滴灌頻率對冬小麥群體田間小氣候特性影響

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2017.11.010

滴灌頻率對冬小麥群體田間小氣候特性影響

黃振江，陳 慧，王冀川，潘雪嬌，鄭 雷

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

目的在滴灌小區(qū)試驗(yàn)條件下，研究南疆綠洲區(qū)冬小麥在不同滴水頻率下麥田土壤水分分布、田間小氣候特征，為制定當(dāng)?shù)囟←湹喂嘀贫忍峁┮罁?jù)。方法在統(tǒng)一冬灌900 m3/hm2的基礎(chǔ)上，開春后滴灌4 050 m3/hm2，并設(shè)置3個(gè)滴水頻率：低頻P1為4次，中頻P2為7次，高頻P3為10次。結(jié)果土壤水分分布受滴水頻率的影響較大，高頻、中頻和低頻灌溉處理生育期內(nèi)0～50 cm 土層平均含水率分別為21.97%、20.04%和19.76%，且高頻處理0～30 cm土層含水率更趨于平穩(wěn)；高頻滴灌較中頻滴灌和低頻灌溉生育期內(nèi)平均土溫降低0.40和0.83℃，冠層內(nèi)平均溫度降低0.37和1.15℃，冠層葉溫降低0.42和1.30℃，冠層內(nèi)相對濕度增加1.11和2.28個(gè)百分點(diǎn)，冠層光截獲率增加0.025 6和0.055 1；高頻滴灌較中、低頻滴灌產(chǎn)量和灌溉水利用效率增加1.36%和20.47%。結(jié)論在南疆綠洲區(qū)冬小麥田中，高頻滴灌能改善田間小氣候，促進(jìn)產(chǎn)量和水分利用效率的提高，實(shí)際應(yīng)用中以春季7～10次的“少量多次”滴灌模式為宜。

冬小麥；滴灌頻率；土壤水分；田間小氣候；水分利用效率

0 引 言

【研究意義】麥田滴灌技術(shù)是南疆目前重點(diǎn)推廣的節(jié)水灌溉技術(shù)，由于改變了傳統(tǒng)的面源灌溉方式，滴灌點(diǎn)源灌溉使得土壤水分分布和利用方式更加合理，節(jié)水增產(chǎn)效果明顯[1]，這除了與滴灌小麥生長發(fā)育和群體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化有關(guān)[2]，還與土壤和冠層微環(huán)境得到改善有關(guān)[3]。如何通過滴灌調(diào)控，優(yōu)化土壤水分供應(yīng)與群體微環(huán)境之間的關(guān)系，促進(jìn)小麥合理生長與物質(zhì)分配，進(jìn)一步發(fā)揮滴灌小麥高產(chǎn)潛力，是目前亟待解決的科學(xué)問題，探索不同滴灌頻率下麥田小氣候特征及其對產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)是其研究的關(guān)鍵?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】張永強(qiáng)等[3]認(rèn)為，冬小麥冠層內(nèi)氣溫日變化呈“凸”型趨勢，冠層內(nèi)空氣濕度呈“凹”型趨勢，并以16: 00時(shí)的上、中部冠層相對濕度最低，施氮量增加，冠層溫度下降，濕度增加；張娜等[4]研究表明，灌水量增加，冬小麥生育后期土壤溫度下降0.52～1.61℃，最高冠層溫度減少達(dá)3.68℃，濕度增大，并認(rèn)為，地溫、冠層溫度均與產(chǎn)量、灌水量之間存在顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，冠層濕度與灌水量呈極顯著性正相關(guān)。增加灌水頻率會提高0～40 cm土層含水率，還可以有效降低濕潤體內(nèi)土壤鹽分含量[5]，但小麥生育中后期40 cm以下土層容易干旱，易導(dǎo)致冬小麥后期出現(xiàn)早衰[6]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】新疆滴灌麥田存在滴水量和滴水頻率不合理的現(xiàn)象，沒有形成同棉花一樣的灌溉制度，導(dǎo)致節(jié)水效果不明顯，水分利用效率不高。研究滴水頻率對麥田土壤水分分布、群體內(nèi)小氣候及水分利用效率影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同滴水頻率下麥田微環(huán)境特征及其對小麥產(chǎn)量形成的影響，為進(jìn)一步研究滴灌小麥高產(chǎn)機(jī)制、確定適宜的灌溉制度提供一定的指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2015～2016年在新疆塔里木大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站網(wǎng)室中進(jìn)行，地理位置在塔河上游、塔里木盆地西北邊緣，該地區(qū)光能資源豐富，熱量條件充足，降水稀少，生態(tài)環(huán)境脆弱，屬典型暖溫帶內(nèi)陸型氣候。試驗(yàn)期間降水量及氣溫分布如表1所示。試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，0～20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量1.025%，全氮0.68 mg/g，堿解氮49.27 mg/kg，速效磷30.11 mg/kg，速效鉀176.51 mg/kg，地下水位8.0 m左右。表1

