我国作为农业大国,农业用水量占全国总用水量的63.5%,其中灌溉用水高达90%。蔬菜是作物除粮食作物外栽培面积最广、经济地位最重要的农作物,大多数地区均采用灌溉的方式发展蔬菜种植,但目前我国蔬菜灌溉用水中存在用水不合理的情况,导致了严重的水资源浪费。番茄作为北方地区温室栽培的主要蔬菜作物,在蔬菜种植业中占据很大比例,因此,在蔬菜种植用水量大、水资源损失严重的情况下,研究温室番茄的灌溉量和灌溉方式以及生产力对探究番茄的节水种植具有非常重要的现实意义。今天小编就为大家解析一下针对河北地区的温室番茄灌水量以及水分运移情况。
1.温室番茄灌水量解析
传统的灌水量测量方法一般是水表计数、流量计计量等,沈阳巍图科技的灌水量测量方法是根据田间实际测量的水分变化量,通过上传云数据中心进行数据的存储和读数,在IrriScan上数据转换进行廓线分析,精准的计算出每次的灌溉量。
(1)灌水量
从IrriScan廓线分析计算出每次的灌溉量。
表1不同水分处理下不同生育期灌溉量
(2)作物耗水量
作物耗水量:采用农田水量平衡公式对番茄生育期耗水量进行计算。灌溉量由IrriScan线性曲线计算得出;径流量与地下水补给量忽略不计;所以作物生长的需要的水分主要来源于灌溉水、土壤储水。因此水量平衡公式简化为:
ET=Ie+G-△W
公式中:ET为番茄生育期某阶段的耗水量,mm;Ie时间段内有效灌溉和降雨,mm;G为时间段内深层渗漏量(通过根系判断确定),mm△W为时段内0-80cm土壤储水量的变化量(收获时土壤水分测量量与开始监测时土壤水分测量量之差),mm。
2. 耗水量参数解译
土壤水分日变化量
图1 不同水分处理下不同生育期日耗水量对比图
通过测量分析,得出图1所示的A单位和B单位不同生育期的日耗水量,详情见下表2:
表2 不同水分处理下不同生育期的日耗水量
对土壤水分的日消耗量不同,生长越旺盛,水分消耗量越大。由表2可以看出,从整体上分析,温室番茄一生需水动态基本上遵循“前期少,中后期多,末期偏少”的变化规律,需水高峰期出现在盛果1、2期,其日耗水量高水处理的盛果2期为3.56mm。针对4月1日之后温室番茄的八次灌水,对番茄的需水量进行分析,从表2中可以看出,在开花膨大期(第一穗果开始膨大),植株相对比较矮小,植物生长速率较为缓慢,日消耗量比较低;在盛果1期第二次灌溉后(5.7-5.16),高水和中水处理的番茄,日耗水量开始不断增大,植物生长迅速,温室番茄实际记载的情况显示,这个期间正是番茄第1、2穗果的盛果时期,番茄的需水量开始增大而低水处理的番茄,由于灌水量达不到作物的需水量,作物的生长没有在正常的环境下进行,一直处于水分胁迫,影响生长速率;盛果2期达到生长速率的最大时期,番茄也到达了需水高峰期,从此之后番茄的根系和功能叶趋向老化,生理活动衰弱,植物生长速率放缓,需水量也逐渐开始下降,日耗水量也减少。由此可见,盛果1、2是番茄生长的关键时期。由此可见,低水处理的番茄相对于中水、高水处理的番茄关键时期生长缓慢,这是影响产量的重要因素。
3.根系长势与灌溉效果剖析
3.1不同处理下根系长势分析
图2 不同水分处理下生育期根系分析对比图
非饱和土壤中有效水移动不超过几厘米,若植物在某一土层吸水,那么该土层必须有根系存在,根系的吸水将会引起土壤水分昼夜变化,由此推断,图像呈波动曲线下降的,说明有根系存在。因此由图2可以看出低、中、高水分处理下番茄在关键生育期的根系深度分别30cm、40cm、60cm,番茄根系为直根系,但其侧根发达,根系再生能力强,在湿度较大情况下,茎部很容易萌发气生根,且番茄为深根性作物,自身根系较为发达,在土层中分布广而深,因此在盛果期番茄的扎根深度,直接影响番茄的生长速率,从而影响产量。不同水分处理下整个生育期的扎根情况如图3所示:
图3 不同水分处理下生育期根系情况
表3 不同水分处理下生育期根系深度
由表3可以看出低水处理在膨大期会促进根系的发展,使其扎根更深,在盛果前期中水处理下的根系生长更旺盛,而在高水处理下的番茄根系在盛果中后期扎根更深,使得植株更好的吸收水分和养分,从而提高产量,因此在盛果期的根系深度情况直接影响着作物的产量。
3.2.不同的水分处理下灌溉效果剖析
图4 不同水分处理下生育期灌溉情况
由图4可以看出,低水处理有6次不充分灌溉,中水处理有4次不充分灌溉情况,高水处理没有不充分灌溉情况,但在前期低水处理有1次过量灌溉情况,中水处理有2次过量灌溉情况,高水处理4次过量灌溉情况,其如何判断过量灌溉量如图5:
图5 中水处理4月15日灌溉情况
表4 不同水分处理下过量灌溉量
由此可见过量灌溉是对肥水的浪费,可以根据根层的判断,准确的计算出作物生长所需要的肥水,避免这种浪费;不完全灌溉会引起缺水胁迫的状况,从而影响作物生长,影响产量;而过量灌溉,这样可能会造成水分过多,通气性不良,根系容易霉烂引起病害。
4.作物水分生产函数
作物水分生产函数即作物产量与水分之间的数学关系。
表5 不同灌溉方式对番茄耗水强度的影响
从表5可以看出,高水处理的WUE偏小,但是亩产量较高;低水处理的WUE虽然高,但是亩产量偏低。把多灌水量与番茄高出产量的价值进行对比,更能凸显其投入产出比。
通过上述灌水量的测量分析可以快速了解作物土壤水分情况,对探究温室番茄的最佳灌溉量和灌溉方式、提高水分利用效率、减少水资源的浪费、提高作物产量节约成本以及对农业生产的指导具有重要意义。