第 41 卷 第 3 期 2023 年 6 月 Vol 41 No 3 June 2023 干 旱 氣 象 Journal of Arid Meteorology 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 李擁軍 1 趙曉樂 2 1 甘肅省定西市水利科學研究所 甘肅 定西 743000 2 甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院 甘肅 蘭州 730070 摘 要 為尋求定西市引洮灌區(qū)芹菜適宜灌溉水源 本文采用完全隨機試驗設計 共設置3種灌溉水 源 分別為地下水灌溉 對照 引洮水灌溉和地 引交替灌溉 探究半干旱區(qū)不同灌溉水源對土壤水分 狀況和芹菜生長特性 耗水量 產(chǎn)量 水分利用效率及經(jīng)濟效益等影響 結果表明 與地下水灌溉相 比 引洮水灌溉和地 引交替灌溉的芹菜株高分別降低6 07 3 33 cm 莖粗分別降低1 22 0 78 mm 土 壤貯水量分別降低1 27 和1 98 芹菜產(chǎn)量分別降低15 08 和1 57 水分利用效率分別降低 15 53 和2 46 灌溉水利用效率分別降低15 46 和2 01 總耗水量分別增加0 09 和0 47 芹菜 凈收益分別增加3 1 和18 0 地下水灌溉增產(chǎn)效果最明顯 但水費高 經(jīng)濟效益較低 地 引交替灌 溉雖然產(chǎn)量和水分利用效率略低于地下水灌溉 但水費大大降低 經(jīng)濟效益反而最高 引洮水灌溉下 的各項指標均顯著偏低 P 0 05 盡管水費低 但經(jīng)濟效益較地下水灌溉增幅不大 綜合來看 地 引 交替灌溉可作為定西市引洮灌區(qū)農(nóng)民增產(chǎn)增收的一種可行有效的灌溉水源 關鍵詞 地下水灌溉 引洮水灌溉 地 引交替灌溉 芹菜 水分利用效率 經(jīng)濟效益 文章編號 1006 7639 2023 03 0359 09 DOI 10 11755 j issn 1006 7639 2023 03 0359 中圖分類號 P49 文獻標志碼 A 引 言 我國黃土高原半干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱 降雨 稀少 地下水位較深 地表水匱乏 劉娜等 2022 且水資源分布存在明顯的時空不均 降雨主要集 中于7 9月 雨季與作物需水季錯位 且降雨主要 形式為大雨和暴雨 易造成徑流損失和土壤侵蝕 進而影響資源高效利用和生態(tài)良性循環(huán) 楊麗杰 等 2022 楊陽等 2023 適宜的節(jié)水和灌溉水源 將有助于提高作物單位耗水量的產(chǎn)量 優(yōu)化水資源 利用率 實現(xiàn)水資源均衡科學配置 促使有限水資 源最大化利用 進而促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境可持 續(xù)發(fā)展 李明等 2020 毛盛林和上官周平 2022 畦灌是一種高效節(jié)水灌溉模式 畦灌水源應選擇符 合當?shù)貙嶋H農(nóng)業(yè)條件的水源 需綜合考慮水源溫度 雜質(zhì)含量 pH 養(yǎng)分含量及灌溉經(jīng)濟效益等 Zheng et al 2013 吳凱等 2020 Masseroni et al 2022 近年來 甘肅省高原夏菜種植面積逐漸擴大 種 類日益豐富 產(chǎn)量逐年提高 經(jīng)濟效益顯著增加 甘 肅省已成為全國重要的高原夏菜種植區(qū) 作為高原 夏菜的一種 芹菜種植在滿足蔬菜 西菜東調(diào) 供應 需求的同時 還增加了當?shù)胤N植戶經(jīng)濟收入 調(diào)整區(qū) 域農(nóng)業(yè)種植結構 提高當?shù)卣w農(nóng)業(yè)經(jīng)濟 芹菜是 一年生傘形科淺根系蔬菜 根系吸水能力較弱 抗 旱性較差 植株蒸騰能力較強 對土壤水分狀況要 求嚴格 陳亭亭等 2019 水分主要影響芹菜生長 發(fā)育過程中生理和生態(tài)效應 當土壤含水量充足 時 芹菜可以維持正常生長發(fā)育和生理反應 確保 芹菜擁有較高產(chǎn)量 當土壤含水量較低時 芹菜生 理反應和內(nèi)部結構遭到破壞 出現(xiàn)葉柄纖維增多 葉片萎蔫 植株空心老化 品質(zhì)下降等癥狀 嚴重時 導致死亡 產(chǎn)量降低 Zavadil 2006 馬筱建等 2018 楊海興等 2019 然而 不同灌溉水源可能對作物 生理活動產(chǎn)生不同影響 研究表明 與淡水 地表 水 灌溉相比 微咸水 地下水 與淡水按1 2比例交 替灌溉對芹菜葉片數(shù) 干鮮重 產(chǎn)量等影響不顯著 李擁軍 趙曉樂 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 J 