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来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/04/27 17:59:55
大棚蔬菜滴灌量的试验与耗水量估算 盛 平1 王培兴2 洪嘉琏3
1．上海市佘山农田水利试验站 上海松江201602
2．上海市水利排灌管理处 上海200011
3．中国科学院地理所 北京100000
摘要：通过大棚条件下的滴灌灌水试验，对黄瓜、茄子的需水量、需水规律及其土壤水分状况对蔬菜生长和产量的影响进行了研究。结果表明：无论从产量还是植株的生态考查结果来看，适宜土壤水环境对促进蔬菜生长发育有利，其中以土壤含水量达到85%左右时开始灌水至田持水量的产量最高，耗水量也最多。蔬菜的耗水量与水面蒸发力关系密切，苗期耗水量低于同期水面蒸发力。其它生育期高于同期水面蒸发力。在计算灌溉水量时，灌溉指标用土壤水分胁迫指标比用土壤水分亏缺量更能反映与作物缺水的关系。
关键词：滴灌；耗水量；黄瓜；茄子
Trickle irrigation experiment and water consumption estimation on greenhouse vegetable
SHENG Ping，WANG Pei-xing, Hong Jia-lian
(Sheshan Water Conservation Station of Shanghai，Shanghai，201602；
Department of Water Conservation of Shanghai，Shanghai，200002，China)
Abstract：Water requirement of cucumber and the influence of soil moisture on crop yield are studied by trickle irrigation experiment under the condition of greenhouse. The results show：judged by both the yield and plant ecology，suitable soil moisture is very beneficial to promoting the growth of vegetables. Yields as well as Water requirement reach climax if starting irrigating when soil moisture come down to about 80% and irrigating to field moisture capacity. Water consumption has close relationship with water surface evaporation power. Water consumption in seedling period is more than water surface evaporation，while it is lesser than water surface evaporation in other periods. When estimating irrigation water quantity，it is better to use soil moisture stress indication as irrigation indicator than the quantity of soil moisture scarcity because the former can more accurately reflect the condition of crop water scarcity.
Key words：trickle irrigation；water consumption；cucumber；eggplant
