温室大棚蔬菜膜下滴灌技术试验研究
摘要 在温室大棚蔬菜生产中应用膜下滴灌技术，能为作物生长发育创造良好的水、肥、气、热等生态环境，使温室大棚内土壤层平均温度提高，改善土壤理化性状，减少病虫害发生，可以省水、省肥、省农药，促进蔬菜早熟，达到增产增收的目的。
关键词 温室大棚 膜下滴灌 试验研究 增产增收
膜下滴灌是滴灌的一种形式，是将覆膜种植技术与滴灌技术相结合的一种新的灌溉技术，温室大棚膜下滴灌技术是近几年发展起来的节水高产技术，它集水利、农业、生物、物理、化学等学科于一体，提供适宜蔬菜生长的水、肥、气、光、热等生态环境，实现温室大棚优质高产高效。
１ 试验设计与方法
１．１ 温室结构 试验在辽宁农业职业技术学院实验基地进行，试验用温室跨度８．５０ｍ，内宽７．５０ｍ，立窗高１ｍ的钢筋骨架温室，每栋温室面积６００ｍ２。
１．２ 大棚结构 试验用大棚为双拱钢筋骨架，跨度１２ｍ，高２．８０ｍ，每栋大棚面积１亩。
１．３ 试验设计
１．３．１ 大棚膜下滴水灌溉系统设计
大棚膜下滴灌系统一般有首部及田间系统两部分组成。首部有闸阀、施肥（施药）装置、过滤器等；田间部分有支管、滴灌管及地膜等。支管采用Φ４０ＰＥ黑管，在进入大棚后再伸出地面，支管长７０ｍ。在支管上打孔安装Φ１５旁通，再在Φ１５旁通上连接Φ１５ＰＥ滴灌管，滴头为内镶式，单个滴头出水量２．８０Ｌ／ｈ，滴头间距０．３０ｍ，工作压力０．１０Ｍｐａ。滴灌管为南北向布置，与支管垂直，每根长７ｍ，间距０．８０ｍ（部分１ｍ），在每根滴灌管上覆盖地膜，地膜南北长７ｍ，东西宽０．５０ｍ。
１．３．２ 试验处理设计
１．３．２．１ 试验处理设置 示范区内３个温室大棚，将２个蔬菜温室塑料大棚分为２个处理，即膜下滴灌与无膜滴灌，每个处理３次重复，另外１个蔬菜大棚设计为传统沟畦灌对照区。
１．３．２．２ 灌溉处理方案 滴灌试验根据土壤含水量实时灌溉，即土壤含水量达到下限值时开始灌溉，达到上限时停止灌溉。沟畦灌根据传统经验进行灌溉，灌溉处理方案见表１。
表１灌溉处理方案
灌溉方式膜下滴灌 无膜滴灌沟畦灌
处 理 灌水上、下限／田持 灌水上、下限／田持 灌水量
％ ％ ｍｍ
苗 期 ９０～７０ ９０～７０ ２３．５０
花 期 ８０～６０ ８０～６０ ２３．５０
结果期 ９５～７０ ９５～７０ ３１
１．４ 试验方法 试验结果，采用膜下滴灌、传统沟畦灌、无膜滴灌直接对比试验的方法。
１．４．１ 耗水量计算 水在循环中，遵循质量守恒定律，可用水量平衡方程表示：ＷＥ－ＷＢ＝ＰＯ＋Ｉ＋Ｕ－Ｅ（１）式中：ＷＢ、ＷＥ为时段初、时段末计划湿润层储水量（ｍｍ）；ＰＯ为 有效降雨量（ｍｍ）；Ｉ为灌水量（ｍｍ）；Ｕ为地下水补给量（ｍｍ）；Ｅ为时段内作物耗水量（ｍｍ）。
由于塑料大棚蔬菜为保护地栽培，不受降水影响，加之该地区地下水位埋深１５ｍ＞４ｍ，因此上式可简化为：Ｅ＝ＷＢ－ＷＥ＋Ｉ（２）Ｅ＝１０ＨｒθＢ－θＥ ＋Ｉ（３）式中：Ｈ为土壤计划湿润层厚度（ｍ）；ｒ为土壤容重（ｇ／ｃｍ３）；θＢ、θＥ为时段初、时段末计划湿润层土壤含水量（占干土重％）。
