探究不同補(bǔ)灌時期與灌水量對冬小麥生長的影響

劉斌俠,劉麗萍,劉 瑞,黃 瑩

(1.岐山縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 ,陜西 岐山 722400;2 寶雞市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,陜西 寶雞 721001)

為了探索小麥節(jié)水補(bǔ)灌的灌溉時期和灌溉量，測定水分利用效率，揭示其對小麥的增產(chǎn)節(jié)水效應(yīng)，為指導(dǎo)大田大面積推廣提供理論依據(jù)。2017年秋播，設(shè)置了冬小麥不同補(bǔ)灌時期、不同灌水量試驗，以期對小麥生產(chǎn)和補(bǔ)灌提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗設(shè)在岐山縣益店鎮(zhèn)妙敬村飛飛糧食種植家庭農(nóng)場。該農(nóng)場2017年春季安裝了節(jié)水補(bǔ)灌設(shè)施。試驗在安裝了節(jié)水設(shè)施的機(jī)井東南1.8 hm2方田內(nèi)設(shè)置，試驗田內(nèi)地勢平坦，肥力均勻中等。試驗地北緯34.42810°，東徑107.75972°，海拔670.5m。前茬作物種植青儲玉米，近成熟期采用機(jī)械收獲。秋播前采集基礎(chǔ)土樣測定：有機(jī)質(zhì)19.437g·kg-1、速效氮9.13m g·kg-1、有效磷15.5 mg·kg-1、速效鉀152.3 mg·kg-1、pH值7.77。試驗小麥于2017年10月6日用寬幅播種機(jī)播種，667 m2播種量11.5 kg,供試小麥品種為西農(nóng)822?；拭?67 m2施入三元復(fù)合肥45%(27-12-6)50 kg。試驗區(qū)小麥10月13日出苗，冬前開展化學(xué)除草1次，今年5月份結(jié)合“一噴三防”開展病蟲綜合防治1次。5月14日分不同小區(qū)測產(chǎn)，6月5日采集小麥植株標(biāo)本，6月15日分小區(qū)室內(nèi)考種、計產(chǎn)。試驗大田小麥于6月14日機(jī)械收獲。在小麥播種期、出苗期、分蘗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿期、成熟期等關(guān)鍵生育時期分大區(qū)開展調(diào)查，并做好觀察記載。

1.2 試驗設(shè)計與處理

按照方案要求，試驗采用大區(qū)比較。共設(shè)8個處理，每個處理面積0.13 hm2。試驗設(shè)2個噴灌時期：即越冬期和拔節(jié)期，每個時期設(shè)2個噴灌量：即16 m3·667m-2和24 m3·667 m-2。處理1：越冬期16 m3·667 m-2;處理2：越冬期24 m3·667 m-2；處理3：拔節(jié)期16 m3·667 m-2；處理4：拔節(jié)期24 m3·667 m-2；處理5：越冬期16 m3·667 m-2+拔節(jié)期16 m3·667 m-2；處理6：越冬期16 m3·667 m-2+拔節(jié)期24 m3·667 m-2；處理7：越冬期24 m3·667 m-2+拔節(jié)期24 m3·667 m-2；處理8：空白對照即越冬期、拔節(jié)期均不補(bǔ)灌。試驗分別于2017年12月22日(越冬期)、2018年3月15日﹙拔節(jié)期﹚按照方案要求噴灌。噴灌前分大區(qū)開展調(diào)查，并分層采測0～200 cm土壤含水量。試驗小麥播種前、收獲后仍對0～200 cm土樣水分進(jìn)行測定，共測定4次。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 補(bǔ)灌對冬小麥生育時期的影響

