臨汾汾西灌區龍子祠泉冬小麥非充分灌溉模式初探

楊 業

(山西省臨汾市汾西水利管理局,山西臨汾 041000)

水資源不足已成為制約農業和整個國民經濟發展的首要因素,隨著國民經濟的不斷發展,工業和城市用水進一步增加,農業用水會更趨緊張,在這種形勢下,非充分灌溉必然成為解決農業用水的最終選擇。

非充分灌溉模式就是在有限的灌溉水量條件下,為獲取最佳的產量目標,對灌水時間和灌水定額進行最優分配的優化灌溉模式。為探索這種模式,本單位進行了三年的田間試驗。

1 汾西灌區簡介

龍子祠泉位于山西省臨汾市堯都區金殿鎮龍祠村西,隸屬臨汾市汾西水利管理局管理,據 1955-2007年統計資料,多年年平均流量為 4.92 m3/s,最大為 8.39 m3/s,最小為2.85m3/s。該泉不僅要保證 0.6萬 hm2土地面積的灌溉,而且還擔負著臨汾市工業和城市用水的任務。

2 冬小麥需水量與降雨量、地下水補給量的比較

冬小麥所需要的水分主要來源于灌水、降水、地下水,在制定作物灌溉制度時,首先應進行需水量、降水量、地下水補給量的比較,以便把有限的水量用在既是作物對水分最敏感的需水期(臨界期),又是降水和地下水補給量較少的關鍵灌水期。龍子祠泉灌區冬小麥多年平均需水量、降水量、地下水補給量見表 1。

由表 1可知,在當地自然條件下,降水量與地下水補給量不能滿足冬小麥的需水要求,缺少約 300mm,在進行供需水量平衡計算時,還應考慮播前的土壤有效儲水量,大量試驗表明：1m土層內的有效儲水量(其值為 80%田持與凋萎系數之差)約 120 mm,平衡結果尚缺 180 mm。晚秋、冬季、早春的降水和土壤中的有效儲水,基本能滿足冬小麥拔節前的需水要求,缺水主要表現在拔節期、抽穗期及灌漿期。

表1 龍子祠泉灌區冬小麥多年平均需水量、降水量、地下水補給量比較表

2 冬小麥非充分灌溉模式試驗設計

2.1 試區概況

該試驗在本單位試驗田中進行,(地址：臨汾市堯都區劉村鎮東宜村西),地處東徑 111°18′38″,北緯 36°06′00″,海拔449.00 m,多年平均降水量 468.5 mm,水面蒸發(20 cm口徑)1 765.6mm,年平均氣溫 12.6℃,日照時數 2 686.0h,土質為中壤土,肥力中等,干容重 1.42 g/cm3,田間持水率25.7%,有機質 0.367%,含氮 0.0 104%,含磷 0.018%,含鉀 0.051%,地下水埋深平均 2～3 m,耕作制度為冬小麥 -夏玉米一年兩作,施肥管理水平較高。

2.2 冬小麥非充分灌溉灌水指標

有關冬小麥灌水指標的試驗,全國各地試驗站都已取得了較多的數據和資料,但大多數是在充分灌溉條件下取得的,數值也偏高,不適用于非充分灌溉。經大量試驗表明：在灌足底墑水的情況下,當拔節期的灌水指標降至田持的 55%～60%,灌漿期降至田持的 50%～55%,冬小麥仍可獲得 6 t/hm2的較高產量,與充分灌溉的處理相比只減產 3%～5%。

2.3 處理設計

該試驗采用小區和大田相結合的方法,小區面積 6.6 m2(3.33 m×2m),設有防雨棚,每個處理重復 3次,大田面積每個處理 333m2,重復 2次。根據非充分灌溉灌水指標,灌水模式的試驗處理設計見表2 。

該試驗采用小區和大田相結合的方法,小區面積 6.6 m2(3.33m×2m),設有防雨棚,每個處理重復 3次,大田面積每個處理 333m2,重復 2次。根據非充分灌溉灌水指標,灌水模式的試驗處理設計見表2 。

