蔬菜是需水量較大的作物,與其他農(nóng)作物相比,蔬菜對(duì)水分的反應(yīng)尤為敏感。蔬菜生長(zhǎng)期間灌水較為頻繁,灌水及時(shí)與否對(duì)產(chǎn)量有明顯影響。大棚蔬菜等保護(hù)地種植,采用自動(dòng)化灌水的先進(jìn)技術(shù),不僅有利于增產(chǎn)、節(jié)水,也有利于改善蔬菜的品質(zhì)。與大田作物相比,蔬菜的灌溉更表現(xiàn)為現(xiàn)代化與科學(xué)化。
(一)水對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響
1.水是蔬菜的重要組成部分蔬菜是含水量很高的作物,如大白菜、甘藍(lán)、芹菜和茼蒿等蔬菜的含水量均達(dá)93%~96%,成熟的種子含水量也占10%~15%。任何作物都是由無(wú)數(shù)細(xì)胞組成,每個(gè)細(xì)胞由細(xì)胞壁、原生質(zhì)和細(xì)胞核三部分構(gòu)成。只有當(dāng)原生質(zhì)含有80%~90%以上水分時(shí),細(xì)胞才能保持一定的膨壓,使作物具有一定形態(tài),維持正常的生理代謝。
2.水是蔬菜生長(zhǎng)的重要原料和其他作物一樣,蔬菜的新陳代謝是蔬菜生命的基本特征之一,有機(jī)體在生命活動(dòng)中不斷地與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。
3.水是輸送養(yǎng)料的溶劑蔬菜生長(zhǎng)中需要大量的有機(jī)和無(wú)機(jī)養(yǎng)料。這些原料施入土壤后,首先要通過(guò)水溶解變成土壤溶液,才能被作物根系吸收,并輸送到蔬菜的各種部位,作為光合作用的重要原料。同時(shí)一系列生理生化過(guò)程,也只有它的參與才能正常進(jìn)行。如:黃瓜缺氮,植株矮化、葉呈黃綠色;
4.水為蔬菜的生長(zhǎng)提供必要條件水、肥、氣、熱等基本要素中,水最為活躍。生產(chǎn)實(shí)踐中常通過(guò)水分來(lái)調(diào)節(jié)其他要素。蔬菜生長(zhǎng)需要適宜的溫度條件,土壤溫度過(guò)高或過(guò)低,都不利于蔬菜的生長(zhǎng).由于水有很高的比熱容(4.184焦/℃)和氣化熱容(2.255×103焦/克),冬前灌水具有平抑地溫的作用。在干旱高溫季節(jié)的中午采用噴灌或霧灌可以降低株間氣溫,增加株間空氣濕度。葉片能直接從中吸收一部分水分,降低葉溫,防止葉片出現(xiàn)萎蔫。如中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院灌溉研究所在新鄉(xiāng)塑料大棚內(nèi)試驗(yàn),中午氣溫高達(dá)30℃時(shí),霧灌黃瓜,株間溫度降低3~5℃,空氣濕度提高10%,葉片降溫達(dá)3~5℃,相對(duì)含水量增加5%,比地面溝灌增產(chǎn)達(dá)15%。
蔬菜生長(zhǎng)需要保持良好的土壤通氣狀況,使土壤保持一定的氧氣濃度。一般而言,作物根系適宜的氧氣濃度在5%~10%以上,如果土壤水分過(guò)多,通氣條件不好,則根系發(fā)育及吸水吸肥能力就會(huì)因缺氧和二氧化碳過(guò)多而受影響,輕則生長(zhǎng)受抑制、出苗遲緩,重則"漚根"、"爛種"。
土壤水分狀況不僅影響蔬菜的光合能力,也影響植株地上部與地下部、生殖生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)之間的協(xié)調(diào),從而間接影響棵間光照條件。黃瓜是強(qiáng)光照作物,如果盛花期以前土壤水分過(guò)大,則易造成旺長(zhǎng),棵間光照差,致使花、瓜大量脫落,降低了產(chǎn)量和品質(zhì)。又如番茄,如果在頭穗果實(shí)長(zhǎng)到核桃大小之前水分過(guò)多,葉子過(guò)茂,則花、果易脫落,著色困難,上市時(shí)間推遲。
