甜菜

膜下滴灌条件下甜菜水分利用效率的研究孙乌日娜，李国龙，张永丰，李智，张少英+
(内蒙古农业大学甜菜生理研究所，呼和浩特010018)
摘要：本试验在膜下滴灌条件下，研究不同灌水量对土壤水分、甜菜蒸腾效率及水分利用效率的影响，为半干旱地区甜菜丰产高糖、节水灌溉提供理论依据。

结果表明，膜下滴灌条件下，甜菜营养生长时期主要消耗0～60cm土层的土壤水分；供水量为505．2ram时水分利用效率显著提高且对产量影响不显著。

通过甜菜产量、蒸腾效率及水分利用效率综合分析，目标产量75畦／hm2时，全生育期最低耗水550．8mm，需供水445．4ram。

关键词：膜下滴灌；甜菜；蒸腾效率；叶水势；水分利用效率
前言
甜菜(Beta vulgaris L．)是藜科(Chenopodiace．o,e)甜菜属二年生草本植物，是我国重要的糖料作物之一⋯，其生物产量高，对水分较敏感且需水量较大。

甜菜种植在我国北方，水分是制约甜菜生产的重要因素之一。

研究节水滴灌条件下甜菜需水规律及其水分利用效率(WUE，Water USe efficien．cy)是提高甜菜生产性能和可持续发展的理论基础。

膜下滴灌是覆膜种植与滴灌结合的一种新型的节水灌溉技术旧J，灌溉频率高，灌水定额小，减少深层渗漏，棵间蒸发少，提高了水分利用效率旧‘5 J。

植物吸水与土壤含水率状况密切相关∞J，土壤含水率达到田间持水量的下限是植物正常生长发育的最低土壤含水率∽J，它决定着植物灌水时间和灌水次数，对制定植物的合理灌溉制度具有重要的指导意义。

叶水势反应植物水分亏缺状况旧J，当植物水势和膨压减少到足以影响植物的正常生理代谢时，即发生水分亏缺。

蒸腾效率(Transpiration efficiency，TE)是反映植物需水与干物质合成之间的关系，是与作物节水相关的主要生理指标一J。

膜下滴灌条件下甜菜水分利用效率和科学灌溉生理指标以及丰产高糖潜力的研究报道甚少。

为此，本试验采用膜下滴灌栽培方式，研究不同灌水量对土壤水分、甜菜叶水势、蒸腾效率、耗水量和水分利用效率的影响，阐明甜菜生育期需水规律及灌溉指标，为半干旱地区甜菜丰产高糖和水分高效利用提供理论依据。

1料与方法
1．1供试材料
供试土壤：内蒙古农牧科学院试验地(40。

48’N，111。

42 7E，海拔1051．5m)。

其基本理化性质：有机质含量25．39／kg，全氮1．219／kg，全磷1．11g／kg，全钾25．69／kg，水解性氮83mg／kg，速效磷9．7rag／kg，速效钾150mg／kg，PH7．89。

供试品种：KWS7156
1．2试验方法
试验采用膜下滴灌种植方式，一膜2行，窄行距40cm，宽行距60cm，株距25cm，理论株数80040 株／hm2。

设置6个灌水处理，3次重复，各处理的重复随机排列，共18个小区，小区面积为30m2。

1．3测定方法
1．3．1土壤含水率
测定深度为0～80 cm，每隔20 ClTI为一层。

采用TDR反射仪测定，每隔10d测定一次。

降雨灌水前后增加测定次数，播前和收获后各测定一次。

测点位置分别在膜内和膜外两处，取其
平均值。

1．3．2叶水势
每个处理随机取45个甜菜叶片，采用3005型压力室。

1．3．3甜菜耗水量
ETc=I+P 4-△W+R—D
式中：ETc为各生育期耗水量(mm)；△w为时段初与时段末的土壤贮水量变化(mm)；I为各生育
期灌水量(mm)；P为各生育期有效降雨量(rflm)；R为地表径流量；D为渗漏量。

实验期间没有发生地表径流，R=0；由于是膜下滴灌种植方法，渗漏不明显，可以忽略。

土壤贮水量(W，nlm)=土壤体积含水量(％)×土层厚度(BITI)／100
1．3．4水分利用效率
WUE=Y／ETc=块根产量(kg／hm2)／总耗水量(ram)
1．4数据处理
采用Excel和SAS9．0软件对试验数据进行分析。

