羅維鋼 褚俊英 黃忠華 廖婷 桑學(xué)鋒 譚文艷 莫凡 田軍

摘要：【目的】研究甘蔗品種新臺(tái)糖22號(hào)（ROC22）需水量的動(dòng)態(tài)變化及其與氣象因素的關(guān)系，為制定適宜甘蔗生長(zhǎng)的灌溉制度及探討氣候變化對(duì)甘蔗需水量的影響提供數(shù)據(jù)支撐和理論參考。【方法】在2012、2013年ROC22生長(zhǎng)期間，采用坑測(cè)法測(cè)量甘蔗需水量及棵間蒸發(fā)量和葉面蒸騰量，計(jì)算α值和模系數(shù)，繪制甘蔗需水量與產(chǎn)量的關(guān)系曲線，同時(shí)利用測(cè)坑配套的氣象站觀測(cè)溫度、空氣濕度、蒸發(fā)量、降雨、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等氣象指標(biāo)，運(yùn)用DPS軟件分析甘蔗需水量與氣象因素的相關(guān)性。【結(jié)果】甘蔗需水量及棵間蒸發(fā)量、葉面蒸騰量均呈先上升后逐漸下降的變化趨勢(shì)；甘蔗伸長(zhǎng)期需水量最高，其次是分蘗期，成熟期最低；α值和模系數(shù)在3～4月與9～11月較低，6～8月較高。甘蔗產(chǎn)量隨需水量、葉面蒸騰量的增加呈線性增高，而棵間蒸發(fā)量與產(chǎn)量的相關(guān)性不明顯。在甘蔗生長(zhǎng)期間，氣溫、地面溫度及蒸發(fā)量呈拋物線趨勢(shì)變化；日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度呈波動(dòng)式下降；飽和差2012年變化較平穩(wěn)，2013年則有較大的變幅。甘蔗需水量與氣溫、地面溫度、蒸發(fā)量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與日照時(shí)數(shù)、絕對(duì)濕度、飽和差存在不同程度的正相關(guān)，但未達(dá)顯著水平（P>0.05），與風(fēng)速和相對(duì)濕度無明顯的相關(guān)性?！窘Y(jié)論】甘蔗需水量呈單峰曲線變化，幼苗期和成熟期需水量較低，伸長(zhǎng)期需水量較高。甘蔗需水量與產(chǎn)量存在顯著的正相關(guān)，同時(shí)受氣候條件影響，其中氣溫、地面溫度的影響最大。

關(guān)鍵詞： 甘蔗；需水量；氣象因素；相關(guān)性

中圖分類號(hào)： S566.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）01-0074-09

0 引言

【研究意義】甘蔗是需水量較大的旱地作物，在生長(zhǎng)過程中所需水分主要來源于降雨和灌溉。由于降雨時(shí)空分布不均及極端干旱氣候的頻繁發(fā)生（譚宏偉等，2008），灌溉的作用日益重要。傳統(tǒng)上蔗農(nóng)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來灌溉，但由于不清楚甘蔗具體的需水特性，容易導(dǎo)致灌水不足或浪費(fèi)。因此，開展甘蔗需水量研究，掌握其變化規(guī)律，對(duì)制定合理的灌溉制度具有重要指導(dǎo)意義。作物需水量并非恒定不變，會(huì)受到氣候變化等外界條件的影響（劉曉英和林而達(dá)，2004），特別是在全球變暖的趨勢(shì)下，研究氣象因素與甘蔗需水量之間的相關(guān)性尤為必要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】楊祖德等（1996）利用常規(guī)灌溉試驗(yàn)資料繪制甘蔗需水量和產(chǎn)量的回歸曲線，發(fā)現(xiàn)二者之間呈顯著的指數(shù)關(guān)系。葉志堅(jiān)等（1997）探討雷州半島甘蔗的需水量和需水規(guī)律，并結(jié)合降雨情況，提出適宜當(dāng)?shù)馗收嵘L(zhǎng)的灌溉制度。余小璐等（2014）研究了1968～2009年廣西甘蔗需水量和播種面積的時(shí)空變異特征，結(jié)果顯示，42年來甘蔗需水量不斷上升，占總水資源量的比重越來越高，認(rèn)為應(yīng)優(yōu)化甘蔗種植布局，合理利用有限的水資源進(jìn)行灌溉。關(guān)于氣候變化對(duì)作物需水量的影響，羅玉峰等（2008）認(rèn)為日照縮短和風(fēng)速下降是導(dǎo)致柳園口灌區(qū)參考作物ET0降低的主要原因；宋妮等（2011）研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江流域早稻需水量與平均氣溫、平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)；顧晶等（2015）總結(jié)近50年黑龍港流域氣候和棉花需水量的變化趨勢(shì)，指出日照時(shí)數(shù)和風(fēng)速是影響棉花全期需水量的關(guān)鍵氣象因素?？梢?，不同地區(qū)影響作物需水量的主要?dú)庀笠蛩匾灿兴煌??！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于甘蔗需水量及氣候條件對(duì)其影響的研究鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以廣西甘蔗當(dāng)家品種新臺(tái)糖22號(hào)（ROC22）為試驗(yàn)對(duì)象，于2012和2013年采用坑測(cè)法測(cè)量ROC22的需水量，研究其在生長(zhǎng)期間的變化規(guī)律，并分析各氣象因素與ROC22需水量的相關(guān)性，為制定適宜甘蔗生長(zhǎng)的灌溉制度及探討氣候變化對(duì)甘蔗需水量的影響提供數(shù)據(jù)支撐和理論參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2012、2013年在廣西南寧市灌溉試驗(yàn)站測(cè)坑內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)地處東經(jīng)108°17′48″、北緯22°53′7″，海拔78.5 m，多年平均溫度22.9 ℃，年降雨量1274.2 mm，日照時(shí)數(shù)1252.6 h。測(cè)坑內(nèi)土壤為黏土，容重1.34 g/cm3，田間持水率32.6%，pH 5.8，堿解氮含量69.3 g/kg。測(cè)坑上方裝有移動(dòng)式防雨棚，天晴時(shí)開啟，下雨前關(guān)閉，除降雨外甘蔗生長(zhǎng)條件與自然環(huán)境相同。

