摘要：筛选出了2种雨水集流场防渗新材料；分析提出了多种作物、乡间土路和庄院的集雨效率和降雨径流含沙量；筛选出了1种水窖防渗新材料；基本摸清了苹果树的耗水规律和根系分布规律；提出了节灌湿润土体与果树根系的耦合理论；对五种果园微灌方式在比较研究的基础上提出了推广建议；确定了初果期和盛果期苹果园在采用覆膜制、覆草制、清耕制的土壤管理制度时，在滴灌条件下各生育期的计划湿润层深度、土壤湿润比、需水临界期、需水最大期、灌水定额和灌溉定额，建立了苹果园在滴灌条件下的灌溉制度；提出了果树集雨肥水穴灌新形式和果园行间生草二元交替覆盖法；提出了果树水肥耦合模型；利用水分生产率和水分生产效益对节水灌溉效果进行评价；提出了高塬沟壑区集雨节灌模式和设施、设备的折旧年限和大修费率；首先开发出了果园管道施药系统和果园微灌与管道施药复合系统工程，并进行了示范推广。

关键词：苹果树；雨水集蓄；滴灌；耗水规律；微灌方式；节灌制度；节灌模式

    在我国优质苹果栽培的最适宜区和主产区，苹果的产量和质量明显受资源性缺水的制约，为了充分利用现有的水资源，使果业生产再上新台阶，在普及推广果园覆膜、覆草的基础上，建设了一大批果园集雨节灌工程。为了进一步提高节灌水的有效利用率，使工程节水与管理节水相结合，建立一整套集雨节水灌溉技术体系，实现滴灌水在时间、空间、灌水量、灌水方式等方面的优化配置。通俗地讲，就是采取适宜的雨水收集方式，贮存在适宜的蓄水建筑物中，采取适宜的灌水方式，将适宜的灌水量，在适宜的时间，灌到适宜的部位，即“六适宜”。我站自1996年以来一直致力于苹果集雨节灌方面的研究，并在当地进行了大量的示范和推广工作，取得了显著成效。

1 雨水集流方面的研究进展

    根据雨水集流新材料试验，对甲基硅酸钠、硅烷偶联剂、1#无机防水剂和4号无机防水剂在模拟荒坡和庭院道路的条件下进行筛选试验，试验结果表明^[1]：

（1）荒坡的集流效率明显低于道路庭院的集流效率；甲基硅酸钠的集流效率均比对照大，集流效果最好，硅烷偶联剂的集流效果较好。

    （2）1#无机防水剂在日降雨量大于40mm/d时，集流效率比对照明显大；硅烷偶联剂的集流效率在不同日降雨量时均比对照大，集流效果较好；4#无机防水剂集流效率与对照相差不大，集流效果不明显；甲基硅酸钠在日降雨量大于20mm/d时，均明显比对照大，集流效果最好。

    （3）1h最大降雨量对集流效率的影响远远大于地表湿度对集流效率的影响，同时，在同等条件下，次降雨量越大，新材料对集流效率的提高也越大，从3次降雨观测结果看，4种新材料均有提高集流效率的作用，平均提高12.7%～69.3%。

    （4）根据分析19项指标的结果，只有色度和细菌总数超标。1#无机防水剂小区色度超标。所有小区细菌总数均超标， 4#无机防水剂小区细菌总数严重超标。因此，庭院对照小区水质最好，硅烷偶联剂处理小区和甲基硅酸钠处理小区水质较好。

