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甜菜巧喝水 旱地出高产

时间:2025-08-13 14:59:09来源:新疆农业大学水利与土木工程学院 文字:许多、范耀方、衡通、张艺馨、丁瑜、刘玙卓、廖钰虹

  摘要:在干旱地区,制约农业生产的关键因素之一是水资源匮乏。甜菜作为重要的糖料作物,其灌溉技术对产量和质量的提高起着至关重要的作用。研究表明,提高旱区甜菜用水效率的两种有效途径为滴灌技术和调亏灌溉技术。文章通过对国内外大量相关文献资料的梳理与分析,对旱区甜菜滴灌及调亏灌溉技术研究现状进行了系统总结。在详细阐述滴灌技术在旱区甜菜种植中应用的基础上,深入探讨了甜菜栽培过程中调亏灌溉对其生理特性、根系发育及不同生长阶段用水效率的影响,研究了调亏灌溉技术的原理及其应用效果,并进一步分析了滴灌技术与调亏灌溉技术结合应用的优越性和经济效应,展望了未来的研究方向,旨在以坚实的理论基础和有效的技术支持,为旱区甜菜高效节水灌溉提供有力的技术保障。

  在干旱地区,甜菜作为一种重要的糖料作物,对当地的农业生产和经济发展起着极为关键的作用。王荣华等学者在其撰写的《关于新疆甜菜产业发展的调研报告》中,对新疆维吾尔自治区(以下简称“新疆”)甜菜产业进行了全面且深入的调研与分析,为人们深入理解甜菜在干旱区的重要地位提供了有力的参考依据。甜菜制糖产业作为区域经济支柱,涵盖了种植、加工、销售等环节,创造了大量就业岗位,有力地推动了区域经济发展。例如,新疆在推广滴灌技术后,节水灌溉面积占比高达85%,农业增产和农民增收效果显著。从种植环节来看,甜菜种植成为当地农民收入的稳定来源。农民充分利用干旱地区有限的土地资源来种植甜菜,获得了显著的经济效益。因此,在加工环节,甜菜制糖企业的发展不仅对当地工业起到了促进作用,还提升了区域经济的整体竞争力。

  甜菜的灌溉技术是否有效,直接决定了本地区甜菜的产量和品质,甜菜在旱区的水分利用效率尤为关键。滴灌和调亏灌溉技术在提升旱区甜菜用水效率方面发挥着至关重要的作用。学者杨伟在其研究中指出,滴灌技术是一种广泛应用于农业水利工程的节水灌溉方式,其在该领域的作用不容忽视。干旱区农村的发展,特别是农业经济的稳定增长,高度依赖于水资源的有效管理与高效利用。甜菜作为当地的优势经济作物,其种植技术的革新与推广,是农村经济发展和乡村治理能力提升的重要抓手。一方面,高效节水灌溉技术的应用(如滴灌与调亏灌溉等),能显著降低甜菜生产的水资源成本,缓解用水矛盾。这对于水资源极度匮乏的干旱区农村至关重要,是实现水资源可持续管理的基础。另一方面,技术的推广普及需要村级组织的有效协调与引导(如统一规划滴灌设施布局、组织技术培训、调解用水纠纷等),这本身就是乡村治理能力现代化的体现。更重要的是,节水灌溉带来的产量稳定与品质提升,直接保障了农民种植甜菜的经济收益;同时,制糖产业链的繁荣创造了更多的本地就业机会(包括种植、加工、物流等),拓宽了农民增收渠道,为农村经济多元化和乡村振兴提供了有力支撑。因此,研究并推广甜菜高效节水灌溉技术,其意义远不止于农业技术本身,更是推动干旱区农村经济社会全面发展、提升乡村治理效能的关键环节。

滴灌技术在干旱区甜菜种植中的应用

滴灌系统的布置

  甜菜作为重要的糖料作物,对水分的需求遵循特定规律。按甜菜生长需求精确地向植株基部输送水滴的灌溉体系,有效减少了水量的蒸发、渗漏损失,从而大幅提升了水资源的利用效率。滴灌系统的合理布置需综合考虑多方面因素。首先,需确定滴灌管的铺设间隔和坡度,并结合土壤质地、地形和自然条件,进行水分的合理分布,以确保整个区域水分的均衡分布。其次,合理安排滴头位置和流量,使每一株甜菜都能够得到适当的水分供应,并结合甜菜的栽植密度和行距进行优化。最后,自动化控制滴灌系统是提升灌溉效率的关键手段。通过安装传感器及控制器,能够实时监控土壤含水率,并根据实际情况自动调节滴水灌溉,实现精准灌溉。学者周生祥的研究为新疆地区甜菜种植中滴灌系统的合理布设提供了理论支持和实践指导,探讨了滴灌工程在新疆农田水利灌溉系统中的重要作用。