1. 2 試驗(yàn)材料

選擇廣西甘蔗當(dāng)家品種ROC22為參試材料，于2012年3月整地播種，種植前更新灌溉設(shè)施，每個(gè)測(cè)坑鋪設(shè)兩條管徑16 mm、流量5 L/h的貼片式滴灌帶，沿滴灌帶開好種植溝，按品字形擺種，覆土后噴灑芽前除草劑。其余噴藥、施肥、培土等管理措施與大田生產(chǎn)相同。新植蔗砍收后留下蔗蔸作為2013年的宿根蔗。新植、宿根蔗需水量試驗(yàn)均重復(fù)3次。

1. 3 試驗(yàn)方法

1. 3. 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用坑測(cè)法測(cè)量甘蔗需水量及棵間蒸發(fā)量和葉面蒸騰量。綜合李國(guó)章（1993）、陳海波等（2010）的研究成果，在甘蔗各生育期設(shè)置適宜的土壤水含量上下限（表1）。用TDR水分測(cè)定儀測(cè)量甘蔗根際10、20、30、40 cm 4個(gè)深度層次的土壤水含量，根據(jù)土壤實(shí)際水分狀況進(jìn)行灌溉排水，以控制土壤水分含量在試驗(yàn)設(shè)定的區(qū)間內(nèi)。

1. 3. 2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1. 3. 2. 1 土壤儲(chǔ)水量 W=10×γ×H×θ。式中，W為土壤儲(chǔ)水量（mm），γ為土壤容重（g/cm3），H為土壤深度（cm），θ為10～40 cm深度的土壤平均含水率（%），10為單位換算系數(shù)。

1. 3. 2. 2 需水量 用水量平衡法計(jì)算甘蔗需水量（巴比江等，2004）。ET1-2=I1-2+W2-W1。式中，ET1-2為計(jì)算時(shí)段內(nèi)需水量（mm），I1-2為同時(shí)段灌水量（mm），W1為開始時(shí)段的土壤儲(chǔ)水量（mm），W2為結(jié)束時(shí)段的土壤儲(chǔ)水量（mm）。

1. 3. 2. 3 棵間蒸發(fā)量 采用微型蒸發(fā)器測(cè)量。將微型蒸發(fā)器裝滿原狀土稱重后放置于甘蔗行間，每隔2～3 d的上午8：30～9：00換土稱重，前后兩次稱量之差即為棵間蒸發(fā)量（王健等，2004）。

1. 3. 2. 4 葉面蒸騰量 T=ET-E。式中，ET為總需水量（mm），T為葉面蒸騰量（mm），E為棵間蒸發(fā)量（mm）。

1. 3. 2. 5 日需水強(qiáng)度 ETc=ET/d。式中，ET為總需水量（mm），ETc為日需水強(qiáng)度（mm/d），d為測(cè)量天數(shù)。

