播深和土壤水分對盆栽小麥苗期耗水和水分利用效率的影響

王慧琳 陳任強 孫駿 祁博偉 何雨田

摘? 要：為確定小麥適宜的播深和苗期土壤水分，通過盆栽小麥試驗，以石麥22為供試作物，設(shè)置5個土壤水分：35%～50%（W1）、50%～65%（W2）、65%～80%（W3）、80%～95%（W4）和95%～110%（W5）的田間持水量;3個播深：2cm（D2）、4cm（D4）和6cm（D4）。結(jié)果表明，小麥日耗水量主要受飽和水汽壓差影響，播深對日耗水量影響不顯著。D4W4處理水分利用效率為0.90kg/m3，與對照無顯著差異。綜合考慮后期生長和抗寒抗旱，小麥苗期適用D4W4處理。

關(guān)鍵詞：盆栽小麥;苗期;播深;耗水量;水分利用效率

中圖分類號：S512.1

基金項目：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目（s201910086004、2019002）;國家重點研發(fā)計劃（2018YFD0300503）;河北省重點研發(fā)專項（19227003D）。

作者簡介：王慧琳，女，本科，研究方向為節(jié)水灌溉理論與新技術(shù)。

通信作者：陳任強，男，講師，研究方向為農(nóng)業(yè)高效用水。

以往的研究主要集中在灌水或播深單一因素對小麥苗期生長、幼苗健康性的影響[1-5]，又或者在播深或灌水與其他主要因素結(jié)合對水分利用效率影響的研究[6-8]。而播深和土壤水分及其交互作用對小麥幼苗和耗水影響的研究較少。為此，本文在前人的基礎(chǔ)上，通過盆栽試驗，研究不同播深和灌水量處理對小麥苗期耗水特性和水分利用效率的影響，確定適宜的播深和土壤水分水平。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2019年4月在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)農(nóng)水實驗大廳內(nèi)開展。小麥于2019年4月3日播種，至2019年4月21日結(jié)束，共計19 d。

1.2 試驗設(shè)計

以土壤水分和播種深度作為處理因子，土壤水分根據(jù)田間持水量（θFC）設(shè)置5個水平，即W1（35%～50% θFC）、W2（50%～65% θFC）、W3（65%～80% θFC）、W4（80%～95% θFC）和W5（95%～110% θFC）;播種深度設(shè)置3個水平，D2（2cm）、D4（4cm）和D6（6cm）。采用完全隨機試驗，共15個處理。每個處理6個重復(fù)，共90個小區(qū)，每個小區(qū)為1盆，小區(qū)完全隨機布置。以D2W3為對照處理。

試驗采用塑料盆，盆直徑25cm、高18cm，重0.1kg。供試土壤為粉壤土，土壤田間持水量為30.69%（v/v），容重為1.44g/cm3。挑選飽滿、無病蟲害的種子，每盆播種小麥30粒。為保證小麥萌發(fā)，播種時各處理土壤含水率均為田間持水量。

1.3 測定項目及方法

（1）耗水量，采用水量平衡方程計算：

式中，ET為小麥耗水量，mm;I為灌水量，mm;?W為計算時段內(nèi)土壤水分的變化量（初時刻-末時刻），mm;D為滲漏量，mm。花盆漏水孔做密封處理，試驗中未觀測到滲漏，故上式可簡化為：

（2）小麥水分利用效率（WUE），采用以下公式計算：

式中，WUE為基于干物質(zhì)量的小麥水分利用效率，g/m3;DM為小麥干物質(zhì)量，g;ET為試驗期間小麥總耗水量，mm。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文采用統(tǒng)計軟件SPSS（SPSS21.0， IBM Corp.， USA）和Microsoft Excel 2010（Microsoft Corp.， USA）對試驗數(shù)據(jù)進行整理和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥日耗水量

根據(jù)水量平衡方程計算不同處理下小麥的日耗水量。不同處理小麥日耗水量變化范圍為0.41～1.87mm，其中W1處理的日耗水量在DAS15后明顯小于其他處水分理，這是因為試驗期間W1處理沒有灌溉，土壤水分較低。與對照相比，DAS15后W1處理小麥日耗水量顯著降低28.85%～53.91%。播深對小麥日耗水量無顯著影響，DAS11后，W3、W4和W5處理之間小麥日耗水量差異不顯著，但均顯著高于W1和W2處理。小麥日耗水量出現(xiàn)三個峰值，其中DAS3為1.43～1.87mm、DAS12為1.03～1.37mm和DAS16為0.74～1.69mm。峰值的變化除了與氣象要素有關(guān)，還與部分處理的灌水有關(guān)。苗期小麥蒸騰作用較弱，土面覆蓋較小，灌水后可用于土壤蒸發(fā)的水分增加。

對比氣象要素的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)小麥日耗水量與飽和水汽壓差（VPD）和水面蒸發(fā)量趨勢較為一致。以VPD為自變量，不同處理小麥日耗水量為因變量，線性擬合方程。D2W5處理的擬合效果最佳（決定系數(shù)R2=0.80），D4W1的擬合效果最差。除W1處理外，其余處理小麥日耗水量均與VPD極顯著正相關(guān)（P<0.001），回歸方程的R2為0.55～0.80。隨著土壤水分的增加，小麥日耗水量與VPD的顯著性增加，說明采用VPD預(yù)測小麥日耗水量的可靠性與播深和土壤水分都有關(guān)，較淺的播深和較高的土壤水分下模型預(yù)測的精度和可靠性較好。

2.2 水分利用效率

D2處理小麥WUE最高（0.99～1.36kg/m3），且WUE隨土壤水分的增加而增加。與干物質(zhì)量的變化相同，D4和D6處理下，WUE隨土壤水分先增加后減小，在W4處理下均達到最大值。D4處理小麥WUE比D2下降64.41%，而D6處理小麥WUE比D4下降79.11%。表明在相同土壤水分條件下，WUE隨播深增加而顯著下降，且下降比例也隨之增加。D4W4小麥WUE為0.90kg/m3，與對照相比，減少了13.77%但差異不顯著。說明在播深較大的情況下，可以適當增加土壤水分，降低播深不利影響而促進幼苗生長和水分利用。雙因素方差分析結(jié)果表明，播深和土壤水分對小麥WUE的影響達到極顯著水平，播深是主效應(yīng)，且二者存在極顯著的交互作用。同時，淺播分蘗節(jié)基本在2cm處[9]，不利于抗寒和抗旱，且過淺播深存在一定倒伏風(fēng)險。因而綜合小麥幼苗生長、水分利用和水分利用效率等因素，小麥苗期選擇D4W4處理較為合適。

3 結(jié)束語

（1）小麥日耗水量變化范圍在0.41～1.87mm，除W1處理外，小麥日耗水量與飽和水汽壓差呈極顯著正相關(guān)。各處理之間日耗水量差異較小，播深對小麥日耗水量的影響不顯著。

（2）D2處理下WUE最高，播深顯著降低小麥WUE。D2處理下，WUE隨土壤水分增加而增加;其余播深下，W4處理WUE最大?？紤]苗期水分利用和苗期以后小麥的生長，以D4W4處理為佳。

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