2结果与分析
2．1 膜下滴灌不同灌水处理甜菜全生育期土壤水分的动态变化
膜下滴灌条件下，甜菜各生育期各处理土层的土壤水分垂直分布动态基本一致。

苗期，0～80cm土层土壤含水率随土层的加深呈逐渐增加的趋势，各处理的平均土壤含水率(体积含水率)之间不存在显著差异(P>0．05图1—1)。

叶丛快速生长期(图l一2)，0—20era土层W1、W2、W3和W4处理土壤含水率都显著高于W5和W6处理；20～40cm、40—60cm、60～80cm土层各处理土壤含水率之间不存在显著差异(P>0．05)。

块根糖分增长期(图1—3)，0～20cm土层各处理的土壤含水率之间存在显著差异(P<0．05)；20～40cm土层各处理土壤含水率之间不存在显著差异(P>0．05)；40—60cm土层W1与W5处理土壤含水率之间存在显著差异(P<0．05)，其他处理之间不存在显著差异；60～80cm土层，各处理土壤含水率之间不存在显著差异(P>0．05)。

糖分积累期(图1—4)，0～20cm土层W1与W5和W6处理土壤含水率之问存在显著差异(P<0．05)；20～40cm 土层W1、W2和W3，W4和W5与W6处理间存在显著差异(P<0．05)；40～60cm和60～80cm土层W1、W2和W3处理与W4、W5和W6处理之间存在差异。

膜下滴灌条件下，土层0～20cm土壤含水率变化最为明显，其次土层20～60cm，土层60～80cm土壤含水率变化趋于稳定。

甜菜苗期土层O～20cm土壤含水率较低，为田间持水量的56％～68％，叶丛快速生长期为田问持水量的45％一54％，块根糖分增长期为田间持水量的70％一75％，糖分积累期为田间持水量的50％一55％。

各生育时期土层20—80cm 土壤含水率均占田间持水量的75％以上。

因此，叶丛快速生长期前后是甜菜需水的主要时期。

2．2膜下滴灌条件下甜菜的耗水量
从图2甜菜生育期单株平均每天蒸腾量看出，膜下滴灌条件下不同灌水处理甜菜各生育期株平均每天蒸腾量的变化趋势基本相同，呈先上升后下降。

苗期单株每天蒸腾量最少，苗期叶面积小单株每天蒸腾量为0．13—0．16 kg。

W2、W3、W4、W5和W6处理的单株平均每天蒸腾量在叶丛快速生长期出现高峰，为O．62～0．68 ks／株，是甜菜生长发育中对水分需求最多的时期。

W1处理的单株平均每天蒸腾量在块根糖分增长期出现高峰，为0．78 ks／株。

块根增长期和糖分积累期，不同灌水处理的单株蒸腾量随灌水量的减少明显减少；块根糖分增长期，灌水量每减少40m3时，各处理的单株每天蒸腾量下降幅度分别为17．15％、7．10％、5．64％、28．66、49．12％；糖分积累期下降幅度分别为20．75％、4．74％、38．57％、12．92％、l 1．86％。

表明随灌溉量增加，蒸腾量高峰值延后，生育中后期蒸腾量增加。

膜下滴灌条件下，各处理甜菜各生育时期的需水规律及耗水强度的变化趋势基本相同(表2)。

甜菜苗期的耗水量占全生育期总耗水量的10．33％～16．34％；叶丛快速生长期占总耗水量的39．30％一56．24％；块根
糖分积累期占总耗水量的13．91％～29．45％；糖分积累期占总耗水量的13．46％一22．31％。

甜菜整个生育期耗水强度，顺序依次为叶丛快速生长期>块根糖分增长期>糖分积累期>苗期。

整个生育期中叶丛快速生长期日耗水强度最大，平均耗水强度6．28mm·d～；该阶段保证水分充足供应，满足大量的植物与土壤蒸散量，可促进叶丛生长，生理代谢和有机物的合成与积累。

2．3 膜下滴灌不同灌水处理对甜菜叶水势和蒸腾效率的影响
2．3．1 不同灌水处理对甜菜叶水势的影响图3所示，膜下滴灌条件下，甜菜随生育期叶水势呈先升高后下降再升高趋势。

在叶丛快速生长期至块根增长期开始，不同灌水处理的叶水势之间存在显著差异(P>O．05)；糖分积累期叶水势方差分析显示，W1和W2为一组，W3为一组，W4W5为一组，W6为一组，这四组之间存在显著差异(P<0．05)。