1. 3. 2. 6 α值 α=ETi /E0。式中，ETi為階段需水量（mm），E0為同時(shí)期水面蒸發(fā)量（mm）。

1. 3. 2. 7 模系數(shù) K=ETi×100/ET。式中，K為模系數(shù)（%），ETi為階段需水量（mm），ET為總需水量（mm）。

1. 3. 2. 8 氣象指標(biāo) 本研究氣象觀測(cè)站位于南寧市灌溉試驗(yàn)站中央位置，占地面積約333 m2，周圍地勢(shì)平坦開闊，半徑50 m內(nèi)無建筑物、高桿作物阻擋。從甘蔗下種開始，每天8：00、14：00、20：00 3個(gè)時(shí)段觀測(cè)各氣象資料：采用601型蒸發(fā)皿測(cè)量蒸發(fā)量；采用SJ-I型虹吸雨量計(jì)測(cè)量降雨量；采用WQG-15地溫計(jì)測(cè)量地面溫度；在百葉箱內(nèi)采用干濕球溫度計(jì)測(cè)量、計(jì)算氣溫和濕度；日照時(shí)數(shù)采用日照計(jì)測(cè)量；風(fēng)速由10 m氣象風(fēng)桿測(cè)量。

1. 3. 2. 9 蔗莖產(chǎn)量 收獲時(shí)各測(cè)坑的甘蔗單砍單收，稱量后換算為單位面積（每公頃）產(chǎn)量。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003和DPS 6.55對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表制作和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 甘蔗需水量及變化規(guī)律分析

2. 1. 1 甘蔗各旬需水量動(dòng)態(tài)變化 圖1為2012和2013年甘蔗葉面蒸騰量、棵間蒸發(fā)量及需水量的逐旬動(dòng)態(tài)變化。在甘蔗生長(zhǎng)初期，其葉面蒸騰量較低；進(jìn)入5月中、下旬后，由于植株的增長(zhǎng)和葉面積指數(shù)的增大，葉面蒸騰量迅速飆升；于7月下旬左右達(dá)到峰值，此時(shí)甘蔗進(jìn)入伸長(zhǎng)盛期，生長(zhǎng)旺盛，季節(jié)上又處于高溫高濕階段，因此葉片蒸騰非常強(qiáng)烈；在10～11月的秋冬季節(jié)，葉片逐漸衰老枯黃，葉面蒸騰量下降到較低水平。棵間蒸發(fā)量主要受氣象條件和植株蔭蔽的影響（孫仕軍等，2014），3～4月氣溫較低，棵間蒸發(fā)量增加較緩慢，隨著溫度上升及太陽輻射增強(qiáng)，棵間蒸發(fā)量不斷升高，在7月上旬達(dá)到峰值，之后由于葉面積的增加和冠層覆蓋度的增大，棵間蒸發(fā)量逐漸下降，尤其進(jìn)入秋冬季節(jié)后，棵間蒸發(fā)量因氣溫變低下降更加明顯。需水量是葉面蒸騰量與棵間蒸發(fā)量之和，由圖1可以看出，在生長(zhǎng)前期，棵間蒸發(fā)量高于葉面蒸騰量，需水量變化曲線與棵間蒸發(fā)量相似；進(jìn)入伸長(zhǎng)期后，葉面蒸騰量高于棵間蒸發(fā)量，此時(shí)需水量變化曲線與葉面蒸騰量相一致。總體來看，甘蔗全生育期需水量呈“低—高—低”的變化規(guī)律。

2. 1. 2 甘蔗各生育期需水量與日需水強(qiáng)度 從圖2可以看出，甘蔗各生育期需水量和日需水強(qiáng)度有較大的差異。幼苗期生育期短，需水量和日需水強(qiáng)度均較低；分蘗期植株群體逐漸增大，此期需水量高于幼苗期，同時(shí)由于葉面積指數(shù)迅速增加，其日需水強(qiáng)度也出現(xiàn)顯著升高；伸長(zhǎng)期需水量和日需水強(qiáng)度均明顯大于其他時(shí)期，主要原因是伸長(zhǎng)期所占的時(shí)間最長(zhǎng)，從6月下旬持續(xù)到10月上旬，期間蔗株群體長(zhǎng)勢(shì)旺盛，葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)強(qiáng)烈，因而此期甘蔗需水量大、日均需水強(qiáng)度高；進(jìn)入成熟期后，隨著葉片衰老和溫度降低，甘蔗需水量和日需水強(qiáng)度均回落到較低水平。綜上分析可知，伸長(zhǎng)期是甘蔗水分需求最大期，應(yīng)加大灌水量，以促進(jìn)植株伸長(zhǎng)和增粗；幼苗期、分蘗期及成熟期可適當(dāng)控水，以提高水分利用效率。

