次 每次 灌水量 90 m3 hm2 全生育期共灌水 810 m3 hm2 灌水量參考試驗田附近 農(nóng)戶經(jīng)驗灌水量 由 水表控制 灌溉頻率參 考不同生 育期灌水量與灌溉定額的 最適 比例設(shè)定 幼苗期灌水 1 次 伸蔓期灌水 2 次 每次間隔 7 d 坐果期灌 水 1 次 膨瓜期灌水 5 次 每次間隔 7 d 每 個首 部后接 5 條滴灌管 對應 5 行 中間 3 行為 3 個重復 兩 邊 各 1 行為保護行 避免試驗區(qū)被其他處理干擾 西瓜株行距為 1 2 m 1 7 m 每個小區(qū) 共 30 株 西 瓜 1 3 樣品采集及測定方法 1 3 1 土壤指標 在 水平 距離 滴灌帶 0 15 30 45 60 75 90 105 120 cm 處 垂直向下 每 20 cm 取 1 次 土 取至 100 cm 植株行距為 120 cm 取樣時間為播前取 1 次 6 月 30 日灌水前取 1 次 7 月 10 日取 1 次為灌 水后土樣 當?shù)剞r(nóng)民灌水周期為 2 周 1 次 且 10 d 內(nèi)無降 水 干擾 西瓜成熟后取 1 次 用烘干法測量 土壤含水率 將土樣 風干碾碎過 1 mm 篩 將土樣配 置土水質(zhì)量比 1 5 的溶液 用雷磁 DDS 307A 電導 率儀 測量電導率 1 3 2 西瓜生長指標 在西瓜伸蔓期 開花期 坐果期 成熟期 每個 小區(qū) 選取 5 株瓜 用卷尺測量主蔓長 游標卡尺測量 植株莖粗 1 3 3 西瓜品質(zhì)及產(chǎn)量 西瓜成熟后 每個小區(qū)選取 10 個瓜作為樣本 測量各項指標 用百分位電子 秤 稱量單瓜 質(zhì)量 kg 縱切 用卷尺測量西瓜橫徑與縱徑 cm 用硬度 計測量瓜皮硬度與果肉硬度 kPa 用數(shù)顯折射儀 測量可溶性固形物 用 NaOH 滴定法測 定 總酸 用蒽酮比色法測定可溶性糖 g kg 用鉬 藍比色法測定維生素 C mg kg 1 3 4 灌溉水 分 利用效率 灌溉水分利用效率計算式 22 為 iWUE Y Ir 1 式中 iWUE 為 灌溉水分利用效率 kg m3 Y 為 西 瓜果實產(chǎn)量 kg hm2 Ir 為灌溉 定額 m3 hm2 1 3 5 數(shù)據(jù)處理 采用 SPSS Statistics 25 處理 試驗數(shù)據(jù) 采用 LSD 法進行差異顯著性檢驗 采用 Origin2018 作圖 2 結(jié)果 與 分析 2 1 滴頭流量對 灌水前后 土壤水分 分布 的影響 6月 30日灌水前土壤 質(zhì)量 含水率分布情況如圖 2 所示 灌水前各處理水分分布形式 無明顯規(guī)律 這 可能與取樣前的多次 降水 有關(guān) 土壤 質(zhì)量 含水率從 地表到深層呈先增大后減小的分布特 征 在心土層 0 5 10 15 20 25 0502 0516 0530 0613 0627 0711 降 水 量 mm 日期 灌溉排水學報 32 40 60 cm 土壤 質(zhì)量 含水率達到最高 7 月 10 日 灌水后 在 水平尺度上 各處理土壤 質(zhì)量 含水率從膜 內(nèi)到膜間呈下降趨勢 在膜間 土壤 含水率最低 受 大氣條件影響 該區(qū)域部分水分補給土壤蒸發(fā) 土 壤 質(zhì)量 含水率降低 垂直方向 土壤 質(zhì)量 含水率隨 土 層 深度增加呈先增大后減小 趨勢 心土層 土壤 質(zhì)量 含 水率較高 與播前相似 滴頭流量對土壤剖面水分分布有顯著影響 Q1 處理下土壤水分主要集中在膜內(nèi)心土層 膜間 土壤 質(zhì) 量 含水率下降 若以含水率為 12 的等值線所包圍的 區(qū)域為低含水區(qū) 則膜間低含水率區(qū)域深度達到 25 cm Q2 處理下水分集中在心土層 該土層膜內(nèi)蓄水 量稍高于膜間 低含水率最深達 10 cm Q3 處理水分 同樣聚集在心土層 該土層膜間 土壤 質(zhì)量 含水率較高 膜間低含水 率 區(qū)域 深度為 5 cm 并且在表土層 0 40 cm 以滴頭為中心形成半徑為 20 40 cm 的類圓形含 水率較低區(qū)域 綜上可知 滴頭流量越大 水平濕潤 范圍越大 膜間 土壤質(zhì)量 含水率越高 a Q1 灌水前 b Q2 灌水前 c Q3 灌水前 d Q1 灌水后 e Q2 灌水后 f Q3 灌水后 圖 2 灌水前后各處理土壤含水率分布 Fig 2 Distribution of soil moisture content before and after irrigation 2 2 滴頭流量對土壤鹽分的影響 6 月 30 日 灌水前土壤電導率分布 見 圖 3 Q1 Q2 處理 土壤 電導率 在底土層 60 100 cm 較大 Q3 處理 電導率 較為均勻 無積鹽區(qū) 空間尺度上各處理 土壤 電導率 差異性較大 無明顯規(guī)律 這是由灌水前 試驗區(qū)多次 降水 導致 7 月 10 