第 1 章 绪论
1.1 研究背景与意义
水是生命的源泉，是地球万物生存的基础，同时也是社会经济发展的关键所在。水是评定一个国家的经济是否能够持续发展的重要标准，中国的水资源总量在世界排名第六，但中国的人口基数大，人均水资源占有量仅为世界人均水平的1/4，可见中国的水资源相当贫乏。中国的水资源还存在着严重的时空分布不均，分布局面为西北少东南多。新疆位于中国西北边陲，深居内陆，远离海洋，为典型的内陆干旱、半干旱气候，新疆多年平均降水深度约为154.5mm，仅为全国平均值的23.8%，新疆的水资源分布也存在区域性差别，单位面积水量北部地区是南部的2.6倍[1]。新疆总用水量的92.87%用于农业灌溉，南疆阿克苏地区的农业灌溉用水量甚至占用水总量的95%以上。新疆的农田实灌毛用水量9996.0m3/hm2，其中和田地区农田毛用水量最高达14196m3/hm2，说明新疆的水分利用效率不高，灌溉水浪费严重，水资源未合理利用，从侧面也反映出新疆农业节水有较大的潜力[2]。 “三农”问题一直是党和国家关心的重点，“十一五”末，新疆农、牧民人均纯收入2742元，连续三年人均增收200元，但仍比全国水平低800元。新疆得天独厚的光热资源使之成为全国优质特色林果的主产区，到2013年底全疆的红枣种植面积达47.37万hm2，主要种植品种为灰枣、骏枣、哈密大枣[3-4]，总产量达145万t[5]，红枣种植收益已经成为农民增收的重要途径[6]。新疆阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州及和田地区的红枣种植总面积已达31.6万hm2，占全疆红枣种植面积的90.4%[7]，然而这些地区年降水量还不足100mm，而且大多在50mm以下，干旱缺水是制约这些地区红枣经济发展的关键因素。但是，新疆大部分枣树灌溉仍然采用粗放式的大水漫灌形式，灌溉水量普遍偏大，1~3 年 的 幼 树 灌 溉 定 额 在 7200~12600m3/hm2，
4~6 年 的 结 果 初 期 红 枣 树 为7200~18000m3/hm2，6年以上的盛果期红枣树为6600~15000m3/hm2[7]。采用粗放的灌水方式不仅加大了土壤蒸发量而且还会造成大量的土壤水分渗漏，同时会将表层的肥料淋洗到深层，导致养分不能被枣树根系有效的吸收，流失的肥料还会对地下水环境造成破坏[8]。新疆的枣树大部分是在2010年左右定植的，现已逐渐进入盛果期，红枣产量将会大幅提高。
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1.2 国内外研究进展
王成等在研究滴灌灌溉条件下红枣树不同生育期水肥利用过程中，初步制定了大田4 年结果初期红枣树的灌溉制度：整个生育期共灌水 12 次，灌水定额为 450m3/hm2，即
灌溉定额 5400m3/hm2[27]。魏光辉对树龄 5 年的灰枣树的耗水特性研究表明：全生育期灌水 18 次，灌水定额为 375~405m3/hm2[28]。谢美玲研究滴灌红枣灌溉制度时得到：当灌水定额为 450m3/hm2时，7 年生红枣树灌水下限为 55.3%的田间持水率较为适宜，灌水次数为 17 次，灌溉定额为 7650m3/hm2[29]。唐忠建等对滴灌灌溉方式下 5 年生红枣树的产量和品质的研究表明：滴灌灌水量 450m3/hm2的灌水方式对枣树叶片的生长有利，可使冠层发育旺盛进而提高产量及品质[30]。姚鹏亮模拟 6 年生滴灌枣树根区土壤水分动态的结果表明：灌水定额为 450m3/hm2时合理[31]。李振华在对阿克苏 9 年生灰枣树滴灌灌溉制度研究中得出：阿克苏地区滴灌枣树的最佳灌溉定额为 5550m3/hm2[32]。杨慧慧在研究滴灌灌水量对 11 年生哈密大枣树耗水及产量的影响时得出：哈密大枣全生育期灌水 20 次，灌水量为 10000m3/hm2时，大枣的产量、耗水生产效率及灌水生产效率都比较大[33]。总结前人研究成果，得出较优的灌溉制度为：灌水定额为 375~450m3/hm2，灌水次数为 12~17 次。