2. 1. 3 α值和模系數(shù)動(dòng)態(tài)變化 α值由作物需水量除以同時(shí)期水面蒸發(fā)量所得，用來表示作物騰發(fā)量與水面蒸發(fā)量的變化關(guān)系（陳玉民和郭國(guó)雙，1995）。圖3顯示， 在3～5月上旬的甘蔗幼苗生長(zhǎng)時(shí)期，α值較低；進(jìn)入5、6月蔗苗分蘗階段，α值呈波動(dòng)上升趨勢(shì)；2012、2013年α峰值均出現(xiàn)在伸長(zhǎng)期，此后α值不斷降低；在成熟期，2012年α值有所升高，估計(jì)是水面蒸發(fā)減弱所致，2013年α值先上升后下降，起伏較大。總體來看，α值在甘蔗生長(zhǎng)前、后期兩頭較低，中間伸長(zhǎng)期較高。

模系數(shù)是各時(shí)期需水量占總需水量的百分比，用以表示各生長(zhǎng)期需水量占總需水量的權(quán)重程度（肖俊夫等，2008）。從圖3可以看出，甘蔗模系數(shù)與當(dāng)年需水量的逐旬變化規(guī)律相同，呈“單峰”曲線變化。具體來看，2012年甘蔗伸長(zhǎng)期（6月下旬～10月上旬）的模系數(shù)之和達(dá)61.6%，2013年為62.8%；其次是分蘗期，2012、2013年分別為18.8%和16.0%；成熟期模系數(shù)之和最低，2012、2013年分別為8.1%和10.1%?？梢?，模系數(shù)能真實(shí)反映需水量在作物不同生育階段的分配情況。

2. 1. 4 甘蔗需水量和降雨量 圖4為甘蔗各月需水量與降雨量的比較。2012年全年降雨量較低，除5月外，其他各月的降雨量均低于甘蔗需水量，尤其是6、7、9、10月，甘蔗水分需求缺口較大，應(yīng)及時(shí)灌溉以防止干旱脅迫。2013年大多數(shù)月份降雨基本能滿足甘蔗水分需求且有余，但3、9、10、11月降雨量仍低于需水量，特別是10月降雨量與需水量差額較大，有迫切的灌溉需求。從圖4還可以看出，南寧地區(qū)降雨存在季節(jié)性分布不均的特點(diǎn)，夏季降雨集中，秋冬季、早春則比較干旱。甘蔗通常選擇在2、3月種植，蔗種萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)容易遭遇春旱，苗期需水不多，但對(duì)水分虧缺非常敏感，因此適當(dāng)進(jìn)行春灌很有必要。秋冬季也要注意灌溉，防止降雨不足影響甘蔗產(chǎn)量形成和糖分積累。

2. 2 甘蔗需水量和產(chǎn)量

圖5顯示了甘蔗需水量、葉面蒸騰量及棵間蒸發(fā)量與產(chǎn)量的關(guān)系。甘蔗產(chǎn)量隨需水量的增加而不斷增高，其關(guān)系方程為：y=0.0775x+20.602（R2=0.7623），說明兩者間具有顯著的正相關(guān)性。甘蔗產(chǎn)量也隨葉面蒸騰量呈線性增加，二者的關(guān)系方程為：y=0.1227x+37.03（R2=0.7829），說明甘蔗產(chǎn)量與葉面蒸騰量也存在顯著的正相關(guān)性。甘蔗棵間蒸發(fā)量與產(chǎn)量的關(guān)系方程為：y=0.0759x+65.555（R2=0.2266），二者間沒有很明顯的相關(guān)性。上述分析結(jié)果表明，甘蔗需水量與產(chǎn)量存在密切的線性正相關(guān)，需水量的增加有助于產(chǎn)量的提高。需水量由葉面蒸騰量和棵間蒸發(fā)量組成，葉面蒸騰量和產(chǎn)量的正相關(guān)性也非常顯著，且R2值大于需水量；而棵間蒸發(fā)量對(duì)產(chǎn)量沒有直接影響，只是土壤水分的無效散失。因此，甘蔗需水量對(duì)產(chǎn)量的正效應(yīng)本質(zhì)上是葉面蒸騰量增加所致。在生產(chǎn)過程中通過抑制蔗地棵間蒸發(fā)、適當(dāng)增強(qiáng)葉面蒸騰，可在降低水分消耗的同時(shí)提高蔗莖產(chǎn)量，達(dá)到節(jié)本增效的目的。

