绿洲膜下滴灌对辣椒动态生长、产量和水分利用效率的影响

绿洲膜下滴灌对辣椒动态生长、产量和水分利

用效率的影响

李 煊，张恒嘉，李福强，王雅云，石媛媛

（甘肃农业大学 水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070）

摘 要：为探讨河西灌区膜下滴灌条件下辣椒的生长动态及产量效应，2016年以“金椒六号”为材料，在张掖市民乐县益民灌溉试验站通过大田试验研究了不同生育期、不同调亏幅度对辣椒生长动态、干物质积累、产量和水分利用效率的影响。试验设置6个处理：苗期轻度水分调亏（T1）、苗期中度水分调亏（T2）、苗期重度水分调亏（T3）、开花坐果期轻度水分调亏（T4）、开花坐果期中度水分调亏（T5）、开花坐果期重度水分调亏（T6）和一个充分灌溉对照（CK）。结果表明，苗期进行水分亏缺对辣椒株高、茎粗单株总生物量降低程度较开花坐果期小，轻度水分亏缺较中度、重度水分亏缺影响小。在苗期轻度、中度水分胁迫和开花坐果期轻度水分胁迫处理下，辣椒产量均与CK无显著差异（P>0.05），而苗期重度水分胁迫和开花坐果期中度和重度水分胁迫导致辣椒产量分别较CK显著降低22.69%、15.35%和29.94%（P<0.05）。苗期中度调亏灌溉处理T2水分利用效率较对照处理CK增加8.66%，而处理T5和T6的水分利用效率均与CK无显著差异。因此，在膜下滴灌条件下，在苗期进行中度水分调亏（55%~65%田间持水量），后期进行充分供水（75%~85%田间持水量）是河西灌区辣椒节水、高产、高效栽培的一种较优的灌溉方法。 

关键词：株高；茎粗；干物质积累量；产量；水分利用效率；辣椒

中图分类号：S152.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）12-0194-03

引言

辣椒（Capsicum annuumL.）是一种重要的果类蔬菜，果实中内含有多种营养物质，维生素C的含量在蔬菜中居第一位。随着河西走廊农业现代化战略的实施，辣椒的重要性日益突出，成为该区重要的经济作物之一[1]。然而由于辣椒根系不发达，根系下扎深度小，根量少，因此对土壤水分和温度十分敏感，尽管河西绿洲灌区光热资源十分丰富，能够满足作物生长需求，但是由于该区降水稀少，且变率较大，与作物供需错位，制约了辣椒产业的发展。因此，采用调控灌溉技术不仅可以缓解水资源短缺对辣椒生长的制约，而且具有节水增产、改善调质的优势[2-3]。黄海霞等[4]研究结果表明，轻度的调亏灌溉对辣椒叶片PSⅡ系统影响不显著，尽管轻度的调亏灌溉降低了叶片的光合速率，但是同时更大幅度地降低了蒸腾速率，从而提高了叶片水分利用效率，达到了节水增效的目的。邵光成等[5]研究结果表明，在辣椒苗期进行适当的水分亏缺，开花座果期及时复水，在结果盛期和结果后期分别采用根系均匀亏缺灌溉和分根交替灌溉可获得高产和较高的水分利用效率。本文通过河西内陆干旱区辣椒大

收稿日期：2017-08-25

作者简介：李 煊（1993-），男，甘肃兰州人，甘肃农业大学水利水电工程学院，在读硕士生，主要从事灌溉排水工程

方面的研究。

通讯作者：张恒嘉（1974-），男，甘肃天水人，甘肃农业大学水利水电工程学院，博士，教授，博士生导师，主要从事

农业水土工程与农业生态的研究。

项目基金：国家自然科学基金项目（51669001）。

田试验，研究分析了调亏灌溉对辣椒生长状况、产量、水分利用效率的影响，为河西灌区辣椒高产、高水分利用提供理论依据。

一、材料与方法 1．试验区概况

试验于2016年4~9月在张掖市民乐县益民灌溉试验站进行。试验区属灌溉农业区，典型的大陆性荒漠气候，年总降雨量183~285mm，年蒸发量2,800mm，年平均气温6.5℃，年日照时数3,000h，无霜期109~174d。试验地0~60cm土质为轻壤土，60cm以下逐渐由轻壤土变为沙壤土，田间持水量为24%，土壤容重平均为1.4 g/cm3，土壤有机质9.85g/kg，碱解氮32.68mg/kg，速效磷7.52mg/kg，速效钾117.43mg/kg，灌溉水矿化度0.91g/L。试验区地下水位较低，盐碱化影响较小。

2．试验布置

试验共设计6个调亏处理（苗期轻度水分调亏T1、苗期中度水分调亏T2、苗期重度水分调亏T3、开花坐果期轻度水分调亏T4、开花坐果期中度水分调亏T5、开花坐果期重

第12期 李 煊等：绿洲膜下滴灌对辣椒动态生长、产量和水分利用效率的影响 195 度水分调亏T6）和一个充分灌溉对照（CK）（表1），每个处理设三个重复，共21个小区。本试验采用膜下滴灌种植，试验小区有效面积为50m2（5m×10m）