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第 2 章 试验材料及研究方法
2.1 研究区概况
试验区在距阿克苏市约11km的新疆阿克苏地区农业科技示范园内，地理坐标为北纬41°16′~41°17′，东经80°20′~80°21′。新疆阿克苏地区为暖温干旱气候区，地势平坦，土层深厚，海拔约为1170m，无霜期较长，光照较为充足，昼夜温差大，多年平均气温10.7℃，大于等于10℃的年有效积温为 3902.9 ℃ ，多年平均降水量74.4mm，多年平均蒸发量1868mm，全年无霜期约为212d。由试验区自动气象站观测的2014年的各气象参数见表2-1。用容积 100cm3的环刀分层取不同深度范围内的原状土，进行干容重及田间持水率的测定。田间持水率的测定方法：各深度范围取两个原状土样，其中一个土样的环刀底端放置两个大小合适的滤纸，然后将该环刀放置于盛有水的培养皿中，水面不能超过环刀顶端，当环刀内的土面完全湿润后，将该环刀取出，放置在该深度层取得的另一个环刀土样的顶端（放置前应在环刀顶端放置大小合适的滤纸一个），让其静置 24 小时，称量上面环刀的土壤重量，然后取上层环刀内的土壤进行烘干，测定含水率，从而得到干土重，田间持水率=（湿土重-烘干土重）/烘干土重100%土壤干容重。结果如下表 2-2所示。田间持水率均值为 21.66%，土壤平均干容重 1.52 g/cm3。
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2.2 观测项目与测定方法
在每个灌水小区的分水处安设一个水表，在灌水前后分别对水表进行读数，二者之差即为该次灌水的灌水量。试验地设有型号为“Watchdog”的小型自动气象站。气象站在枣树萌芽前装设完毕，可测枣树萌芽展叶期到成熟期的太阳辐射、风速、降雨、温度、湿度、气压等气象因子，这些数据均为实时记录，记录时间间隔为30min。不同深度处土壤含水率均采用TRIME-IPH土壤水分仪测定，每个处理有3个重复，每个重复布设一组PVC管，每组五根，布设位置在行间距树25cm、50cm、75cm，100cm和株间距树100cm处，每根TRIME管埋深1.0m，测量土层分别为10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm，90cm，所测得土壤含水率为体积含水率。测量前要对测定值进行率定，率定方法为土钻取土烘干法，烘干法测定的是土壤的质量含水率，结合每层土壤的干容重将质量含水率换算成体积含水率，所得到的体积含水率与仪器测定值的相关性如图2-1所示，符合式（2-1）的一元线性关系。
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第 3 章 不同灌水处理的土壤水分分布特征研究 ...... 15
3.1 不同灌水处理土壤水分在垂向及水平向分布分析 ............ 15
3.2 不同灌水处理在不同深度上土壤水分消耗量变化分析 .... 18
3.3 生育期内不同灌水处理土壤水分动态变化分析 ....... 19
3.4 气象因子、枣树耗水量与参考作物腾发量 ET0的关系 .... 21
3.5 枣树耗水特性分析 .......... 22
3.6 本章小结 ........ 24
第 4 章 灌水定额和滴头流量对枣树生理生态指标的影响 ........ 27
4.1 灌水定额和滴头流量对红枣果实生长的影响 ........... 27
4.2 灌水定额和滴头流量对红枣叶绿素的影响 ...... 28
4.3 灌水定额和滴头流量对枣树叶-气温差的影响 ......... 30
4.4 灌水定额和滴头流量对红枣座果率的影响 ...... 30
4.5 本章小结 ........ 31
第 5 章 灌水定额和滴头流量对红枣产量及品质的影响 ............ 32