2. 3 甘蔗需水量與主要?dú)庀笠蛩氐南嚓P(guān)性分析

2. 3. 1 甘蔗生育期主要?dú)庀笠蛩刈兓卣?/p>

2. 3. 1. 1 溫度、蒸發(fā)量、日照時(shí)數(shù)的動(dòng)態(tài)變化 圖6為溫度、蒸發(fā)量、日照時(shí)數(shù)在甘蔗全生育期的變化曲線。氣溫、地面溫度及蒸發(fā)量均呈拋物線趨勢(shì)變化，在3～7月波動(dòng)上升，之后便波動(dòng)下降。2012年氣溫、地面溫度在5月上中旬有個(gè)顯著的上升過程，蒸發(fā)量也在此時(shí)出現(xiàn)較大的突變值。2013年氣溫、地面溫度的峰值出現(xiàn)在7月中旬，蒸發(fā)量也在同期達(dá)到最大值，可見溫度（氣溫、地面溫度）與蒸發(fā)量存在較密切的關(guān)系。2012、2013年日照時(shí)數(shù)均在4月底～5月初最長(zhǎng)，進(jìn)入5月中旬后，南寧地區(qū)迎來雨季，日照時(shí)間相應(yīng)變短；在7～9月，天氣干濕交替頻繁，日照時(shí)數(shù)起伏較大；11月入冬后，太陽輻射南移，日照時(shí)數(shù)明顯降低?？傮w來看，試驗(yàn)站的日照情況具有明顯的季風(fēng)氣候特點(diǎn)，冬春季日照時(shí)間短，而夏秋季較長(zhǎng)。

2. 3. 1. 2 風(fēng)速、空氣濕度、飽和差的動(dòng)態(tài)變化 由圖7可見風(fēng)速、空氣濕度、飽和差在甘蔗全生育期的動(dòng)態(tài)變化過程。試驗(yàn)站周圍有建筑物和山丘阻擋，風(fēng)速不高，2012、2013年平均風(fēng)速分別為1.04和1.00 m/s，最高風(fēng)速分別為1.49和2.04 m/s。在甘蔗整個(gè)生長(zhǎng)過程中，風(fēng)速上下起伏較大，但總體上呈下降趨勢(shì)?？諝鉂穸戎饕芙涤辍L(fēng)速、溫度的影響，3月底～4月初正值春旱，且風(fēng)速較大，因而相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度基本上在趨勢(shì)線以下波動(dòng)；7、8月降雨增多，空氣濕度也明顯增加，但個(gè)別時(shí)期出現(xiàn)較低的突變值；進(jìn)入秋冬季節(jié)后，天氣變得干燥，相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度也相應(yīng)降低。與風(fēng)速、空氣濕度相比，飽和差在2012年變化過程線較平緩，趨勢(shì)線也很平直，無明顯起伏；2013年飽和差變幅較大，趨勢(shì)線略微向下傾斜，顯示其波動(dòng)下降的趨勢(shì)。

2. 3. 2 甘蔗需水量與各氣象因素的相關(guān)系數(shù) 將甘蔗需水量與溫度、日照時(shí)數(shù)、空氣濕度、風(fēng)速、蒸發(fā)量等氣象因素進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果（表2）發(fā)現(xiàn)，2012、2013年甘蔗需水量與氣溫、地面溫度的相關(guān)系數(shù)均大于0.70，呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與蒸發(fā)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.52和0.51，相關(guān)性也達(dá)極顯著水平。此外，2012、2013年甘蔗需水量與日照時(shí)數(shù)、絕對(duì)濕度、飽和差也存在不同程度的正相關(guān)，但沒有達(dá)顯著水平（P>0.05）。風(fēng)速和相對(duì)濕度方面，2012年的相關(guān)系數(shù)分別為-0.04和0.37，2013年則為0.13和-0.07，說明需水量與兩者間沒有明顯的相關(guān)性。上述分析結(jié)果表明，甘蔗需水量與氣溫、地面溫度及蒸發(fā)量的關(guān)系均非常密切。有研究指出，蒸發(fā)量與溫度呈線性或指數(shù)關(guān)系，特別是溫度上升較快時(shí)，蒸發(fā)量也會(huì)顯著增大（劉波等，2006）。表2數(shù)據(jù)也證實(shí)，2012、2013年蒸發(fā)量與氣溫、地面溫度均呈極顯著正相關(guān)。由此可見，蒸發(fā)量主要受溫度所左右，氣溫和地面溫度才是影響甘蔗需水量最主要的氣象因素。