由此可見(jiàn),蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育與土壤水分的田間管理關(guān)系十分密切。
(二)蔬菜對(duì)水分的要求
1.不同種類蔬菜對(duì)土壤水分條件的要求各種蔬菜對(duì)水分的要求主要取決于其地下部對(duì)水分吸收的能力和地上部的消耗量,凡根系強(qiáng)大、能從較大土壤體積中吸收水分的種類,抗旱力強(qiáng);凡葉片面積大、組織柔嫩、蒸騰作用旺盛的種類,抗旱力弱。但也有水分消耗量小,且因根系弱而不能耐旱的種類。根據(jù)蔬菜對(duì)水分的需要程度不同,可把蔬菜分以下幾類:
(1)水生蔬菜這類蔬菜根系不發(fā)達(dá),根毛退化,吸收力很弱,而它們的莖葉柔嫩,在高溫下蒸騰旺盛,植株的全部或大部分必須浸在水中才能生活,如藕、茭白、荸薺、菱等。
(2)濕潤(rùn)性蔬菜這類蔬菜葉面積大、組織柔嫩、葉的蒸騰面積大、消耗水分多,但報(bào)群小,而且密集在淺土層,吸收能力弱。因此,要求較高的土壤濕度和空氣濕度。在栽培上要選擇保水力強(qiáng)的土壤,并重視澆灌工作。如黃瓜、白菜、芥菜和許多綠葉菜類等蔬菜。
(3)半濕潤(rùn)性蔬菜這類蔬菜葉面積較小,組織粗硬,葉面常有茸毛,水分蒸騰量較少,對(duì)空氣濕度和土壤濕度要求不高;根系較為發(fā)達(dá),有一定的抗旱能力。在栽培中要適當(dāng)灌溉,以滿足其對(duì)水分的要求。如茄果類、豆類、根菜類等蔬菜。
(4)半耐旱性蔬菜這類蔬菜的葉片呈管狀或帶狀,葉面積小,且葉表面常覆有蠟質(zhì),蒸騰作用緩慢,所以水分消耗少,能忍耐較低的空氣濕度。但根系分布范圍小,入土淺,幾乎沒(méi)有根毛,所以吸收水分的能力弱,要求較高的土壤濕度。如蔥蒜類和石刁柏等蔬菜。
(5)耐旱性蔬菜這類蔬菜葉子雖然很大,但葉上有裂刻及茸毛,能減少水分的蒸騰,而且都有強(qiáng)大的根系,根系分布既深又廣,能吸收土壤深層水分,故而抗旱能力強(qiáng)。如西瓜、甜瓜、南瓜、胡蘿卜等蔬菜。
2.蔬菜不同生育期對(duì)水分的要求蔬菜不同生育期對(duì)土壤水分的要求不同,根據(jù)蔬菜不同生育期的特點(diǎn),其對(duì)土壤水分的要求為:
(1)種子發(fā)芽期要求充足的水分,以供種子吸水膨脹,促進(jìn)萌發(fā)和胚軸伸長(zhǎng)。此期如土壤水分不足,播種后,種子較難萌發(fā),或雖能萌發(fā),但胚軸不能伸長(zhǎng)而影響及時(shí)出苗。所以,應(yīng)在充分灌水或在土壤墑情好時(shí)播種。
(2)幼苗期植株葉面積小,蒸騰量也小,需水量不多,但根群分布淺,且表層土壤不穩(wěn)定,易受干旱的影響,栽培上應(yīng)特別注意保持一定的土壤濕度。
(3)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛期和養(yǎng)分積累期此期是根、莖、葉菜類一生中需水量最多的時(shí)期。但必須注意在養(yǎng)分貯藏器官開(kāi)始形成的時(shí)候,水分不能供應(yīng)過(guò)多,以抑制葉、莖徒長(zhǎng),促進(jìn)產(chǎn)品器官的形成。當(dāng)進(jìn)入產(chǎn)品器官生長(zhǎng)盛期后,應(yīng)勤澆多澆。
(4)開(kāi)花結(jié)果期開(kāi)花期對(duì)水分要求嚴(yán)格,水分過(guò)多,易使莖葉徒長(zhǎng)而引起落花落果;水分過(guò)少,植物體內(nèi)水分重新分配,水分由吸水力較小的部分(如幼芽、幼報(bào)及生殖器官)會(huì)大量流人吸水力強(qiáng)的葉子中去,也會(huì)導(dǎo)致落花落果。所以,在開(kāi)花期應(yīng)適當(dāng)控制灌水。進(jìn)入結(jié)果期后,尤其在果實(shí)膨大期或結(jié)果盛期,需水量急劇增加,并達(dá)最大量,應(yīng)當(dāng)供給充足的水分,使果實(shí)迅速膨大與成熟。