表2 冬小麥非充分灌溉模式試驗處理設計表 mm

3.4 試驗結果

我們根據提出的灌溉模式進行了三年的田間試驗,試驗結果見表3 ,由表3 可知：全生育期內灌水 2次的處理 3(拔節期 90mm+灌漿期 60 mm)較為理想,平均耗水量為352.4 mm,產量達到 6.05 t/hm2,與四水的處理 1和三水的處理 2相比,產量雖減少 0.15和 0.16 t/hm2,減產率為 2.36和 2.56%,耗水量卻減少了 133和 81mm,水分生產率最高。

在僅灌一水的 4、5、6、7四個處理中,以拔節期間灌水的處理 5最為理想,耗水量 326.5 mm,產量 4.933 t/hm2,水分生產率為 1.51 kg/m3。

表3 2000～2003年冬小麥非充分灌溉模式試驗結果

4 結論

根據三年試驗結果,得出了冬小麥非充分灌溉模式。該模式以拔節期為界將冬小麥的整個生育期分為兩個階段,在足墑播種的情況下,拔節期前不灌水,此階段冬小麥的需水量完全來自降水和土壤中的有效儲水,把灌溉的水量用在拔節期以后。該模式適用于平水年,豐水年、枯水年可酌情增減灌水次數及灌水定額。

在生產實踐中應注意以下 3點。

4.1 灌足底墑水

龍子祠泉灌區冬小麥播種時間在 10月上旬,該時期降水較少,一般年份均需造墑播種,使 1m土層內土壤含水率達到田持的 80%以上,足墑播種主要考慮以下原因：

1)足墑播種有利于小麥出苗

根據多年試驗資料分析：1 m土層土壤含水率為田持的80%～85%時,小麥種子出苗最好且出苗整齊、均勻健壯。

2)足墑播種有利于冬前分蘗

在正常播種情況下,冬小麥于播后 7天出苗,此后半個月開始分蘗,再后半個月為分蘗高峰,試驗結果表明：當冬前分蘗的含水率為田持的 70% ～80%時,單株分蘗多,植株生長壯。

3)足墑播種有利于根系發育

小麥根系發育有兩個高峰期,一個是冬前分蘗期,另一個是拔節期,試驗結果表明：當土壤含水率在 60%～70%田持時,最有利于小麥根系發育,在此范圍內,含水量越少,根扎得越深,最深可達 2 m。

4)播前灌水有儲水灌溉的作用

播種前,若 1 m土層的平均含水率在 80%田持以上時,該土層能儲存 120mm的有效水量。這些水分既可保證小麥正常出苗、分蘗和根系發育,又可保證返青期時作物的需水。

底墑水可在前茬作物收獲前進行灌水,以爭取時間早播種,播前灌水定額一般為 90mm,要求灌水均勻。

圖1 冬小麥非充分灌溉模式簡圖

4.2 確保拔節水

進入拔節期以后,冬小麥由營養生長為主轉為營養生長和生殖生長并進時期,生長速度加快,生長發育中心轉入以莖、葉、穗為主的階段,光合作用的產物主要用于莖、葉、穗的生長。此期間若發生水分虧損,不僅穗數減少,而且穗粒數顯著減少。同時又值降水稀少季節,降水和地下水補給已遠遠不能滿足冬小麥的生長需要,因此應適時灌水。據多年試驗資料分析：拔節初期土壤水分應稍低一些,以使小麥桿臂增厚、提高抗伏力,在拔節中期,當 1m土層含水率降至 55%～60%田持時,進行灌水較為適宜,灌水定額不宜超過90 mm,因地下水位平均為 2.3m,否則會引起深層滲漏,造成水肥流失、污染地下水源。

4.3 輕澆灌漿水

灌漿期是冬小麥爭取籽粒飽滿的關鍵時期。試驗觀測表明：灌漿高峰期一般在小麥揚花 15天左右,此階段是小麥功能葉片光合作用最強最活躍的時期,又是氣溫高、空氣干燥、葉面蒸騰強烈時期,此時作物對水分的需求仍較強烈,一般情況下,在此時期都應進行灌水,灌水定額一般為 60 mm,若灌水定額過大,易造成作物貪青、晚熟甚至減產。

[1]陳玉民,郭國雙,等.中國主要作物需水量與灌溉.水利電力出版社,1995.

[2]山西省水利局.陜西省水科所.灌溉試驗操作方法,1979.