3 討論

旱地作物需水量主要由棵間蒸發(fā)量和葉面蒸騰量?jī)刹糠纸M成，在作物生長(zhǎng)前期，植株冠層覆蓋度較低，地表裸露較多，因而棵間蒸發(fā)量高于葉面蒸騰量；隨著植株長(zhǎng)高和葉面積指數(shù)增大，葉面蒸騰量逐漸超過棵間蒸發(fā)量；在生長(zhǎng)后期，由于葉片衰老和溫度降低，棵間蒸發(fā)量和葉面蒸騰量均下降到較低水平（劉小飛等，2007）。甘蔗需水量也呈現(xiàn)類似的變化規(guī)律，在3月～7月上旬，棵間蒸發(fā)量大于葉面蒸騰量，需水量變化曲線與棵間蒸發(fā)量相似；7月中、下旬之后，葉面蒸騰量大于棵間蒸發(fā)量，此時(shí)需水量變化曲線與葉面蒸騰量相近。具體到各生育期，甘蔗幼苗期和成熟期需水量較低，相應(yīng)的α值和模系數(shù)也較低；伸長(zhǎng)期需水量最高，模系數(shù)之和在62%左右，α值也在此期達(dá)到峰值。總體來看，甘蔗需水量呈典型的“單峰”曲線變化，兩頭較低而中間較高。因此，在甘蔗伸長(zhǎng)期應(yīng)加大灌水量，幼苗期和成熟期可適當(dāng)控水，以提高水資源的利用率。作物需水量與產(chǎn)量的關(guān)系非常密切，在適宜的水分條件下，產(chǎn)量隨需水量的增加而增大（耿德剛和徐俊偉，2010）。葉面蒸騰量是作物蒸騰作用所消耗的水分，主要用于生長(zhǎng)發(fā)育、光合作用等各項(xiàng)生命活動(dòng)，因而蒸騰能力較強(qiáng)的作物產(chǎn)量也較高（金學(xué)泳等，2005）?？瞄g蒸發(fā)量雖然是需水量的主要構(gòu)成部分，但其不參與作物的生長(zhǎng)過程，對(duì)作物產(chǎn)量沒有直接影響（林同保等，2008）。本研究也發(fā)現(xiàn)，甘蔗需水量、葉面蒸騰量與產(chǎn)量均呈顯著正相關(guān)性，而棵間蒸發(fā)量與產(chǎn)量沒有密切的關(guān)系，因此，從節(jié)水角度來看，減少蔗田棵間蒸發(fā)、增加葉片蒸騰，有利于提高甘蔗產(chǎn)量和水分利用率。

作物生長(zhǎng)受氣候環(huán)境的影響，不同氣候條件下，作物需水量必然會(huì)存在差異（張旭東等，1999）。研究表明，溫度、日照時(shí)數(shù)、蒸發(fā)量、空氣濕度、飽和差、風(fēng)速等氣象因素均與作物需水量有關(guān)（李萍和魏曉妹，2013），特別是溫度上升時(shí)，由于棵間蒸發(fā)增大和葉面蒸騰加強(qiáng)，作物需水量會(huì)明顯增多（Scibek and Allen，2006）。日照時(shí)數(shù)和蒸發(fā)量與作物需水量也存在較密切的正相關(guān)性，隨著日照延長(zhǎng)或蒸發(fā)加快，作物需水量呈線性或非線性增加（馬鵬里等，2006）?？諝鉂穸取柡筒?、風(fēng)速對(duì)作物需水量亦有較顯著的影響，在空氣濕度較低、飽和差較高的情況下，葉面和大氣之間的水汽壓差較大，有助于提高作物的蒸騰量，過高的空氣濕度則不利于葉面蒸騰和棵間水分蒸發(fā)；風(fēng)速通過加快水汽擴(kuò)散，從而促進(jìn)作物蒸騰，但強(qiáng)風(fēng)會(huì)使氣孔關(guān)閉導(dǎo)致蒸騰停止（陳玉民和郭國(guó)雙，1995）?？梢?，作物需水量受氣候條件影響。可見，在各氣象因素中，氣溫、地面溫度、蒸發(fā)量與甘蔗需水量呈極顯著正相關(guān)，而蒸發(fā)量與氣溫、地面溫度的正相關(guān)性也達(dá)極顯著水平，說明蒸發(fā)量增大是溫度升高所致。由此可見，溫度（氣溫、地面溫度）是影響甘蔗需水量最主要的氣象因素。在當(dāng)今全球變暖的大背景下，持續(xù)升溫將使甘蔗需水量不斷增加，必將導(dǎo)致蔗區(qū)水資源供應(yīng)緊張，進(jìn)而影響蔗糖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，必須大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，提前做好預(yù)防工作，以應(yīng)對(duì)將來可能出現(xiàn)的水資源危機(jī)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，甘蔗需水量在其生長(zhǎng)期間呈“兩頭低、中間高”的單峰曲線變化；在甘蔗各主要生育期中，伸長(zhǎng)期的需水量和日均需水強(qiáng)度最高，分蘗期次之，幼苗期和成熟期較低；甘蔗需水量與產(chǎn)量呈顯著的線性正相關(guān)，生產(chǎn)上通過抑制蔗田棵間蒸發(fā)、適當(dāng)增大葉面蒸騰量，能有效提高蔗莖的產(chǎn)量和水分利用效率；甘蔗需水量受氣候變化影響，其中氣溫、地面溫度的影響最大。

參考文獻(xiàn)：

巴比江， 鄭大瑋， 卡熱瑪. 哈木提， 孟羽中， 王占生， 邱江泉. 2004. 地下水埋深對(duì)春玉米田土壤水分及產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 18（3）： 57-60.