    （5）在模拟荒坡集雨场试验中，硅烷偶联剂处理小区的修建费和维护费最低，效果最好；在模拟道路庭院集雨场试验中，甲基硅酸钠处理小区的修建费和维护费最低，效果较好。

根据试验结果，甲基硅酸钠和硅烷偶联剂的集流效率较高，适宜雨水集流场中集流面的处理。1#无机防水剂也可用于雨水集流场中集流面的处理。

同时根据我站多年试验资料，分析提出了多种作物、乡间土路和庄院的集雨效率和降雨径流含沙量^[2]（表1），可在黄土高塬沟壑区雨水集蓄工程设计时参考。

           表1                集雨效率及降雨径流含沙量表

2 雨水蓄存研究进展

根据雨水蓄存效率的试验，结果表明：在水窖防渗处理中，水泥浆中掺混硅烷偶联剂刷浆，防渗效果最好；在水泥薄壁窖防渗处理时，用水泥浆刷浆，防渗效果不明显。在连续长时间蓄水时，用新材料处理的水窖的渗透系数均比对照小，防渗效果比对照要好；水窖用新材料防渗处理时，投入主要是材料费。根据投入分析，在模拟砖砌水窖试验中，混硅烷偶联剂处理的水窖防渗材料费和修建费最低，效果较好。在模拟砂浆抹面水窖试验中，沼气池防渗剂处理水窖的材料费和修建费最低。

3 沉沙池设计研究进展

目前沉沙池设计主要采用沉沙原理进行设计^[2]，其中涉及设计标准粒径的选取，这方面各地缺乏适宜的成果资料，而我国各地在土壤侵蚀的长期研究中，取得了大量的成果，这些成果可应用于雨水集蓄工程的规划设计中，以提高雨水集蓄工程设计的可操作性，推动集雨节灌的科学规范发展。

就是利用沉沙池拦蓄全年入窖（池）含沙水流中一定比例泥沙的原理设计，可按公式（1）计算。

             v=β(s₁·n₁+s₂·n₂+…+s_m·n_m)                    (1)                                                            

式中：v-----设计容积水窖年来沙量，m³/a；

     β-----沉沙池拦沙率，一般取0.7～0.9左右；

     s₁、s₂、…、s_m------设计容积水窖对应的多种集雨场面积，m²；

         n₁、n₂、…、n_m------对应各种集雨面的年平均冲刷量，m³/(m²·a)。

沉沙池的设计也可同时采用沉沙原理和拦沙原理进行设计,并对设计结果进行互相验证,使设计结果更科学、合理。

4 苹果树耗水规律研究进展

先后开展专项试验，对清耕制初果期苹果树和覆盖制盛果期苹果树各生育期耗水规律进行了深入研究^[3]、[4]。

    根据试验结果，覆草、覆膜、清耕3种处理均随树龄的增长、产量的增加而耗水量同时增加，耗水强度也同时增加；在3种处理中，覆草的耗水量和耗水强度最小，比清耕节水9.39%，覆膜的耗水量和耗水强度次之，比清耕节水5.85%。

    苹果从萌芽到落叶，3种处理年耗水量433.5 mm～478.5mm，平均耗水强度2.01 mm/d～2.21mm/d。但各物候期的耗水量差异很大，其耗水规律为：①萌芽期（4月上中旬）  由于果树还没有抽生枝条，地表土壤含水率较小，使果树的腾发量较小，耗水强度在全物候期内最小，仅为1.21 mm/d～1.47mm/d，占全物候期平均耗水强度的58%～67%；②花期（4月下旬至5月上旬）  树体已开始正常生长，特别是盛花期果树，耗水量明显增大，耗水强度为1.44 mm/d～1.81mm/d；③新梢旺长期（5月上旬至6月上旬）  此期

为苹果的需水临界期，生长旺盛，叶片蒸腾作用强烈，供水不足，会引起大量落果及春梢生长量不足，也影响果实发育和花芽分化。果树耗水强度在全物候期内最大，为2.58 mm/d～2.80mm/d；④新梢停长期（6月中旬至7月上旬）  果树耗水明显减少，耗水强度为1.50 mm/d～1.62mm/d，此期正处于花芽分化期，适度干旱有助于花芽分化，为翌年丰产创造条件；⑤新梢二次生长期（7月中旬至9月上旬）   此期也是果实迅速膨大期，耗水强度2.42 mm/d～2.64mm/d，此期正值伏期高温，叶面积大，蒸腾作用强烈，虽然进入集中降雨期，但降水时空分布不均，土壤蒸发量大，是果树需水量最大的时期，此期耗水达152.0 mm～165.7mm；⑥果实成熟期（9月中旬至10月中旬）  耗水强度为2.07 mm/d～2.31mm/d，此期应控制灌水，提高果实的品质；⑦落叶期（10月下旬至11月上旬）  此期耗水明显减少，耗水强度为2.01 mm/d～2.21mm/d。