干旱氣象 2023 41 3 359 367 LI Yongjun ZHAO Xiaole Effects of different irtigation sources on growth characteristics and yields of celery in semi arid region J Journal of Arid Meteorology 2023 41 3 359 367 DOI 10 11755 j issn 1006 7639 2023 03 0359 收稿日期 2023 01 14 改回日期 2023 03 13 基金項目 2020年市級科技計劃項目 DX2020N07 資助 作者簡介 李擁軍 1968 男 甘肅定西人 高級工程師 主要從事灌溉試驗及水利科研工作 E mail 461585428 41 卷干 旱 氣 象 王艷芳等 2014 同時 地表水硬度較低 采用地 表水灌溉能夠減少土壤板結 有利于植物根系生長 孫耀民等 2021 在傳統(tǒng)芹菜栽培灌溉技術中大 多采用地下水灌溉 但地下水灌溉存在耗水量大 水分利用效率低 水資源浪費等缺點 因此選取適 宜的灌溉水源在實現(xiàn)水資源科學有效分配的同時 降低大田管理成本投入和節(jié)約有限水資源 引洮工程是新中國成立以來甘肅省內(nèi)最大的 綜合跨流域調(diào)水工程 擁有城鄉(xiāng)生活 灌溉農(nóng)田 水 力發(fā)電 防洪防汛的綜合功能 能夠有效解決甘肅 中部地區(qū)的干旱缺水問題 改善受水區(qū)缺水現(xiàn)狀 提高受水區(qū)人民生活水平 推動受水區(qū)經(jīng)濟可持續(xù) 發(fā)展 據(jù)統(tǒng)計 梁麗霞等 2022 在甘肅省定西市 安定區(qū) 引洮工程為9個鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 306個行政村的37 1 萬人解決了缺水問題 目前 在定西市芹菜種植灌 溉過程中 當?shù)剞r(nóng)戶大多采用地下水漫灌模式 長期 開采地下水會破壞地下水循環(huán)系統(tǒng) 降低地下水水 位及自凈能力 不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng) 良性循環(huán) 陳云香等 2022 隨著引洮工程進一步 完善 外調(diào)洮河水逐漸用于芹菜栽培種植中 不僅 能夠發(fā)揮灌溉效益 增加農(nóng)民收入 還可以解決地下 水匱乏和生態(tài)環(huán)境脆弱等問題 然而 在應用外調(diào) 洮河水灌溉時 需綜合考慮水資源平衡 地下水位 平衡 土壤水分 作物生長和產(chǎn)量等因素 基于此 本文擬開展外調(diào)引洮水畦灌種植的土壤水分動態(tài) 變化 芹菜生長特性 耗水強度 產(chǎn)量和水分利用效 率的評價研究 以期為推廣引洮受水區(qū)高原芹菜種 植技術和促進地下水環(huán)境恢復提供一定理論依據(jù) 1 材料與方法 1 1 研究區(qū)概況 試驗布設于定西市安定區(qū)巉口鎮(zhèn)三十里鋪村 蘇家莊社 102 50 E 37 52 N 海拔1 958 m 其位 于黃土高原西部半干旱地區(qū) 距離定西市15 km 為 引洮供水一期工程典型灌溉區(qū) 該地區(qū)屬于溫帶 季風氣候 具有降水量少 晝夜溫差大等特點 據(jù) 安定區(qū)氣象觀測資料統(tǒng)計 試驗區(qū)年平均日照時長 2 500 h 年平均氣溫6 2 極端最高 最低氣溫分 別為34 3 27 1 年平均無霜期141 d 年平均降 水量428 mm 且降水多集中在夏末秋初 年平均蒸 發(fā)量1 500 mm 試驗地土壤質(zhì)地為黃綿土 耕層 0 40 cm 平均土壤容重1 35 g cm 3 田間持水量和 凋萎系數(shù)分別為24 和6 7 土壤化學性質(zhì)見表1 當?shù)刈魑锸熘茷橐荒暌皇?1 2 試驗設計與差異性檢驗 試驗供試芹菜品種為 文圖拉 西芹 Apium Graveolens 采用完全隨機試驗設計 共設置3個處 理 分別為地下水灌溉 引洮水灌溉和地下水與引 洮水交替灌溉 簡稱 地 引交替灌溉 每個處理3 次重復 其中 以當?shù)仄毡閼玫牡叵滤喔葹閷?照 地下水灌溉 引洮水灌溉 是指芹菜全生育期 采用當?shù)氐叵滤?