2006年沙地马铃薯滴灌初步试验报告

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1、沙地马铃薯滴灌初步试验报告完成人：榆林项目组2006 年 9 月 21 日国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心1沙地马铃薯滴灌初步试验报告一、概况榆林地区的土壤、气候条件适宜高品质马铃薯的生长需求，随着马铃薯销售市场日益扩大、销售价格的提高，当地农民倾向于经济作物马铃薯的种植；同时，该地属于农牧交错带，畜牧业是当地一大支柱产业，优良牧草苜蓿是经济效益较高的种植品种之一。榆林是水资源严重短缺的地区，榆林境内地表水和地下水的总量为 32.65 亿 m3。人均占有量仅为 979 m3。只相当于陕西省人均水资源量的 75%及全国人均水资源量的 43% 。可利用的水资源数量非常有限。全市年总需水量大约为 6

2、.72 亿 m3，其中：农田灌溉及农村用水量约为 4.62 亿 m3，占总用水量的 83.2% ；工业用水量约 0.51 亿 m3，占总用水量的9.1%；生活和其他用水量约 0.43 亿 m3，占总用水量的 7.7%。说明现阶段农业用水仍占主导地位，用水结构与榆林经济强市的地位极不相称，迫切需要提高农业用水效率。滴灌技术是世界上公认最节省的灌溉技术之一。新疆推广滴灌技术 170 多万亩，创下世界农田采用滴灌技术规模最大的记录。为探索榆林地区沙地马铃薯滴灌与苜蓿地下滴灌的技术可行性、实现滴灌技术在该地的大面积推广应用，我们在榆林地区靖边县开展了沙地马铃薯滴灌与苜蓿地下滴灌的试验研究工作。二、工作

3、简介我中心承担的陕西省重大项目“滴灌技术在沙漠的应用” 于 5 月上旬在榆林地区靖边县开始实施。7 月 9 日，中心派出 6 名研究生赴靖边进行沙地马铃薯滴灌与苜蓿地下滴灌的试验工作。由于气温提前降低（9 月 9 日气温为 217）已不适合马铃薯的生长需求，试验地马铃薯于 9 月 10 日11 日收获。在此期间，试验人员首先建立试验条件、与地方协调解决吃住问题，在此基础上开展了一系列土壤水分运动、作物长势方面的调查、观测工作，取得了初步的试验成果，为榆林地区滴灌技术的示范推广奠定了一定基础。三、试验进展3.1 试验研究方法3.1.1 试验站点基本情况试验地布设于靖边县海泽滩柳树湾林场，该地位于

4、陕西省北部偏西，榆林地区西南部，地处毛乌素沙漠南缘和黄土高原过渡地带，风蚀沙化和水土流失严重。气候属温带大陆性季风气候，年平均气温 7.8，极端最高气温 38.9，极端最低气温为-24，年降水量395.4mm，自然灾害多，有旱、霜、风、雹等。靖边县地势南高北低，海拔介于11231823m 之间。按地形地貌分为北部风沙滩地区、中部梁峁涧地区和南部丘陵沟壑区，2分别约占总面积的三分之一。3.1.2 种植方式与管网布置马铃薯采用垄沟种植，5 月下旬播种（株距 23cm25cm） ，试验地品种为种薯“费沃瑞它” ，其它滴灌、喷灌地种植的品种为商品薯“夏波蒂” 。本试验为大田滴灌试验，水源为地下水，水泵

5、设计流量 32m3/h。滴灌系统采用“75PE 支管16 毛管” ，毛管由一条支管控制，从南向北铺设，毛管为压力迷宫式滴灌带，型号为 16*300*1.8L/H，设计流量为 1.2L/H，滴灌带铺设长度为 100m（实测） ，滴头间距为 30cm。滴灌带铺设在垄上中间位置，在播种的同时用机械铺设，并在毛管上覆土 2 到 5 厘米，确保毛管固定不被风吹走（试验地在播种季节时风大而频繁） 。马铃薯种植方式分为 “一控一” 、 “一控二”和“一控三” 三种，各 3 个重复。分别表示（布置示意图见图 79）： “一控一”表示一条滴灌带灌一行马铃薯，单行种植，行距 H1=85cm； “一控二”采用宽窄行

6、种植，垄上种 2 行马铃薯，滴灌带铺设在中间，垄宽 45cm、行距 H2=170cm； “一控三”采用与“一控一”同样的种植模式，H3 H1 ，只是在每 3 条垄的中间垄上铺设滴灌带，以期让 1 条滴灌带灌 3 行马铃薯。H2170cm85cm滴灌带85cm 85cm 85cm图 8 “一控二”模式图 7 “一控一”模式H185cm42.5cm滴灌带图 9 “一控三”模式H385cm42.5cm滴灌带33.1.3 试验处理由于试验地未设闸阀和流量表，水源井肩负 100 亩地的灌溉任务，试验地没法控制灌水，因此所有布置方式的地块随同别的示范地采用同样的灌水时间和灌水次数。3.2 试验结果分析3.

