不同灌水量和灌水周期对滴灌马铃薯生长及产量的影响

来源：尚车旅游网

第26卷第2期2008年3月干旱地区农业研究

AgriculturalResearchintheAridAreasVol.26No.2Mar.2008　

江俊燕1,3,汪有科1,2,33

(1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100;

3.国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心,陕西杨凌712100)

　　摘　要:通过对不同灌水量及不同灌水间隔时间的马铃薯生长状况进行大田滴灌试验,研究马铃薯适宜的灌水定额及灌水周期,以求达到节水、增产的目的。试验结果表明:马铃薯滴灌时,灌水量越大,灌水周期越短,株高越高;茎粗开始衰减的时间比株高要早十几天,且衰减幅度比株高要大。灌水周期最短的处理茎粗却并不是最大,在180m3/hm2的灌水定额下,灌水周期为5天的处理茎粗值最大。在相同的灌水量下,灌水间隔时间越短的处理马铃薯淀粉含量越高。灌水定额越小,灌水周期对产量的影响就越大;而当灌水定额一定时,灌水周期越短,产量越高;灌水定额为90m3/hm2,灌水周期为3天的处理产量最高,为28260kg/hm2,比7天1灌的处理每公顷产量高出达10350kg。关键词:灌水量;灌水周期;马铃薯;产量

中图分类号:S275.6;S532　　文献标识码:A　　文章编号:100027601(2008)0220121205

　　滴灌是一种现代化的灌水技术,也是世界上公认的高效节水的灌溉方式,与传统灌溉相比水分利用效率提高70%～80%,与喷灌相比用水效率提高30%～40%。而目前国内外对于滴灌的研究大多是

39°34′之间,海拔高度1123～1823m之间,属于暖

温带和温带半干旱性季风气候,四季分明,日差较大,无霜期短,年平均气温7.8℃,平均降水395mm左右,自然灾害多,有旱、霜、风、雹等。试验地

围绕果树、蔬菜、棉花、瓜等产值较高的作物开展[1～4],对马铃薯,尤其是干旱半干旱地区马铃薯滴灌的研究非常少。马铃薯是世界上第四大农作物[5,6],在榆林地区有大规模的种植,是当地农民收入的主要来源之一。而榆林市水资源特别匮乏,农业干旱频繁发生,加上能源化工业发达,与农业争水,水资源供需矛盾十分突出,给人民的生产生活以及国民经济的持续发展造成了严重的障碍和困难。本文通过田间试验来研究滴灌条件下不同灌水处理对马铃薯生长及产量的影响,从而为制定滴灌制度提供依据。这将对榆林地区的马铃薯增产以及节约灌溉用水、扩大灌溉面积、增加农民收入起到参考作用。

设有自动气象观测站,可对试验地的常规气象资料进行观测。

1.2　试验方法与设计

马铃薯供试品种为夏波蒂(shepody),试验采用3种灌水量处理及1个不灌水的对照,各灌水量设

置不同的灌水周期处理(如表1所示),每个相同处理种植3个试验小区,共28个小区,栽培方式采用垄作,每小区起4垄,垄长8m,垄间距85cm,马铃薯株距25cm,在每垄上安装一条旁壁式滴灌带,小区面积27.2m2。为减小试验小区土壤差异性对试验结果产生的误差,试验小区采取随机排列方式进行布置。

1.3　试验观测项目及方法

(1)茎粗:每个处理随机选取9株马铃薯,用游

1　材料与方法

1.1　试验区基本概况

标卡尺沿垄及垂直垄方向各测1次,取其平均值,每5天测定1次;

(2)株高:每个处理随机选取9株马铃薯,用钢

试验于2007年5～9月在榆林市靖边县红敦界镇试验田进行。该试区位于靖边县北部,毛乌素沙漠边缘,东经107°28′～111°15′之间,北纬36°57′～

卷尺测其生理高度,每5天测定1次;

(3)淀粉含量:淀粉积累期,每个处理随即取上

收稿日期:2007210223

(2006kz08-G3)基金项目:陕西省重大科技攻关项目“农业节水灌溉技术标准研究与示范”

