云南高原气候环境下冬季娃娃菜的耗水规律研究

摘    要：为探究云南高原特色气候环境下冬季露地种植娃娃菜的耗水规律和最优节水灌溉制度，分析了不同水分处理对冬季娃娃菜耗水量、生长的影响以及充分灌溉（T0）处理下娃娃菜各生育周期的耗水规律。结果表明，不同处理下娃娃菜移栽后全生育周期的总灌水次数、总灌水量、总耗水量均表现为T0＞T1＞T2＞T3，T0处理耗水量最大，为154.52 mm，与T0相比，T1耗水量降低12.42%；充分灌溉处理下娃娃菜耗水强度在结球期达到最大值，为2.74 mm·d-1；T0、T1处理单株产量无显著差异，T2、T3处理产量均显著低于T0、T1处理，相较T0处理下降了60.95%～86.96%。相对湿度与充分灌溉条件下冬季娃娃菜耗水量呈极显著负相关，是冬季娃娃菜耗水量的主要影响因素。试验表明娃娃菜的耗水量及生长发育情况受土壤含水率影响明显，控制在田间持水量的80%～90%进行调亏灌溉可作为冬季娃娃菜生产的推荐节水灌溉方案，试验结果可为云南地区作物种植提供参考。

关键词：娃娃菜；耗水规律；耗水强度；调亏灌溉

中图分类号：S634 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）03-098-06

Water consumption of the mini Chinese cabbage in winter under Yunnan plateau climate

NI Kuangdi1， ZHANG Liudong1， CHEN Chen1， WU Ouyu2

（1.School of Water Conservancy，Yunnan Agricultural University， Kunming 650051， Yunnan， China; 2.Yunnan Water Resources and Hydropower Vocational College， Kunming 650000， Yunnan， China）

Abstract： In order to explore the water consumption and optimal water-saving irrigation system of mini Chinese cabbage open field production in winter in Yunnan Plateau， the experiment was conducted to evaluate the influence of different water treatments on water consumption and growth of the mini Chinese cabbage under full irrigation（T0）treatment. The results showed that， irrigation times， irrigation water volume and water consumption of the mini Chinese cabbage in the whole growth cycle after transplanting was T0>T1>T2>T3 under different treatments.The water consumption of T0 treatment was the largest， which was 154.52 mm. Compared with T0， the water consumption of T1 decreased by 12.42%. Under the full irrigation treatment， the water consumption intensity of the mini Chinese cabbage reached the maximum value at the heading stage， which was 2.74 mm·d-1. There was no significant difference in yield of T0 and T1 treatments， and the yield of T2 and T3 treatments was significantly reduced， which was 60.95%-86.96% lower than that of T0 treatment. There was a significant negative correlation between relative humidity and water consumption under full irrigation， which was the main influencing factor of water consumption. The water consumption and growth of the mini Chinese cabbage is significantly affected by soil moisture content. Controlling 80%-90% of field water capacity for regulated sewage irrigation can be used as the recommended water-saving irrigation scheme for the mini Chinese cabbage production.

Key words： The mini Chinese cabbage; Water consumption law; Water consumption intensity; Sewage irrigation

近年来，云南蔬菜种植产业发展迅速，云南蔬菜已经进入北京、上海、广州、深圳等全国150多个大中城市及港澳台地区，形成冬早蔬菜供北方、夏秋蔬菜供南方的基本格局[1]。云南省具有特殊的低纬度高原气候特征，水资源干湿季分布特征明显，冬季（12—2月）降雨量很少，约占全年降雨量的4.9%[2]。根据国家气象信息中心-中国气象数据网昆明站1980－2017年的公开数据，研究地区冬季（12—2月）多年平均气温9.6 ℃，冬季多年平均日最高气温16.5 ℃，在补充灌溉条件下仍能够进行露地经济作物种植，冬早蔬菜生产具有区位优势，研究地区冬季露地种植经济作物耗水规律对地区农业节水灌溉至关重要。目前，国内外关于作物耗水规律的研究主要集中在玉米[3]、水稻[4]、小麦[5-6]、马铃薯[7]等主粮作物上，在叶类蔬菜方面的研究则主要集中在菠菜[8-9]、白菜[10]等方面。娃娃菜作为云南省主要蔬菜产品之一，目前关于娃娃菜耗水规律试验的相关文献在云南乃至全国都较为少见，特别是关于冬季种植条件下耗水规律的研究尚未见报道。为此，笔者以娃娃菜作为试验材料，基于云南独特的自然气候条件，进行盆栽娃娃菜的耗水规律研究。通过设置不同灌溉处理组研究水分亏缺对娃娃菜耗水量以及生长的影响，结合昆明气象站气象数据分析充分灌溉条件下娃娃菜的耗水规律与参考作物需水规律，以期探讨特定气候和生产条件下的娃娃菜的耗水特征，提高农田生产效率。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验于2021年11月至2022年2月在云南农业大学省级农业节水工程中心开展。试验区采用地面嵌入式盆栽系统，安装移动式遮雨棚以隔绝降水，试验区海拔1943 m，属于北纬低纬度亚热带-高原山地季风气候。娃娃菜于2021年11月27日移栽，生育期72 d。试验土壤采用滇中地区常见的红壤，环刀法测定盆内土壤田间持水量为36.40%（质量含水率），容重为1.1 g·cm-3。试验中使用的气象数据来源于国家气象信息中心-中国气象数据网昆明站的公开数据，气象因子统计如表1所示，表中生育期以T0组生长情况进行划分。