表1 冬小麥生長季節(jié)的氣象要素月累積量
Table 1 Monthly accumulation of meteorological elements in winter wheat growing season

項(xiàng)目Item月份 Month101112123456合計(jì)Total降雨量Rainfall(mm)0.100.21001.31.21215.8蒸發(fā)量Evaporation(mm)76.151.620.219.043.8129.7126.1172.3192.5831.3日照時(shí)數(shù)Sunshinehours(h)267.9197.7172.3209.8224.4182.7250.8258.7321.92086.2>0℃積溫Accumulatedtemperatureat>0℃(℃)322.698.92023.2305.8527.2641.1785.62706.4

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地在2015年11月10日統(tǒng)一冬灌900 m3/hm2，2016年返青后安裝滴灌設(shè)備，按1管4行模式布置毛管，在春季分別設(shè)置4、7和10次(分別表示為P1、P2和P3)三個(gè)滴灌頻率處理，滴水量統(tǒng)一為4 050 m3/hm2，按照表2分配到各時(shí)期，以水表控制灌水量。各處理重復(fù)三次，共9個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。每小區(qū)面積20 m2(2 m×10 m)，種植13行小麥。選用早熟矮稈品種邯鄲5316為供試材料，10月3日人工開溝15 cm等行距條播，播量為570×104粒/hm2。試驗(yàn)田施基肥尿素225 kg/hm2、磷酸二銨150 kg/hm2，拔節(jié)期共隨水滴施尿素120 kg/hm2、KH2PO460 kg/hm2，孕穗期滴施尿素45 kg/hm2、KH2PO430 kg/hm2，揚(yáng)花灌漿期共滴施尿素75 kg/hm2、KH2PO445 kg/hm2。拔節(jié)前噴施72%的2，4D-丁酯乳油600 g/hm2除草。表2

表2 滴灌量在不同時(shí)期分配

1.2.2 數(shù)據(jù)指標(biāo)

1.2.2.1 氣象數(shù)據(jù)

從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)的“中國地面氣象資料日值數(shù)據(jù)集”和新疆維吾爾自治區(qū)阿拉爾氣象局購買，包括氣溫、降雨、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、蒸發(fā)等日值。

1.2.2.2 土壤含水率

采用美國產(chǎn)Watermark土壤水分傳感器(Irrometer company，INC.)監(jiān)測土壤含水率，傳感器安裝在距滴灌帶15 cm處，探頭埋深分別為10、20、30、40和50 cm，采用烘干法對探頭讀數(shù)(y)與土壤質(zhì)量含水率(x)建立函數(shù)關(guān)系：y=1/(1.011 2+0.146 7x-2.210 1×10-4x2)，R2=0.912 1。小麥起身后每隔3 d記錄一次。

1.2.2.3 土層溫度

每區(qū)放置地溫計(jì)1套，自小麥起身后(3月26日)每隔7 d，于08:00～20:00時(shí)，每2 h 1次觀測5、10、15、20、25 cm土層的土壤溫度，以觀測土壤溫度隨生育進(jìn)程的日變化。