),女,山东威海人,在读硕士,研究方向为节水灌溉新技术。E2mail:junyan329@sina.com。作者简介:江俊燕(1982—

),男,研究员,博士生导师。E2mail:gjzwyk@vip.sina.com。　3通讯作者:汪有科(1956—

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3株,采用洗淀粉烘干法进行淀粉含量测定,取其平

(4)产量:每个小区划分平方进行测产。

均值,每5天测定1次;

表1　试验处理

Table1　Experimentaltreatments

处理因素

Treatmentfactors

1903

2905

3907

41803

处理Treatments

5180561807

7270382705

92707

灌水量(m3/hm2)

Irrigationwateramount

不灌溉

Noirrigation

灌水周期(d)

Irrigationcycle

2　结果与分析

2.1　不同灌水处理对马铃薯植株生长的影响2.1.1　不同灌水处理对马铃薯株高的影响　图1为同一灌水周期(3天一灌)下3种不同灌水量处理

膨大期(8月4日～8月20日),地上部制造的养分不断向块茎输送,株高生长达到最高峰并趋于平衡;而到淀粉积累期(8月21日～9月6日),株高开始衰减[7]。图中还可明显看出,灌水量越大,植株越高;处理7的平均植株高度比处理4大3.5%,比处理1大8.1%,比不灌水处理大24.6%。处理1株高在块茎膨大期已不再增加,估其原因可能是该处理的块茎生长比较迅速,提前达到茎叶与鲜重的平衡期,地上部制造的营养全部用来促进块茎膨大,故处理3的产量较其他处理要高。

及不灌溉处理马铃薯的株高变化。由图1可以看出,所有处理的整体变化趋势相同,块茎形成期(7月16日～8月3日)马铃薯先是以地上部茎叶生长为主,株高增长速度很快,而后转向地上部茎叶生长与地下部块茎形成并进阶段,增长速度变缓;到块茎

图1　不同灌水量处理下马铃薯株高随时间变化过程

Fig.1　Heightofpotatoplantgrowninthefieldunder

differentamountofirrigationwatertreatments

图2　不同灌水周期处理下马铃薯株高随时间变化过程

Fig.2　Heightofpotatoplantgrowninthefield

underdifferentirrigationtimetreatments

　　图2是同一灌水量下(180m3/hm2)不同灌水周期处理(3天1次、5天1次、7天1次)马铃薯的株高变化,其变化趋势与不同灌水量处理下相同,也是块茎形成期株高增长速度很快,到块茎膨大期趋于平衡,而到淀粉积累期株高开始衰减。在同一灌水量的处理下,整个生育期马铃薯株高的均值与灌水频率呈正相关关系:频率越大株高越高,即处理4>处理5>处理6。图中处理4的株高在块茎形成期增长速度要明显小于处理5,到块茎膨大期又明显大于其他几个处理,出现这一现象的原因可能是

在块茎形成期处理4的水分大部分用来促进块茎形成,而到了块茎膨大期由于灌水频率一直较高,故其植株高度仍呈增加趋势。2.1.2　不同灌水处理对马铃薯茎粗的影响　图3是同一灌水周期(3天一灌)下3种不同灌水量处理及不灌溉处理的茎粗变化。从图中可以看出,不同灌水时间处理下马铃薯茎粗的变化趋势与株高相似,也是呈先增后减的趋势,但茎粗开始衰减的时间比株高要早十几天,且衰减幅度比株高要大。图中处理1的茎粗值最大,其茎粗峰值比处理7峰值大

