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标题	基于蒸发皿蒸发量的黄瓜滴灌灌溉制度试验研究
范文	武剑+焦艳平+王福田+李月霞+刘伊明 摘要：日光温室覆膜滴灌条件下，采用Φ20标准蒸发皿的水面蒸发量为控制灌溉参数，研究了不同蒸发皿系数（Kcp=0.6，0.8，1.0，和1.2）的灌水量对黄瓜生长的影响。试验结果表明：在秋冬茬口的日光温室内，垄作覆膜滴灌条件下，黄瓜的株高、叶面积以及经济产量都随着灌水量的增加而提高，但灌溉水利用效率随之降低。综合考虑黄瓜产量和灌溉水利用效率，日光温室覆膜滴灌条件下秋冬茬口黄瓜生产时，当灌水周期为2 d时，蒸发皿系数取为08～10，产量和灌溉水利用效率都较高，推荐作为该茬口的灌溉制度技术指标。 关键词：日光温室；黄瓜；蒸发皿蒸发量；滴灌；产量；灌溉水利用效率 中图分类号：S274.1文献标志码：A文章编号： 1672-1683（2015）001-0075-03 Study on cucumber drip irrigation scheduling in solar Greenhouse based on water surface evaporation of a 20 cm standard pan WU Jian1，JIAO Yan-ping2，3，WANG Fu-tian2，3，LI Yue-xia2，3，LIU Yi-ming4 （1.Hebei Research Institvte of Investigation and Design of Water Conservancy and Hydro power，Tianjin 300250，China；2.Hebei Provincial Academy of Water Resources，Shijiazhuang 050051，China；3.Hebei Engineering Research Center for Water Saving in Agriculture，Shijiazhuang 050051，China；4.Semi-arid Agriculture Engineering and Technology Research Center of China，Shijiazhuagn 050051，China） Abstract：Based on the irrigation interval of 2 days，this study was conducted to evaluate the effects of different pan coefficient（Kcp=06，08，10，12）on the growth and irrigation water use efficiency of cucumber under mulch drip irrigation in solar greenhouse in 2013.Irrigation amount were determined by water surface evaporation（Ep） measured by a standard 02 m diameter pan.The results showed that the plant height，LAI，and SPAD reading of cucumber all increased with the increasing of irrigation amount.The higher irrigation amount lead to the increase of fruit yields，but the highest irrigation water use efficiency were achieved with the pan coefficient of 06.From the view point of high yield and water saving，the pan coefficient of 08 or 10 should be suggested as a guideline to irrigate cucumber in solar greenhouse. Key words：solar greenhouse；cucumber；pan evaporation；drip irrigation；yield；irrigation water use efficiency 蒸发皿蒸发量反映了温度、湿度、风速、太阳辐射以及平流等气象要素对蒸发力的综合影响，已被广泛应用于不同尺度的农田观测。