，随机排列。试供品种为“金椒六号”，种植密度均为36,000株/hm2。播前对小区进行30cm的翻耕处理，并除去杂草和石块。于2016年3月20日在温棚育苗，5月11日移栽定植，8月11日收获第１茬甜椒，8月5日收获第２茬辣椒，最后１茬辣椒于8月29日收获。试验采用人工起垄，垄宽80cm，并在垄上离垄中心5cm处开两条小沟，施入足量的氮磷钾复合肥，生育中期不再追肥。灌溉方式为膜下滴灌，当各处理的土壤含水率达到试验设定下线时即予以灌水，灌水次数不限。

表1 试验设计方案

处理 苗期 开花坐果期 盛果期 后果期 Treatment Seeding Flowering and fruit

setting Full fruit period Later fruiting period

T1 65%~75% 75%~85% 75%~85% 75%~85% T2 55%~65% 75%~85% 75%~85% 75%~85% T3 45%~55% 75%~85% 75%~85% 75%~85% T4 75%~85% 65%~75% 75%~85% 75%~85% T5 75%~85% 55%~65% 75%~85% 75%~85% T6 75%~85% 45%~55% 75%~85% 75%~85% CK

75%~85%

75%~85%

75%~85%

75%~85%

3．主要测定项目及方法 （1）株高

每个小区内随机选取10株辣椒，进行标记。用精度0.1 cm的卷尺在辣椒的每个生育期测量1次株高。

（2）茎粗

测量茎粗的植株与测量株高的植株一致，用精度0.1 cm的卷尺在辣椒的每个生育期测量1次茎粗。

（3）干物质积累

从辣椒开始移栽时，测量一次，以后每个生育期末测量一次，除了移栽时，总共选取5株外，以后每次测量都从每个小区选取长势一致5株的辣椒植株，分别将根、茎、叶和果实（在前采摘期和后采摘期）用剪刀分离后，分别称取鲜重，并记录，然后分别装入纸袋，放入烘箱后，在105℃杀青一小时后，在85℃下烘8h左右，烘干后分别称取干重并记录。

（4）土壤含水率

土壤水分的测定采用传统烘干法，在每个小区随机选择一垄，在连续两株辣椒植株连线的中点处用土钻分别钻取小区土壤剖面内，0~10，10~20，20~30，30~40，40~50cm和50~60cm土层土壤，测定其含水率。

（5）产量

待辣椒成熟后，每个小区单独收获计算产量，各处理3个重复均值即为该处理实际产量。

（6）水分利用效率

RWUEY/ETa

IY/I

（2） WUE（3） 式中R—辣椒全生育期水分利用效率，kg/m

³；

IWUE

WUE—辣椒全生育期灌溉水利用效率，kg/m³；Y—辣椒单

位面积产量，kg/hm²；ETa—辣椒全生育实际单位面积耗水量，m 

³/hm²；I—辣椒全生育期内单位面积灌水量，

m³/hm²。

4．数据处理

利用EXCEL 2010对所测数据进行计算，利用SPSS 19.0软件中LED多重比较法对数据进行显著性分析，图表中数值均为平均值。

二、结果与分析

1．膜下滴灌调亏对株高的影响

株高是衡量作物生长发育的重要指标之一，图1为不同调亏幅度灌溉模式下辣椒株高的生长动态。由图1可知，随着生育期时间的推移，各处理下株高呈持续增高趋势。辣椒幼苗移栽时，各处理株高介于14.40~14.58cm之间，各处理之间无显著差异；苗期，亏水处理T1、T2、T3株高较对照处理CK分别降低19.46%、28.58%、33.00%，且差异显著。进入开花坐果期，亏水处理T1、T2、T3复水后株高生长略有加快，但仍显著低于对照处理，较对照处理CK降低5.21%、10.73%、19.17%；中度亏水处理T2和T5在复水后株高分别较对照处理CK降低12.44%、18.18%，差异显著；重度亏水处理T3和T6在复水后株高变化不显著，分别较对照处理CK降低23.41%、38.81%，差异极显著；进入后果期，轻度亏水处理T1和T4在复水后株高生长加快，分别较对照处理CK降低2.54%、4.86%，无显著差异；中度亏水处理T2和T5在复水后株高分别较对照处理CK降低14.35%、18.98%，差异显著；重度亏水处理T3和T6在复水后株高变化不显著，分别较对照处理CK降低27.32%、39.07%，差异极显著。

图1 膜下滴灌调亏对辣椒株高的影响 2．膜下滴灌调亏对茎粗的影响

茎粗是辣椒生长的主要表现之一，图2为不同调亏幅度灌溉模式下辣椒茎粗的变化动态。由图2可知，随着生育期的推移，各处理下茎粗呈持续递增趋势，可以看出，辣椒茎粗增长呈“慢—快—慢”的变化趋势。辣椒茎粗增长主要集中在开花坐果期和盛果期，随后茎粗增长开始缓慢。辣椒幼苗移栽时，各处理茎粗介于3.85~3.99mm之间，各处理之间无显著差异；苗期，亏水处理T1、T2、T3茎粗较对照处理CK分别降低10.62%、20.60%、25.82%，且差异显著。进入开花坐果期，调亏处理T1、T2、T3复水后直径略有增粗，但仍显著低于对照处理，较对照处理CK降低4.50%、13.59%、28.00%。进入盛果期，调亏处理T1和T2在复水后茎粗生长加快，但仍低于对照处理，分别较对照处理CK降低5.17%、9.80%，无显著差异；进入后果期，调亏处理