外調(diào)洮河引用水 灌溉 芹菜全 生育期地 引交替灌溉時 當?shù)氐叵滤c外調(diào)洮河 引用水交替灌溉的頻次比例為1 1 試驗小區(qū)長和 寬分別為10 m和5 m 為減少相鄰試驗小區(qū)之間水 分側滲 試驗小區(qū)間用100 cm塑料薄膜隔離 當土 壤含水量低于田間持水量的77 5 時 采用畦灌進 行灌溉 確保芹菜正常生長發(fā)育 采用Duncan新復極差分析法 蓋鈞鎰 2013 檢驗不同處理間差異顯著性 P20 40 全氮 g kg 1 0 59 0 49 全磷 g kg 1 0 68 0 59 全鉀 g kg 1 25 93 23 87 有機質(zhì) g kg 1 10 12 8 25 水解氮 mg kg 1 72 12 35 41 速效磷 mg kg 1 8 34 4 35 速效鉀 mg kg 1 125 12 86 23 pH值 7 78 7 73 360 第 3 期 李擁軍等 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 或以地表徑流流失 造成水資源浪費 因此 本試 驗單次灌溉量為最大灌溉量 其計算公式 郭勇等 2022 如下 I max D m FC SWC R m 1 式中 I max mm 為最大灌溉量 D m cm 為計劃灌溉 土壤濕潤層深度 本文取100 cm FC 為田間持 水量 本文取24 0 SWC 為實際土壤含水量 R m 為濕潤比 本文取1 本試驗中 當田間實際含水 量低于田間持水量的77 5 時進行灌溉 灌溉量為 最大灌溉量 54 mm 芹菜全生育期共灌水16次 幼苗期 5月23日至7月18日 葉叢生長期 7月19 日至8月28日 和心葉生長期 8月29日至9月16 日 灌水次數(shù)分別為10 4 2次 芹菜全生育期降水量為320 8 mm 其中幼苗期 葉叢生長期和心葉生長期降雨量分別為146 7 145 9 28 2 mm 全生育期累積無效降水量 降水量小 于5 0 mm 和累積有效降水量分別為52 3 268 5 mm 且有效降水以大雨或暴雨為主 芹菜生育期內(nèi)灌 溉量和降水量如圖1所示 1 5 種植管理 試驗前 試驗區(qū)已連續(xù)種植5 a馬鈴薯 2020年 馬鈴薯收獲后深耕滅茬 2021年5月1日開始整 地 并劃分試驗小區(qū) 每個試驗小區(qū)長10 m 寬5 m 植株行距 株距分別為20 10 cm 共種植26行 5月 23日移栽 移栽根系深度為6 cm 移栽當日統(tǒng)一采 用畦灌灌溉定植水 確保芹菜根系與土壤密切接 觸 在整個生育期內(nèi) 施基肥一次 腐熟農(nóng)家肥7 5 10 4 kg hm 2 不使用除草劑和殺蟲劑 采用人工除草 1 6 樣品采集和測定 1 芹菜株高和莖粗 從移栽后到收獲前 在每個小區(qū)每隔10 d選取 5株長勢均勻的芹菜 利用鋼尺測量株高 采用游標 卡尺在植株1 2處測量莖粗 將其平均值記為各小 區(qū)芹菜株高和莖粗 2 土壤貯水量 在每次灌溉前1 d和灌溉后1 d 利用中子儀測 定土壤含水量 根據(jù)芹菜根系分布狀況 郝秀芬 2016 和前人取樣經(jīng)驗 梁媛媛等 2009 土壤水分 測定深度為100 cm 0 20 cm土層取樣間隔為10 cm 20 100 cm土層取樣間隔為20 cm 共6層 每個小區(qū) 取樣3次 采用環(huán)刀法測定土壤容重 土壤容重的 測定深度和取樣分層與土壤含水量一致 土壤貯 水量計算公式 李富春等 2018 如下 SWS i 1 6 SWC i BD i D i 10 2 式中 SWS mm 為土壤貯水量 SWC i 為第i層土 壤含水量 BD i g cm 3 為第i層土壤容重 D i cm 為 第i層土壤深度 3 耗水量和耗水強度 芹菜各生育期耗水量 馬尚宇等 2014 和耗水 強度 方彥杰等 2020 的計算公式如下 WC 10 i 1 6 BD i D i SWC i1 SWC i2 I P UWR 3 表2 灌溉水水質(zhì) Tab 2 Water quality of irrigation water 類 型 地下水 引洮水 總氮 mg L 1 10 60 0 75 總磷 mg L 1 0 11 0 01 氨氮 mg L 1 1 12 0 025 鈣 mg L 1 98 40 16 67 鎂 mg L 1 229 21 38 04 鐵 mg L 1 0 025 0 025 鉀 mg L 1 17 54 1 66 礦化度 mg L 1 2 140 298 pH值 7 49 7 30 圖1 芹菜生育期灌溉量和降水量 Fig 1 Irrigation and precipitation of celery during the growth period 361 41 卷干 旱 氣 象 IWC WC T 4 式中 WC mm 為某生育期耗水量 IWC mm d 1 為 某生育期耗水強度 SWC i1 SWC i2 分別為該生育 期第i層土壤起始日含水量和終止日含水量 I mm 為該生育期灌溉量 P mm 為該生育期降水量 UWR mm 為該生育期地下水補給量 當?shù)叵滤?