1.2.2.4 冠層溫、濕度與光分布

小麥起身后每隔7 d于08:00～20:00，每2 h定點(diǎn)測定1次，取其平均值代表一天的氣象指標(biāo)。用臺灣泰仕TES1330A 數(shù)字式照度計(jì)和HT635溫濕度測定儀，于晴天分別測定冠層底部、中部、頂部空氣濕度、溫度、光照等。參照杜明偉等[7]的方法計(jì)算：漏光率(LLR)=I/Io，光截獲率LIR=1-LRR-LLR。其中，In為各層光強(qiáng)，Io為各層入射光強(qiáng)，I為頂部入射光強(qiáng)。用AR862A非接觸式紅外溫度儀測定冠層頂部溫度，每區(qū)6次重復(fù)。觀測時(shí)測溫儀感應(yīng)頭距小麥冠層20 cm，距離垂直線傾角30℃[8]。測點(diǎn)選擇群體生長均勻一致且有代表性的部位，并注意避開裸土影響。

1.2.2.5 產(chǎn)量及其構(gòu)成

成熟期(6月14日)每小區(qū)選擇有代表性的3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)割取1 m2麥穗，數(shù)取有效穗數(shù)(穗粒數(shù)≥4粒/穗)，折算成收獲穗數(shù)，并隨機(jī)挑選50頭有效穗，測定每穗的有效小穗數(shù)和穗粒數(shù)后，與其他麥穗脫粒后混合計(jì)產(chǎn)，折算成公頃產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴灌頻次對土壤含水率的影響

研究表明，由于高頻灌水具有“少灌多次”的特點(diǎn)，使得濕潤層含水率高于其他處理的含水率，波動幅度也均小于其他處理；低頻灌溉，多灌少次，土壤含水率波動幅度比中頻和高頻灌溉大；中頻灌溉的土壤含水率的波動幅度雖然比低頻灌溉小，但跟高頻灌溉相比波動幅度大。圖1

研究表明，小麥全生育期內(nèi)0～50 cm土壤平均含水率大小為高頻(21.97%)>中頻(20.04%)>低頻(19.76%)，從全期根層含水率變化幅度上看(變異系數(shù)CV大小)，低頻(30.37%)>中頻(24.23%)>高頻(18.22%)，說明隨滴灌頻率減少，根層土壤含水率下降且變化劇烈，而這種變化(CV)更多地表現(xiàn)在0～30 cm土層中，尤其在0～10 cm土層中更明顯，如0～10 cm 含水率高頻處理為15.92%，中頻處理為23.82%，較高頻處理下降了46.62%，低頻處理為33.41%，較高頻處理下降了109.86%，三者的變異系數(shù)CV=35.90%，而10～30 cm土層中，高頻處理為16.36%～19.58%，中頻處理為23.55%～23.77%，較高頻處理下降了36.25%，低頻處理為27.58%～32.29%，較高頻處理下降了70.95%，三者的CV為25.27%～28.46%，40～50 cm土層含水率變化CV僅為20.05%。表3

2.2 滴灌頻次對土壤溫度的影響

研究表明，土壤溫度隨生育進(jìn)程呈逐漸增高趨勢，其中在孕穗期(4月24日)之前增長較緩慢，此后增長加快，至灌漿后期(6月1日)達(dá)最高峰。從不同土層溫度變化上看，隨土層加深，溫度下降，其中20 cm以下土層下降明顯。隨滴灌頻率提高，全期5～25 cm土層平均溫度有下降趨勢，如低頻、中頻、高頻處理分別為17.13、16.70和16.30℃，其變異系數(shù)分別為11.19%、10.66%和9.99%，但差異不明顯。不同滴灌頻率處理，土壤各層平均溫度下降幅度有所不同，低頻處理從表層(5 cm)的19.38℃下降至25 cm的14.59℃，幅度變異(CV)為11.19%，中頻處理表層溫度18.75℃下降至25 cm的14.16℃，幅度變異(CV)為10.66%，而高頻處理表層溫度18.17℃下降至25 cm的13.99℃，幅度變異(CV)為9.99%，表明低頻灌溉對0～25 cm土層溫度影響較大，而中、高頻灌溉影響較小，其中高頻灌溉淺層土壤與中下層土壤溫度差異最小。圖2，表4

圖1 不同滴灌頻率下0～50 cm土層質(zhì)量含水率動態(tài)
Fig.1 Mass water content dynamics of 0-50 cm soil layer under different drip irrigation frequency表3 不同滴灌頻率下不同土層平均含水率變化
Table 3 Effects of drip irrigation frequency on average soil water content in different soil layers