日灌水后各處理土壤電導率分布形式 見 圖 3 若以 400 S cm等值線包圍的區(qū)域為脫鹽區(qū)域 以 800 S cm 等值線包圍的區(qū)域為積鹽區(qū)域 Q1 處 理 小區(qū)灌水后 滴頭下方脫鹽區(qū)深度達 90 cm 水平 脫鹽范圍約 30 cm 表土層脫鹽區(qū)域較小 膜間表土 層均未達到脫鹽標準 膜間心土層出現(xiàn)積鹽區(qū) 底土 層 電導率 較灌水前下降 以上說明該處理鹽分發(fā)生橫 向上移 Q2 處理 在滴頭下方脫鹽深度為 40 50 cm 水平范圍較大 表層土脫鹽區(qū)域較大 心土層 土壤 電 導率 較灌水前有所增加 底土層 電導率 下降 說明該 處理土壤鹽分上移 上移效果較 Q1 處理 差 未出現(xiàn) 積鹽區(qū) Q3 處理脫鹽深度為 30 40 cm 表土層完全 脫鹽 40 80 cm 脫鹽效果不明顯 在 80 100 cm 層 部分區(qū)域大量積鹽 a Q1 灌水前 b Q2 灌水前 c Q3 灌水前 12 12 14 16 16 16 16 18 18 20 10 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 土層深度 cm 膜內(nèi) 膜間 膜內(nèi) 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 土壤質(zhì)量 含水率 14 16 16 18 18 18 20 20 12 22 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜內(nèi) 土層深度 cm 膜間 膜內(nèi) 土壤質(zhì)量 含水率 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 16 18 18 18 20 14 22 20 12 10 12 12 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜內(nèi) 土層深度 cm 膜間 膜內(nèi) 土壤質(zhì)量 含水率 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 12 12 14 16 16 18 20 22 10 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜內(nèi) 土層深度 cm 膜間 膜內(nèi) 土壤質(zhì)量 含水率 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 12 14 14 16 16 16 18 20 18 20 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜內(nèi) 土層深度 cm 膜間 膜內(nèi) 土壤質(zhì)量 含水率 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 14 16 16 16 16 18 18 20 22 18 12 12 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜內(nèi) 土層深度 cm 膜間 膜內(nèi) 土壤質(zhì)量 含水率 距滴頭水平距離 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 300 300 300 400 400 500 500 500 600 600 700 800 700 400 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間 200 300 400 500 600 700 800 300 300 400 500 500 500 600 600 600 600 700 800 600 500 700 800 700 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間 200 300 400 500 600 700 800 400 400 400 500 500 500 500 500 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間 200 300 400 500 600 700 800 楊宗凱 等 滴頭流量對壓砂土壤水鹽分布及西瓜生長 產(chǎn)量的影響 33 d Q1 灌水后 e Q2 灌水后 f Q3 灌水后 圖 3 灌水前后各處理電導率分布 Fig 3 Conductivity distribution of each treatment before and after irrigation 灌水后滴頭下方土 壤脫鹽深度表現(xiàn)為 Q1 處 理 Q2 處理 Q3 處理 