摻氣滴灌對溫室辣椒生物量及產(chǎn)量的影響

雷宏軍，張 倩，張振華，徐建新

(1.華北水利水電大學，河南 鄭州450045;2.魯東大學，山東 煙臺264025)

地下滴灌是把滴頭埋在地下，將水慢慢滲流到根區(qū)土壤中，滲流的水分通過毛細管或者重力作用擴散到根毛區(qū)，直接供根系吸收利用的灌水技術.然而，地下滴灌造成很多土壤出現(xiàn)持續(xù)的濕潤峰，導致根區(qū)缺氧.已有研究證實，土壤中O2濃度過低會影響作物根系呼吸及對水分和養(yǎng)分的吸收，從而影響作物的根系生長［1－4］. 灌溉條件下土壤氧氣補給可有效地改善缺氧根際環(huán)境、增強作物根系活力. 因此，研究新型的摻氣灌溉方式對改善根區(qū)的微環(huán)境，提高作物生物量及產(chǎn)量具有重要意義.

摻氣滴灌是利用文丘里加氣設備，通過地下滴灌系統(tǒng)將含氧水輸送到作物根區(qū)，從而改善根區(qū)生長環(huán)境，促進植物生長發(fā)育以提高作物產(chǎn)量等，是一種節(jié)水、省肥、高效的新型灌溉技術. 筆者利用文丘里原理，以內(nèi)循環(huán)曝氣方式提高摻氣比例，研究不同土壤類型與不同摻氣量對溫室辣椒生物量及產(chǎn)量的影響，確定適宜的摻氣滴灌模式，為溫室辣椒節(jié)水高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術參數(shù).

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為康大601 型辣椒.采用桶栽法.桶下底直徑24 cm，上口直徑33 cm，高37 cm，桶底有8個直徑約為1.5 cm 的小孔.裝土風干，重13.5 kg.桶施基肥磷酸二氫鉀2.91 g，尿素6.48 g，有機肥20.00 g.試驗設在華北水利水電大學龍子湖校區(qū)農(nóng)業(yè)高效用水實驗場，地處半干旱農(nóng)作區(qū)，年均日照時數(shù)2 400 h，平均氣溫14.4 ℃，無霜期220 d，溫室內(nèi)設有自動氣象觀測站.

1.2 試驗方法

采用netfilm 滴灌管供水，滴頭埋深10 cm，滴頭出水量為2.2 L/h，辣椒定植點距滴頭約5 cm，于當年10月上旬定植，生長期為135 d，之后取樣分析相關指標.其他噴藥、施肥、剪枝等田間管理均依照常規(guī)進行.

試驗根據(jù)內(nèi)循環(huán)曝氣原理，采用自行研制的水肥氣一體化摻氣滴灌系統(tǒng)予以實現(xiàn). 供試土壤質(zhì)地設有黏壤土(N)、粉質(zhì)黏壤土(F)和砂壤土(S)3 種類型.試驗設置了3 個處理水平，分別為不摻氣的對照灌溉(G0)、內(nèi)循環(huán)曝氣壓力為0.1 MPa 的摻氣灌溉(G1，摻氣濃度為7%)、內(nèi)循環(huán)曝氣壓力為0.2 MPa的摻氣灌溉(G2，摻氣濃度為13%).共計組成9 個處理，分別為NG0，NG1，NG2，F(xiàn)G0，F(xiàn)G1，F(xiàn)G2，SG0，SG1，SG2. 每個處理有3 個重復. 第一次灌至85%田間持水量.此后根據(jù)位于溫室內(nèi)的φ20 型蒸發(fā)皿進行控制，單次灌水量為兩次灌水間隔內(nèi)的蒸發(fā)量.單次灌水量計算公式為［5］

式中:I 為每桶單次的灌水量，L;A 為塑料桶上口的表面積，m2;Ep為兩次灌水間隔內(nèi)蒸發(fā)量，mm;Kp為蒸發(fā)皿系數(shù)，該試驗中取為1.0.

1.3 指標觀測

生物試驗結束時進行取樣，采用濕篩法收集根系.將取樣的辣椒植株從莖基部剪下，獲得完整的冠根，洗凈后用吸水紙擦干，稱取鮮重. 在105 ℃下殺青15 min 后，在65 ℃下烘至恒重.辣椒果實成熟后進行分批采摘，用感量為1/100 的天平稱重，并計算辣椒單株產(chǎn)量.

2 試驗結果與分析

2.1 摻氣滴灌對辣椒生物量的影響

摻氣滴灌對辣椒生物量的影響如圖1所示. 圖中CK 指對照組.