按蔬菜不同生育期，观测灌水量Ｉ，测试时段初、时段末土壤含水量θＢ、θＥ，用（３）式计算各阶段生育期耗水量，各生育期耗水量之和即为蔬菜全生育期耗水量Ｅ（ｍｍ）。
１．４．２ 指标测定
灌水量 用水表测量 土壤含水量 烘干法测定
气温自计温度计及最高、最低温度计测定
湿度自计湿度计测定
地温地温表面测定５、１０、１５、２０、２５、４０ｃｍ土层深度地温
２ 实验结果与分析
２．１ 实验结果
２．１．１ 灌水实验结果 通过对黄瓜等蔬菜膜下滴灌、无膜滴灌、传统沟畦灌做试验比较，得出黄瓜等蔬菜在不同生育期适宜灌水次数、灌水量、耗水量及耗水强度。
试验表明，黄瓜等蔬菜是对土壤水分比较敏感的作物，并且呈现苗期耗水量少，需要较高土壤水肥环境，花蕾产果期需要较低土壤水肥环境，促进控秧保花，结果期需要高土壤水肥环境，生殖生长旺盛，属耗水高峰期。塑料大棚蔬菜膜下滴灌，苗期次灌水量１４～２０ｍｍ，灌水间隔２０～３０ｄ，花蕾期次灌水量１７～２０ｍｍ，灌水间隔８～１３ｄ。膜下滴灌比传统沟畦灌节水３０．５０％，比无膜滴灌节水１０．９０％。全生育期平均耗水强度膜下滴灌为１．３９ｍｍ／ｄ，无膜滴灌为１．６７ｍｍ／ｄ，传统沟畦灌为２．００ｍｍ／ｄ，其比为１：１．２０：１．４４。２．１．２ 增产增收效果 实验资料分析，膜下滴灌比传统沟畦灌平均每公顷年增产黄瓜３４ ７０２．５０ｋｇ，增产３０．１０％，提高产值４３ ７２５．２０元，增收４３．４０％。膜下滴灌比无膜滴灌平均每公顷年增产黄瓜７ ２２８．５０ｋｇ，增产５．９３％，提高产值９ １０７．９０元，增收８．３０％。
２．１．３ 提高肥料利用率 对不同灌水方式土壤养分含量测定表明，０～２０ｃｍ土层中，滴灌比沟灌碱解氮提高１８．８０％，速效磷提高４０％；２０～６０ｃｍ土层中，滴灌比沟灌碱解氮降低３２％，速效磷降低６６％。说明滴灌主要营养元素分布在表土层（即作物耕层），易被根系吸收利用，而沟灌追施的肥料被淋溶到土壤深层，不宜被作物根系吸收利用。滴灌比沟灌提高肥料利用率１８．８０％～４０％，达到节省肥料的目的。
２．１．４ 节约用水 沟灌由于输水系统的损失与田间深层渗漏、蒸发等，可供作物利用的水仅５０％左右２，滴灌是采用管道输水，并定量滴灌在作物根际处，从而避免了土壤深层的渗漏及表土水分蒸发等损失，大大节省了水资源。温室大棚黄瓜整个生长期，沟灌用水４ ４４７．５０ｍ３／ｈｍ２，膜下滴灌用水２ ３７９ｍ３／ｈｍ２，膜下滴灌比沟灌每公顷减少用水２ ０６８．５０ｍ３，节水率４６．５０％。
２．２ 节水增产机理分析