說明滴頭流量越大 脫鹽區(qū)域 越淺 表土層脫鹽效果為 Q3 處理 Q2 處理 Q1 處理 說明滴頭流量越大 土壤水平脫鹽范圍越廣 隨著滴 頭流量的增大 土壤 水平脫鹽 范圍增大 垂直脫鹽 深 度減小 表 3 為 播前與收獲期不同 土層 深度土壤 電導率 將鹽分變化量定義為收獲期與播前土壤平均電導率 之差 鹽分變化 率 為鹽分變化量與初始電導率比值 收獲期 Q3 處理 鹽分減少最多 心土層 Q1 Q2 處理 鹽分減少較多 約為 26 Q2 Q3 處理 底土層 脫鹽 效果 優(yōu)于 Q1 處理 土壤剖面鹽分平均變化率均為負 值 說明各處理土壤均為脫鹽狀態(tài) 且脫鹽效果隨滴 頭流量增大而提高 表 3 播前 收獲期各處理不同土層平均電導率 Table 3 Average conductivity of different soil layers before sowing and during harvest S cm 土層深度 cm 播前 收獲期 土壤 鹽分變化 率 Q1 處理 Q2 處理 Q3 處理 Q1 處理 Q2 處理 Q3 處理 Q1 處理 Q2 處理 Q3 處理 0 20 568 31 659 22 631 35 384 27 396 39 389 18 32 5 40 7 38 5 20 40 850 46 712 41 866 37 598 45 516 59 465 22 30 3 28 4 46 7 40 60 870 28 833 16 772 57 730 57 617 33 572 47 16 4 26 3 26 6 60 80 1 146 49 1 004 86 966 68 640 24 553 36 552 29 44 7 45 3 43 7 80 100 740 77 929 39 950 62 679 64 560 42 547 59 27 6 40 6 42 6 收獲期土壤電導率分布如圖 4 所示 Q1 處理在 0 5 cm 土層 深度形成較小脫鹽區(qū) 在膜間 20 cm 以 下 土層 大量積鹽 Q2 處理 在膜間 0 20 cm 形成脫鹽 區(qū) 底土層發(fā)生小范圍積鹽 40 80 cm 土層 深度存 在較大的電導率大于 600 S cm區(qū)域 Q3處理膜內(nèi) 膜間均存在脫鹽區(qū) 深度約 20 cm 心土層和底土層 鹽分也相對較低 隨著滴頭流量增加 高鹽區(qū)面積越 來越小 位置逐漸下移 說明此次試驗中大滴頭流量 可有效改善土壤鹽分累積 a 2 L h b 3 L h c 4 L h 圖 4 收獲期各處理電導率分布 Fig 4 Conductivity distribution of each treatment during harvest 2 3 滴頭流量對西瓜生長的影響 西瓜各生育期主蔓長如圖 5 所示 Q2 處理 主蔓 長在伸蔓期比 Q1 Q3 處理 長 10 20 cm 原因可能是 植株生長初期根系分布較淺 對鹽分脅迫敏感 Q1 處理水平方向鹽分淋洗效果最差 Q3 處理 垂直方向 鹽分淋洗效果最差 Q2 處理 脫鹽區(qū)對西瓜苗期生長 更為合理 伸蔓期 開花期 各處理主蔓 增長量為 132 134 cm 增長量無明顯差異 從開花期開始 作 300 300 400 400 400 400 500 600 700 500 800 600 600 700 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 距滴頭水平距離 c m 土層深度 c m 膜內(nèi)膜間膜內(nèi) 200 300 400 500 600 700 800 400 500 500 600 600 700 500 300 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間 200 300 400 500 600 700 800 400 400 500 500 500 600 300 700 800 600 500 600 300 500 600 600 700 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 200 300 400 500 600 700 800 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間 400 400 400 500 500 500 600 600 700 800 700 800 600 500 700 600 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 距滴頭水平距離 c m 土層深度 c m 膜內(nèi)膜間膜內(nèi) 200 300 400 500 600 700 800 500 500 500 500 600 600 400 600 600 700 800 400 400 