沿海大棚农业种植区“内三沟”标准的试验研究

2015-04-17潘德峰闫少锋杨延春

江苏农业科学 2015年1期

潘德峰　闫少锋　杨延春

摘要：沿海大棚农业种植区有大面积塑料簿膜覆盖，改变了田间降雨径流及土壤水分运动规律，“内三沟”的标准及布局对协调土壤水分、防止渍害非常关键，将直接影响作物的生长和产量，墒沟间距6 m、深0.35 m，腰沟间距40 m、深0.6 m，田头沟深0.6 m，能有效协调土壤水分防止渍害发生，提高作物产量。

关键词：沿海大棚区；内三沟；标准；正交试验

中图分类号： S275.3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0381-02

收稿日期：2014-07-02

基金项目：江苏省重点水利科技项目（编号：2012082）。

作者简介：潘德峰（1979—），男，江苏东台人，工程师，主要从事农田水利科研工作。E-mail：7749045@qq.com。针对目前沿海垦区农业种植模式和种植结构的调整，大棚农业种植呈现规模化发展趋势，棚区大片塑料薄膜覆盖，使区域范围内的下垫面因素及降雨入渗规律发生改变，田间小气候也发生了变化，为防止棚区作物渍害，对规模化大棚种植区进行最佳田间“内三沟”规格标准的试验，为优化工程布局、确保大棚作物稳产高产提供科学依据。

1试验区概况

试验区选择在江苏省东台市三仓镇兰址村，区内现有沟渠等灌排水体系配套完整，田间“三沟”深度和间距标准则根据种植结构进行调整。

该地区属于亚热带和暖温带的过渡区，季风显著，年平均气温15.6 ℃，年日照2 209 h，无霜期237 d。由于受暖湿气流控制，雨量充沛，但降雨时空分布不均。据多年来的资料统计，平均年降水量1051 mm，最大年降水量1 978.2 mm（1991年），最小年降水量462.3 mm（1978年），汛期平均降水量为654.5 mm，汛期最大降水量1 294.1 mm，汛期最小降水量为218.5 mm。汛期和非汛期雨量悬殊较大，容易形成旱涝灾害。

试验区地势平坦，地面高程一般为4.5 m左右（黄海高程），土壤在成陆过程中受海水浸渍，土壤质地为沙壤土，有机质平均含量为19.5 g/kg。

2试验处理设计

在大田区和大棚区条田长度的1/2处垂直条田分别打地下水位观测井各1组，观测地下水位变化对土壤水分的影响，搞清大棚区土壤水分与大田的区别以及是否会对作物形成渍害。

在试验区内选择规格标准具有代表性的标准大棚区进行田间一套沟的布置[1]，按3因素2水平的设计标准进行正交试验，根据不同设计水平的三墒规格标准，对协调土壤水分能力进行正交分析，最终确定大棚区最佳“内三沟”的深度和间距。

2.1试区布置

在垂直大田区和大棚区条田1/2、1/4、1/8处打地下水位观测井，深4 m，滤水管1 m，用棕皮包扎为反滤层，井口离地面0.3 m。

选取规格标准具有代表性的成片塑料大棚种植区，在区内选择不相邻的4条长80 m、宽5 m的钢架大棚为试验小区，每棚为1个试验处理，共4个处理，试验棚之间设隔离带。棚内为两畹田，每畹田上设置2道棚，两田畹间有人行通道。大棚间距为1米，中间设置墒沟。

依据正交试验法选取墒沟、腰沟、田头沟为对土壤水分运动有影响的3个因素，并根据生产实际情况，确定2个不同水平[墒沟深20、35 cm；腰沟间距40 m（分为有或无）；田头沟深40、60 cm]，即3因素2水平的设计处理[2]。每个试验处理的沟深沟距设计标准见表1。

表1“内三沟”标准正交试验表

处理因素墒沟深度

（cm）腰沟

（m）田头沟深度

（cm）1（1）20（1）有（1）402（1）20（2）无（2）603（2）35（1）有（2）604（2）35（2）无（1）40

2.2观测项目及方法

地下水位动态观测：以井口高程测定地下水位，每日 08：00 观测。

土壤含水率测定：采用烘干法测定棚内5～10、15～20、35～40、60 cm土层的土壤含水率，雨后3 d 1次。

土壤干容重测定：试区土壤为粉质沙壤土，平均干容重采用100 cm3环刀分层取样，3次重复，测定剖面平均干容重为1.41 g/cm3。

给水度：土壤剖面平均给水度采用坑测法，实测给水度为4.5%。

土壤渗透系数：按照SL 109—1995《农田排水试验规范》采用钻孔水位回升法[3]，测得渗透系数为0.901 m/d。

土壤蒸发量测定：采用小型蒸渗器。

作物长势观测：每个处理选3个固定点，每点10株，每天定时观测。

3结果与分析

3.1大棚区地下水运动规律分析

根据2012年7月3日至7月23日的大棚区与大田区 1/2 条田处地下水位过程线对比（图1）可知，7月14日雨后，棚区地下水位达到大田相同水位的时间，比大田区延迟1 d左右，同时，大棚区地下水位消退速度又缓于大田区，呈现上涨迟消退也迟的特点，主要是大棚地膜覆盖，使土壤水分在降雨初期入渗慢，后期土壤蒸散发减少所致。由图1还可以看出，雨前雨后大棚区地下水位均高于大田对照区，相同气候条件下大棚作物比大田容易受到渍害。