土層Layer(cm)低頻 Lowfrequency中頻 Mediumfrequency高頻 Highfrequency平均MeanCV(%)平均MeanCV(%)平均MeanCV(%)100.164733.40720.180323.81950.194115.9247200.193532.29230.190923.76720.210019.5784300.191329.20320.205023.54980.222916.1658400.217227.58300.207523.67730.230316.3632500.221422.94570.218522.68950.241115.7200平均Mean0.197629.08630.200423.50060.219716.7504

圖2 不同滴灌頻率下各層土壤溫度變化動態(tài)

Fig.2Soiltemperaturechangesindifferentsoillayersunderdifferentdripirrigationfrequency

表4 不同滴灌頻率下不同土層溫度變化
Table 4 Effects of drip irrigation frequency on soil temperature in different soil layers

土層Layer(cm)低頻 Lowfrequency中頻 Mediumfrequency高頻 Highfrequency平均Mean(℃)CV(%)平均Mean(℃)CV(%)平均Mean(℃)CV(%)519.458523.860518.751223.756118.167521.68361018.374323.142817.765023.227717.335221.89961517.248824.450717.006623.814116.523722.63292015.999227.081715.827325.064815.496224.57892514.592222.846914.155622.352313.987520.7676平均Mean17.134624.276516.701123.643016.302022.3125

2.3 灌溉頻次對冠層溫、濕度的影響

滴灌小麥冠層平均溫度隨生育推進(jìn)呈逐漸上升趨勢，至蠟熟期達(dá)最高，為30.7～33.8℃，而冠層平均相對濕度呈逐漸下降趨勢，至蠟熟期達(dá)34.1%～39.3%。不同滴灌頻率，冠層溫、濕度變化有所不同，隨灌次增加，冠層平均溫度下降，平均相對濕度增加。全期冠層平均溫度高頻、中頻和低頻處理分別為24.98、25.35和26.13℃，相對濕度分別為44.68%、43.57%和42.40%。從不同灌次溫、濕度動態(tài)變化幅度(CV)上看，灌次越大，冠層內(nèi)溫度和相對濕度變異越小，說明高頻滴灌能有效降低群體內(nèi)溫度、增加濕度，穩(wěn)定和改善群體微環(huán)境，并隨生育進(jìn)程這種效果越明顯，其中對群體濕度的增大調(diào)節(jié)高于對群體溫度下降的調(diào)節(jié)，這有利于小麥生理功能的發(fā)揮，對產(chǎn)量形成有利[9]。圖3，圖4，表5

圖3 冠層平均溫度動態(tài)
Fig.3 Canopy mean temperature dynamics

圖4 冠層平均相對濕度動態(tài)
Fig.4 Canopy mean relative humidity dynamics
表5 不同滴灌頻率下冠層內(nèi)溫度、濕度、光分布及葉溫變化
Table 5 Effects of drip irrigation frequency on canopy temperature, humidity, light distribution and leaf temperature

項(xiàng)目Item低頻 Lowfrequency中頻 Mediumfrequency高頻 Highfrequency平均MeanCV(%)平均MeanCV(%)平均MeanCV(%)冠層平均溫度Canopymeantemperature26.128620.322025.352519.424724.978818.2750冠層平均相對濕度Canopymeanrelativehumidity42.40148.277143.56676.722444.68175.1913冠層平均葉溫Canopymeanleaftemperature19.209230.504118.331129.863817.914129.0171冠層平均光截獲率Canopymeanlightinterceptionrate0.733524.98630.763024.09850.788623.5454冠層平均漏光率Canopymeanlightleakagerate0.266568.77090.237077.56590.211487.8242

2.4 滴灌頻次對冠層葉溫及光分布的影響

滴灌小麥群體葉溫隨生育進(jìn)程呈逐漸增加趨勢，尤其進(jìn)入6月以后(灌漿后期)達(dá)27.1～31.5℃，這主要與氣溫上升有關(guān)。滴灌頻率增加，冠層葉溫及其變異系數(shù)有降低趨勢，如全期平均葉溫高頻、中頻和低頻處理分別為17.91、18.33和19.21℃，CV分別為29.02%、29.86%和30.50%，說明增加灌溉頻次，對冠層葉溫影響變小，有“平抑”葉溫的作用，對提高葉片蒸騰速率、保持較高的生理活性有利[10]。圖5