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間膜內(nèi) 200 300 400 500 600 700 800 400 400 400 500 500 500 500 600 600 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土層深度 c m 距滴頭水平距離 c m 膜內(nèi)膜間膜內(nèi) 200 300 400 500 600 700 800 灌溉排水學報 34 物從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L 主蔓生長減緩 各處 理增長量在 20 cm 左右 坐果期 成熟期 Q1 Q2 處理 增長量大約在 24 cm Q3 處理 增長 37 cm 生長 速度大于其他處理 最終主蔓長度均在 310 320 cm 各處理無明顯差異 表明西瓜主蔓增長在各生育期滴 對 滴 頭流量響應不同 伸蔓期與成熟期對滴頭流量較 為敏感 其他生育期受滴頭流量影響較小 圖 5 不同生育期植株的主蔓長 Fig 5 Main vine length of plants at different growth stages 如圖 6 所示 在整個西瓜生育期中 Q3 處理 莖 粗 顯著 大于 Q1 Q2 處理 伸蔓期 3 個處理莖粗較前 期依次增加了 26 1 30 5 35 0 Q3 處理增速 最明顯 莖粗在開花期以后增長緩慢 其原因與主蔓 長從開花期生長減緩原因相同 西瓜從營養(yǎng)生長階段 轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L階段 總的來說 Q3 處理 能 更好的 促進植株莖粗增長 圖 6 不同生育期植株的莖粗 Fig 6 Stem diameter of plants at different growth stages 2 4 滴頭流量對西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)指標影響 由表 4 可知 不同滴頭流量西瓜的橫徑均達到了 23 cm 瓜皮硬度在 86 89 kPa 之間 果肉硬度在 1 2 kPa 之間 各處理之間無明顯差異 Q3 處理 縱徑 優(yōu)于 Q1 Q2 處理 西瓜縱徑與橫徑的比值定義為果形指 數(shù) 是果實品質(zhì)外觀的重要指標 果實形態(tài)指數(shù)為 Q3 處理 最大 果型相對較好 綜上 Q3 處理 更有利 于 西瓜果實形態(tài)發(fā)育 表 4 不同滴頭流量對西瓜形態(tài)指數(shù)影響 Table 4 Effects of different dripper flow on morphological index of watermelon 處理 橫徑 cm 縱徑 cm 瓜皮硬度 kPa 果肉硬度 kPa 果形指數(shù) Q1 23 05 0 35a 32 20 1 60b 88 54 1 58a 1 60 0 11a 1 41 0 03ab Q2 24 63 2 15a 32 27 0 57b 86 68 4 45a 1 91 0 29a 1 32 0 11b Q3 23 00 0 60a 35 35 0 45a 88 04 6 43a 1 47 0 40a 1 54 0 02a 注 同一列不同字母表示在 0 05 水平有顯著差異 下同 由 表 5 可知 不同滴頭流量處理下的瓜心可溶 性固形物均在 11 水平以上 瓜周的在 9 5 以上 總酸量都在 7 9 之間 各處理間并無顯著差異 不同滴頭流量對總酸量 瓜心和瓜周 的可溶性固形 物量影響并不明顯 維生素 C 量最高的是 Q3 處理 較 Q1 Q2 處理 的維生素量分別提高了 14 8 和 53 7 可溶性糖量最高的是 Q2 處理達 75 04 g kg 與 Q1 Q3 處理 相比 可溶性糖量分別提高了 54 3 22 3 因此 Q2 處理 口感更好 Q3 處理 維生素 C 量 最高 表 5 不同滴頭流量處理對西瓜品質(zhì)的影響 Table 5 Effects of different dripper flow treatments on watermelon quality 處理 瓜心可溶性固形物質(zhì) 瓜周可溶性固形物質(zhì) 總酸 VC mg kg 1 可溶性糖 g kg 1 Q1 11 75 0 05a 9 65 0 15a 0 08 0 01a 34 79 2 25a 48 64 2 60c Q2 11 57 0 67a 9 90 0 35a 0 07 0 01a 25 98 2 99b 75 04 5 70a Q3 11 80 0 02a 9 55 0 35a 0 09 0 01a 39 93 1 91a 61 35 2 53b 由表 6 可知 西瓜產(chǎn)量隨滴頭流量增加而增大 試驗中所有處理灌水定額及灌水周期一致 所以灌溉 水分利用效率與產(chǎn)量呈相同規(guī)律 