本试验条件下，随供水量的减少和蒸腾量的增加，甜菜叶水势下降，随灌溉量减少叶水势差逐渐扩大，接近萎蔫系数时，不同灌水处理的叶水势在一1．Ol～一0．76 MP。

范围，即甜菜叶水势范围为一1．01～一0．76 MP。

时可以考虑灌溉。

2．3．2 不同灌水处理对甜菜蒸腾效率的影响
膜下滴灌条件下，甜菜整个生育期蒸腾效率呈先下降后增加趋势(图4)。

在块根增长期和糖分积累期，不同灌水处理的蒸腾效率之间存在显著差异；蒸腾效率随着灌水量的减少而升高，W5和W6处理的蒸腾效率分别为337％和116％。

因此，适当减少灌水量，植物的生物量和蒸散耗水减少，从而显著提高了蒸腾效率。

2．4不同灌水处理对甜菜含糖率、产量及水分利用效率的影响从表3看出，膜下滴灌条件下，甜菜随着供水量(灌水量+有效降雨量)的增加，耗水量和块根产量增加，而含糖率、蒸腾效率和WUE均呈下降趋势。

W5与W6处理的WUE均显著高于其他灌溉处理，与W4相比水分利用效率分别提高了14．35％、18．05％；产量随灌水量的增加而增加，但处理之间不存在显著差异，从而产糖量之间也无显著差异。

权衡供水量对产量与WUE的影响，从表可知，本试验条件下甜菜的适宜供水量为505．2mm／hm2。

3讨论
土壤含水量是土壤供给作物水分能力的主要因素，膜下滴灌条件下，甜菜0—40cm土层土壤含水率的变化最为明显，其次为40一60cm土层土壤含水率，60～80cm土层土壤含水率变化比较稳定；吴巍¨⋯、薛丽华¨¨等对其他作物的研究也得到了类似结果。

土壤含水率占田间持水量的73％～75％为甜菜生长发育的土壤含水率下限。

甜菜的耗水量随着灌溉水量的增加而增加，甜菜叶丛生长期耗水量最大，占总耗水量的39．30％～56．24％，平均耗水强度6．28ram·d～。

甜菜叶水势在8月下旬呈最低值是由于甜菜蒸腾量较大且水分供给能力降低，从而导致该阶段叶水势低。

有学者认为¨2-14]，蒸腾效率是植物的重要生理特性，也是植物对水分需求的重要指标，其大小同时受自身生物学特征影响。

本研究表明，甜菜生物量和蒸腾耗水减少但是蒸腾效率提高了。

随灌水量的减少，土壤水分较低时，维持较高的蒸腾效率是植物保持正常生理活动的重要标指，也是节水灌溉的重要指标。

蒸散量及腾发比与产量和WUE在其主要受影响的月份呈正相关关系，且产量与WUE随蒸散量与腾发比的增加而增加¨5i。

R Topak等研究表明¨6|，甜菜滴灌模式下节约25％的灌水量净收益仅下降6．1％。

C．Fabeiro等人研究表明ⅢJ，在调亏灌溉条件下，甜菜整个生育期最适宜的供水量为6889m3／hm2，同时也能达到较高的产量117．6t／hm2，WUE提高到170．55kg／mm·hm2。

本试验期中，有效降雨量为370．36mm，只在叶丛快速生长初期灌水450 m3／hm2，块根产量已达89123kg／hm2，而且不同灌水处理的产量之间不存在显著差异，但水分利用效率差异显著，因此，追求较高的水分利用效率是甜菜生产中获得丰产高糖高效的灌溉基础。

4结论
提高蒸腾效率和水分利用效率是获得甜菜丰产高糖高效的节水灌溉基础。

膜下滴灌条件下，种植甜菜的0—20cm土层土壤含水率变化最为明显，其次20～60cm土层，60—80cm土层土壤含水
率变化趋于稳定；叶丛快速生长期是甜菜耗水量最大的时期，该时期前应保证水分的充足供应；土壤含水率、叶水势可作为甜菜灌溉的参考指标，叶丛快速生长期0—40cm土层土壤含水率为田问持水量的70％以下时，叶水势达到一1．01～一0．76MP。

时需进行灌溉；全生育期供水445．4mm，可使产量达到75吨／hm2以上。

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