新疆焉耆盆地色素辣椒滴灌制度研究
（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 库尔勒 841000）
摘要：本研究以新疆焉耆盆地为例，对不同滴灌处理下的色素辣椒耗水规律、产量与水分生产函数进行了研究，结果表明：色素辣椒滴灌灌溉定额应控制在325～375mm，滴灌次数12次为宜。研究结果对于指导焉耆盆地色素辣椒灌溉管理提供了重要参考。
关键词：色素辣椒 滴灌 灌溉制度 焉耆盆地
1 前言
新疆土地辽阔，降水稀少，蒸发强烈，气候干燥，发展高效节水农业是必由之路。滴灌是高效节水农业中最有效的措施之一，它集灌溉施肥于一体，能适时、适量地向作物供水、施肥，为作物生长提供良好的空间小环境，同时具有节水节能、省肥等优点，而且有利于作物产量和水分及肥料利用率的提高，其优越性已被大量研究结果所证明［1-2］。目前，滴灌技术在棉花等作物上已经获得了成功，并在小麦、玉米、黄瓜、番茄等其他作物上推广应用［3-6］。
滴灌是目前节水效果较好的一种灌水技术，有利于作物产量和水分利用率的提高［7-9］。近年来，新疆焉耆盆地通过引种试验、示范和推广色素辣椒，种植面积逐年增大，种植模式不断改进，相应的配套栽培技术逐步完善，产量和品质都有了很大的提高，目前色素辣椒已成为焉耆盆地一个新的经济产业，是农场职工主要的经济创收来源［10-12］。然而关于色素辣椒灌溉制度的研究相对较少［13-14］。
本文以田间试验为基础，以滴灌栽培为手段，探讨不同处理下的色素辣椒生长、田间土壤水分、辣椒需水量及需水规律，为色素辣椒在南疆种植灌溉管理提供科技支撑。
2 材料与方法
田间试验点设在焉耆县试验站，地理坐标为东经86°28′69"，北纬42°00′55"，海拔高度1047m。供试品种为铁皮椒美元1号，试验田土质为下潮灰潮土，土壤容重1.44g/cm3，田间持水量28.8%，速效钾含量382ppm，速效磷含量1～11ppm，碱解氮含量20～50ppm，pH值为8.5，有机质含量2.25%。
辣椒是对水量较敏感的作物，在不同生育阶段需水规律也不相同，本试验设计安排4个滴灌灌溉定额处理，设置一个沟灌处理作为对照（表1）。
表1 试验方案设计 单位：mm
其中滴灌灌水次数为12次，沟灌灌水次数为6次。试验采用随机区组实验设计，每处理重复3次，共15个试验小区，试验小区总面积为1.1hm2。灌溉水源为井水，灌水量由小区进口处水表控制。每个试验小区保护带隔离，隔离带行数为6行。滴灌系统支管直径75mm，毛管16.0mm，滴头流量2.8L/h，滴头间距30cm，滴灌毛管间距125cm。辣椒行距配置为40cm+85cm，株距26cm，滴灌毛管铺设在两窄行作物中间，种植密度6.2万株/hm2。
在作物生长的各个时期，利用中子仪对各小区土壤含水量进行测定，并利用生长分析法在各生育期内对作物植株进行取样，对株高、植物各器官干物质重、根系和地上部的生理指标等进行分析测定，利用叶面积仪对各生育阶段的植株叶面积进行测定分析。试验结束后测定作物产量。
3 结果与分析
3.1 不同处理对色素辣椒土壤水分的影响
色素辣椒与一般辣椒的生物学特性差别不大，根系都比较发达，一般分布在50cm的土层内，结合其他地区有关番茄的灌溉研究，拟定了各处理的灌溉定额与阶段灌水定额，每个处理的灌水定额都随生育期的变化而变化，但基本上都是开花着果期水量最为充足。由于试验时测量水量的误差，每次实际的灌水定额与试验设计有少量偏差，在计算时以实际灌入水量为准，具体的灌水量见表2。
表2 各处理平均的色素辣椒各生育期灌水量
灌溉对土壤水分的影响深度基本在0～100cm土层内，图1可看出，各处理0～100cm土层的土壤含水率在各个生育期内的变化趋势不明显，开花着果期土壤水含量值变幅相对较大，不同处理之间的土壤含水率差别较小；土壤含水率的变化受灌溉的影响明显，在阶段灌水没有差别时，土壤含水率差别不显著，灌水定额差别较大时，土壤含水率差别显著。整个生育期呈现出灌水定额越大，其土壤含水量也随之增大的趋势。
图1 不同水分处理下色素辣椒各个生育期平均土壤含水率（0～100cm）
3.2 不同处理下色素辣椒的需水规律分析
3.2.1 不同水分处理下色素辣椒各生育阶段的耗水特点
耗水模系数是指作物在某一生育阶段耗水量占整个生育期总耗水量的百分数，它表明了作物各生育阶段需水量占总需水量的权重程度，而各生育阶段需水量的多少是决定灌水时期和灌水量分配的重要依据。耗水模系数的大小主要受日耗水量和生育阶段长短两个因素的影响，它不仅反映出了作物各生育阶段的需水特性与要求，也反映出不同生育阶段对水分的敏感程度和灌溉的重要性。
利用水量平衡方程式计算了色素辣椒各个阶段和全生育期的灌水量与耗水量，结果见表3、图2与图3。可以看出，耗水量受灌水量的影响较大，耗水量随灌水量的增加而增加。从各生育阶段看，除结果后期之外，不同处理在各阶段的耗水量均大于灌水量，但同一处理在各生育阶段的耗水量与灌水量差值不同。例如，处理4在苗期的耗水量与灌水量差值较小，而在开花着果期、结果后期的差值大。这主要是因为耗水量不但受灌水量的影响，而且也受辣椒生育阶段与该阶段的气象条件影响。