滴灌小麥冠層平均光截獲率呈低-高-低的變化趨勢，返青-拔節(jié)中期(4月16日)是光截獲率快速增長期，拔節(jié)中期-抽穗期增加減緩，隨后保持在0.893 0～0.957 1的較平穩(wěn)狀態(tài)，灌漿末期(5月28日)以后快速下降至蠟熟末期的0.463 1～0.585 0。不同灌次，由于群體大小不同，光截獲率不同，高頻、中頻和低頻處理的群體平均光截獲率分別為0.788 6、0.763 0和0.733 5，表現(xiàn)為灌次增加，光截獲率增加，且隨生育推進(jìn)，增加幅度增大，如蠟熟末期(6月11日)高頻處理的冠層光截獲率高出中頻處理的0.14倍，高出低頻處理的0.27倍，說明高頻滴灌有利于保持群體長勢、防治早衰的作用。圖6

2.5 滴灌頻次對產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

研究表明，高頻處理的千粒質(zhì)量最大，為50.111 g。其次是中頻處理，為49.063 g，低頻處理的千粒質(zhì)量最低，僅為45.690 g，顯著低于其他處理；收獲穗數(shù)以中頻處理最大，低頻處理最小，但處理間差異不顯著；每穗有效小穗數(shù)低頻處理僅為9.40，顯著小于其他處理；千粒質(zhì)量和穗粒數(shù)均隨灌次增加而增加，其中中頻處理和高頻處理間差異不顯著，但與低頻處理差異達(dá)顯著水平。不同灌次對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響大小(CV)為穗粒數(shù)(8.78%)>每穗有效小穗數(shù)(8.38%)>千粒質(zhì)量(4.78%)>收獲穗數(shù)(1.44%)，說明灌次主要通過影響穗粒數(shù)和有效小穗數(shù)來影響產(chǎn)量。

從產(chǎn)量大小上看，高頻處理>中頻處理>低頻處理，高頻是中頻的1.013 8倍，差異未達(dá)顯著水平，但高頻是低頻灌溉的1.257 4倍，中頻是低頻的1.240 3倍，差異均達(dá)顯著水平；從灌溉水分利用效率(IWUE)看，也是高頻處理最大，達(dá)1.683 8 kg/m3，顯著高于低頻處理的1.339 1 kg/m3，但與中頻的1.661 0 kg/m3差異不顯著。表6

圖5 冠層平均葉溫動態(tài)
Fig.5 Canopy mean leaf temperature dynamics

圖6 冠層平均光截獲率動態(tài)
Fig.6 Canopy light interception rate dynamics
表6 不同滴灌頻率下冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成
Table 6 Yield components of winter wheat under different drip irrigation frequencies

處理Treatment千粒質(zhì)量1,000-grainweight(g)收獲穗數(shù)Harvestspikes(104/hm2)有效小穗數(shù)Effectivespikeletsperspike穗粒數(shù)Grainsperspike產(chǎn)量Yield(kg/hm2)灌溉水利用效率IWUE(kg/m3)低頻灌溉Lowfrequencyirrigation45.690b636.36a9.40b22.10b6628.63b1.3391b中頻灌溉Mediumfrequencyirrigation49.063a654.55a11.01a25.51a8221.77a1.6610a高頻灌溉Highfrequencyirrigation50.111a642.42a10.80a26.11a8335.05a1.6838a

注：同欄中有不同小寫字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。灌溉水利用效率=產(chǎn)量/(冬灌量+滴灌量)

Note: Different lowercase letters in a column meant significant difference among treatments at 0.05 level. Irrigation water use efficiency = yield /(winter irrigation+drip irrigation)