度超過5 m時 其值可忽略不計 T d 為某生育期持 續(xù)時間 4 芹菜產(chǎn)量和水分利用效率 在芹菜心葉生長后期 9月16日 每個小區(qū)隨 機選取10株長勢良好的芹菜 手工收獲地上植株部 分 稱量鮮重 然后 稱取5 6 kg鮮樣 在105 溫度 下殺青30 min后自然風干4 5 d至恒重 稱量干重 根據(jù)干鮮比和株數(shù)計算小區(qū)芹菜產(chǎn)量 水分利用效率和灌溉水利用效率的計算公式 郭勇等 2022 如下 WUE Y ET 5 IWUE Y I t 6 式中 WUE IWUE kg hm 2 mm 1 分別為水分利用 效率和灌溉水利用效率 Y kg hm 2 為芹菜產(chǎn)量 I t mm 為全生育期總灌溉量 5 經(jīng)濟效益 經(jīng)濟效益計算公式 鄒宇鋒等 2020 如下 NI Y P u C t 7 式中 NI 元 hm 2 為凈收益 P u 元 kg 1 為芹菜 單價 2021年芹菜價格為0 8元 kg 1 C t 元 hm 2 為種植芹菜總成本 總支出包括芹菜苗 肥料 水 費 人工支出及其他支出 其中計算水費支出時 當?shù)氐叵滤喔葍r格為1 60元 m 3 引洮水灌溉 價格為0 56元 m 3 董海霞 2020 上述所有參 數(shù)的計算均按照2021年試驗季度的市場價格 灌 溉成本 水費 的計算前提是田間供水系統(tǒng) 水泵 水渠 灌溉管道等 配備完善 可以隨時保證灌溉 要求 2 結果與分析 2 1 灌溉水源對芹菜生長特性的影響 圖2是不同灌溉水源下芹菜株高和莖粗的變 化 可以看出 在芹菜生長前期 株高和莖粗變化 不大 各處理差異不明顯 從移栽60 d后 各處理株 高和莖粗開始增大 差異逐漸增加 并在100 d差異 達到最大 結合Duncan新復極差分析結果 引洮水 灌溉和地 引交替灌溉的芹菜株高和莖粗均顯著 P40 100 cm土壤含 水量分別為19 41 和18 21 灌溉后一天分別增 加至23 02 和21 30 對于引洮水灌溉處理 灌溉 前一天0 40 cm和 40 100 cm土壤含水量分別為 19 40 和17 90 灌溉后一天分別增加至22 92 和19 92 對于地 引交替灌溉處理 灌溉前一天0 圖2 不同灌溉水源芹菜株高 a 和莖粗 b 變化 Fig 2 Changes of plant height a and stem diameter b of celery under different irrigation water sources 362 第 3 期 李擁軍等 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 40 cm和 40 100 cm土壤含水量分別為19 45 和 18 01 灌溉后一天分別增加至22 69 和20 66 可見 不同灌溉水源0 40 cm土層土壤含水量增加 更明顯 與灌溉前相比 地下水灌溉 引洮水灌溉 和地 引交替灌溉在第1次灌溉后0 100 cm土壤含 水量分別增加3 35 2 77 和2 94 表明在單次 灌溉量相同情況下 灌溉后0 100 cm土壤含水量增 加幅度自地下水灌溉 地 引交替灌溉 引洮水灌溉 依次減小 2 3 灌溉水源對土壤貯水量的影響 圖4是不同生育期不同灌溉水源0 100 cm土壤 貯水量 可以看出 在芹菜幼苗期 地下水灌溉與引 洮水灌溉和地 引交替灌溉的0 100 cm土壤貯水量 差異顯著 P0 05 就芹菜全生育期而 言 引洮水灌溉和地 引交替灌溉的芹菜耗水量較 地下水灌溉分別增加0 09 和0 47 地下水灌溉 引洮水灌溉和地 引交替灌溉的芹菜平均日耗水強 度依次增大 分別為9 84 9 85 9 89 mm d 1 2 5 灌溉水源對芹菜產(chǎn)量和水分利用效率的影響 表3是不同灌溉水源的芹菜產(chǎn)量 水分利用效 率和灌溉水利用效率 可以看出 地下水灌溉和 地 引交替灌溉的芹菜產(chǎn)量 水分利用效率和灌溉 水利用效率無顯著差異 但均顯著高于引洮水灌溉 P 0 05 與地下水灌溉 對照處理 相比 引洮水灌 溉和地 引交替灌溉的芹菜產(chǎn)量分別低15 08 和 1 57 水分利用效率分別低15 53 和2 46 灌溉 水利用效率分別低15 46 和2 01 圖4 各生育期不同灌溉水源0 100 cm土壤貯水量 不同字母表示處理間差異顯著 P 0 05 相同字母則表示 差異不顯著 下同 Fig 4 Soil water storage at 0 100 cm depth under different irrigation water sources at different growth periods The different letters indicate that the difference is significant under different treatments at P 0 05 level while the same letters indicate that the difference isn t significant the same as below 圖3 不同灌溉水源第1次灌溉 5月24日 前后土壤含水量變化 a 