表3 色素辣椒全生育期耗水量与水源组成
辣椒的开花着果期是6—7月，此阶段的降雨量仅为7mm，日平均气温高达25.4℃，最高气温高达42.5℃，蒸发强烈，再加上此阶段为辣椒营养生长的旺期，阶段耗水量相应比其他生育期都大。而在结果后期，气温开始逐渐下降，蒸发减少，此时辣椒已由生殖生长旺期转入收获期，植株的生理功能减退，耗水量相比较小。
3.2.2 不同水分处理下色素辣椒的需水规律
图3给出了色素辣椒的需水规律，结合表3和图2可以看出，开花着果期的耗水量占整个生育期总量的比例40%以上，其次为结果盛期、苗期和结果后期。这是因为开花着果期的耗水强度较大，需水旺盛。色素辣椒全生育期内不同生育阶段，结果期是辣椒群体结构最大、植株生长最旺盛、叶面积最大、蒸发和蒸腾都最大的时期，因而决定该时期耗水量最大，处理3最多。苗期和结果后期耗水量和耗水模数较小，因为苗期植株比较小，而结果后期，部分叶片衰老脱落，果实成熟，这两个生育期相对蒸腾量不大，需要水分较少。
图2 不同处理的色素辣椒需水规律
图3 色素辣椒各生育期耗水特性比较
3.3 不同处理对色素辣椒产量的影响
3.3.1 不同处理对产量及水分利用效率的影响
水分利用效率是指单位水资源量在一定作物品种和耕作栽培条件下所获得的产量或产值，是描述作物生长量与水分利用状况之间关系的指标，常被用来衡量一个地区农业水资源利用水平的高低。
对比分析2010年和2011年不同水分处理的色素辣椒产量与水分利用效率（表4和表5）。可以看出，在一定灌水阈值内，色素辣椒近两年的产量均随着灌水量的增加而增加，但当灌水量超过325mm时，产量随灌水量增大均呈下降趋势。2010年和2011年灌溉制度的灌水量和产量有明显差异，这与2010年5月16日发生低温冻害天气有密切联系。2010年由于各处理都遭受较严重低温冻害影响，误差较大，相比较而言2011年试验数据可靠性更高。从2011年数据看，处理3灌水量为325mm时，产量最高为8329.5kg/hm2，同时也具有较高的灌溉水分生产率为2.2，但处理4的灌溉水分生产率最大，为2.3，总体看灌溉水利用效率差异不明显，但从作物水分生产率来看处理3明显优于其他处理。
表4 2010年不同处理对色素辣椒产量与水分利用效率的影响
表5 2011年不同处理对色素辣椒产量与水分利用效率的影响
3.3.2 不同滴灌处理对色素辣椒产量构成因子的分析
构成色素辣椒产量的因子有单株湿重、单株干重以及干湿比等。同时根据色素辣椒色泽的不同分为正品、二红、花皮三种不同品质的干辣椒，市场价格也相差很大，一般正品度越高的越适合做色素。通过不同滴灌处理对各产量因子做了方差分析并在0.05水平上进行了新复极差检验，结果表明：色素辣椒株数随着灌水量的增加，变化差异达显著水平，但随着滴水量增加，产量增幅和出正品色素辣椒的产量并不高。随着滴灌量的增加，色素辣椒各产量因子差异达到显著水平，其中处理3正品色素辣椒产量最优，处理2和处理4花皮重最大为7.7g，处理4随着水量的增加，单株湿重却呈降低趋势，但单株干重最重为115.9g，产量为7588.5kg/hm2。单果干重的差异是导致产量差异较大的主导因子。2011年不同水分处理对色素辣椒产量构成因子的影响见表6。
表6 2011年不同水分处理对色素辣椒产量构成因子的影响
注 a～d表示α=0.05下的显著性水平。
3.4 色素辣椒全生育期水分生产函数
4个水分处理色素辣椒全生育期内的灌水量、耗水量与产量的关系见图4与图5，从中可以看出，色素辣椒产量随着全生育期耗水量和灌水量的增加而增加；当灌水量超过325mm时，产量又呈下降趋势。
图4 色素辣椒番茄产量与灌水量关系曲线
图5 色素辣椒产量与耗水量关系曲线
通过对耗水量与产量进行回归分析表明，色素辣椒产量与全生育期灌水量和耗水量之间有着很好的二次函数拟合关系，其关系式分别为：
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分别为灌水量、耗水量，mm；Y为色素辣椒产量，kg/hm2。
4 结论
（1）处理3灌水量为325mm，产量最高，为8329.5kg/hm2，同是也有较高的灌溉水分生产率，为2.2。总体来看，灌溉水利用效率各处理间差异不明显，但从作物水分生产效率来看处理3明显优于其他处理，也明显高于焉耆盆地色素辣椒平均水平。因此，处理3灌水制度为较优的灌水制度，即焉耆盆地色素辣椒滴灌灌溉定额应控制在325～375mm，滴灌次数为12次为宜。
（2）色素辣椒苗期需水量相对少，此时主要是减少棵间蒸发，促进根系发育，适度控制灌水；进入开花着果期后需水量大，植株营养和生殖生长并进，新陈代谢快，是产量形成的关键时期，宜增加灌水量，采取少量多滴方式有利于产量形成；进入成熟期后色素辣椒生长缓慢，相对需水量减小，但为增加产量也应多次适量灌溉。
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