灌水對(duì)麥田水分狀況及耗水量的影響

1、灌水對(duì)麥田水分狀況及耗水量的影響    核心提示：我國是一個(gè)水資源短缺、旱災(zāi)頻繁的國家,人均水資源占有量只有2 500 m3 ,約為世界人均量的1 /4,已經(jīng)被聯(lián)合國列為13個(gè)貧水國家之一。干旱是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大威脅,水資源短缺已成為制約我國農(nóng)業(yè)生.     我國是一個(gè)水資源短缺、旱災(zāi)頻繁的國家,人均水資源占有量只有2 500 m3 ,約為世界人均量的1 /4,已經(jīng)被聯(lián)合國列為13個(gè)貧水國家之一。干旱是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大威脅,水資源短缺已成為制約我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。研究表明,小麥產(chǎn)量受土壤水分脅迫的影響,

2、灌溉是小麥高產(chǎn)的重要保證。有學(xué)者認(rèn)為,在一定范圍內(nèi)小麥產(chǎn)量隨灌水量增大而提高,但總灌水量最大的處理并未獲得最高籽粒產(chǎn)量,因而提出了適量灌水的觀點(diǎn)。筆者通過試驗(yàn),研究了不同灌溉處理對(duì)小麥各生育階段0 160 cm土層含水率的動(dòng)態(tài)變化和耗水特性的影響。1試驗(yàn)基地及試驗(yàn)方案 1. 1試驗(yàn)地概況   試驗(yàn)在山西省水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行,其位于山西省運(yùn)城地區(qū),地理位置為北緯34°4827、東經(jīng)110°4123,海拔為370 m,屬大陸溫帶季風(fēng)氣候區(qū),光熱資源豐富,年平均日照時(shí)數(shù)為2 247. 4 h,年平均氣溫為13. 6 。試驗(yàn)田土壤肥中等,土

3、質(zhì)為中壤土,各土層土壤干容重: 0 30 cm為1. 390g/ cm3、30 50 cm為1. 533 g/ cm3、50 90 cm為1. 406 g/ cm3、90 160 cm為1. 475 g/ cm3。全氮含量為1. 80 1. 98 g/kg,含磷量為0. 32 0. 77 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量為1. 26% 1. 39%。 1. 2田間試驗(yàn)方案   試驗(yàn)設(shè)計(jì)4個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù), 3個(gè)重復(fù)相鄰布置,共12個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積為6. 67 ×10- 3 hm2 ,整個(gè)試區(qū)周邊設(shè)置保護(hù)區(qū),試驗(yàn)區(qū)面積共8. 0 ×10- 2 hm2。小

4、區(qū)采用畦灌,畦幅規(guī)格為3. 3 m ×20 m = 66 m2。降雨量采用雨量桶量測(cè),觀測(cè)每次降雨量及起始與終了時(shí)間。灌水量用水表分小區(qū)觀測(cè),記錄灌水時(shí)間。試驗(yàn)過程中只測(cè)試主小區(qū)(每個(gè)處理中間的小區(qū)) 的土壤含水率,測(cè)試深度為1. 6 m,分0 10、10 20、20 40、40 60、60 80、80 100、100 120、120 140 cm和140 160 cm共9層觀測(cè)。測(cè)試時(shí)間為播種、收獲、每次灌水前和灌水后、較大的降雨后及關(guān)鍵生長期。20062007年、20072008年田間處理設(shè)計(jì)及灌水實(shí)施結(jié)果,見表1。 2結(jié)果與分析 2. 1作物耗水量計(jì)算作物耗

5、水量計(jì)算公式為 6  式中: ET為階段耗水量, mm; i為土層編號(hào); n為總土層數(shù);i 為第i層土壤干容重, g/ cm3 ; Hi為第i層土壤厚度, mm;i1和i2為第i層土壤時(shí)段初和時(shí)段末的含水率; M 為時(shí)段內(nèi)的灌水量,mm; P為時(shí)段內(nèi)的降雨量,mm; K為時(shí)段內(nèi)的地下水補(bǔ)給量,mm。試驗(yàn)區(qū)的地下水位常年在地表5 m以下,因此K值忽略不計(jì)。 2. 2不同生育時(shí)期各土層土壤水分動(dòng)態(tài)   兩個(gè)生長季灌水情況基本一致, 土壤水分變化也趨于一致,因此主要用20062007年的試驗(yàn)結(jié)果分析各生育時(shí)期不同土層土壤水分變化動(dòng)態(tài)。  