第2期　　　　江俊燕等:不同灌水量和灌水周期对滴灌马铃薯生长及产量的影响6.1%,比处理4峰值大8%,比不灌水处理大13.1%。

123

图4是同一灌水量下不同灌水周期处理马铃薯的茎粗变化。由图可以看出在相同的灌水量条件下,处理5的茎粗值最大,茎粗的生长期也最长,其

平均茎粗值较处理6高3.3%,较处理4高7.2%,较不灌水处理大9.4%,这说明在180m3/hm2的灌水定额下,5天1次的灌水周期最适合马铃薯茎粗的生长。

图3　不同灌水量处理下马铃薯茎粗随时间变化过程

Fig.3　Stalkthickofpotatounderdifferentamountofirrigationwatertreatments

图4　不同灌水周期处理下马铃薯茎粗随时间变化过程

Fig.4　Stalkthickofpotatounderdifferent

irrigationtimetreatments

2.2　不同灌水处理对马铃薯淀粉积累的影响

淀粉含量是反映马铃薯品质的一个重要指标。图5为不同灌水时间处理条件下马铃薯淀粉含量随时间变化过程。试验研究表明(如图5),相同灌水量下,灌水周期越短的处理马铃薯淀粉含量越高,并且随积累时间的延长呈增加趋势。在整个淀粉积累时期,处理4(灌水周期3d)的淀粉含量始终最高,到成熟期其淀粉含量为16.23%;处理5(灌水周期5d)的淀粉含量仅次于处理4,处理6(灌水周期7d)

和CK(不灌水)的淀粉积累较缓慢,且最终淀粉含量不高,CK的最终淀粉含量仅为13.22%。处理4和处理5的淀粉含量在积累过程中虽有差异,但最终含量却很相近;处理4淀粉含量仅比处理5高0.08%,分析其原因可能是淀粉积累期不需要过多的水分,5天1灌就能满足其淀粉积累的需要。但灌水周期太长(7天1灌)则会明显延缓淀粉的积累,导致最终马铃薯淀粉含量较低。

图5　不同灌水周期处理条件下马铃薯淀粉含量随时间变化过程

Fig.5　Changeprocessesofpotatostarchcontentunderdifferentirrigationtimetreatments

2.3　不同灌水处理对马铃薯产量的影响

28260kg/hm2,比5天1灌的处理每公顷高出4570kg,比7天1灌的处理每公顷高出10350kg。

不同灌水处理条件下马铃薯的产量如图6所

示,当灌水定额一定时,灌水周期越长,产量越低。如灌水量为90m3/hm2时,3天1灌的产量为

随着灌水定额的增加,灌水周期对产量的影响逐渐缩小,如灌水量为180m3/hm2的处理,3天1灌比5

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天1灌每公顷产量高出3840kg,比7天1灌每公顷产量高出4500kg,而对于270m3/hm2的灌水量,3天1灌的处理其产量比5天1灌的处理每公顷高1800kg,比7天1灌的处理每公顷仅高出2460kg。这是由于灌水定额较小时其所灌水量在土壤中蒸发完所需的时间较短,因此灌水间隔时间越长马铃薯受干旱时间也越长,产量也就越低,随着每次灌水量的增加土壤保持湿润的时间也越长,间隔时间对产量的影响也就逐渐地缩小。而对于只靠天然降雨的马铃薯,产量则非常低,只有8370kg/hm2,这说明了土壤水分状况是马铃薯产量形成当灌水周期一定时(如5天1灌与7天1灌),随着灌水量的增加,产量增加;而3天1灌的3个处理随着灌水量的增加产量反而下降。这说明并不是灌水量越大产量越高,灌水量过大的处理,将水分大部分用来促进茎叶生长,从而造成茎叶徒长,以致使产量降低。

由图6可以明显看出灌水定额为90m3/hm2,灌水周期为3d的处理产量最高,为28260kg/hm2,比灌水量最大的处理7每公顷高出1350kg,而每公顷的灌水定额却能节省180m3。由此可见,合理的灌水方式比单纯依靠水量的增减更为重要,当灌水定额一定时,灌水周期时间越短产量越高。

的基础,灌溉是马铃薯高产、稳产的重要条件[8]。图6　不同灌水处理条件下马铃薯的产量

Fig.6　Potatoyieldunderdifferentirrigationtreatments

3　结　论

1)同一灌水周期处理下,株高变化的基本趋势

是灌水量越大,植株越高。处理7的平均植株高度比处理4大3.5%,比处理1大8.1%,比不灌水处理大24.6%;在同一灌水量的处理下,3天1灌的平均株高>5天1灌>7天1灌。同一灌水周期处理下,处理1的茎粗值最大,其茎粗峰值比处理7大6.1%,比处理4大8%,比不灌水处理大13.1%;同