據(jù)對小麥整個生育期251天觀察(見表1)：冬灌之前，試驗小麥10月6日播種，10月13日出苗，11月2日進(jìn)入分蘗期，12月15日進(jìn)入越冬期，各大區(qū)之間生育進(jìn)度基本無差別。12月22日對處理1、2、5、6、7進(jìn)行了冬季補(bǔ)灌，3月14日對處理3、4、5、6、7進(jìn)行了春季補(bǔ)灌，冬灌過的5個處理較未冬灌的3個處理(處理3、4、8)提早2～3 d返青、拔節(jié)，但拔節(jié)至開花成熟期同對照一致。春灌過的5個處理較對照推遲2～3 d孕穗、開花，較對照推遲成熟約1 d。冬、春均灌水的處理較對照成熟期(6月14日)推遲2～3 d。由此得出：冬灌能促進(jìn)小麥越冬、完成春化階段，并提早返青拔節(jié)；春灌會促進(jìn)小麥植株生長，延長孕穗期、延遲開花及成熟；冬春灌水會延長小麥整個生育期2～3 d。

表1 小麥節(jié)水高效試驗示范主要生育時期調(diào)查 (月·日)

2.2 補(bǔ)灌對冬小麥植株生物學(xué)性狀的影響

小麥越冬期(12月22日)補(bǔ)灌后近3個月(3月14日)調(diào)查結(jié)果(見表2)：處理5小麥株高27.31 cm[4]，葉片數(shù)7.25片，單株分蘗3.8個，三葉一心大蘗3.1個，次生根9.2條，新生次生根5.1條、667 m2總莖數(shù)81.04萬莖；處理1春季長勢和處理5相當(dāng)。以667 m2總莖數(shù)、株高、葉片數(shù)、分蘗數(shù)、三葉一心大蘗數(shù)、次生根數(shù)、新生次生根數(shù)綜合排名先后依次為處理5>處理1>處理4>處理6>處理8>處理2>處理7>處理3。小麥拔節(jié)期(3月15日)補(bǔ)灌后2個月 (5月14日)調(diào)查(見表3)，每平方尺小麥穗數(shù)處理5為113穗，受凍害6穗，平均株高77.6 cm，總體長勢排名第1，對每平方尺小麥穗數(shù)、受凍穗數(shù)、平均株高進(jìn)行綜合排名，由高到低依次為處理5>處理7>處理2>處理6>處理3>處理8>處理1。分析得出：小麥越冬期灌水能促進(jìn)長根、長葉、長分蘗，補(bǔ)灌水量以16 m3·667 m-2為宜。春灌能促進(jìn)小麥生長和分蘗，增強(qiáng)植株長勢，補(bǔ)灌水量亦以16 m3·667 m-2為佳。此外，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)灌能起到以水促肥、以水控肥的目的。

表2 小麥節(jié)水高效試驗示范拔節(jié)期調(diào)查

2.3 補(bǔ)灌對冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

經(jīng)對小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素分析(見表3)，處理5折667 m2有效穗數(shù)為64.2萬穗，穗粒數(shù)平均16.1粒，千粒重42.2 g，理論667 m2產(chǎn)量436.9 kg，實際667 m2產(chǎn)392.6 kg，667 m2產(chǎn)量位居第1。處理2理論667 m2產(chǎn)量426.9 kg，實際667 m2產(chǎn)384.2 kg。處理8、7、4、6、3、1理論667 m2產(chǎn)分別為422.8 kg、415.1 kg、380.1 kg、378.4 kg、377.1 kg、346.4 kg，實際667 m2分別為375.2 kg、373.6 kg、342.1 kg、340.6 kg、339.3 kg、311.8 kg經(jīng)對試驗產(chǎn)量結(jié)果回歸分析，產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。由試驗產(chǎn)量方差分析看出[3]：處理5小麥產(chǎn)量構(gòu)成三因素(每667 m2穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重)之間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，群體適中。多重比較處理5和處理4、6、3、1之間，處理2、8、7和處理1之間差別明顯，達(dá)到顯著水平。而處理5與處理2、8、7之間，處理2、8、7與處理4、6、3之間，處理4、6、3與處理1之間折小麥667 產(chǎn)量差別均未達(dá)到顯著水平。