滴灌频率对甜菜生长的影响

  甜菜的滴灌频率对旱区甜菜种植的生长表现具有显著影响。优化灌溉策略,提升甜菜产量和质量,深入探讨滴灌频次与甜菜生长之间的关系,具有极其重要的价值。在新疆考察甜菜高产高效种植技术过程中,学者胡华兵发现,甜菜根系对水分和养分的吸收能力会受到影响,土壤的水分状态会因滴灌频率的不同而改变。土壤在滴灌频率较高的情况下,能保持较为稳定的湿润状态,为甜菜根系提供理想的生长环境,从而促进其根系生长发育。根系是直接影响甜菜生长性能的关键器官,负责吸收水分和营养物质。发达的根系能更有效地吸收土壤中的养分,为茎、叶提供足够的物质支撑,使其生长更加旺盛,提高光合作用效率,进而促进甜菜光合产物的积累,有助于更好地吸收土壤中的营养。但滴灌次数过多,就有可能造成土壤通气性变差,使甜菜根系缺氧,对其正常生理机能造成影响,甚至产生生长抑制作用。此外,土壤湿度过大不仅威胁甜菜的健康生长,还可能增加病虫害的发生概率。反之,滴灌次数过少,土壤含水量波动将显著增大。在干旱时期,甜菜叶片会出现萎蔫现象,生长速度减缓,甚至可能因缺水而受到生长限制。长期缺水不仅会干扰甜菜的生理过程,导致其光合作用和呼吸效率下降,最终还会对甜菜的产量和品质产生负面影响。

滴灌量对甜菜产量和品质的影响

  甜菜在干旱地区的产量和质量受滴灌技术的影响极为显著。在新疆甜菜高产高效种植技术研究中,胡华兵重点分析了甜菜滴灌量与产量、品质的关系。作为旱区重点糖料作物,甜菜的生长对水分需求极为敏感,满足其水分需求的核心是对滴灌的精确控制。甜菜系统在滴灌适宜的情况下能有效吸收水分和养分,从而使植株茁壮成长,显著提升叶片的光合作用效率,有利于光合物的积累,为增产提供有力的支撑。从产量上看,滴灌可合理调控甜菜块根的生长分量,通过适当供给水分,既能满足甜菜生长的生理需求,又能避免水分过多带来的不利影响,从而有效促进块根膨大,显著提升单位面积产量。然而,滴灌量不足会导致甜菜因缺水而生长受限、块根发育不良,进而引起产量下降。相反,滴灌过量则会造成水资源的浪费,甚至引发土壤积水,影响根部呼吸,进而对产量造成反作用。

调亏灌溉技术的原理和应用

调亏灌溉技术的原理

  调亏灌溉技术是一种节水灌溉策略,在干旱地区的农业生产中具有很大的潜力。其核心思想是通过在作物特定生育阶段实行水分适度不足,使水分利用效率达到最佳化。在干旱地区,制约农业发展的一个关键瓶颈就是水资源的稀缺。如何在水资源有限的情况下保证甜菜的产量和品质,是甜菜这一重要糖料作物急需解决的重要课题。在此背景下,调亏灌溉技术应运而生。该技术的原理基于作物的生理特性以及对水分的需求而设计。为使作物能够承受一定程度的水分压力,在作物生长的特定阶段,故意降低灌溉水量。这种适度的水分不足,不仅不会对农作物的生理调节机制产生不可逆的危害,反而会起到积极的促进作用。例如,作物通过调整根系生长和分布,增强其吸收水分和养分的能力;同时,减少地上部分的营养生长,将更多的光合产物分配至生殖生长,以提高作物的经济产量。在甜菜种植中,合理应用灌溉技术,能够在甜菜生长状态良好且糖分积累较高的情况下,避免水分供应过剩。通过对水分供应的精确控制,也能减少不必要的水分蒸发和跑冒滴漏,显著提升水分利用效率。这不仅有助于缓解干旱地区面临的缺水压力,而且能提高甜菜产业的经济效益和可持续发展能力,降低农业生产成本。