关于作物耗水量与蒸发皿蒸发量的关系，国内外学者进行了大量研究。对于A级蒸发皿，蒸发皿系数（作物耗水量与蒸发量比值）为1时，大田地面灌溉辣椒总干物质最高[1]。北京地区日光温室覆膜滴灌条件下，樱桃西红柿在苗期、开花坐果期、盛果期和盛果后期的A级蒸发皿系数分别为010、065、176、206[2]。对于Φ20标准蒸发皿，山西太原棚室内，黄瓜盛果期的耗水量和冠层顶部蒸发皿蒸发量基本一致[3]。在日本的遮雨棚内，春季黄瓜高产的Φ20蒸发皿系数为10，秋季蒸发皿系数为175时，黄瓜的产量最高[4]。在广西甘蔗产区，综合考虑甘蔗产量、品质、含糖量和灌溉水利用效率，选择冠层顶部水面蒸发量的100倍作为甘蔗栽培的灌溉量[5]。 本试验的目的是通过20 cm口径的蒸发皿蒸发量来控制灌水量，研究日光温室覆膜滴灌条件下秋冬茬口黄瓜对不同灌水量的生长响应，从而制定黄瓜的滴灌灌溉制度，为日光温室蔬菜栽培合理灌溉提供科学依据。 1材料与方法 1.1试验地概况 试验于2013年7月-12月在廊坊市永清县农户合作社暖棚内进行。位于北纬39°13′，东经116°27′，海拔12 m，属暖温带半干旱大陆性季风气候区，年均降雨量5476 mm左右，年均气温115 ℃，年均日照时数2 740 h，年均风速30 m/s，无霜期183 d。日光温室内耕作层土壤质地为沙壤土，土壤干容重150 g/cm3，田间持水率0173 m3/m3。 1.2试验处理 该试验于2013年7月-2013年12月进行。供试黄瓜（Cucumis sativus L.）品种为翠冠秋瓜501，为中早熟河北唐山秋黄瓜系列。于7月5日浸种催芽育苗， 8月10日苗2叶1心开始移栽缓苗，9月10日开始处理，11月30日结束试验。株行距均为03 m，缓苗期各处理灌水一致，播种前试验地撒施化肥纯氮145 kg/hm2，五氧化二磷365 kg/hm2，腐熟干鸡粪7 500 kg/hm2。采用吊绳吊蔓固定瓜蔓，20叶以后去掉下部老黄病叶，为提高产量和生长期，落蔓不摘心。生育期内各个处理施肥、农艺措施相同。 试验包括4个灌水量处理，每个处理灌水量分别为室内20 cm小型蒸发皿水面蒸发量的06倍（Ep 06，）、08倍（Ep 08）、10倍（Ep 10）、12倍（Ep 12），每个处理灌水周期设置为2 d。每个处理 3次重复，每个重复一条栽培垄，本试验共12个栽培垄。 1.3测试内容与方法 蒸发皿蒸发量：20 cm的小型蒸发皿安装在试验区中央位置番茄冠层稍高处，其高度随着番茄冠层位置的改变而相应调整，每天上午8：30记录蒸发皿内剩余水量并计算灌水周期内总蒸发量，同时换上20 mm的新鲜蒸馏水；土壤含水率：利用FDS100土壤水分传感器自动连续监测土壤容积含水率；黄瓜株高和叶面积：在每个处理的3垄小区内，固定6株作物，每10 d测1次株高，其中3株，每10 d测定1次所有叶片的叶长和叶宽，计算叶面积指数；黄瓜叶绿素：叶绿素仪SPAD-502是一种手持式光谱仪，通过叶片对两种波长光吸收之间的差异来确定叶绿素含量，可在田间无损检测植物叶片叶绿素含量，测定结果反映植物叶片叶绿素含量的相对值，在每个处理的3垄小区内，每隔10 d各选取20片上部功能叶测定SPAD值。 2结果与分析 2.1温室内外环境变化 图1所示为早8：00、下午2：00温室内外气温和地温的变化情况。黄瓜生育期9月-11月份室外8：00最低气温-112 ℃，平均气温92 ℃，下午2：00最高气温299 ℃，平均气温177 ℃。室内8：00平均气温159 ℃，最低气温35 ℃，下午2：00平均气温262 ℃，最高气温43 ℃，最低气温75 ℃。室内8：00平均10 cm地温170 ℃，最低10 cm地温90 ℃，下午2：00平均10 cm地温187 ℃，最高地温265 ℃，最低地温105 ℃。 图2所示为早8：00、下午2：00和晚8：00时温室内外空气湿度变化情况。室内8：00平均湿度874%，最高湿度100%，最低湿度560%；下午2：00平均湿度615%，最低湿度252%，最高湿度99%；晚上8：00平均湿度878，最高湿度100%，最低湿度70%。