一灌水量处理下,处理5的茎粗值最大,其平均茎粗值较处理6高3.3%,较处理4高7.2%,较不灌水处理高9.4%。

2)在整个淀粉积累时期,灌水定额为180m/hm,3天1灌的淀粉含量始终最高,到成熟期

产量的影响就越大,灌水量为90m3/hm2时,3天1灌的处理比7天1灌的处理每公顷产量高出10350kg;灌水量为180m3/hm2时,3天1灌比7天1灌每公顷产量高出4500kg,而对于270m3/hm2的灌水量,3天1灌的处理其产量比7天1灌的处理每公顷仅高出2460kg。在灌水周期较大时,灌水量越大产量越高。试验表明灌溉定额90m3/hm2,灌水周期为3d的处理产量最高,为28260kg/hm2。因此,陕北地区可以通过少量多次的灌水方式进行马铃薯灌溉,以达到节水、高产的目的。

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3天1灌,7天1灌和CK的淀粉积累较缓慢,且最终淀粉含量不高,CK的最终淀粉含量仅为13.22%。

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Effectofdifferenttreatmentofdripirrigationongrowthofpotato

JIANGJun2yan1,3,WANGYou2ke1,2,33

(1.CollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,

Shaanxi712100,China;2.InstituteofSoilandWaterConservation,CAS&MWR,Yangling,Shaanxi712100,China;

3.NationalEngineeringResearchCenterforWater2savingIrrigationatYangling,Shaanxi712100,China)

　　Abstract:Inordertofindouttheproperwaterirrigationandproperirrigationtimeofpotatoes,wecarriedoutabigfieldexperiment.Theexperimentismainlytoobservethedevelopmentofpotatoindifferentwaterirri2gationandirrigationtime.Itshowedthat,themoreirrigationwaterandshorterirrigationcycle,thehigherthepotatoplantswere;Thetimeforthestalkthickbeginningtoattenuateisearlierthantheheighttoattenuateformorethan10days,andtheattenuaterangewaslargerthantheplantheight.Thestalkofpotatoeswiththeshortestirrigationperiodwasnotthethickest.Whenitwasirrigatedwith180m3/hm2,thestalkofpotatoeswasthethickestastheperiodwas5days.Thesmallerthewateramountwas,theirrigationperiodtookmoreeffectontheyield.Butinthesamewateramount,theshortertheperiodwas,thehighertheyieldswere.Themaximumyieldwas28260kg/hm2,whichcamefromthepatterninwhichirrigationwasmadeevery3dayswithanamountwaterof90m3/hm2foreachtimeduringthewholestage.Itwas10350kghigherthanthatofirrigatingevery7dayswiththesameamountofirrigationwater.

Keywords:irrigationwater;irrigationcycle;potato;yield

(上接第120页)

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Effectsoflimitedirrigationandphosphorusongrowth

andwateruseofwinterwheat

ZHENGCai2xia,ZHANGFu2cang3,ZHANGZhi2liang,LIZhi2jun

(KeyLaboratoryofAgriculturalSoilandWaterEngineeringinAridandSemiaridAreasof

MinistryofEducation,NorthwestA&FUniversity,ShanxiYangling712100)

　　Abstract:Theexperimentwascompletedinthefieldtostudytheeffectsoflimitedirrigationandphospho2rusongrowthandwaterutilityofwinterwheat.Theresultshowedthatirrigationandphosphoruscanenhanceplantheight,biomassandyieldcomponents.Theplantheightincreasewiththeincreaseofirrigationquantity,theeffectsofwateronyieldand10002grainweightreachedasignificancelevelandtherearenosignificantdiffer2encesinspikelength,spikeweightandkernelnumbersperspike.Tilleringnumber,spikesnumber,10002grainweight,yieldandirrigationwateruseefficiencyincreasewiththeincreaseofphosphorus.Phosphorusfertilizerhasnosignificanteffectonplantheight.Inthisexperiment,therearemaximumvalueofplantheight,drymat2terandyieldundertheconditionsof120kgphosphorusperhm2.Therewasadeclinetrendallaboveindexesundertheconditionofover120kgphosphorusperhm2.Thebestcombinationtodrymatteraccumulatesandyieldwasirrigationwater180mmandphosphorus120kgphosphorusperhm2.

Keywords:limitedirrigation;phosphorus;winterwheat;growth;wateruse

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