不同水分處理?xiàng)l件下小麥需水規(guī)律研究

馮 誠(chéng)，代俊峰，方小宇，張友賢

(1.桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541000；2.貴州省水利科學(xué)研究院，貴陽(yáng) 550002)

水是人類生存和發(fā)展不可替代的資源,是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國(guó)是一個(gè)古老的農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)灌溉己有上千年的歷史。目前,我國(guó)灌溉面積占耕地面積的50%左右，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的80%，灌溉水利用率只有40%左右[1,2]。而貴州屬降雨時(shí)空分布不均地區(qū)和雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，季節(jié)性缺水加劇了作物干旱而導(dǎo)致減產(chǎn)，甚至絕收。水分虧缺引起的作物生長(zhǎng)受阻和產(chǎn)量的減少甚至超過(guò)其他各種脅迫的總和[3]。小麥?zhǔn)琴F州主要的農(nóng)作物之一，本文通過(guò)不同水分處理?xiàng)l件下對(duì)小麥生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量的影響開展了研究，旨在為當(dāng)?shù)刂贫ㄐ←湽喔戎贫忍峁┰囼?yàn)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)場(chǎng)地選在貴州省灌溉試驗(yàn)中心站試驗(yàn)基地測(cè)坑試驗(yàn)區(qū)，該區(qū)位于東經(jīng)106°37′，北緯26°52′；海拔高度在1 270～1 280 m之間，四周地理位置相對(duì)較低，土壤為黃壤土，耕作層有機(jī)質(zhì)含量較豐富，均在30 g/kg以上，氣候溫和，雨量豐沛，光照充足，雨熱同季，適宜多種作物生長(zhǎng)，多年平均降雨量1 235 mm，多年平均徑流深550 mm，多年平均氣溫12.6 ℃，年0 ℃以上活動(dòng)積溫4 097 ℃，無(wú)霜期270 d，降雨年內(nèi)分布不均，5-9月降雨量占全年降雨量的60%～70%，春旱和夏秋旱頻率較高，試驗(yàn)區(qū)在地理環(huán)境、土壤情況和氣候方面在貴州都具有一定的代表性[4]。田間持水量為38.9%(占干土重%)，地下水埋深大于8 m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)安排在修文試驗(yàn)基地東側(cè)的測(cè)坑區(qū)內(nèi)，測(cè)坑為4.0 m2有底測(cè)坑，設(shè)有自動(dòng)防雨棚。本次試驗(yàn)于2013年11月5日播種，11月13日出苗，2014年5月15日成熟，6月1日收割，全生育期共205 d。供試品種為川麥36。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理， 3個(gè)重復(fù)，共24個(gè)測(cè)坑。設(shè)計(jì)方案見表1。各處理平面布置采用隨機(jī)排列方式?？觾?nèi)種植按每個(gè)測(cè)坑種植2行小麥，按間距0.4、0.7 m寬窄行進(jìn)行條播，南北向種植。為確保幼苗的成活率，定植后各處理均澆一次定根水。

表1 小麥灌溉試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)方案 %

注：表中數(shù)值為田間持水量的百分?jǐn)?shù)，為灌溉設(shè)計(jì)上、下限。

2 試驗(yàn)觀測(cè)項(xiàng)目及方法

(1)小麥生育期劃分。小麥生育期劃分為發(fā)芽出苗期、苗期、分蘗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、孕穗期和成熟期。本試驗(yàn)生育期從2013年11月5日-2014年6月1日，共計(jì)203 d。生育期具體劃分見表2。

表2 小麥生育期劃分表

(2)灌溉方式。試驗(yàn)采用人工澆灌，并在各測(cè)坑安裝水表計(jì)量。

(3)土壤水分測(cè)定。土壤水分測(cè)定采用TDR進(jìn)行測(cè)量，按照實(shí)施方案每5 d觀測(cè)1次，但根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可以對(duì)觀測(cè)天數(shù)進(jìn)行調(diào)整。土壤測(cè)定深度是通過(guò)測(cè)量在不同生育期小麥根系深度確定的，分別為：10、15和20 cm。