Ba B J， Zheng D W， Kerime H， Meng Y Z， Wang Z S， Qiu J Q. 2004. Influence of water table on spring maize soil water and crop yield[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 18（3）： 57-60.

陳海波， 李就好， 劉宗強(qiáng)， 姚彥欣. 2010. 不同階段控制灌溉對(duì)甘蔗生長(zhǎng)影響的試驗(yàn)研究[J]. 節(jié)水灌溉，（7）： 59-62.

Chen H B， Li J H， Liu Z Q， Yao Y X. 2010. Experimental study on effects of controlled irrigation at different growth stages on growth status of sugarcane[J]. Water Saving Irrigation，（7）： 59-62.

陳玉民， 郭國(guó)雙. 1995. 中國(guó)主要作物需水量和灌溉[M]. 北京： 水利電力出版社： 47-51.

Chen Y M， Guo G S. 1995. Main Crop Water Requirement and Irrigation in China[M]. BeiJing： Water Conservancy and Electric Power Press： 47-51.

耿德剛， 徐俊偉. 2010. 大蒜需水量及影響因素試驗(yàn)研究[J]. 節(jié)水灌溉，（4）： 58-60.

Geng D G， Xu J W. 2010. Experimental research on water requirement of garlic and its influencing factors[J]. Water Saving Irrigation，（4）： 58-60.

顧晶， 盧健， 繳錫云， 謝菊. 2015. 近50年氣候變化對(duì)黑龍港流域棉花需水規(guī)律的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 43（2）： 115-117.

Gu J， Lu J， Jiao X Y， Xie J. 2015. Nearly 50 years the impact of climate change on the water requirement regulation of cotton in Heilonggang Basin[J]. Jiangsu Agricultural Sciences， 43（2）： 115-117.

金學(xué)泳， 商文楠， 曹海峰， 張俊寶， 孫濤. 2005. 不同灌溉方式對(duì)水稻生育及產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 21（8）： 125-128.

Jin X Y， Shang W N， Cao H F， Zhang J B， Sun T. 2005. Effects of diferent irrigation style on rice growing and yield[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 21（8）： 125-128.

李國(guó)章. 1993. 廣西甘蔗的需水與灌溉[J]. 廣西水利水電，（2）： 62-67.

Li G Z. 1993. Sugarcane water requirements and irrigation in Guangxi[J]. Guangxi Water Conservancy and Hydropower， （2）： 62-67.

李萍， 魏曉妹. 2013. 變化環(huán)境下農(nóng)業(yè)需水量演變趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)力[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)， 31（9）： 822-828.

Li P， Wei X M. 2013. Evolutionary tendency of agriculture water requirement and its driving force under changing environment[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering， 31（9）： 822-828.

林同保， 孟戰(zhàn)贏， 曲奕威. 2008. 不同土壤水分條件下夏玉米蒸發(fā)蒸騰特征研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 26（5）： 22-26.

Lin T B，Meng Z Y，Qu Y W. 2008. Research on characteristic of summer corn evapotranspiration under different soil moisture condition[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 26（5）： 22-26.

劉波， 馬柱國(guó)， 丁裕國(guó). 2006. 中國(guó)北方近45年蒸發(fā)變化的特征及與環(huán)境的關(guān)系[J]. 高原氣象， 25（5）： 840-848.

Liu B， Ma Z G， Ding Y G. 2006. Characteristics of the changes in pan evaporation over northern China during the past 45 years and the relations to environment factors[J]. Plateau Meteorology， 25（5）： 840-848.

劉小飛，孫景生，劉祖貴，汪順生，王景雷，田春娜. 2007. 交替隔溝灌條件下夏玉米棵間蒸發(fā)研究[J]. 節(jié)水灌溉，（6）：10-12.

Liu X F， Sun J S， Liu Z G， Wang S S， Wang J L， Tian C N. 2007. Soil evaporation of summer corn under alternate-furrow irrigation condition[J]. Water Saving Irrigation， （6）： 10-12.

劉曉英， 林而達(dá). 2004. 氣候變化對(duì)華北地區(qū)主要作物需水量的影響[J]. 水利學(xué)報(bào)，（2）： 77-82.

Liu X Y， Lin E D. 2004. Impact of climate change on water requirement of main crops in North China[J]. Journal of Hydraulic Engineering，（2）： 77-82.

羅玉峰， 繳錫云， 彭世彰. 2008. 柳園口灌區(qū)參考作物騰發(fā)量的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)及其對(duì)灌溉需水量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 24（9）： 480-484.