目前大棚蔬菜大多数用传统的浇灌方法，为了探讨既省工又省水的高产灌溉技术，我们应用滴灌方法开展了不同灌水量对蔬菜耗水量影响的试验，为大棚蔬菜高产的滴灌定额提供科学依据。
1不同灌水处理蔬菜产量对比
1.1三种灌水量处理：
处理1：当土壤含水量达到田持65％左右时开始灌水至田持水量，青紫泥土
处理2：当土壤含水量达到田持75％左右时开始灌水至田持水量。
处理3：当土壤含水量达到85％左右时开始灌水至田持水量。
各处理小区土壤湿度的变化，用负压计监测。
1.2不同灌水处理蔬菜产量比较
不同灌水处理的产量（表1）测定结果是：田持85％水分处理的产量最高，黄瓜为
表1 各灌水处理产量对比表
蔬菜种类
灌水处理(田持％)
始收期
终收期
小区产量（kg）
折合亩产（kg）
与田持65％水分处理比较（％）
黄瓜
65
140.6
5525.5
75
151.8
5964.1
+7.9
85
153.4
6028.5
+9.1
茄子
65
61.0
2395.5
75
65.8
2584.3
+7.9
85
67.6
2656.9
+10.9
2黄瓜、茄子耗水量的估算
所谓耗水量，系指作物蒸腾量和棵间土壤表面蒸发量之总和，也称农田蒸散量。目前国内测定作物耗水量较流行方法有桶测法、坑测法和器测法（如Lysimeter），这三种方法比较简单，但面积较小，代表性差，其它方法还有水量平衡法（也称田测法）、热量平衡法和乱流扩散法等。本试验蔬菜耗水量估算采用水量平衡法。农田水量平衡方程式由农田水量收支要素组成，其方程式由下式表示：
P＋I＋Q1＋Eg＝Pa＋R＋Qz＋Ep±ΔW ……………… （1）
式中：P－降水量（mm）；
I－灌溉水量（mm）；
Q1、Qz－土壤中水平流入、流出量（mm）；
Eg－潜水补给量（mm）；国内也称潜水蒸发量；
Pa－入渗量（mm）；
R－地表径流量（mm）；
Ep－蔬菜耗水量（mm）；
ΔW－土壤蓄水变量（mm）；
在上海河网地区，一般可假定Q1＝Qz（因为土壤水分交换以垂直为主），又因本试验是在塑料大棚内进行的，每次水量控制在田持水量以下，故P、Pa、R三项可不予考虑，经简化后则（1）式可以写成：
Ep＝I＋Eg±ΔW ………………… （2）
式中I、ΔW可根椐田间实测资料，Eg 是地下水通过毛管带上升补给土壤层水分的结果，它的大小取决于地下水埋深，土壤水分含量大小，毛管带上升高度等因素，其量可用潜水蒸发器测定，也可利用经验公式计算，其表达式为：
式中：E0－水面蒸发力（mm/日），本文采用E601水面蒸发量；
Δ－地下水埋深（cm）；
Δ0－潜水蒸发为零时的地下水埋深，亦称极限埋深（cm）；
n－与气候、土壤性质、地下水位等有关的指数因子。
Δ0、n参数要根椐试验观测资料率定，n为2 ，Δ0为
以上是无作物露地潜水蒸发计算式，据有关试验测定，有无作物的潜水蒸发量相差甚大，一般有作物的比无作物要大1～2倍。因此，有作物时必须乘上一个（C）系数，不同作物（C）系数是异同的，我们参阅了有关文献，对黄瓜（C）系数选用2，茄子选用1.7。
通过（2）式和（3）式对两种蔬菜各生育期，三种灌水处理的实测资料进行了水量平衡计算。
2.1黄瓜耗水量
由表2看出，三种灌水处理的耗水量以处理3（田持85％的耗水最多，全生育期总量为
表2 黄瓜各生育期的耗水量（mm）
生育期
天数
不同灌水处理（田持％）
耗水量
占全生育期（％）
平均日耗水量
E601水面蒸发量
耗水量/水面蒸发量
苗期
（移栽后）
18
65
16.6
4.5
0.92
22.2
0.75
75
18.0
3.8
1.0
0.81
85
18.1
3.5
1.0
0.81
始花期
17
65
58.7
15.9
3.45
47.1
1.25
75
72.2
15.2
4.25
1.53
85
75.4
14.5
4.44
1.60
始果期
24
65
90.4
24.5
3.77
68.6
1.32
75
124.9
26.3
5.21
1.82
85
139.5
26.8
5.81
2.03
盛果期
22
65
137.8
37.4
6.26
74.3
1.85
75
175.4
36.9
7.97
2.36
85