3.蔬菜對(duì)空氣濕度條件的要求除土壤濕度外,空氣濕度對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育也有很大的影響。各種蔬菜對(duì)空氣濕度的要求大體可分為四類:
(1)第一類要求空氣濕度較高,如白菜類、綠葉菜類和水生蔬菜等。適宜的空氣相對(duì)濕度一般為85%~90%。
(2)第二類要求空氣濕度中等,如馬鈴薯、黃瓜、根菜類等。適宜的空氣相對(duì)濕度一般為70%~80%。
(3)第三類要求空氣濕度較低,如茄果類、豆類等。適宜的空氣相對(duì)濕度為55%~65%。
(4)第四類要求空氣濕度很低,如西瓜、甜瓜、南瓜和蔥蒜類蔬菜等。適宜的空氣相對(duì)濕度為45%~55%。
(三)蔬菜的需水規(guī)律和需水量估算
蔬菜的需水特征隨蔬菜的種類、生育階段及其種植區(qū)的氣候條件、土壤特性而變。各種蔬菜由于其自身形態(tài)構(gòu)造不同,其需水量不同,一般而言,生長(zhǎng)期葉面積大、生長(zhǎng)速度快、采收期長(zhǎng)、根系發(fā)達(dá)的蔬菜需水量較大(如茄子、黃瓜);反之需水量則較。ㄈ缋苯、菠菜);體內(nèi)含蛋白質(zhì)或油脂多的蔬菜(如蘑菇、平菇)比體內(nèi)含淀粉多的蔬菜(如山藥、馬鈴薯)需水要多。同時(shí),不同品種之間也有差異,耐旱和早熟品種需水量較少。
同一種蔬菜在各生育期的需水特性不同,一般是幼苗期和接近成熟期需水較少。生育中期,即生長(zhǎng)旺盛期,需水最多,一般是全生育期中對(duì)缺水最敏感、影響產(chǎn)量最大的時(shí)期,稱需水臨界期。此期,蔬菜原生質(zhì)的黏度和彈性劇烈下降,因而忍受和抵抗干旱的能力大為減弱,再加上原生質(zhì)黏度降低后,新陳代謝增強(qiáng),引起生長(zhǎng)速度變快,需水量增加,這時(shí)若能充分供水,不僅有利于蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育,水分利用效率也高,大多數(shù)蔬菜的需水臨界期在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)旺盛階段,也就是開(kāi)花、結(jié)果與塊根塊莖膨大階段,如菜用大豆的開(kāi)花和結(jié)莢階段、蘿卜的塊根膨大階段、番茄的花形成和果實(shí)膨大階段等,都為其需水臨界期,需確保水分供應(yīng)。
由于地區(qū)氣候、土壤、水文地質(zhì)等自然條件不同,蔬菜需水情況也各異。氣溫高、日照強(qiáng)、空氣干燥、風(fēng)速大時(shí),葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)均增大,作物需水量也大,反之則小。土壤質(zhì)地、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和地下水理深等都影響到土壤水分狀況,從而改變著耗水量的大小。在一定土壤濕度范圍內(nèi),蔬菜耗水量隨土壤含水量增加而加大。合理深耕、密植和增施肥料,作物需水量有增加趨勢(shì)。中耕除草,設(shè)置風(fēng)障,地膜覆蓋,日光溫室,中、小拱棚,塑料大棚等,均能適當(dāng)降低蔬菜需水量。
由于蔬菜的需水量受蔬菜種類、品種、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、土質(zhì)、耕作措施及保護(hù)地類型影響很大,目前對(duì)蔬菜的需水量一般還沒(méi)有一套十分成熟的計(jì)算方法,一般應(yīng)采用試驗(yàn)測(cè)定的方法。有時(shí)也可采用需水系數(shù)法(也稱蒸發(fā)皿)進(jìn)行估算。其基本思路是:各種蔬菜不論土壤表面蒸發(fā)、作物體表面蒸騰,而其通過(guò)蒸發(fā)皿測(cè)定的水面所蒸發(fā)出去的水分氣化現(xiàn)象是基本相同的。因此,不同時(shí)期的需水量與其水面蒸發(fā)量的比值,即蒸騰蒸發(fā)比保持穩(wěn)定,可用蒸發(fā)皿測(cè)定其水面蒸發(fā)量,即