温室外8：00平均湿度872%，最高湿度99%，最低400%；下午2：00平均湿度563%，最低湿度180%，最高湿度990%；晚上8：00平均湿度760%，最高湿度980%，最低湿度220%。不同时段温室内平均湿度均高于温室外平均湿度。 黄瓜生育期最适宜温度范围15 ℃～32 ℃，白天20 ℃～32 ℃，夜晚15 ℃～18 ℃。地温适宜温度20 ℃～25 ℃，最适宜空气湿度80%～90%[7]。本试验整个黄瓜生育期中，温室内11月11日后期一周内气温较低外，其余时间温湿度基本控制在黄瓜生长较适宜的范围内。 图1日不同时刻温室内外气温和地温的变化 图2日不同时刻温室内外空气湿度的变化 2.2不同处理的灌溉量和土壤含水量的变化 图3 为温室内不同处理的黄瓜生育期累积灌水量和冠层蒸发皿蒸发量，冠层20 cm蒸发皿累计蒸发量为111 mm，日平均蒸发量为15 mm，四个处理的累积灌水量分别为66、87、111和133 mm，四个处理的累积灌水量分别为冠层蒸发量的60%、80%、100%和120%。 图3不同处理黄瓜累计灌水量和冠层蒸发皿蒸发量 图4 为不同灌水量处理下滴头正下方20 cm 深度处日平均土壤含水量的变化过程。温室内土壤水分不受降雨的影响，土壤含水量完全受覆膜滴灌水分的控制，可以看出，试验开始处理后，灌水量多的处理的土壤含水量始终高于灌水量少的处理的土壤含水量。该试验设计灌水量主要由冠层蒸发皿蒸发量进行控制，冠层蒸发皿蒸发量的大小与温室内环境控制和植株平均蒸腾量相关，从10月到11月的2个月中，土壤含水量初期较低，中期逐渐提高，11月中旬以后，随着气温的降低，蒸发量降低，灌水量减少，土壤含水量也逐渐降低。 图4不同处理20 cm 深度处土壤日均含水量的变化 2.3不同灌水量对黄瓜生长的影响 对黄瓜株高的影响：图5表示不同处理黄瓜株高随时间的变化过程。从图中可以看出，在黄瓜的整个生育期内，所有处理的株高变化趋势相似，随生育期的推进，株高不断增加，生长早期和中期增加迅速，后期随着室内温度的降低株高增长缓慢。不同处理的差异主要表现为：蒸发皿系数越大，灌水量越多，黄瓜秧也越高，并且随着生育进程的推进，Ep12处理与其它处理的差异越来越显著。 图5不同处理各生育期黄瓜株高的变化 对黄瓜叶面积指数的影响：图6表示不同处理黄瓜叶面积指数随时间的变化过程。从图中可以看出，4个处理的叶面积发展动态基本一致，随生长时期的不断推移而增加，10月15日摘除老叶后，叶面积指数同步下降，随着顶部分枝的进一步发育，叶面积指数开始增加，11月中旬以后，温室内温度降低，黄瓜生长迟缓，叶面积增加缓慢，整个生育期，叶面积指数出现两个峰值，但不同处理间叶面积指数仍然保持一定的差异，蒸发皿系数越大，灌水量越多，黄瓜秧枝条生长越茂盛，叶面积指数越高。 图6不同处理各生育期黄瓜叶面积指数的变化 2.4不同灌水量对黄瓜叶绿素含量的影响 本试验中不同灌水量处理对黄瓜秧叶绿素SPAD读数没有显著的规律性影响。从图7中可以看出，处理开始后不久，灌水量较多的处理的SPAD读数就开始增大，9月30日三个处理的SPAD读数出现下降趋势，之后整体上升，10月15日，黄瓜秧落蔓并摘除下部老叶。落蔓能使黄瓜叶片分布均匀，保持合理的采光位置，维持最佳叶片系数，提高光合效率使其生长势加强，结瓜期延长。但落蔓本身瞬时改变了瓜秧的自然生长状态，短时期内使瓜秧SPAD读数急剧下降。11月11日，受气温降低的影响，温室内光照不足，气温和地温下降，各个处理黄瓜受光温逆境影响较大，SPAD读数急剧下降，SPAD读数下降也势必影响黄瓜后期产量的形成。 图7不同处理各生育期黄瓜叶片SPAD 读数的变化 2.5灌水量对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响 图8表示不同蒸发皿系数处理下，与黄瓜产量和灌溉水利用效率的回归曲线。图9表示灌水量与黄瓜产量的关系曲线。从图中可以看出，蒸发皿系数越大，灌水量越多，黄瓜产量越高。与此相反，蒸发皿系数越小，灌水量越少，灌溉水利用效率越高。 图8不同蒸发皿系数与黄瓜产量和 灌溉水利用效率的关系 图9不同灌水量与黄瓜产量的关系 参考文献： [1]张功育，汤健，王海军，等. 跌坎式底流消能工的消能机理分析与研究[J].南水北调与水利科技，2005，3（6）：43-45. 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