3 討 論

灌溉是影響作物群體田間小氣候的主要因素之一[11-12]，研究表明，滴灌頻率對麥田0～50 cm土壤含水率影響較大，與劉梅先等[13]認(rèn)為棉田0～40 cm為主要影響層有所不同。隨滴灌頻率增大，0～50 cm土壤含水率增大，含水率波動幅度變小，尤其是淺層土壤(0～30 cm)的濕度明顯高于低頻灌溉，這與前人研究的結(jié)果一致[14]。田間土層溫度隨生育進(jìn)程呈增加趨勢，尤其在灌漿后期5 cm土溫達(dá)到24.12～26.07℃、25 cm土層達(dá)到17.73～18.69℃，整個(gè)灌漿期0～25 cm土溫平均達(dá)20.06～21.46℃，這比華北地區(qū)小麥根層土溫高1.5℃以上[15]，造成小麥根系生長過早衰老，成為極端干旱地區(qū)小麥后期早衰、養(yǎng)分代謝功能下降的根本原因[16]。滴灌頻率增加，土層溫度下降，且隨生育進(jìn)程推進(jìn)其下降幅度加大，土溫變異減少，并以淺層土溫下降及生育期內(nèi)溫度變異減小的幅度最大，這種“降溫效應(yīng)”在干旱荒漠區(qū)有利于防治干熱風(fēng)危害、促進(jìn)根系的良好生長[17]。

冠層光溫條件與小麥生長發(fā)育狀況緊密相關(guān)，樊廷錄等[18]認(rèn)為冬小麥灌漿中后期冠層溫度每升高1℃，產(chǎn)量下降280 kg/hm2，產(chǎn)量與冠層相對濕度顯著正相關(guān)[19]，此外，隨著灌漿進(jìn)程的推移，小麥葉溫與產(chǎn)量的負(fù)相關(guān)性逐漸增大[20]。試驗(yàn)中，冠層平均溫度和平均葉溫與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.965 2和-0.966 0，呈顯著負(fù)相關(guān)，與冠層平均相對濕度和平均光截獲率的相關(guān)系數(shù)分別為0.899 8和0.860 7，呈顯著正相關(guān)，進(jìn)一步驗(yàn)證了以上結(jié)論。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高頻處理的群體平均光截獲率在抽穗期-乳熟期達(dá)最大，為0.948～0.957，這與楊國敏等[21]認(rèn)為在灌漿期最大為0.922～0.936有所不同，這可能與滴灌改變?nèi)后w環(huán)境、促進(jìn)小麥長勢有關(guān)[22]。

作物的生產(chǎn)性能決定于其生理功能的優(yōu)化，而作物生理特征與田間微環(huán)境密切相關(guān)[23]，研究僅探討了滴灌頻次對小麥群體微環(huán)境特征的影響，關(guān)于微環(huán)境變化的小麥群個(gè)體生理響應(yīng)機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

4.1 高頻處理0～50 cm土層平均含水率較中頻和低頻處理分別提高了8.78%和10.06%，其中0～30 cm土層含水率較中頻和低頻處理提高了8.12%和12.36%，說明增加滴灌頻率，對維持淺層土壤較高含水率有利。

4.2 滴灌麥田5～25 cm土壤溫度、冠層平均溫度、群體葉溫均隨生育進(jìn)程逐漸增加，灌漿后期達(dá)高峰，分別為21.93～23.53℃、30.7～33.8℃和27.1～31.5℃，體現(xiàn)了南疆極端干旱荒漠區(qū)小麥花后不良的群體小氣候特征。5～25 cm平均地溫隨滴灌次數(shù)增加有下降趨勢，且溫度變異變小，這有利于作物根系生長[17]。

4.3 隨滴灌次數(shù)增加，冠層平均相對濕度和冠層光截獲增加，冠層平均溫度和冠層葉溫下降，且這種效應(yīng)隨生育進(jìn)程而增大，高頻灌溉較中頻灌溉和低頻灌溉生育期內(nèi)冠層內(nèi)平均溫度降低0.37和1.15℃，冠層葉溫降低0.42、1.30℃，冠層內(nèi)相對濕度增加1.11和2.28個(gè)百分點(diǎn)，冠層光截獲率增加0.031 4和0.056 1，說明增加灌次，能改善群體內(nèi)溫光條件。