196.6
37.7
8.94
2.65
后期
18
65
65.1
17.7
3.62
41.6
1.56
75
84.9
17.8
4.70
2.04
85
91.2
17.5
5.07
2.19
全生育期
99
65
368.6
100
3.72
253.8
1.35
75
475.4
100
4.80
1.71
85
520.8
100
5.26
1.86
2.2茄子耗水量
由表3可知，茄子耗水量仍以处理3（田持85％）最多，全生育期总量可达
表3 茄子各生育期的耗水量（mm）
生育期
天数
不同灌水处理
（田持％）
耗水量
占全生育期（％）
平均日
耗水量
E601水面蒸发量
耗水量/水面蒸发量
苗期
（移栽后）
20
65
16.2
4.2
0.81
23.3
0.70
75
17.4
3.4
0.87
0.75
85
17.5
3.1
0.88
0.75
始花期
34
65
111.8
28.7
3.29
96.5
1.16
75
129.2
25.3
3.8
1.34
85
138.0
24.5
4.06
1.43
始果期
23
65
87.5
22.5
3.8
77.3
1.13
75
112.6
22.1
4.9
1.46
85
127.5
22.8
5.54
1.65
盛果期
24
65
111.1
28.6
4.44
67.7
1.64
75
160.1
31.4
6.4
2.36
85
182.5
32.6
7.3
2.70
后期
24
65
62.3
16.0
2.6
42.4
1.47
75
90.8
17.8
3.78
2.14
85
94.6
16.9
3.94
2.24
全生育期
126
65
388.9
100
3.09
307.2
1.22
75
510.1
100
4.05
1.61
85
560.1
100
4.44
1.75
2.3耗水量与水面蒸发力的关系
耗水量大小及其变化，除了受作物本身生物学特性影响外，还受环境气象因子的制约，而水面蒸发力是反映气象因子的综合指标。因此，耗水量与水面蒸发力有一定关系，从表2和表3可知，在苗期由于气温低，植株矮小，其耗水量低于同期水面蒸发力，比值：黄瓜为0.75～0.81；茄子为0.70～0.75。随着气温回升，植株生长加快，叶面积指数增大，苗期后的各生育期耗水量均大于同期水面蒸发力，其中以盛果期最大，比值：黄瓜为1.85～2.65；茄子为1.64～2.70。到盛果后期比值又逐渐降低，黄瓜降至1.56～2.19；茄子降至1.47～2.24。从三种灌水处理的比值来看，处理3 > 处理2 > 处理1，全生育期耗水量与同期水面蒸发力的比值，黄瓜分别为1.86、1.71、1.35，茄子分别为1.75、1.61、1.22。
3蔬菜产量与耗水量的关系
作物产量与耗水量之间的关系称为水分生产函数，有线性和二次抛物线形等形式，即
式中:Y－蔬菜产量（kg/亩）
Ep－耗水量（m3/亩或mm）
a0、b0、 a1、b1、c1经验系数
作物水分生产函数可分为两大类：一是作物产量与全生育期总耗水量的关系；二是作物产量与各生育阶段耗水量的关系。生产实践表明，在作物生长发育过程中，大多是阶段缺水，所以第二类更能反映作物产量与耗水量的关系，也符合客观情况。
根椐大量研究结果表明，Ep与 Y的关系，大致可分为两种情况：一是在土壤干旱情况下，如果得到灌溉，耗水量是随产量增加而增加(决定于土壤条件)。二是当土壤水分满足作物需求时，Y与Ep的关系出现一个明显的界限值，当Ep小于此界限值时， Y随Ep的增加而增加，开始增幅较大，然后减小，当达到该界限值时，产量不再增加，Y随Ep增大而减小，因此，呈现二次抛物线关系。Ep大于界限值时，因为Ep过大，一般都伴随着长时期的土壤水分过高，会使土壤通气性变差，根部呼吸减弱，有害物质积累，作物正常生长条件受到破坏，造成减产。本次试验未做土壤过湿条件下的耗水量测定，因此没有建模。但从不同土壤含水量的两种蔬菜试验来看，Y基本上随Ep增大而增高（表4）。同时还看出，当Y达到一定水平以后，Y随Ep增大而增加的幅度明显减小。说明了在滴灌条件下，土壤水分处于满足作物要求阶段。