Luo Y F， Jiao X Y， Peng S Z. 2008. Long-term trend of reference evapotranspiration in Liuyuankou irrigation system and its impacts on irrigation water requirements[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 24（9）： 480-484.

馬鵬里，楊興國(guó)，陳端生，劉宏誼，楊啟國(guó). 2006. 農(nóng)作物需水量隨氣候變化的響應(yīng)研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 26（2）： 348-353.

Ma P L， Yang X G， Chen D S， Liu H Y， Yang Q G. 2006. Responses of crop water requirements to climatic changes[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica， 26（2）： 348-353.

宋妮，孫景生，王景雷，陳智芳，劉祖貴. 2011. 氣候變化對(duì)長(zhǎng)江流域早稻灌溉需水量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)， 30（1）： 24-28.

Song N， Sun J S， Wang J L， Chen Z F， Liu Z G. 2011. Effects of climate change on irrigation water requirement of early rice in the Yangtze River Basin[J]. Journal of Irrigation and Drainage， 30（1）： 24-28.

孫仕軍，樊玉苗，劉彥平，張旭東，許志浩，遲道才. 2014. 土壤棵間蒸發(fā)的測(cè)定及其影響因素[J]. 節(jié)水灌溉，（4）： 79-82.

Sun S J， Fan Y M， Liu Y P， Zhang X D， Xu Z H， Chi D C. 2014. Measurement and influencing factors of soil evaporation between plants[J]. Water Saving Irrigation，（4）： 79-82.

譚宏偉， 周柳強(qiáng)， 謝如林， 黃美福. 2008. 蔗區(qū)降雨分布與甘蔗需水及加肥灌溉效應(yīng)[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 21（5）： 1381-1384.

Tan H W， Zhou L Q， Xie R L， Huang M F. 2008. Sugarcane requirement of water and effect of application fertigation on sugarcane[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 21（5）： 1381-1384.

王健，蔡煥杰，陳鳳，陳新民. 2004. 夏玉米田蒸發(fā)蒸騰量與棵間蒸發(fā)的試驗(yàn)研究[J]. 水利學(xué)報(bào)，（11）： 108-113.

Wang J， Cai H J， Chen F， Chen X M. 2004. Experimental study on evapotranspiration and soil evaporation in summer maize field[J]. Journal of Hydraulic Engineering，（11）： 108-113.

肖俊夫， 劉戰(zhàn)東， 陳玉民. 2008. 中國(guó)玉米需水量與需水規(guī)律研究[J]. 玉米科學(xué)， 16（4）： 21-25.

Xiao J F， Liu Z D， Chen Y M. 2008. Study on the water requirement and water requirement regulation of maize in China[J]. Journal of Maize Sciences， 16（4）： 21-25.

楊祖德， 陳玉民， 王昌翼. 1996. 甘蔗需水量、需水規(guī)律試驗(yàn)報(bào)告[J]. 灌溉排水， 15（2）： 55-59.

Yang Z D， Chen Y M， Wang C Y. 1996. Test report of sugarcane water requirement and water requirement regulation[J]. Irrigation and Drainage， 15（2）： 55-59.

葉志堅(jiān)， 周林生， 李玉娟， 吳小蓮， 麥翠蓮， 鐘理， 鄭周， 何柳， 伍章， 梁文經(jīng). 1997. 甘蔗灌溉試驗(yàn)研究[J]. 灌溉排水， 16（1）： 52-56.

Ye Z J， Zhou L S， Li Y J， Wu X L， Mai C L， Zhong L， Zheng Z， He L， Wu Z， Liang W J. 1997. Study on sugarcane irrigation test[J]. Irrigation and Drainage， 16（1）： 52-56.

余小璐， 劉建偉， 周游游， 胡寶清. 2014. 1968-2009年廣西甘蔗需水量與播種面積時(shí)空變異特征研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，（23）： 11-15.

Yu X L， Liu J W， Zhou Y Y， Hu B Q. 2014. Spatiotemporal variation of water requirement and sown area of sugarcane in Guangxi from 1968 to 2009[J]. Guangdong Agricultural Sciences，（23）： 11-15.

張旭東， 柯曉新， 楊興國(guó)， 萬信. 1999. 甘肅河?xùn)|小麥需水規(guī)律及其分布特征[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 17（1）： 39-44.

Zhang X D， Ke X X， Yang X G， Wan X. 1999. The laws of wheats water requirements and their distribution behavior in Hedong Region of Gansu Province[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 17（1）： 39-44.

Scibek J， Allen D M. 2006. Comparing modelled responses of two high-permeability， unconfined aquifers to predicted climate change[J]. Glob Planet Change，（50）： 50-62.

（責(zé)任編輯 麻小燕）