本試驗中 增大滴 頭流量 有利于提高產(chǎn)量與灌溉水分利用效率 表 6 不同滴頭流量處理對西瓜產(chǎn)量及灌溉水 分 利用效率的影響 Table 6 Effects of different dripper flow treatments on watermelon yield and irrigation water use efficiency 處理 單瓜質(zhì)量 kg 產(chǎn)量 t hm 2 灌溉水 分 利用效 率 kg m 3 Q1 10 46 0 20b 41 10 0 75b 50 67 0 97b Q2 10 74 0 63ab 42 15 2 40ab 52 02 3 05ab Q3 11 14 0 68a 43 65 2 70a 53 96 3 23a 0 50 100 150 200 250 300 350 伸蔓期 開花期 坐果期 成熟期 主蔓長 cm 生育期 2 L h 3 L h 4 L h 滴頭流量 12 14 16 18 20 22 24 26 28 伸蔓期 開花期 坐果期 成熟期 莖粗 mm 生育期 2 L h 3 L h 4 L h 滴頭流量 楊宗凱 等 滴頭流量對壓砂土壤水鹽分布及西瓜生長 產(chǎn)量的影響 35 3 討 論 土壤覆砂影響土壤蒸 發(fā)與入滲 砂層水分傳輸能 力較弱 土壤層 水分只能以水蒸氣形式向上 擴散 灌 水后土 壤 含水率 較高 但受砂層水分運輸能力 限制 土層水分 不易到達砂層表面補給蒸發(fā)量 23 限制 土壤 蒸發(fā)中的快速失水階段 10 蒸發(fā)損失較小 水分可有 效進入覆砂土壤中 入滲過程 中 砂 層大孔隙具備儲 水能力 導致水分發(fā)生一定橫向運移 24 橫向運移后 因大孔隙導流作用水分垂直 入滲 25 到達土層對土壤 進行濕潤 影響土壤受水方式 26 本試驗水鹽分布特 征受壓砂與滴灌共同影響 水分再分布發(fā)生在灌水后 12 h 內(nèi) 27 滴頭流量 在該時間段內(nèi)顯著影響土壤水分分布 28 覆砂與覆膜 結(jié)合條件下隨滴頭流量的增加 濕潤區(qū)水平 距離 增大 垂直 深度 減小 這與 前人 24 研究結(jié)論相似 本試驗水 分運動規(guī)律與譚軍利等 26 研究 結(jié)果不同 原因可能是 砂層砂礫級配導致的孔隙大小不同 孔隙大小決定砂 層飽和導水率 26 27 滴頭流量與砂層飽和導水率的關(guān) 系決定了水分運動形式 本次試驗灌水后取樣時間距 灌水前較久 該時間段內(nèi)土壤水運動受自然驅(qū)動力影 響大 水分分布形式仍 存在 一定的差異性 說明滴頭 流量對覆砂 土壤水分分布影響較為長久 對改善作物 水分環(huán)境有較大可行性 流量較小的 Q1 處理 滴頭下方垂直脫鹽深度較大 膜間脫鹽效果較差甚至出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象 流量較大的 Q3 處理 脫鹽區(qū)寬淺 表土層以下鹽分累積 這與 前 人 29 研究 規(guī)律 相符 收獲期土壤鹽分均有下降 這可 能是因為西瓜生育期降 水 較多所致 灌溉屬補灌性質(zhì) 說明對 滴頭流量 調(diào)節(jié) 與 降水 結(jié)合 可影響土壤鹽分 分布形式 李德智等 30 研究表明 滴頭流量的改變對作物耗 水規(guī)律造成影響 合適的滴頭流量決定土壤的濕潤區(qū) 與脫鹽區(qū) 形狀 影響植物根系發(fā)育 改善根系吸水效 果 促進作物生長發(fā)育 本 研究 中最適合西瓜生長的 滴頭流量 是 4 L h 此時 根系吸水量最大 灌水后 滴 頭附近形成 面積較大 類圓形 土壤 含水率較低區(qū)域 本試驗將滴頭流量設(shè)置為單一因素 控制的則是 土壤下濕潤區(qū)與脫鹽區(qū)形狀 灌水定額大小影響土壤 濕潤區(qū)大小 31 濕潤區(qū)與脫鹽區(qū)綜合可影響植物根系 發(fā)育吸水 本次試驗灌水定額較小 微咸水滴灌條件 下較小的灌水定額會導致鹽分在土壤表層聚集 32 后 續(xù)試驗可將灌水定額納入試驗因素 以求得最適合當 地西瓜種植的灌水定額與滴頭流量 組合 4 結(jié) 論 1 隨 著滴頭流量增大 水平 濕潤距離 增加 壓 砂地微咸水滴灌 膜間 0 60 cm 土層土壤含水率越高 2 脫鹽區(qū) 形狀 隨滴頭流量增加 從 窄 深 向 寬 淺 發(fā)展 研究區(qū)土壤剖面 土壤 總 含鹽量隨 滴頭流量 增大 而減小 3 本試驗中 滴頭流量為 4 L h 處理 的 西瓜果 實品 質(zhì)表現(xiàn)較好 果形指數(shù) 維生素 C 可溶性糖量較高 該灌溉定額條件下 產(chǎn)量 與灌溉水利用效率隨滴頭流 量增加而提高 4 L h 處理的產(chǎn)量與灌溉水利用效率 處于較高水平 參考文獻 1 趙小勇 寧夏壓砂地生產(chǎn)潛力評價及空間決策系統(tǒng)研究 D 銀川 寧夏大學 2015 2 李文明 