２．２．１ 土壤水、肥环境 传统沟畦灌次灌水量２３．５０～３１ｍｍ，灌后计划湿润层（０～２０ｃｍ）土壤含水量达到田持的１１０％～１２３％，超过田间持水量的水量以重为水的形式向深层渗漏，造成灌溉水的浪费，同时使土壤中通气空气间隙减少，不利于根系发育。另外，较大的灌水强度，易使土壤养份淋溶渗漏，造成计划湿润层养分亏缺，影响蔬菜生长和产量。而滴灌次灌水量１４～１７ｍｍ，控制计划湿润层土壤含水量为田持的６０％～９５％，既湿润了土壤，保持了土壤的通气性能，又不造成土壤水分，养分的深层渗漏，形成适宜的土壤水肥环境，利于蔬菜生长和提高产量。
２．２．２ 土壤结构 在传统沟畦灌较大灌水量和灌水强度作用下，使蔬菜计划湿润层土壤受到冲刷、压实和侵蚀，土壤团粒遭到一定破坏。而膜下滴灌次灌水量和灌水强度较小，不仅湿润土壤、保持养分，而且对土壤结构起到保持作用，形成适宜的蔬菜根层土壤水、肥、气环境。经测量塑料大棚蔬菜滴灌较传统沟畦灌，０～１０ｃｍ土层容重减小０．１１ｇ／ｃｍ３，１０～２０ｃｍ土壤容重减小０．０５ｇ／ｃｍ３，０～２０ｃｍ 土层容重平均减小０．０８ｇ／ｃｍ３。
２．２．３ 地温 地温是蔬菜生长生育的重要条件。地温的变化直接影响蔬菜的根系生长和植株发育。大棚内地温的季节变化十分明显。从１１月到第２年４月，棚内地温明显高于外界，最低地温保持在１３℃以上，与棚外地温可相差２０ ℃以上，这种现象称为大棚的“热岛效应”，正是靠“热岛效应”，温室大棚可在冬季栽培蔬菜。经测试，５、１０、１５、２０、２５ｃｍ土层地温在８至２０点，成明显波动，随深度加深，波动逐渐减小。０～１５ｃｍ 土层在１４时出现地温峰值，２５～４０ｃｍ土层地温无明显波动，可见温室大棚地温波动最大深度为２５ｃｍ。０～２５ｃｍ土层膜下滴灌比无膜滴灌地温高１～４．５０℃，比传统沟畦灌地温高２～８ ℃，而次土层正是蔬菜生长土层，较高的地温利于根系发育促进蔬菜生长，使黄瓜早结果７～８ｄ，并提高产量。
２．２．４ 棚内湿度 冬季温室大棚是密闭的环境，地面蒸发和蔬菜蒸发的水分不能外散，棚内湿度很大，高湿状态会抑制蔬菜的蒸腾作用。夜间、阴天、低温棚内相对湿度大于白天、晴天、高温棚。从测试资料看，早８时膜下滴灌比无膜滴灌、沟畦灌相对湿度低６％、１３％，到１６时温度增加，白天相对湿度分别低３％～５％与８％～１０％，而夜间１８～８时，相对湿度分别低８％与２０％，沟畦灌相对湿度达到１００％。
２．２．５ 棚内气温 由于沟畦灌灌水量大，棚内气温较滴灌低。经测试，膜下滴灌比沟畦灌棚内气温高２ ℃到５．３０ ℃，比无膜滴灌高１．５０～３．６０ ℃，１４时左右相差气温最大。
２．２．６ 抗病虫害 由于沟畦灌棚内湿度较大，易于多发病虫害。据测试，黄瓜膜下滴灌全生育期打药仅２～３次，无膜滴灌全生育期打药达３～５次，而传统沟畦灌打药达７～１０次。温室大棚采用膜下滴灌技术，不仅节约了灌溉用水，同时为蔬菜生长发育创造了适宜的土壤水、肥、气、光、热环境，成为实现塑料大棚优质高产蔬菜生产的关键。为保护地生产创造良好的生态环境，减轻病害发生，促进作物生长发育，达到增产增收效果显著的目的。
参考文献
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