地下水灌溉 b 引洮水灌溉 c 地 引交替灌溉 Fig 3 Change of soil water content before and after the first irrigation on 24 May of different water sources a underground water irrigation b Tao river irrigation c alternative irrigation both underground water and Tao river 363 41 卷干 旱 氣 象 2 6 灌溉水源對經(jīng)濟效益的影響 從不同灌溉水源的芹菜經(jīng)濟效益 表4 看出 芹 菜苗 肥料 人工和其他支出相同 而不同灌溉水源的 水費支出不同 地下水灌溉 引洮水灌溉和地 引交替 灌溉的水費支出分別為13 824 4 838 9 331元 hm 2 引洮水灌溉和地 引交替灌溉較地下水灌溉節(jié)約水 費分別為65 0 和32 5 在3種灌溉水源中 地 引 交替灌溉的凈收益最高為22 276元 hm 2 地下水灌 溉的凈收益最低為18 874元 hm 2 引洮水灌溉和 地 引交替灌溉的凈收益較地下水灌溉分別增加 3 1 和18 0 3 討 論 水分是決定芹菜生長好壞的主要因素 在我 國黃土高原半干旱地區(qū) 水資源緊缺問題日益加 重 合理灌溉不僅可以節(jié)約水資源和提高水資源利 用率 同時能夠滿足作物生長發(fā)育所需的水分 達 到提高灌溉水利用率的目的 Yang et al 2014 充 分利用土壤水分是優(yōu)化灌溉模式和提高水分利用 效率的有效方法 芹菜是一種淺根系作物 過量灌 溉未必能增加土壤有效貯水量 反而增加土壤水分 深層側漏 而過少灌溉則降低土壤貯水量 無法滿 足芹菜生長發(fā)育需求 進而降低芹菜產(chǎn)量 因此 合 理的灌溉模式既能節(jié)約水資源 也能滿足作物高產(chǎn) 種植對水分的需求 郭勇等 2022 本研究中 與 地下水灌溉相比 在芹菜幼苗期引洮水灌溉和地 引交替灌溉的0 100 cm土壤貯水量分別顯著降低 而在葉叢生長期和心葉生長期二者并未顯著降低 究其原因可能是 幼苗期芹菜植株矮小 植物蒸騰 作用較弱 土壤蒸散主要以蒸發(fā)為主 加之引洮水 的水溫較高 礦化程度較低 溶質(zhì)較少 太陽光直射 土壤表面導致蒸發(fā)量顯著增加 最終導致引洮水和 地 引交替灌溉的土壤貯水量顯著低于地下水灌 溉 在葉叢生長期和心葉生長期 由于芹菜葉面積 較大 太陽輻射對土壤表面作用較小 3種灌溉水源 對土壤蒸發(fā)影響不顯著 進而導致處理間土壤貯水 量差異不顯著 芹菜是一種耗水量較高的蔬菜作物 其生長發(fā) 育受土壤水分虧缺程度 礦化程度等因素影響 因 此灌溉水源及灌溉量對芹菜生長發(fā)育起到重要作 用 楊軍等 2016 張曉娟等 2017 水分利用效率 表4 不同灌溉水源的芹菜經(jīng)濟效益 Tab 4 Economic benefits of celery under different irrigation water sources 單位 元 hm 2 不同處理 地下水灌溉 引洮水灌溉 地 引交替灌溉 支出 芹菜苗 15 000 15 000 15 000 肥料 5 400 5 400 5 400 水費 13 824 4 838 9 331 人工 750 750 750 其他 500 500 500 收入 54 348 45 946 53 258 凈收益 18 874 19 458 22 276 表3 不同水源灌溉下芹菜產(chǎn)量和水分利用效率 Tab 3 Yield and water use efficiency of celery under different irrigation water sources 不同處理 地下水灌溉 引洮水灌溉 地 引交替灌溉 初始土壤貯水量 mm 273 0a 270 4a 271 8a 季末土壤貯水量 mm 306 0a 302 3a 299 4a 產(chǎn)量 kg hm 2 67 635a 57 433b 66 572a 水分利用效率 kg hm 2 mm 1 118 0a 99 6b 115 1a 灌溉水利用效率 kg hm 2 mm 1 157 3a 132 9b 154 1a 注 不同字母表示處理間差異顯著 P 0 05 相同字母則表示差異不顯著 圖5 各生育期不同灌溉水源的芹菜耗水量 a 和日耗水強度 b Fig 5 Water consumption a and intensity of daily water consumption b of celery under different irrigation water sources at different growth periods 364 第 3 期 李擁軍等 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 