圖1 摻氣滴灌對辣椒生長的影響

1)同種土壤不同摻氣量對辣椒生物量的影響.由圖1可知:與對照試驗NG0相比較，NG1的地上部干重增加15.79%，根系干重增加34.48%，根冠比增加16.14%;NG2的地上部干重增加4.50%，根系干重增加17.24%，根冠比增加12.20%. 與對照試驗FG0相比較，F(xiàn)G1的地上部干重增加11.92%，根系干重增加19.71%，根冠比增加6.96%;FG2的地上部干重增加1.53%，根系干重增加4.12%，根冠比增加2.54%.與對照試驗SG0相比較，SG1的地上部干重減少6.10%，根系干重減少19.92%，根冠比減少14.72%;SG2的地上部干重減少8.69%，根系干重減少26.28%，根冠比減少19.26%. 上述結果表明，加氣處理在不同程度上提高了作物根系對水分及養(yǎng)分的吸收，促進了辣椒干物質(zhì)的積累.通過比較，0.1 MPa 摻氣量下辣椒的干物質(zhì)積累量大于0.2 MPa 摻氣量時的干物重，且NG1為最優(yōu).

2)相同摻氣量不同土壤對溫室辣椒生物量的影響.圖1表明，F(xiàn)G0與NG0條件下的辣椒生物量均少于SG0條件下的辣椒生物量. 地上部干重分別減少8.07%，8. 53%，根系干重分別減少23. 51%，26.14%，根冠比分別減少16.80%，19.25%.FG1和NG1與SG1相比較，地上部干重分別增加9.58%，12.78%，根系干重增加14.34%，24.02%，根冠比增加4.35%，9.97%.FG2和NG2與SG2相比較，地上部干重分別增加2.23%，4.68%，地下部干重增加8.03%，17.45%，根冠比增加5.67%，12.20%.說明不同土壤類型對辣椒生物量的影響差別較大.

2.2 摻氣滴灌對溫室辣椒產(chǎn)量的影響

摻氣滴灌對辣椒產(chǎn)量的影響如圖2所示.

圖2 摻氣滴灌對辣椒產(chǎn)量的影響

由圖2可知:NG1較NG0的辣椒產(chǎn)量增加65.02%;NG2比NG0的辣椒產(chǎn)量增加31.56%;FG1比FG0的辣椒產(chǎn)量增加36.93%;FG2比FG0的辣椒產(chǎn)量增加15.11%;SG0比SG1的辣椒產(chǎn)量減少11.15%;SG0比SG2的辣椒產(chǎn)量減少27.07%.相同摻氣量條件下，NG0比SG0的辣椒產(chǎn)量降低16.24%，F(xiàn)G0比SG0辣椒產(chǎn)量降低8.60%;NG1比SG1辣椒產(chǎn)量增加55.56%，F(xiàn)G1比SG1辣椒產(chǎn)量增加40.86%;NG2比SG2辣椒產(chǎn)量增加51.09%，F(xiàn)G2比SG2辣椒產(chǎn)量增加44.26%. 說明加氣處理顯著增加了辣椒產(chǎn)量，NG1下的產(chǎn)量最大，其次是FG1.

3 結 語

通過對摻氣滴灌條件下不同土壤類型辣椒生物量和產(chǎn)量的響應研究，主要結論如下.

1)相同土壤類型時，不同摻氣量對溫室辣椒生物量及產(chǎn)量的影響具有明顯差異. 其中，NG1＞NG2＞NG0，F(xiàn)G1＞FG2＞FG0，SG0＞SG1＞SG2. 摻氣滴灌可明顯改善粉質(zhì)黏壤土和黏壤土的環(huán)境狀況，提高作物生物量及產(chǎn)量.

2)相同摻氣量時，不同土壤類型的辣椒生物量及產(chǎn)量均呈現(xiàn)顯著差異.在0.1 MPa 摻氣量條件下，辣椒生物量及產(chǎn)量呈現(xiàn)NG1＞FG1＞SG1的趨勢;在0.2 MPa 摻氣量條件下，辣椒生物量及產(chǎn)量均呈現(xiàn)NG2＞FG2＞SG2的趨勢.但是在不摻氣條件下的結果不同，辣椒生物量及產(chǎn)量均呈現(xiàn)SG0＞FG0＞NG0的趨勢，表明土壤疏松、透氣性大的土壤，作物生長發(fā)育較好，摻氣灌溉效果不明顯.

［1］盧澤華.不同方式加氣灌溉對溫室番茄生長及產(chǎn)量的影響［D］.楊凌:西北農(nóng)林科技大學，2012.

［2］李勝利，齊子杰，王建輝，等.根際通氣環(huán)境對盆栽黃瓜生長的影響［J］. 河南農(nóng)業(yè)大學學報，2008，42(3):280－282，288.

［3］張瑩瑩，孫周平.根區(qū)通氣方式對番茄根際氣體環(huán)境及基質(zhì)理化性質(zhì)的影響［J］.西北農(nóng)業(yè)學報，2011，20(4):106－110.

［4］張敏，蔡煥杰，劉杰，等.根系通氣對溫室甜瓜生長特性的影響［J］.灌溉排水學報，2010(5):21－24.

［5］盧澤華，蔡煥杰，王健. 加氣灌溉對溫室番茄生長及產(chǎn)量的影響［J］.節(jié)水灌溉，2011，24(10):67－70.