(4)生育期氣象參數(shù)觀測(cè)。氣象資料采用修文試驗(yàn)基地氣象站的數(shù)據(jù)，包括每日的降雨、最低溫度、最高溫度、平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、氣壓、相對(duì)濕度等。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同水分處理下小麥需水規(guī)律研究

3.1.1 需水量

從8個(gè)灌溉處理?xiàng)l件下小麥的需水量可知(圖1)，對(duì)照、處理1和處理5的需水量最多，分別為411.97、408.27和403.81 mm。

圖1 不同處理小麥的需水總量

如圖2所示，小麥各生育階段的需水量變化基本上呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，在苗期和越冬階段，作物階段需水量較低，隨生育期的推進(jìn)，上升梯度逐漸加大，在孕穗至成熟期需水量達(dá)到了全生育期最大值。

圖2 不同處理小麥各生育階段需水量

3.1.2 需水強(qiáng)度

如圖3所示，小麥各處理的需水強(qiáng)度變化整體呈上升趨勢(shì)，其中在苗期需水強(qiáng)度最低，拔節(jié)期至成熟期小麥的需水強(qiáng)度基本隨著生育期的推進(jìn)逐漸上升并在孕穗至成熟期達(dá)到峰值，說(shuō)明拔節(jié)期～孕穗期為小麥的生長(zhǎng)旺盛期。

3.2 產(chǎn)量與不同處理下全生育期需水量之間的關(guān)系

從表3可以看出,T3(拔節(jié)孕穗-乳熟輕旱)處理不僅有較高的產(chǎn)量(2 800 kg/hm2)，同時(shí)也達(dá)到了較大的水分利用效率(0.71 kg/m3)，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)和高效。對(duì)照處理雖然也獲得了較高的產(chǎn)量，但其需水量同樣較大，水分利用效率相對(duì)較低。

表3 不同處理產(chǎn)量、需水量及水分生產(chǎn)效率的影響

通過(guò)對(duì)不同處理的小麥產(chǎn)量與需水量進(jìn)行回歸分析,得出產(chǎn)量與需水量之間呈二次拋物線關(guān)系(圖4)，公式為：

y=-0.434 1x2+ 348.66x- 67 248(R2= 0.889 8)

式中:y為小麥的產(chǎn)量,kg/hm2；x為小麥全生育期需水量，mm。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)小麥在苗期需水強(qiáng)度最低，拔節(jié)期開始至成熟期小麥的需水強(qiáng)度基本隨著生育期的推進(jìn)逐漸上升并在孕穗至成熟期達(dá)到峰值，說(shuō)明拔節(jié)期～抽穗期為小麥的生長(zhǎng)旺盛期。

圖4 產(chǎn)量與需水量的關(guān)系

(2)通過(guò)不同處理?xiàng)l件對(duì)產(chǎn)量與全生育期需水量的影響進(jìn)行分析，得到處理 T3(拔節(jié)孕穗-乳熟輕旱)不僅有較高的產(chǎn)量(2 800 kg/hm2)，同時(shí)也達(dá)到了較大的水分利用效率(0.71 kg/m3),實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)和高效(即灌水控制下限為發(fā)芽出苗期～苗期80%～60%，分蘗～越冬期80%～70%，返青～拔節(jié)期85%～50%，孕穗～成熟70%～60%)。

(3)通過(guò)對(duì)不同處理的小麥產(chǎn)量與需水量進(jìn)行回歸分析,建立了產(chǎn)量與需水量之間的關(guān)系式。

(4)本次試驗(yàn)以1年試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，具有特殊性，成果存在的一定的局限性。

[1] 康紹忠，蔡煥杰.農(nóng)業(yè)水管理學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996.

[2] 科技部農(nóng)村與社會(huì)發(fā)展司，水利部國(guó)際合作與科技司.中國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)問(wèn)題[M].北京：中國(guó)水利電力出版社，1999.

[3] 陳玉民，孫景生.節(jié)水灌溉的土壤水分控制標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題研究[J].灌溉排水，1997,16(7)：24-28.

[4] 馮 誠(chéng)，楊 靜，方小宇，等. 黔中地區(qū)非充分灌溉條件下油菜耗水規(guī)律研究[J]. 節(jié)水灌溉，2011,(5):12-13.