反映了作物對土壤水分的利用程度 是作物高效用 水的重要指標 Cai et al 2022 灌溉水利用效率 是衡量灌溉技術水平高低和灌溉工程質(zhì)量的重要 指標 能夠反映灌溉水源對提高水資源利用率是否 具有優(yōu)勢 研究表明 水分利用效率和灌溉水利用 效率及產(chǎn)量受作物種類 灌溉量 灌溉水源及水質(zhì) 前期土壤含水量 土壤質(zhì)地等因素影響 Maheshwari and Grewalh 2009 張凱等 2012 Tang et al 2015 閔迪等 2020 Beltr n Sanahuja et al 2021 研究 表明 當作物產(chǎn)量較低時 作物產(chǎn)量與耗水量呈正 相關關系 當作物產(chǎn)量達到最高水平后 作物產(chǎn)量 隨耗水量增加而降低 Sun et al 2006 與地下水 灌溉相比 黃河水灌溉下河套區(qū)玉米產(chǎn)量增加 5 6 水分利用效率增加17 3 丁艷宏等 2018 與地下微咸水灌溉和地表淡水灌溉相比 地下水和 地表水交替灌溉的作物產(chǎn)量增加24 80 33 54 水分利用效率增加6 23 32 21 潘春洋等 2020 本研究結果表明 與地下水灌溉相比 引洮 水灌溉和地 引交替灌溉的黃土高原半干旱區(qū)芹菜 產(chǎn)量分別降低15 08 和1 57 水分利用效率分別 降低15 53 和2 46 與上述研究結果 丁艷宏等 2018 潘春洋等 2020 相反 其原因可能是 引洮 水 地表水 中氮 磷元素含量遠低于地下水 地表 水灌溉降低了土壤養(yǎng)分含量 限制芹菜生長發(fā)育 進而導致產(chǎn)量最低 而地 引交替灌溉則可以緩解 芹菜生長發(fā)育過程中營養(yǎng)元素缺乏等問題 合理的灌溉制度和灌溉水源能夠達到作物高 產(chǎn)和節(jié)約水資源的目的 合理的灌溉水源可以降 低土壤鹽漬化和鹽堿化 改良土壤結構 對當?shù)厣?態(tài)效益和經(jīng)濟效益至關重要 朱靜等 2012 若長 期采用地下水灌溉 可能會導致地下水埋深加大 水質(zhì)惡化 地面不同程度塌陷等較嚴重的環(huán)境問 題 自引洮灌溉工程實施后 引洮水已成為農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)中地下水的重要補充 李小東等 2016 寇霞和賈 曄 2018 本研究結果表明 地下水灌溉盡管產(chǎn)量 高 但成本也較高 而引洮水灌溉盡管成本低 但產(chǎn) 量也較低 相比地下水灌溉和引洮水灌溉 地 引交 替灌溉的經(jīng)濟凈收益最高 是定西市引洮灌區(qū)芹菜 最適宜的灌溉水源 需要指出的是 地 引交替灌 溉的產(chǎn)量和水分利用效率雖然略低于地下水灌溉 但水費大大降低 故經(jīng)濟效益反而最高 因此地 引 交替灌溉能夠節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本 提高社會效益 增加農(nóng)民經(jīng)濟收入 可作為農(nóng)民普遍認可和接受的 灌溉水源 為更好地評估引洮水灌溉對當?shù)厣鷳B(tài) 效益和作物增產(chǎn)的影響機理 今后將集中于引洮水 對灌區(qū)土壤養(yǎng)分 微生物環(huán)境 作物根系 水土流失 等方面的研究 4 結 論 本文利用在定西市引洮灌區(qū)布設的大田灌溉 試驗 開展了地下水 引洮水灌溉和二者交替灌溉 對土壤水分狀況和芹菜生長特性 耗水量 產(chǎn)量 水 分利用效率及經(jīng)濟效益等研究 主要結論如下 1 與地下水灌溉相比 引洮水灌溉和地 引交 替灌溉的芹菜株高 莖粗 土壤貯水量和水分利用 效率均有不同程度的降低 而土壤耗水量 日耗水 強度和芹菜經(jīng)濟效益則有所增加 2 地下水灌溉增產(chǎn)效果最明顯 引洮水灌溉 降低水費投入 而地 引交替灌溉經(jīng)濟效益最高 因此 地 引交替灌溉可作為定西市引洮灌區(qū)農(nóng)民 增加經(jīng)濟收入的一種可行有效的手段 參考文獻 陳亭亭 楊培偉 張樹輝 2019 芹菜素抗腫瘤機制的研究進 展 J 中國現(xiàn)代應用藥學 36 4 507 510 陳云香 李芳 陳浩偉 等 2022 甘肅省引洮供水工程水環(huán)境 效益綜合評價研究 J 中國農(nóng)村水利水電 7 170 174 丁艷宏 屈忠義 李昌見 等 2018 不同灌溉水源及方式對 玉米生長特性及水肥利用效率的影響 J 灌溉排水學 報 37 8 1 7 董海霞 2020 內(nèi)官 香泉盆地蔬菜種植區(qū)地下水利用及水 資源置換調(diào)查分析 J 甘肅水利水電技術 56 2 18 20 方彥杰 張緒成 于顯楓 等 2020 旱地立式深旋耕方式下有 機肥替代對飼用玉米耗水特性和產(chǎn)量的影響 