196 中 国 水 运 第17卷 T1和T2在复水后茎粗生长加快，但仍低于对照处理，分别较对照处理CK降低5.02%、9.09%，无显著差异；调亏处理T3、T4、T5和T6在复水后茎粗分别较对照处理CK降低21.59%、17.56%、21.42%和32.92%，差异显著。

图2 膜下滴灌调亏对辣椒茎粗的影响 3．膜下滴灌调亏对干物质积累量的影响

由图4可知，随着生育期的推移，各处理下生物量积累呈持续递增趋势。辣椒幼苗移栽时，各处理生物量积累介于2.06 g-2.10 g之间，各处理之间无显著差异；苗期，亏水处理T1、T2、T3生物量积累较对照处理CK分别降低25.52%、32.90%、35.82%，且差异显著。进入开花坐果期，轻度调亏处理T1复水后生物量积累仍低于对照处理，较对照处理CK降低9.89%，差异不显著；而调亏处理T2、T3复水后生物量积累较对照处理CK降低18.44%、37.45%，且差异显著；调亏处理T4、T5、T6生物量积累较对照处理CK降低17.67%、32.86%、42.36%，差异显著。进入盛果期，轻度调亏处理T1在复水后生物量积累增大，较对照处理CK降低1.07%，无显著差异；进入后果期，苗期轻度调亏处理T1和苗期中度调亏处理T2在复水后生物量积累增大，分别较对照处理CK降低0.95%、5.92%，但无显著差异；调亏处理T3、T4、T5和T6在复水后生物量积累分别较对照处理CK降低20.26%、11.45%、30.93%和48.34%，差异显著。

图3 膜下滴灌调亏对辣椒干物质积累量的影响 4．膜下滴灌调亏对产量和水分利用的影响

由表2可以看出，不同调亏幅度摸下滴灌模式对辣椒产量及水分利用效率影响不同。调亏处理T1单株结果数降低幅度最小，为18.17个，较对照处理CK减少14.35%，差异显著（P＜0.05）；调亏处理T6单株结果数降低幅度最大，仅为 

11.10个，较对照处理CK减少47.69%，差异显著（P＜0.05）。调亏处理T1、T2、T4单果重量较对照处理CK增加17.22%、18.62%、12.94%，调亏处理T3、T5、T6单果重量较对照处理CK减少11.02%、5.08%、26.21%。全生育期充分灌水条件下产量最高，产量为33,634.32kg/hm2，在苗期轻度、中度水分胁迫和开花坐果期轻度水分胁迫处理下，辣椒产量均与CK无显著差异（P>0.05），而苗期重度水分胁迫和开花坐果期中度和重度水分胁迫导致辣椒产量分别较CK显著降低22.69%、15.35%和29.94%（P<0.05）。在苗期进行调亏灌溉和开花期轻度调亏可显著提高辣椒水分利用效率，其中苗期中度调亏灌溉处理T2提高幅度最大，较对照处理CK增加8.66%；而处理T5

和T6的水分利用效率均与CK无显著差异，可以看出，苗期和开花期适度水分胁迫有利于水分利用效率的提高。

表2 滴灌调亏对辣椒产量和水分利用效率的影响

处理 单株结果数单果重产量 耗水量 水分利用效率 （个） （g） （kg/hm2

） （mm） （kg/mm・hm

2））

T1 18.17b 50.41a 32583.78a 255.92ab 127.32ab T2 17.18b 51.01a 31319.96a 235.42b 133.04a T3 14.70c 38.27b 26003.10bc 205.36c 126.62ab T4 17.55b 48.57a 30427.00a 241.20ab 126.15ab T5 13.80c 40.82b 28472.45ab 233.16b 122.11bc T6 11.10d 31.73c 23563.24c 198.87c 118.48c CK

21.21a

43.01ab

33634.32a

274.71a

122.44bc

三、结论

（1）不同生育期不同幅度的水分调亏均可引起辣椒株高、茎粗和单株总生物量降低，且降低程度与调亏生育阶段和调亏幅度有关。其中，苗期进行水分亏缺对辣椒株高、茎粗和单株总生物量降低程度较开花坐果期小，轻度水分亏缺较中度、重度水分亏缺影响小。

（2）在苗期轻度、中度水分胁迫和开花坐果期轻度水分胁迫处理下，辣椒产量变化幅度不大，均与CK无显著差异（P>0.05），而苗期重度水分胁迫和开花坐果期中度、重度水分胁迫导致辣椒产量显著降低。

（3）在苗期进行调亏灌溉和开花期轻度调亏可显著提高辣椒水分利用效率，其中苗期中度调亏灌溉处理提高幅度最大，而开花期中度、重度水分调亏可降低水分利用效率。

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