該方法僅需水面蒸發(fā)資料,資料易于取得。潮濕的蔬菜地可廣泛采用,但在菜地較干燥時(shí),誤差較大。
(四)蔬萊的節(jié)水灌溉制度
1.蔬菜的水分調(diào)控原則在保護(hù)地蔬菜栽培中,土壤濕度的調(diào)控至關(guān)重要,必須依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)、蔬菜種類、生育階段、土壤等情況確定灌水時(shí)間及灌水量。生產(chǎn)中按以下原則確定:
(1)根據(jù)氣象特點(diǎn)進(jìn)行灌水在我國(guó)北方地區(qū),冬季及早春季節(jié),外界溫度較低,光照較弱,作物生長(zhǎng)緩慢,蒸騰蒸發(fā)量較小,所以應(yīng)少灌或不灌水,此階段老植株確實(shí)缺水,土壤含水量較低,也應(yīng)小水灌,且應(yīng)盡量選擇在晴天中午,以免造成上溫大幅度下降,從而引起寒根。3月份至6月份,隨著外界溫度的上升、作物生長(zhǎng)量增加、蒸騰蒸發(fā)量增大、溫室大棚通風(fēng)量的增加,灌水量應(yīng)逐漸增大;6月份至9月份,保護(hù)地栽培主要是防雨降溫栽培,灌溉要根據(jù)降雨情況而定,若雨水較多,空氣濕度較大,應(yīng)少灌,同時(shí)要防澇排澇;若雨水少,天氣干燥,在土壤不產(chǎn)生積水的情況下,適當(dāng)增加灌水次數(shù)和灌水量,從而降低地溫,促進(jìn)作物生長(zhǎng)。9月中旬至立秋后,外界溫度逐漸下降,由北向南逐漸開(kāi)始進(jìn)行扣棚,根據(jù)作物生長(zhǎng)情況,灌水量應(yīng)逐漸減少。
(2)依照蔬菜植物的需水規(guī)律進(jìn)行灌水與保水播種前澆足底水,以保證種子發(fā)芽;
(3)依各類蔬菜生長(zhǎng)特性進(jìn)行灌水與保水對(duì)大白菜、黃瓜等根淺、喜濕、喜肥的蔬菜,應(yīng)做到肥多、水勤。對(duì)茄果類、豆類等根系較深的蔬菜,應(yīng)先濕后干。對(duì)速生菜應(yīng)保證經(jīng)常肥水不缺。對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行的果菜,避免始花期澆水,要"澆菜不澆花";對(duì)單純生殖生長(zhǎng)的采種株,應(yīng)見(jiàn)花澆水,收種前干旱,要"澆花不澆菜"。對(duì)越冬菜要澆凍水。
(4)根據(jù)土質(zhì)、幼苗形態(tài)進(jìn)行灌水
①土質(zhì)特點(diǎn):砂性土宜增加灌水次數(shù),并施有機(jī)肥改良土質(zhì)以利保水;黏土地采取暗水播種,澆溝水;鹽堿地強(qiáng)調(diào)河水灌溉,明水大澆,洗鹽洗堿,澆耪結(jié)合;低洼地小水勤澆,排水防堿。
②幼苗植株表現(xiàn):溫室青韭,早晨看葉尖溢液之有無(wú)。溫室黃瓜要看莖端(龍頭)的姿態(tài)與顏色;露地黃瓜,早晨看葉的上翹與下垂,中午看葉子萎蔫與否或輕重,傍晚看恢復(fù)得快慢。番茄、黃瓜、胡蘿卜等葉色發(fā)暗,中午略呈萎蔫,或甘藍(lán)、洋蔥葉色所藍(lán)蠟粉較多而脆硬表現(xiàn)缺水,需立即灌水;否則葉色淡,中午毫不萎蔫,莖節(jié)拔節(jié),說(shuō)明水分過(guò)多,需要排水和晾曬。