J 作物 學報 46 12 1 958 1 969 蓋鈞鎰 2013 試驗統(tǒng)計方法 M 4版 北京 中國農(nóng)業(yè)出 版社 郭勇 馬娟娟 鄭利劍 等 2022 滴灌水分調(diào)控對設施芹菜生 長與水分利用的影響 J 節(jié)水灌溉 9 9 16 郝秀芬 2016 綠葉菜類蔬菜施肥技術 J 天津農(nóng)林科技 1 29 30 寇霞 賈曄 2018 定西市安定區(qū)引洮供水一期工程受水區(qū)水 資源高效利用探索 J 農(nóng)業(yè)科技與信息 5 99 101 李富春 王琦 張登奎 等 2018 坡地打結壟溝集雨對水土流 失 紫花苜蓿干草產(chǎn)量和水分利用效率的影響 J 水土 保持學報 32 1 147 156 李明 葛晨昊 鄧宇瑩 等 2020 黃土高原氣象干旱和農(nóng)業(yè) 干旱特征及其相互關系研究 J 地理科學 40 12 2 105 2 114 李小東 張鳳華 朱煜 2016 新疆南疆典型地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水 365 41 卷干 旱 氣 象 質(zhì)與土壤鹽漬化關系的研究 J 新疆農(nóng)業(yè)科學 53 7 1 260 1 267 梁麗霞 楊富元 張忠揚 等 2022 引洮一期工程對受水區(qū) 水資源變化影響研究 J 中國農(nóng)村水利水電 8 84 89 梁媛媛 孫景生 郭鳳臺 等 2009 日光溫室芹菜適宜灌溉指 標研究 J 灌溉排水學報 28 2 48 50 劉娜 黃武斌 楊建才 等 2022 基于SCTP RF算法的甘肅 省短期定量降水客觀預報方法研究 J 干旱氣象 40 1 146 155 馬尚宇 于振文 張永麗 等 2014 不同畦寬灌溉對小麥耗水 特性和產(chǎn)量及水分利用效率的影響 J 中國農(nóng)業(yè)科學 47 8 1 531 1 540 馬筱建 孫景生 劉浩 等 2018 不同方式加氣灌溉對溫室芹 菜生長及產(chǎn)量的影響研究 J 灌溉排水學報 37 4 29 33 毛盛林 上官周平 2022 近20年黃土高原土地利用 植被覆 蓋變化特征及其成因 J 水土保持研究 29 5 213 219 閔迪 王增紅 李援農(nóng) 等 2020 不同灌水和施氮水平對河西 春玉米水氮利用效率和經(jīng)濟效益的影響 J 干旱地區(qū) 農(nóng)業(yè)研究 38 5 153 160 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所 2006 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準 GB5084 2005 S 北京 中國標準出版社 潘春洋 楊樹青 婁帥 等 2020 多水源交替灌溉模式對玉米 生長特性及產(chǎn)量的影響 J 中國土壤與肥料 1 165 171 孫耀民 王勇 王則勛 等 2021 引黃灌溉對土壤質(zhì)地和小 麥產(chǎn)量影響的試驗研究 J 水利科學與寒區(qū)工程 4 5 21 25 王艷芳 曹玲 陳寶悅 等 2014 咸淡水交替灌溉對芹菜生 長及品質(zhì)的影響 J 北方園藝 10 5 8 吳凱 殷會娟 何宏謀 等 2020 基于水文連通特征的黃土高 原淤地壩系水資源挖潛調(diào)控利用體系 J 應用基礎與 工程科學學報 28 3 717 726 楊海興 張晶 李強 等 2019 蘭州高原夏菜芹菜標準化栽培 技術 J 中國蔬菜 1 92 93 楊軍 廉曉娟 王艷 等 2016 滴灌條件下不同灌溉量對芹菜 耗水量和水分利用效率的影響 J 江蘇農(nóng)業(yè)學報 32 3 656 661 楊麗杰 曹彥超 劉維成 等 2022 隴東黃土高原旱區(qū)短時強 降水的時空分布特征及地形影響研究 J 干旱氣象 40 6 945 953 楊陽 劉良旭 張萍萍 等 2023 黃土高原土壤水分 有機碳 微生物耦合作用研究進展 J 生態(tài)學報 43 4 1 714 1 725 張凱 張玉鑫 陳年來 等 2012 甘肅省高原夏菜種植氣候區(qū) 劃 J 西北農(nóng)林科技大學學報 自然科學版 40 5 179 185 張曉娟 李玉蓮 王曉軍 等 2017 不同栽培與灌溉方式對設 施芹菜生長及產(chǎn)量的影響 J 中國農(nóng)村水利水電 2 40 42 朱靜 楊再強 柳笛 等 2012 設施芹菜光合特性對寡照脅迫 的響應 J 干旱氣象 30 1 53 58 鄒宇鋒 蔡煥杰 張體彬 等 2020 河套灌區(qū)不同灌溉方式春 玉米耗水特性與經(jīng)濟效益分析 J 農(nóng)業(yè)機械學報 51 9 237 248 BELTR N SANAHUJA A PONCE LANDETE M DOMINGO MART NEZ M I et al 