呂建國 苦咸水淡化技術(shù)現(xiàn)狀及展望 J 甘肅科技 2012 28 17 76 80 3 虎軍宏 壓砂地滴灌對土壤水熱運移影響的模擬研究 D 蘭州 蘭 州理工大學 2021 4 MULUMBA L N LAL R Mulching effects on selected soil physical properties J Soil and Tillage Research 2008 98 1 106 111 5 WANG J GHIMIRE R FU X et al Straw mulching increases precipitation storage rather than water use efficiency and dryland winter wheat yield J Agricultural Water Management 2018 206 95 101 6 RAHMA A E WANG W TANG Z J et al Straw mulch can induce greater soil losses from loess slopes than no mulch under extreme rainfall conditions J Agricultural and Forest Meteorology 2017 232 141 151 7 王蓉 馬玲 郭永婷 等 優(yōu)化水肥與滴頭間距組合對日光溫室黃瓜 生長及產(chǎn)量的影響 J 節(jié)水灌溉 2021 4 75 81 WANG Rong MA Ling GUO Yongting et al Effects of optimal water fertilizer and interval of water dropper combination on growth and yield of cucumber in solar greenhouse J Water Saving Irrigation 2021 4 75 81 8 阮曉晗 白一茹 王幼奇 等 基于多指標分析和分形維數(shù)的不同種 植年限壓砂地基質(zhì)流與優(yōu)先流特征研究 J 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究 2022 40 1 86 94 RUAN Xiaohan BAI Yiru WANG Youqi et al Characteristics of matrix flow and preferential flow in gravel sand mulched field in different planting years based on multi index analysis and fractal dimension J Agricultural Research in the Arid Areas 2022 40 1 86 94 9 賈振江 趙廣興 李王成 等 寧夏中部 干旱帶砂土混合覆蓋下土壤 蒸發(fā)估算 J 水土保持學報 2022 36 2 219 227 JIA Zhenjiang ZHAO Guangxing LI Wangcheng et al Estimation of soil evaporation under mixed sand cover in arid regions of central Ningxia J Journal of Soil and Water Conservation 2022 36 2 219 227 10 馬己安 馮克鵬 李王成 等 基于水面蒸發(fā)量的寧夏中部干旱帶土 壤蒸發(fā)量 估算研究 J 灌溉排水學報 2020 39 10 35 41 MA Ji an FENG Kepeng LI Wangcheng et al Using water surface evaporation to estimate soil SurfaceEvaporation in arid regions in central Ningxia J Journal of Irrigation and Drainage 2020 39 10 35 41 11 譚軍利 王西娜 金慧娟 等 微咸水灌溉下砂層級配及覆砂厚度對 土壤水鹽運移的影響 J 灌溉排水學報 2020 39 9 7 13 TAN Junli WANG Xi na JIN Huijuan et al The effects of grading and 灌溉排水學報 36 thickness of gravel mulching on water and salt movement in soil under brackish water irrigation J Journal of Irrigation and Drainage 2020 39 9 7 13 12 馬中昇 譚軍利 馬小福 等 不同種植年限對壓砂地土壤鹽分及