表3 小麥節(jié)水高效試驗示范產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

注:數(shù)值后不同小寫字母表示處理平均值間的差異達(dá)5%顯著水平。

2.4 補(bǔ)灌對土壤含水量的影響

試驗前測定試驗地0～200 cm分層混合土樣水分，各處理間分層土壤含水量較為均勻。由越冬期補(bǔ)灌效果拔節(jié)期土壤含水量調(diào)查(表4)看出:土壤分層0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm含水量冬季補(bǔ)灌過的處理1、2、5、6、7分別高于對應(yīng)土層含水量平均值(17.71%、17.14%、17.83%、18.15%、18.89%)和未冬灌的處理3、4、8相應(yīng)土層含水量。100～200 cm分層含水量與是否冬灌、灌水量多少無相關(guān)性。0～200 cm土壤平均含水量也表現(xiàn)出冬灌過的處理1、2、5、7高于平均值19.08%。小麥?zhǔn)斋@后含水量測定結(jié)果：(見表5):冬、春灌水總量48 m3·667m-2的處理7從0～200 cm總體平均(17.3%)，還是0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm分層含水量(19.9%、19.2%、16.43%、14.81%)均為最高，其次為處理6(灌水總量40 m3·667 m-2)、處理5(灌水總量32 m3·667 m-2)、處理2、處理4、處理3、處理1，不灌水的處理8含水量最低。由此可見：節(jié)水噴灌不僅能促進(jìn)作物高效利用水分[5]，還能提高土壤0～80 cm含水量和0～200 cm平均含水量，促進(jìn)作物地上、地下部分生長。

表4 小麥水肥一體化試驗拔節(jié)期土壤含水量調(diào)查 (%)

表5 小麥水肥一體化試驗成熟期土壤含水量調(diào)查 (%)

2.5 補(bǔ)灌對小麥產(chǎn)值和效益的影響

噴灌水成本按0.4元· m-3、人工費用按10元·次-1，小麥單價按2.4元·kg-1計，處理5小麥667 m2投入灌溉水成本12.8元(32 m3)，人工費用20元，每667 m2灌溉成本32.8元，收益942.2元，扣除灌水費用后收益909.4元。處理2、8、7、4、6、3、1每667 m2灌溉成本依次為：19.6元、0元、39.2元、19.6元、36.0元、16.4元、16.4元，小麥?zhǔn)找嬉来螢?22.1元、900.5元、896.6元、821.0元、817.4元、814.3元、748.3元，除去灌水費用后收益依次為902.5元、900.5元、857.4元、801.4元、781.4元、797.9元、731.9元。收益位居前三的處理分別為處理5、處理2、處理8，收益較低的2個處理分別為處理1、處理6。

3 小結(jié)與討論

(1)冬小麥不同補(bǔ)灌時期與灌水量試驗結(jié)果表明：在黃土臺塬區(qū)中等肥力田塊，冬、春適量補(bǔ)灌2次，總灌水量32 m3·667 m-2能有效促進(jìn)小麥越冬期和春季根、葉、蘗的生長，增強(qiáng)長勢，延長生育期2～3 d，小麥667 m2產(chǎn)量392.6 kg，收益909.4元。這種節(jié)水補(bǔ)灌模式值得在有補(bǔ)灌條件的塬灌區(qū)推廣。

(2)群體合適的麥田春季補(bǔ)灌應(yīng)嚴(yán)格把控灌水量[1]，否則會增加無效分蘗，造成群體過大(≥60萬莖·667 m-2)，不僅無益消耗養(yǎng)分，還會影響群體中下部的通風(fēng)透光。

(3)在渭北冬麥區(qū)，若降水屬正常年份(2018年收獲小麥生長期內(nèi)降水260.8 mm[6]，常年261.3 mm)，則無需補(bǔ)灌，且省工省時。

(4)今年4月6-7日我地遭受了嚴(yán)重的晚霜凍為害[2]，試驗地極端最低氣溫下降到-0.5℃。此時小麥已普遍進(jìn)入拔節(jié)孕穗期，抗寒耐凍能力顯著下降。晚霜凍對小麥后期生長造成極大影響，導(dǎo)致部分小麥不能正常抽穗、抽穗后穗形變小，不孕小穗數(shù)量增加，小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)2個因素均減少，影響了試驗小麥產(chǎn)量和補(bǔ)灌效果的正常發(fā)揮。

(5)冬灌24 m3·667 m-2的處理2、7和16 m3·667 m-2的處理1、5、6土壤0～20 cm、20～40 cm含水量無明顯差別，是各處理采樣、水分測定誤差，抑或是其它原因造成？