通过2012年6月26日至7月3日对土壤蒸散发量进行测定，大田区平均土壤蒸散发量为13.18 g/d，而大棚区在地膜的覆盖下平均土壤蒸散发量仅为1.49 g/d，其日平均蒸散发量仅占大田区蒸散发量的11.31%（表2）。表2棚区与大田区土壤蒸散发量对比

蒸发量皿号不同日期土壤蒸散发量（g/d）06-2606-2706-2806-2906-3007-0107-0207-03平均值棚区1号皿0.62.82.00.61.43.42.91.31.49棚区2号皿0.31.71.11.00.81.51.50.9大田1号皿5.113.612.218.513.715.813.58.713.18大田2号皿5.314.613.520.516.118.913.57.3endprint

由2012年7月14日雨后地下水位消退比降剖面图（图2）也可看出，大田区地下水消退比降为0.43%，而大棚区地下水消退比降仅为0.20%，明显小于大田区，其渗透速度较大田区缓慢。

3.2大棚区土壤水分正交试验结果分析

根据不同规格标准的“内三沟”试验组合可以看出，各处理协调土壤水分的能力有一定差异，根据雨后（2012年7月23日）测定土壤剖面平均含水率情况可知，不同“内三沟”规格标准及组合对土壤水分消退有直接影响，对作物生长的影响至关重要。

对7月23日至8月1日的土壤水分消退差值进行分析[4]，结果见表3。由表3可知，土壤含水率受第一因素（墒沟深）和第二因素（有无腰沟）影响最显著，第三因素（田头沟深）影响次之。由此看出，最佳组合为2、1、2，即第三试验处理符合分析结果，因此田间排水沟最佳组合应为墒沟深 35 cm，田头沟深60 cm，腰沟间距40 m（腰沟深度同田头沟）。此组合协调土壤水分能力最强，能有效减少作物渍害，提高作物产量。

3.3大棚辣椒产量分析

试验辣椒品种为大果168，由于辣椒生长期长，根系弱，既不耐旱也不耐涝，喜欢比较干爽的空气条件，过湿的土壤环

表3“内三沟”标准正交试验结果分析

处理

试验号因素墒沟深度

（cm）腰沟

（有、无）田头沟深度

（cm）土壤含水率

下降值（%）1（1）20（1）有（1）403.402（1）20（2）无（2）601.903（2）35（1）有（2）604.494（2）35（2）无（1）402.87K15.307.896.27K27.364.776.39k12.653.953.14k23.682.393.20R1.031.560.06

境会使植株萎黄而落花掉蕾，减少坐果率。“内三沟”标准组合不同，协调土壤水分能力也不同，对产量有直接影响，由每棚3点（每点10株）平均实测产量（表4）可知，处理3单株产量最高，为2.745 kg/株，比其他处理平均高约0.17 kg/株，平均增产约6.6%，说明该标准组合的“三沟”协调土壤水分能力最强，增产效果明显。

表4各小区辣椒产量记录

处理3个试点产量（kg/株）试点1试点2试点3平均12.516 2.539 2.560 2.53822.533 2.567 2.438 2.51332.688 2.757 2.791 2.74542.655 2.616 2.733 2.668

3.4辣椒经济效益分析

根据辣椒生长特点，栽种5.25万株/hm2，以增产 0.17 kg/株计算，可增产辣椒 8.925 t/hm2，按目前市场辣椒

批发价1.2元/kg计，增加收入1.07万元/hm2，沿海垦区现有大棚1.73万hm2，每季可增加收入1.85亿元，具有很高的经济效益和社会效益。

4结论

对大棚区与大田地下水运动规律进行对比分析，发现大棚区由于地表薄膜覆盖，减小了土壤蒸散发，使得在同等气候条件下大棚区的地下水位消退速度比大田慢，大棚内的作物易受到渍害。

由正交试验中因子显著性程度分析得出，大棚规格为 5 m×80 m 的种植区，墒沟间距6 m、深35 cm，田头沟深 60 cm，腰沟间距40 m（深度同田头沟）的组合协调土壤水分能力最强，能有效防止作物渍害。

最佳“内三沟”组合的条件下大棚辣椒长势及产量最好，产量达143.850 t/hm2。平均增产6.6%，最高可增产9.2%，具有广泛的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]江苏省水利厅农水处. 农田排水试验与技术[M]. 南京：河海大学出版社，1999：136-143.

[2]马育华，周承钥，盛承师，等. 田间试验和统计方法[M]. 北京：农业出版社，1979：327.