6、圖1繪出了各處理不同生育時(shí)期各土層土壤含水率情況。   表2給出了不同處理各生育期0 100 cm和100 160 cm土層的平均含水率。 從圖1、表2可看出:冬前期(2006年10月11日2006年12月11日) 各個(gè)處理10 40 cm土層含水率顯著低于播種時(shí)的土壤含水率,說明冬前期主要消耗0 40 cm土層范圍內(nèi)的土壤水分; 40 100 cm土層含水率略有增高,說明降雨對(duì)該土層水分有所補(bǔ)充; 100 160 cm土層含水率沒有顯著變化,說明此階段降雨和耗水對(duì)深層土壤水分影響不大。越冬期灌越冬水的3個(gè)處理0 60 cm土層含水率顯著增高,而不灌水處理區(qū)在0

7、20 cm土層含水率顯著降低, 100 160 cm土層的土壤水分變化不大,說明越冬期主要消耗淺層水,灌越冬水對(duì)0 60 cm土層含水率影響顯著,可為小麥返青提供較好的土壤水分基礎(chǔ)。   返青期各土層含水率仍然較高,與越冬期末含水率比較變化不大,說明此階段小麥消耗土壤水量較少。   拔節(jié)期0 100 cm土層含水率變化較大, 100 cm以下土層含水率變化較小, 說明0 100 cm 土層是此階段的主要供水層。   抽穗期不灌水與高水處理比較, 0 100 cm土層土壤含水率降低幅度大,說明此階段灌水更有利于提高土壤水分。灌漿成熟期所

8、有處理各土層含水率相對(duì)上一生育期均有所降低,尤其100 160 cm土層含水率與其他生育期比較降低幅度更大,說明此階段小麥對(duì)深層土壤水分的利用量較大。 2. 3不同生育期冬小麥耗水情況    圖2和圖3分別給出了各處理不同生育期耗水量變化情況和日均耗水量情況。   根據(jù)圖2分析,從越冬期耗水量來看,與零水處理比較,灌越冬水的各處理其耗水量顯著增加;從返青期的耗水量來看,灌越冬水的各處理耗水量并沒增加,說明灌越冬水對(duì)返青期耗水影響較小;從拔節(jié)期耗水量來看,灌了拔節(jié)水的高水處理拔節(jié)期耗水量顯著增加,而低水處理的耗水量也較大,與灌拔節(jié)水的中

9、水處理接近,其原因可能是畦灌灌水不均,使測(cè)試區(qū)灌水量與平均灌水量有所差異;從抽穗期的耗水量來看,高水處理耗水量較大;從灌漿到收獲期的耗水量來看,灌水處理的耗水量顯著增加。   從圖3可以看出:從拔節(jié)期開始各處理日均耗水量總體比返青和冬前期增長較多,而在抽穗期低水處理和中水處理日均耗水量較小,說明抽穗期不灌水對(duì)小麥水分需求非常不利。從圖3還可以看出:高水處理情況下拔節(jié)期和抽穗期耗水量均比拔節(jié)之前增長顯著,說明拔節(jié)和抽穗時(shí)期的灌水對(duì)耗水影響較大;從灌漿期的日均耗水量來看,除零水處理外,進(jìn)行灌水的其他處理均較大,說明灌漿水對(duì)小麥籽粒灌漿非常有利。從產(chǎn)量方面分析,高水處理的籽粒產(chǎn)量

10、最高(表3) ,所以從整個(gè)生育期比較,高水處理在拔節(jié)、抽穗、灌漿三個(gè)時(shí)期進(jìn)行灌水,更符合小麥的需水規(guī)律,對(duì)小麥高產(chǎn)有利。 2. 4不同灌水模式對(duì)農(nóng)田水分利用率的影響    表3給出了20062007年和20072008年兩個(gè)生長季全生育期灌水量對(duì)小麥耗水構(gòu)成及產(chǎn)量的影響。從表3可以看出,全生育期的耗水量基本上隨著灌水量的增加而相應(yīng)增加,說明增加灌水量更有利于小麥的生長; 降水量占耗水量的比例,零水處理最高,隨著灌水量增加,降水量所占比例在減小,說明低灌水有利于提高降水利用率;從土壤供水占耗水量的比例分析,除零水處理外,中水處理和低水處理所占比例較高,說明灌水量較低時(shí),小麥可以充分利用土壤儲(chǔ)水,提高土壤水分利用效率;從產(chǎn)量的角度分析,高水處理的產(chǎn)量最大,說明此處理更有利于小麥的高產(chǎn)。 3結(jié)語  (1) 在降水量為101. 1 106. 4 mm的條件下,高水灌溉的模式全生育期的耗水量最大。  (2) 高水灌溉模式下,降水量和土壤供水量占小麥全生育期耗水量的比例最低。  (3) 高水處理模式下,小麥的籽粒產(chǎn)量