7、2.1 沙地滴灌条件下不同种植方式对马铃薯长势的影响试验目的： 3 种种植模式下均采用同样的灌溉时间、灌溉定额，势必造成不同模式下单株马铃薯水分条件的差异，随之引起肥料吸收等一系列的差异，从而引起马铃薯长势的变化。本试验的目的是探索上述 3 种种植方式对马铃薯长势的影响关系。试验方法： 将每个处理下的马铃薯随机选取 6 株（从滴灌带的尾部向支管方向按 Z 字型取样）作为定点对象进行连续观测（3 天一次） 。观测内容包括株高、冠幅、茎粗和分枝数，成熟收获后统计不同处理下的马铃薯产量和商品薯率。由于行程安排的原因，在即将进入花期的时候（7 月 24 号）才开始第一次观测，以后每隔 3 天一次（9

8、月 6 号测最后一次，8 月 29 号因下雨漏测一次） 。结果分析： 不同种植条件下的马铃薯的株高变化规律从图 11 看出，3 种处理的马铃薯在花期时各自的株高在整个生育期都是最高的，除“一控三”边垄的马铃薯外，其他处理的马铃薯株高在花期都稳定在 45cm 左右；“一控三”边垄马铃薯由于不能及时得到水肥的供给，它的株高生长受影响，相对于其他处理花期的株高偏低 56cm；3 种处理下的马铃薯的株高在花期达到最高后随着其它生育期的到来都开始呈现下降的趋势，其中“一控一”处理下的马铃薯的株高下降趋势最明显， “一控三”中间垄的马铃薯的株高下降趋势相对最平缓；接近成熟及收获期时 3 种处理下的马铃薯的

9、株高排列为：“一控三”中间垄的最高， “一控三”边垄次之， “一控一”的最矮；在“一控一”和“一控三”中间行处理下的马铃薯所得初始水肥基本一样的条件下花期后两者的株高变化迥异， “一控一”处理下的马铃薯由于相对盖度大于“一控三”中间垄的，裸地蒸发小，水肥的相对充足，进而有提前进入下一个生育期的趋势，植株高度的生长趋于停止；“一控三”的边垄在各个生育期间基本得不到水肥的人为供给，变化趋势基本和“一控三”中间垄一致。4图 11 不同种植条件下马铃薯的株高变化 不同种植条件下的马铃薯的冠幅变化规律进入花期后马铃薯的冠幅继续变大，为最大限度的进行物质的同化积累争取空间；“一控一”的水肥条件相对最好，此

10、处理下的马铃薯的冠幅相对于其他处理的马铃薯冠幅最大， “一控二”的次之， “一控三”边垄的最小；“一控三”中间垄的初始水肥虽然和“一控一”相同，但由于植株周围裸地相对最大，蒸发旺盛，它的冠幅较小；“一控二”的冠幅仅次于“一控一” ，很大程度是因为行间郁闭度比较大，蒸发和裸地相对最小，即使是它的水肥条件不如“一控三”中间垄和“一控一” ；进入淀粉积累期接近成熟期时马铃薯冠幅由于枯死或者失水有一个明显下降趋势，随后由于植株的倒伏冠幅相对有一个上升趋势。不 同 种 植 条 件 的 下 马 铃 薯 的 株 高 变 化0.020.040.060.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11测 量 时

11、 间 第 X次 ,7月 24开 始株高(Cm)一 控 一一 控 二一 控 三 中 间 行一 控 三 边 行不 同 种 植 条 件 下 马 铃 薯 的 冠 径 变 化0.030.060.090.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11测 量 顺 序 (第 X次 ),7月 24开 始冠径大小(Cm)一 控 一一 控 二一 控 三 中 间行一 控 三 边 行5图 12 不同种植条件下马铃薯的冠幅变化 不同种植条件下的马铃薯的径粗变化；马铃薯的径粗分平行与垂直两个方向测，最后求平均， “一控三”边垄的马铃薯径粗整体最小，基本在 1 厘米左右；“一控一” 、 “一控二” 、 “一控三”中间垄行的