5.1 灌水定额和滴头流量对红枣产量的影响 .......... 32
5.2 灌水定额和滴头流量对红枣品质的影响 .......... 34
5.3 灌水定额和滴头流量对红枣单果重的影响 ...... 40
5.4 枣树灌水定额和滴头流量的确定 .... 45
5.5 本章小结 ........ 45
第 5 章 灌水定额和滴头流量对红枣产量及品质的影响
5.1 灌水定额和滴头流量对红枣产量的影响
通过显著水平 a=5%下的差异显著性分析表明：处理 1 与处理 2 之间差异不显著，处理 1 与处理 3 之间的差异也不显著。当灌水定额继续增加，红枣单产未继续增加，反而下降，这与魏光辉的试验结果相同[32]，说明一味的提高灌水定额不是增产的有效途径。 从表 5-1 亦可看出，当灌水定额均为 30mm 时，处理 2 和 4 的产量分别为6818.8kg/hm2、5813.8kg/hm2。其中处理 4 的红枣产量较处理 2 低 14.7%，但在显著水平a=5%下，差异未达到显著水平。说明在灌水定额不变的条件下，用较大滴头流量的滴灌管进行灌溉有助于提高红枣产量，但作用不显著。 在滴头流量相同灌水定额不同的三个灌水处理下，枣树水分利用效率在 1.26kg/m3~1.42kg/m3之间变化，并且随着灌水定额的增大呈现先增大后减小的趋势，在灌水定额为 30mm 处理时出现峰值，但在 a=5%的显著水平下差异不显著。 从上表亦看出，当灌水定额均为 30mm 时，处理 2 和 4 的水分利用效率分别为1.42kg/m3、1.38kg/m3，处理 4 比 2 的水分利用效率降低了 2.8%，但在显著水平 a=5%下，差异未达到显著水平。说明在灌水定额不变的条件下，用较大滴头流量的滴灌管进行灌溉，有助于提高红枣水分利用效率，但作用不显著。 综合产量和水分利用效率可知，采用滴头流量 q=3.75L/h，灌水定额 30mm 的灌水方案时，即可获得较高产量又能提高水分利用效率。
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结论
新疆的灌溉水利用效率低，导致本来就短缺的水资源不能够有效的利用，本试验意在增加红枣产量，提高水分利用效率及高品质红枣所占总产量的百分比。试验考虑滴头流量和灌水定额两因素，设置 4 个试验处理（处理 1~3 的灌水定额分别 22.5mm、30mm、37.5mm，滴头流量均为 q=3.75L/h，处理 4 的灌水定额为 30mm，滴头流量 q=2.0L/h），每个试验处理均有三个重复。研究不同灌水定额和滴头流量处理下土壤水分分布规律，对枣树生理指标、产量、水分利用效率及枣果品质的影响，并综合以上指标得出枣树灌溉较优的灌水定额及滴头流量。论文所得到的研究结论如下：针对不同灌水处理对枣树的土壤水分在水平和垂向上的分布、不同深度的土壤水分消耗量耗、参考作物腾发量 ET0与耗水量和气象因子的相关性、枣树耗水特性进行了研究，并得出以下结论：
（1）土壤含水率变化较大的土层范围为 0~70cm，当 q=3.75L/h 时，大灌水定额的水平湿润宽度及垂直入渗深度较小灌水定额大；当灌水定额为 30mm 时，滴头流量q=3.75L/h 的处理 2，水平湿润宽度比滴头流量 q=2.0L/h 的处理 4 大，垂直入渗深度比滴头流量 q=2.0L/h 的处理 4 小，说明大滴头流量处理有助于增大水平湿润宽度，小滴头流量有助于增大垂直入渗深度。
（2）当 q=3.75L/h 时，随着灌水定额的增大，在 0~60cm 土层的土壤水分消耗总量呈先增大后减小的趋势，大滴头流量 q=3.75L/h 的处理 2，0~40cm 的土壤水分消耗量大于小滴头流量 q=2.0L/h 的处理 4，但 40~60cm 的土壤水分消耗量小于处理 4。分析原因，认为是由于二者在水平向的湿润宽度和垂直方向的入渗深度的差异导致这种结果。
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参考文献(略)