表4 蔬菜产量与耗水量的关系
蔬菜种类
项目
水分处理
田持85％
田持75％
田持65％
黄瓜
产量（kg/亩）
6028.5
5964.1
5525.5
总耗水量（m3/亩）
347.2
316.9
245.7
茄子
产量（kg/亩）
2656.9
2584.3
2395.5
总耗水量（m3/亩）
373.4
340.1
259.3
4菜地缺水与灌溉水量的计算
当土壤水分亏缺影响作物正常生长发育时就需要进行灌溉。从土壤水平衡的观点出发，在某一阶段或作物全生育期的内，供给土壤的水量小于土壤水分消耗量时即产生土壤水分亏缺（Soil water deficit），在有塑料大棚条件，可写成：
SWD＝Ep－Eg ………………（6）
式中：SWD－某阶段的土壤水分亏缺量（mm）
Eg－潜水补给量（mm）
Ep－作物耗水量（mm）
SWD仅从土壤水分供需平衡状况反映了某阶段土壤水分收支平衡状况。只有当SWD 大于某一数值时，才会对作物生长发育产生不利影响，即产生水分胁迫SWS（Soilwater stress）更能反映与作物缺水之间关系，一般可写成：
SWS＝SWD－（Wo－Wj） ………………（7）
或 SWS＝Ep－Eg－（Wo－Wj） ………………（8）
式中：SWS－土壤水分胁迫指标（mm）
SWD－土壤水分亏缺量（mm）
Wo－某阶段初始土壤蓄水量（mm）
Wj－作物正常生长发育所允许的最小土壤蓄水量的临界值（mm），其值与土壤性质有关，这里采用青紫泥土初始凋萎含水量为24.4％（干土重％）。
严格地从物理学意义上说，SWD与SWS是两个不同的概念，但它们之间有密切的联系。SWD没有考虑到土壤原有蓄水量的水平和作物允许的最小蓄水量要求，而SWS反映了与作物的关系，因此，用土壤水分胁迫指标作为灌溉指标更有科学性。
为了生产上实际应用，对（8）式中Ep和Eg可简化计算，采用经验系数法，即
α＝Ep/E601 β＝Eg/E601 ……………… (9)
式中 α－耗水系数；
β－潜水蒸发系数；
E601－水面蒸发力（mm），根椐实验资料按上式计算了黄瓜、茄子各生育期的α、β系数列于表5（按处理2产量水平）。
表 5 黄瓜和茄子各生育期的α、β值
蔬菜种类
系数
生育期
全生育期
苗期
始花期
始果期
盛果期
后期
黄瓜
α
0.81
1.53
1.82
2.36
2.04
1.71
β
1.21
0.81
0.96
1.09
1.39
1.06
茄子
α
0.75
1.34
1.46
2.36
2.14
1.61
β
0.95
0.80
0.78
1.17
1.09
0.93
土壤蓄水量的计算，可按下式，即
w＝qn×rc×H×10 ……………… （10）
式中 w－土壤蓄水量（mm）
rc－土壤容重（g/cm3）
qn－土壤含水率（干土重％）
H－湿润层深度（cm）
蔬菜根系比较浅，故H一般取
5结论
通过试验资料分析，得到以下几点结论：
1) 从三种水分处理测产结果来看，以处理3 产量最高，黄瓜为
2) 蔬菜耗水量基本是随着供水量增加而增大。以处理3耗水量最多，黄瓜为
3) 耗水量与水面蒸发力关系：在苗期耗水量低于同期水面蒸发力。全生育期耗水量与同期水面蒸经力的比值，三种水分处理黄瓜分别1.35、1.71、1.86；茄子分别为1.22 、1.61 、1.75。
4) 耗水量与产量的关系：从本次试验结果看，产量基本上随耗水量增大而增高，当产量达到一定水平以后，产量随耗水量增大而增加的幅度明显减小。
5) 灌溉指标用土壤水分胁迫指标比用土壤水分亏缺量更能反映与作物缺水的关系。
参考文选：
［１］．阿尔帕季耶夫，Ａ．Ｍ．，栽培植物的耗水量问题，灌溉农业生物学基础，科学出版社，１９６１年
［２］．凌美华，冬小农田蒸发量及计算方法研究，地理集刊，第１２号，１９８０年
［３］．刘昌明等主编，低洼地渍害与治理试验研究，大连出版社，１９９０年
［４］．徐克辉．任鸿遵．洪嘉琏．吴福增主编，低洼地水分参数与农作物开发利用，气象出版社，１９９５年
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