不同水分處理條件下小麥需水規律研究

馮 誠，代俊峰，方小宇，張友賢

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

水是人類生存和發展不可替代的資源,是實現經濟社會可持續發展的基礎。我國是一個古老的農業大國,農業灌溉己有上千年的歷史。目前,我國灌溉面積占耕地面積的50%左右，農業用水量占總用水量的80%，灌溉水利用率只有40%左右[1,2]。而貴州屬降雨時空分布不均地區和雨養農業區，季節性缺水加劇了作物干旱而導致減產，甚至絕收。水分虧缺引起的作物生長受阻和產量的減少甚至超過其他各種脅迫的總和[3]。小麥是貴州主要的農作物之一，本文通過不同水分處理條件下對小麥生長狀況和產量的影響開展了研究，旨在為當地制定小麥灌溉制度提供試驗依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗場地選在貴州省灌溉試驗中心站試驗基地測坑試驗區，該區位于東經106°37′，北緯26°52′；海拔高度在1 270～1 280 m之間，四周地理位置相對較低，土壤為黃壤土，耕作層有機質含量較豐富，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，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 ℃以上活動積溫4 097 ℃，無霜期270 d，降雨年內分布不均，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，試驗區在地理環境、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 試驗設計

試驗安排在修文試驗基地東側的測坑區內，測坑為4.0 m2有底測坑，設有自動防雨棚。本次試驗于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。試驗設8個處理， 3個重復，共24個測坑。設計方案見表1。各處理平面布置采用隨機排列方式。坑內種植按每個測坑種植2行小麥，按間距0.4、0.7 m寬窄行進行條播，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 小麥灌溉試驗處理設計方案 %

注：表中數值為田間持水量的百分數，為灌溉設計上、下限。

2 試驗觀測項目及方法

(1)小麥生育期劃分。小麥生育期劃分為發芽出苗期、苗期、分蘗期、越冬期、返青期、拔節期、孕穗期和成熟期。本試驗生育期從2013年11月5日-2014年6月1日，共計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。試驗采用人工澆灌，并在各測坑安裝水表計量。

(3)土壤水分測定。土壤水分測定采用TDR進行測量，按照實施方案每5 d觀測1次，但根據試驗現場實際情況，可以對觀測天數進行調整。土壤測定深度是通過測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)生育期氣象參數觀測。氣象資料采用修文試驗基地氣象站的數據，包括每日的降雨、最低溫度、最高溫度、平均氣溫、日照時數、風速、氣壓、相對濕度等。

3 結果與分析

3.1 不同水分處理下小麥需水規律研究

3.1.1 需水量

從8個灌溉處理條件下小麥的需水量可知(圖1)，對照、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出逐漸上升的趨勢，在苗期和越冬階段，作物階段需水量較低，隨生育期的推進，上升梯度逐漸加大，在孕穗至成熟期需水量達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 需水強度

如圖3所示，小麥各處理的需水強度變化整體呈上升趨勢，其中在苗期需水強度最低，拔節期至成熟期小麥的需水強度基本隨著生育期的推進逐漸上升并在孕穗至成熟期達到峰值，說明拔節期～孕穗期為小麥的生長旺盛期。

3.2 產量與不同處理下全生育期需水量之間的關系

從表3可以看出,T3(拔節孕穗-乳熟輕旱)處理不僅有較高的產量(2 800 kg/hm2)，同時也達到了較大的水分利用效率(0.71 kg/m3)，實現了高產和高效。對照處理雖然也獲得了較高的產量，但其需水量同樣較大，水分利用效率相對較低。

表3 不同處理產量、需水量及水分生產效率的影響

通過對不同處理的小麥產量與需水量進行回歸分析,得出產量與需水量之間呈二次拋物線關系(圖4)，公式為：

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

式中:y為小麥的產量,kg/hm2；x為小麥全生育期需水量，mm。

4 結 語

(1)小麥在苗期需水強度最低，拔節期開始至成熟期小麥的需水強度基本隨著生育期的推進逐漸上升并在孕穗至成熟期達到峰值，說明拔節期～抽穗期為小麥的生長旺盛期。

圖4 產量與需水量的關系

(2)通過不同處理條件對產量與全生育期需水量的影響進行分析，得到處理 T3(拔節孕穗-乳熟輕旱)不僅有較高的產量(2 800 kg/hm2)，同時也達到了較大的水分利用效率(0.71 kg/m3),實現了高產和高效(即灌水控制下限為發芽出苗期～苗期80%～60%，分蘗～越冬期80%～70%，返青～拔節期85%～50%，孕穗～成熟70%～60%)。

(3)通過對不同處理的小麥產量與需水量進行回歸分析,建立了產量與需水量之間的關系式。

(4)本次試驗以1年試驗數據為基礎進行分析，具有特殊性，成果存在的一定的局限性。

[1] 康紹忠，蔡煥杰.農業水管理學[M].北京：中國農業出版社，1996.

[2] 科技部農村與社會發展司，水利部國際合作與科技司.中國節水農業問題[M].北京：中國水利電力出版社，1999.

[3] 陳玉民，孫景生.節水灌溉的土壤水分控制標準問題研究[J].灌溉排水，1997,16(7)：24-28.

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