2021 Optimization of volatile com pounds extraction from industrial Celery Apium graveo lens by products by using response surface methodology and study of their potential as antioxidant sources J Foods 10 11 2664 DOI 10 3390 foods10112664 CAI L P FAN D L WEN X J et al 2022 Spatiotemporal ten dency of agricultural water use efficiency in the northern most Yellow River indicator comparison and interactive driving factors J Journal of Arid Environments 205 268 379 MAHESHWARI B L GREWALH S 2009 Magnetic treatment of irrigation water its effects on vegetable crop yield and water productivity J Agricultural Water Management 96 8 1 229 1 236 MASSERONI D GANGI F GALLI A et al 2022 Behind the efficiency of border irrigation lesson learned in Northern Italy J Agricultural Water Management 269 107717 DOI 10 1016 j agwat 2022 107717 SUN H Y LIU C M ZHANG X Y et al 2006 Effects of irri gation on water balance yield and WUE of winter wheat in the North China Plain J Agricultural Water Manage ment 85 211 218 TANG J J FOLMER H XUE J H 2015 Technical and alloca tive efficiency of irrigation water use in the Guanzhong Plain China J Food Policy 50 43 52 YANG J Y HE Z L YANG X E et al 2014 Effect of lead on soil enzyme activities in two red soils J Pedosphere 24 6 817 826 ZAVADIL J 2006 Optimization of irrigation regime for early potatoes late cauliflower early cabbage and celery J Soil and Water Research 13 4 139 152 ZHENG J H HUANG G H WANG J et al 2013 Effects of water deficits on growth yield and water productivity of drip irrigated onion Allium cepa L in an arid region of Northwest China J Irrigation Science 31 5 995 1 008 366 第 3 期 李擁軍等 半干旱區(qū)不同灌溉水源對芹菜生長特性和產(chǎn)量的影響 Effects of different irtigation sources on growth characteristics and yields of celery in semi arid region LI Yongjun 1 ZHAO Xiaole 2 1 Dingxi Hydraulic Science Research Institute of Gansu Province Dingxi 743000 Gansu China 2 College of Grassland Science Gansu Agricultural University Lanzhou 730070 China Abstract In order to seek a suitable irrigation water source in the Tao river irrigation area of Dingxi of Gansu Province this study adopt