北京综合试验站

  1 试验设计

  本试验在北京市林业果树科学研究院基地（平谷马昌营镇北张岱村）进行，该园区建园及生产管理较为严格，定植时开深、宽均为60cm的定植沟，施足腐熟的有机肥（鸡粪）作为底肥，3米行距，1米株距，单水平龙蔓形整形，结果母枝（除延长梢外）进行短或极短梢修剪。为研究滴灌灌溉下葡萄园的土壤水分迁移与耗散特性，于2019年安装了土壤水分实时监测仪，安装位置为滴灌正下方、距滴灌20cm处和距滴灌40cm处，每1小时记录一次数据。

  2 结果与分析

  2.1 葡萄园滴灌灌溉后土壤水分时间变化分析

  滴灌供水后，首先是土壤表层20cm土壤水分含量迅速上升，随后40cm深度开始升高，最后才是60cm深度水分含量缓慢升高。轮灌周期间歇期间，表层（20cm）土壤受水分下降作用影响，含水量迅速下降，与此同时，深层（40cm；60cm）土壤水分含量开始增加，表层土壤水分含量的增加随着轮灌周期而出现节律性变化，40cm处的含水量也表现高低节津性变化，60cm深度的含水量从开始即表现为持续升高状态。随着滴灌结束，浅层土壤水分含量迅速降低，40cm处随后降低，60cm深度的含水量维持在较高水平下降缓慢。在两次灌水期间，表层土壤含水量变化最为明显，但没有出现锯齿状波纹，表明此层土壤水量波动主要受地表蒸发影响更大，而在40cm和60cm处，无水分供应期间，土壤水分含量降低的过程中表现出明显的锯齿状波纹，表明此间有较集中的吸收根系存在，在80cm处的锯齿状波纹稍小，表明吸收根系在减少，但高于20cm处。

  在滴头外移20cm处的土壤水分含量监测表明，随着滴灌轮滴周期变化，20cm和40cm深度的土壤水分含量仍表现出明显的节律性变化，浅层先升高再降低，随后是深层稍微变化，波动的周期与频率十分一致，滴灌结束后，这两层深度的土壤含水量缓慢降低，速率比滴头正下方的含水量变化慢。60cm和80cm深的土壤水分含量较滴头正下方波动小。

  在滴头外移40cm处的土壤水分含量监测表明，随着滴灌轮滴周期变化，只有20cm深度的土壤水分含量有节律性变化，但是幅度比滴头外移20cm处更为缓和。40cm-100cm所受影响很小，滴灌结束后，20cm深度的土壤含水量缓慢降低，速率比滴头外移20cm处的含水量变化慢。

  供水12h后滴灌正下方浅层（20-40cm）土壤含水量升高幅度为7-10%，60cm及更深土层含水量增加幅度小于1%，呈指数递减（R2=0.966）；距滴灌20cm处浅层土壤含水量升高幅度显著小于正下方；距滴灌40cm处浅层土壤含水量变化缓和，深层土壤升高幅度仅为0.05%。

  2.2 葡萄园滴灌供水方式下全年土壤水分监测与分析

  2020年度灌水定额如下表。

  如图3所示，距滴头0、20和40厘米处的土壤水分含量在整个生长季节均表现出较平衡的变化，未出现较大范围的波动。

  在滴头正下方位置，越冬后的春季里，浅层土壤（20-40cm）含水量在19%，中层土壤（60-80cm）含水量在22%，深层土壤（100cm）最低，为16%。从4月中旬到6月下旬，滴灌启动较集中的时间段内，滴灌供水深度可达100cm，但是100cm土层的土壤含水量升高幅度很小，从3月到5月，每月平均升高2%，表明没有过多水分下渗而浪费。7月至9月的自然降雨量是远远大于葡萄需水量的，所以这段期间没有灌溉，浅层土壤获得的自然降雨部分下渗到中层土壤，所以浅层土壤含水量逐渐下降，而中层土壤含水量稍有增加。10月中旬开始滴灌补水，各土层含水量显著增加。

  在距滴头水平外移20cm位置处，20cm土层含水量最低，40cm、60cm和80cm土层含水量接近，100cm土层含水量最高。与滴头正下方位置土壤含水量逐月变化趋势不同的是，7月和8月土壤含水量有所增加，应该是受避雨棚雨水下渗和侧渗的影响，其他月份变化趋势和滴头正下方一致。

  距滴头水平外移40cm位置处正好是避雨棚雨水下落的位置，导致此处各土层含水量均比距滴头水平外移20cm位置处要高，由于北京地区7月降雨量为全年最高，因此浅层土壤含水量的峰值也在7月，之后逐月下降。