2.蔬菜灌溉時(shí)間的確定目前,我國(guó)保護(hù)地栽培中仍然依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn),主要憑人的觀察感覺(jué),差異很大。隨著保護(hù)地節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣和自動(dòng)化灌溉設(shè)施的應(yīng)用,保護(hù)地作物栽培已利用現(xiàn)代化手段對(duì)作物栽培和溫室條件進(jìn)行調(diào)控。根據(jù)作物各生育期需水量和土壤水分張力確定蔬菜的灌水日期和灌水量。
灌水期依蔬菜種類、品種、栽培季節(jié)、生育階段、土壤狀況、根系范圍、地下水位、栽植密度以及施肥法等而異。幾種主要蔬菜的灌水期用如下方法確定:
(1)番茄番茄對(duì)土壤中水分狀況變化的適應(yīng)性廣。水分適量時(shí)的pF為1.5~2。不同的發(fā)育階段及其他環(huán)境條件適宜的水分指標(biāo)也不相同。在育苗和生長(zhǎng)發(fā)育初期pF為2.5~2.7,在果實(shí)膨大初期,對(duì)生殖生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)均衡以后的發(fā)育階段,在預(yù)報(bào)為晴天時(shí),灌水指標(biāo)為pF1.5以下,摘心以后更要以低的土壤水分張力進(jìn)行管理來(lái)促進(jìn)果實(shí)膨大。
(2)黃瓜黃瓜不像番茄那樣不容易馬上直接受到水分過(guò)剩的影響。黃瓜的灌水指標(biāo)比番茄低,一般來(lái)說(shuō)可考慮pF在1.5~2的范圍內(nèi)。但采收盛期在日照射量多、光合作用旺盤時(shí)期灌木指標(biāo)降到pF1.3~1.4,而且對(duì)水分保持量小的沙質(zhì)土壤等pF往往還再要降到1.3以下,這是由于像黃瓜之類的闊葉作物,在短時(shí)間里水分蒸騰量大,水分補(bǔ)充速度就是個(gè)問(wèn)題。
(3)茄子、青椒茄子、青椒不宜在過(guò)濕狀態(tài)下生長(zhǎng)。管理時(shí)茄子的pF為2~2.3,青椒為2.5。只有在排水非常好、不擔(dān)心發(fā)生濕害的條件下,pF可小于2,而沙地栽培的青椒,pF可按1.5左右的低水分張力管理。
(4)草莓草毒在連續(xù)收獲時(shí)期水分不足很容易導(dǎo)致產(chǎn)量、品質(zhì)的降低。灌水指標(biāo)pF定為1.5~2,而且pF不足或大于2往往發(fā)生問(wèn)題。特別是3月下旬以后的收獲期(在溫室內(nèi)),土壤水分張力上升導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降,對(duì)火山灰土壤、灰褐色土壤、含礫層土壤地帶灌水指標(biāo)可采用pF為2。
(5)網(wǎng)紋甜瓜網(wǎng)紋甜瓜為特殊栽培,緩苗和摘心前pF為2,授粉后pF約為2.4,在果實(shí)網(wǎng)紋期的大約2個(gè)星期內(nèi)pF為2.4~2.7,網(wǎng)紋形成后pF大于2.7,用高水分張力管理。
3.蔬菜的灌水量估算
(1)灌水量估算蔬菜的灌水量可采用水量平衡法計(jì)算,
各種作物的計(jì)劃濕潤(rùn)層見(jiàn)表2-1,在缺水條件下計(jì)劃濕潤(rùn)層可適當(dāng)減小。黃瓜主體根分布雖淺,但整體根分布可達(dá)1米左右,計(jì)劃濕潤(rùn)層深度可適當(dāng)加大。
(2)保護(hù)地主要蔬菜的灌水間隔和灌水量保護(hù)地蔬菜的灌水量和灌水間隔隨栽培作物種類、氣候條件、土壤的影響等不同而不同,表2-2列出保護(hù)地主要蔬菜灌水間隔和灌水量。就灌水量而言,各種蔬菜的灌水量相差極大,在1.1~15毫米/天之間。在氣溫較低、光照較弱的冬春季,在有設(shè)備設(shè)施增加溫度時(shí),宜選擇最小值灌水量,間隔天數(shù)一般應(yīng)在20天以上;并根據(jù)溫度、空氣濕度取值,一般溫度較低時(shí)選最小灌水量,間隔天數(shù)較長(zhǎng);溫度高時(shí)則相反。