1.2 试验设计

试验以金秋福娃为试材，采用4叶1心商品苗，在移栽后10 d进行水分处理。试验盆上径、下径、高分别为30.0、27.0、32.4 cm，空盆平均质量0.845 kg，每盆移栽量为1株。为确保娃娃菜幼苗成活及试验处理的一致性，试验处理前保持盆内土壤含水率在90%左右的田间持水量，并设置4个备用盆，用于补充娃娃菜移栽过程中可能发生死亡的盆栽。试验以娃娃菜水分亏缺程度为试验因素，设置4个处理，每个处理选取3盆采用相同灌水方式的娃娃菜进行测量。其中，处理1（T0）全生育期进行充分灌溉、处理2（T1）采用相对含水率80%～90%进行灌溉、处理3（T2）采用相对含水率70%～80%进行灌溉、处理4（T3）采用相对含水率60%～70%进行灌溉。每日测量盆内土壤含水率，当相对含水率达到设定下限时开始灌水，每个处理的灌水下限均为设定含水率的最低值，一次性灌水至设定上限，每个处理的灌水上限均为设定含水率的最高值，并运用称质量法测定耗水量。每2 d运用钢卷尺（精度0.1 cm）测定娃娃菜的株高和株幅作为生长生理指标，待娃娃菜成熟采摘后，使用电子天平测量产量指标及根系鲜质量指标。试验选取气温、相对湿度、风速、日照时数、水汽压5个影响作物需水量的主要气象因子与充分灌溉处理下的耗水量（[ET]）进行相关性分析，得到2个变量间的Pearson相关系数，并使用SPSS软件运用通径分析 [11]研究各个气象因子对充分灌溉处理下冬季种植娃娃菜耗水量的影响并得到直接通径系数与间接通径系数。

1.3 研究方法

1.3.1 耗水量（ET） 盆栽试验采用称质量法结合水量平衡方程计算耗水量（ET），公式如下：

ET=[G1+GM+GP-G2-GCS]；                        （1）

式中：ET为阶段作物耗水量（mm）；[G1]为时段开始时的盆栽总质量（kg）；[GM]为时段内向盆内的灌水量（kg）；[GP]为时段内落入盆栽中的降雨量（kg）；[G2]为时段结束时的盆栽总质量（kg）；[GC]时段内盆栽向外排出的水量（kg）；S为盆栽内的水平截面积（m²）。由于盆栽试验设置了遮雨棚，盆栽底部密封，不发生渗漏现象，因此，[GP]=0，[GC]=0。

1.3.2 参考作物蒸发蒸腾量（ET0） 参考作物需水量是指参考作物在供水充足条件下的作物需水量，主要受气象因素影响，可以普遍应用于不同地区[12]。试验所用气象数据来源于国家气象信息中心-中国气象数据网昆明站的公开数据，使用FAO-56推荐的Penman-Monteith公式[12]计算，该公式的可靠性经过国内外多年研究与实践检验，已经成为计算ET0所采用的公认方法，见式（2）。

ET0=

[0.408Δ（Rn-G）+γ900T+273/u2（es-ea）Δ+γ（1+0.34u2）]。 （2）

式中：ET0为参考作物需水量（mm·d-1）；[Rn]为到达作物表面的净辐射（MJ·m-2·d-1）；G为土壤热通量（MJ·m-2·d-1）；在逐日估算时，G=0；T为日平均气温（℃），按日最高气温和日最低气温的算术平均值计算；[u2]为2 m高处的平均风速（m·s-1）；[es-ea]为饱和水气压差（kPa）；[Δ]为饱和水汽压曲线的倾率（kPa·℃-1）；[γ]为湿度计常数（kPa·℃-1）。

1.4 数据分析

采用SPSS 22.0和Excel 2010软件对试验数据进行统计处理、作图分析。