12、马铃薯植株径粗的变化趋势基本一样，进入花期后的继续增长， “一控一”和“一控三”中间垄的马铃薯的径粗变化最接近，并且径粗相对于其他处理有提前进入径粗减小期的趋势，可能是因为水肥相对充足。 “一控二”的马铃薯的径粗相对最大，并且变化不明显。图 13 不同种植条件下的马铃薯的径粗变化 不同种植条件下的马铃薯的分枝数变化“一控二”和“一控一”的分枝数分布是一个层次，都在 6 以上；“一控三”的边垄和中间垄是一个层次，都在 2 到 6 之间；“一控二”的马铃薯的分枝数最多；“一控三”的马铃薯分枝数变化缓慢；“一控一”和“一控二”的马铃薯的花期后分枝数变化初步一致，随着生育期的推进， “一控二”马铃薯的

13、分枝数越来越高于“一控一”的马铃薯分枝数，由于间距的影响，对太阳光的争夺是导致“一控二”马铃薯分枝数快速增长的主要原因，水肥光热冲突时同种竞争是导致“一控二”马铃薯分枝数相对最多的直接原因；“一控三”边垄马铃薯的植株矮小，相对多的分枝数将为它们提供物质同化的保证；“一控三”中间垄的水肥相对边行较好，并且没有横向竞争，株高的大副生长在一定程度上削弱了分枝数的增长，这也是边行和中间行花期后分枝数趋于一致的原因。图 14 不同种植条件下的马铃薯的分枝数变化 产量分析从表 1 中我们可以看出在“一控一”处理下的马铃薯的商品薯个数、商品薯率、块茎总产量均比其他处理大；综合“一控三”的中间垄和边垄， “一

14、控三”处理下的马铃薯品质和产量都最底；“一控二”处理下的马铃薯有待进一步发掘。表 1 定点观测样产量分析不 同 种 植 条 件 下 马 铃 薯 的 径 粗 变 化0246810121416181 2 3 4 5 6 7 8 9 1011测 量 顺 序 (第 X次 ),7月 24开 始径粗(Cm) 一 控 一一 控 二一 控 伞中 间 行一 控 三边 行不 同 种 植 条 件 下 马 铃 薯 分 枝 数 的 变 化0246810121 2 3 4 5 6 7 8 9测 量 顺 序 (第 X次 ).7月 24开 始分枝数一 控 一一 控 二一 控 三 中 间行一 控 三 边 行6不同处理商品薯率（

15、%）块茎总个数 125g 薯块个数 块茎总重（g）“一控一” 68.4 19 13 3555“一控二” 41.7 24 10 2855“一控三中间垄” 50 12 6 1599“一控三边垄” 25 8 2 563讨论 水肥条件不同导致马铃薯产生生育期滞后效应：由于水肥的相对过多或者过少引起马铃薯的某个生育期不能正常进行，进而影响到马铃薯下一个生育期的完成情况，水肥的亏缺或者盈余幅度不一则滞后效应的明显程度也不一样。 “一控一”是否存在相对过多的水肥，反而影响马铃薯的生长或者削弱了马铃薯的产量增长潜力；“一控二”马铃薯的地上指标长势和“一控一”基本相同或者好于“一控一” ，但在产量上有不小的差距

16、，是否在灌水的关键时期（对产量起主导的时期）缺水而引起产量下降，前期的灌水是否应减少，给予马铃薯适度干旱，控制干旱程度（不至于使马铃薯受到伤害） ，在需要水的关键时期充分灌溉，这一时期通过补偿效应，马铃薯对水肥的利用也许会更充分。3.2.2 “一控三”土壤水分时空动态变化过程试验目的： 马铃薯是水敏感作物，水分亏缺对其长势影响明显。本试验的目的在于通过监测土壤水分时空动态变化的过程，解释“一控三”处理产量和商品薯率低的原因。试验方法： 采用烘干法测土壤含水量。打土钻的时间安排在灌水前和灌水后 1 小时、3 小时、5 小时、12 小时、24 小时；取土位置：垂直于滴灌带方向，从有滴灌带的垄到无滴灌带垄之间每 20cm 取 1 个土钻，每个时间段取 4 个土钻（依次为 A、B、C 和 D） 。第 1 个（A）土钻在滴头正下方，其它依次排开，第 4 个土钻（D ）在无滴灌带的垄上，每个土钻的取土深度为 50cm，按 5cm、10cm 、20cm、30cm、40cm