4.4 滴灌頻次主要通過影響穗粒數(shù)和每穗有效小穗數(shù)來影響產(chǎn)量，并以高頻處理的產(chǎn)量最大，達(dá)8 335.05 kg/hm2，較中頻處理增加1.36%，較低頻處理增加20.47%。高頻處理的灌溉水分利用效率也最大，達(dá)1.683 8 kg/m3，顯著高于低頻處理，但與中頻處理差異不顯著。通過分析，高頻處理在產(chǎn)量構(gòu)成因素與IWUE方面與中頻處理差異未達(dá)顯著水平，但顯著高于低頻處理，故該地區(qū)冬小麥采用7～10次的“少量多次”滴灌次數(shù)能獲得較好的節(jié)水增產(chǎn)效果。

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EffectsofDripIrrigationFrequencyonFieldMicroclimateCharacteristicsofWinterWheatPopulation

HUANG Zhen-jiang, CHEN Hui, WANG Ji-chuan, PAN Xue-jiao, ZHENG Lei

(CollegeofPlantScience,TarimUniversity,AlarXinjiang843300,China)

ObjectiveUnder the drip irrigation plot test condition, the soil water distribution and field microclimate characteristics of winter wheat under different drip frequencies in the oasis area of Southern Xinjiang were studied in the hope of providing basis for making winter wheat drip irrigation system.MethodBased on the unified winter irrigation of 900 m3/hm2, after the spring, the drip irrigation amount was 4,050 m3/hm2using three irrigation frequencies: low frequency P1was 4, medium frequency P2was 7, high frequency P3was 10.ResultSoil water distribution was greatly affected by drip frequency. The average soil moisture contents of 0-50 cm soil layer in high frequency, medium frequency and low frequency irrigation treatments were 21.97%, 20.04% and 19.76%, respectively, and the soil moisture contents of 0-30 cm layer were more s table when treated with high frequency; In the growth period, the average soil temperature of high frequency irrigation treatment was 0.40℃ and 0.83℃ lower than those of medium and low frequency irrigation treatments the average temperature in the canopy decreased by 0.37℃ and 1.15℃, canopy leaf temperature decreased by 0.42 ℃ and 1.30℃, relative humidity in the canopy increased by 1.11 and 2.28 percentage points, canopy light interception rate increased by 0.025,6 and 0.055,1. Compared with medium frequency and low frequency irrigation treatments, the yield and irrigation water use efficiency of high frequency irrigation treatment increased by 1.36% and 20.47%.ConclusionHigh frequency drip irrigation in winter wheat field can improve field microclimate and increase yield and water use efficiency in the oasis area of Southern Xinjiang. In practice, 7-10 times drip irrigation model is appropriate after spring.

winter wheat; drip irrigation frequency; soil moisture; field microclimate; water use efficiency

Supported by: National Natural Science Foundation of China "Study on the principle of efficient use of water and regulation mechanism of wheat under drip irrigation in Xinjiang" (31260303) ; Three-Year Project of Sci-Tech Special Commissioner for Minority Inhabited Areas " Integration and demonstration of key technologies for high yield and high efficiency grain production in southern Xinjiang" (2013AA002); Tarim University President Fund Project "Study on the population quality control effect and high-yield way of drip irrigation wheat" (TDZKGG201702)

WANG Ji-chuan(1968- ), male, native place: Langfang, Hebei. Professor, master supervisor, research field: Physiology and ecology of crop efficient cultivation. (E-mail)wjcwzy@126.com

S512.1；S162.4

A

1001-4330(2017)11-2036-10

2017-08-17

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新疆滴灌小麥水分高效利用原理與調(diào)控機(jī)理研究”(31260303)；少數(shù)民族聚居團(tuán)場科技特派員科技幫扶三年行動專項(xiàng)“南疆糧食高產(chǎn)高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”(2013AA002)；塔里木大學(xué)校長基金項(xiàng)目“滴灌小麥群體質(zhì)量調(diào)控效應(yīng)與高產(chǎn)途徑研究”(TDZKGG201702)

黃振江(1992-)，男，新疆博樂人，碩士研究生，研究方向?yàn)樽魑锼稚砩鷳B(tài)，(E-mail)865185846 @qq.com

王冀川(1968-)，男，河北廊坊人，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樽魑锔咝г耘嗌砩鷳B(tài)，(E-mail)wjcwzy@126.com