不同生育期调亏灌溉对甜菜生理特性的影响

  实施调亏灌溉在旱区种植甜菜时,其生理特点在不同生长期内均表现出显著影响。掌握甜菜的生长规律,优化灌溉策略,对深入了解这些影响至关重要。胡华兵在新疆考察甜菜高产高效种植技术期间,就不同生育期调亏灌溉对甜菜生理特点的作用进行了详细的探讨。第一,在甜菜幼苗阶段,进行调亏灌溉,能够调节植株自身的生理活动,以适应水分胁迫。具体表现为叶片的气孔导率降低,从而减少水分散失,并相应降低光合效率。但这一调控机制也会促使植株根系更深地进入土壤,增强其吸水能力,进而提升抗旱能力。第二,灌溉在甜菜进入茂盛生长时期,对其生理特点的调节作用愈加复杂。甜菜此时生长旺盛,对水分有较大的需求。适度的调亏灌溉会引发植株生长和代谢过程中的调节效应,这是由于脱落酸含量增加,导致甜菜体内激素平衡发生改变。同时,叶片的叶绿素含量可能降低,进而影响光合作用效率。然而,这种改变在一定程度上能够避免因植株生长过旺而造成水分和养分的过度消耗,从而使植株更加稳健地生长。第三,在块根膨大的时期,调亏灌溉在甜菜的块根中,会直接影响到块根生长,影响糖分蓄积。适当的水分亏缺,能促使甜菜在块根上分配更多的光合产物,从而增加块根中的糖分。但是,如果水分不足,就有可能造成块根生长受限,最终导致产量的降低。综上所述,不同生育期实施的调亏灌溉会对甜菜生长发育产生影响,这主要是因为该措施会改变甜菜的气孔导度、光合作用、激素平衡等生理特性,进而对根部生长产生作用。这些研究结果,为干旱区甜菜的节水高效种植提供了理论上的重要依据。

调亏灌溉对甜菜根系发育的作用

  在旱区甜菜种植中,调亏灌溉作为一种高效节水灌溉技术,对根系发育有明显的促进作用。合理应用调节灌溉,能够有效提升甜菜根系对水分和营养成分的吸收效率,从而促进甜菜的整体生长。在新疆考察甜菜高产高效种植技术时,胡华兵指出,调亏灌溉对甜菜根系的生长发育具有显著的刺激效果。在干旱的胁迫条件下,甜菜根系为增强获取水分和营养物质的能力,会经历一系列的适应性变化。实施调亏灌溉时,土壤含水量减少,甜菜根系会增加根系的生长量和根冠比,以获得更多的水分。根系将向更深、更广的方向拓展,吸收土壤中的水分及营养物质,从而提高其吸收效率。此外,调亏灌溉对甜菜根系形态具有显著的正面影响。适当的水分不足会造成根系的分支增多、表面积扩大,进而增加根系与土体的接触面积,提升根系的吸收和养分摄取能力。同时,调亏灌溉在一定程度上还可以增强根系的生命力,使根系对水分和养分的吸收和转运更加有效。然而,调亏浇灌的实施对其程度和时机的把握至关重要。如果水分亏缺过多或在生育期不适当的情况下进行调亏灌溉,就有可能对甜菜根系造成不可逆的损伤,使根系的正常生长和功能受到影响。因此,在实际应用中,为充分发挥其积极作用,实现旱区甜菜高效节水种植,必须根据甜菜的生长特点和土壤条件,科学制订调亏灌溉方案。

调亏灌溉对甜菜水分利用效率的影响

  调亏灌溉技术的核心在于通过在作物生长的关键阶段实施适度的水分亏缺,从而优化作物的水分利用效率。对于甜菜种植而言,提升水分利用效率正是该技术应用的重要目标之一。已有研究对此进行了系统分析。胡华兵在研究新疆甜菜高产高效种植技术时,重点分析了调亏灌溉对甜菜水分利用效率的作用。在干旱地区,水资源的稀缺性使得提高水分利用效率成为农业生产的关键环节。调亏灌溉通过精准调控甜菜不同生育期的水分供应,避免了不必要的水分浪费。适度减少水分供应在特定生育阶段,能够有效促进甜菜根系的发育,同时提升其对水分的吸收力和利用率。甜菜凭借自身的生理调节机制,能够适应水分变化。在甜菜特定的生长期进行调亏灌溉时,它将优化自己的生长策略,在根系生长、水分吸收等方面使用更多的能量,让水分利用效率更高。这种水资源利用效率的提升,直接降低了农业生产成本,增强了农民的抗风险能力和种植收益,是干旱区农村经济可持续发展的重要支撑。

  甜菜作为一种重要的糖料作物,其种植高度依赖高效的节水灌溉技术,而滴灌与调亏灌溉技术已被证明是提升用水效率的有效手段。然而,目前对于不同品种甜菜在这些灌溉技术下的适应性研究仍然较少。通过滴灌系统实现农药的精准喷洒,既降低了农药投放量,还降低了对环境的污染,并显著提升了防治效果。在调亏灌溉过程中,甜菜的生长状态会发生变化,这可能会对病虫害的发生和发展产生一定影响。因此,将节水灌溉技术的推广纳入乡村治理和水资源管理整体框架,探索建立适应干旱区农村特点的技术推广、设施维护和用水协调机制是十分必要的。

  中国博士后科学基金(2023M740980);新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A02003-6);新疆维吾尔自治区重点研发计划项目(2023B02024-1-1)。

  终审:魏文源

  监审:王莹珠

  编校:李保燕

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