小麥測墑補灌+微噴帶補灌節(jié)水試驗報告

馬利明 呂 銘 劉興亞 田 歡

測墑補灌是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研究的小麥節(jié)水技術(shù)，2016年被農(nóng)業(yè)部確定為農(nóng)業(yè)主推技術(shù)。在水資源日益匱乏的當(dāng)下，節(jié)約用水，提高水分利用率意義重大，是一項需要深入研究推廣的新技術(shù)。受山東農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南省農(nóng)技推廣總站委托，探索小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)條件下最佳灌溉量，于2020年9月20日安排小麥測墑補灌+微噴帶補灌節(jié)水試驗。現(xiàn)總結(jié)如下：

一、試驗田基本情況

試驗田安排在河南省長垣市佘家鎮(zhèn)車寨村；試驗田面積4畝（含保護(hù)行）；土壤質(zhì)地為小兩合土；井水灌溉，排灌方便；土壤肥力等級中等，小麥常年畝產(chǎn)550 kg以上；試驗田整地秸稈全部還田，深耕整地；供試小麥品種周32，2020年10月18日播種，采用機械等行距條播，畝播量12.5 kg。

二、試驗設(shè)計

試驗設(shè)計分為傳統(tǒng)灌溉處理為W對照，W70、W75為按儀表出水量進(jìn)行小麥測墑補灌處理；補灌時期有播種期、拔節(jié)期和開花期，補灌量由各處理目標(biāo)相對含水量和土壤墑情確定。設(shè)保護(hù)行。每個處理面積479.6 m2，為大區(qū)試驗，共3個處理，不設(shè)重復(fù)。

三、試驗過程

（一）挖剖面測田間持水量和土壤容重

根據(jù)試驗要求， 播種前需要測定各土層土壤田間持水量和土壤容重。田間取樣于2020年10月3日進(jìn)行，按試驗要求人工挖取土樣，按測定步驟得出結(jié)果，田間持水量和土壤容重計算結(jié)果見表1。

表1 播種前試驗田各土層土壤田間持水量和土壤容重表

（二）補灌前測墑

播種期補灌前于2020年 10 月 17 日用烘干法測定0～200 cm土層土壤含水量（見表2）；按試驗要求分別在播種期、拔節(jié)期和開花期用儀器法測定0～40 cm土層土壤含水量（見表3），儀器采集的數(shù)據(jù)為體積含水量，需換算為質(zhì)量含水量才能計算灌水量。

計算公式如下：

根據(jù)試驗要求，如0～40 cm土層土壤相對含水量高于目標(biāo)相對含水量（70%或75%），不需補灌；如低于目標(biāo)相對含水量（70%或75%），需補灌至目標(biāo)相對含水量（70%或75%）。由表3可知，播種期W70相對含水量74.93%和W75相對含水量75.79%均高于目標(biāo)相對含水量，所以不用補灌；開花期W70相對含水量70.58%和W75相對含水量76.03%均高于目標(biāo)相對含水量，所以也不用補灌；拔節(jié)期墑情不足，需補灌。

表3 儀器法測定0～40 cm土層補灌前土壤含水量 （%）

（三）拔節(jié)期補灌

補灌水量（m3/畝）=20/3 aH（B1-B2） （公式3）

式中a為測墑土層土壤平均容重（g/cm3），本試驗田0～40 cm土層平均容重（a）為1.61g/cm3；H為測墑土層深度（cm），本試驗田（H）為40 cm；B1為目標(biāo)土壤質(zhì)量含水量（田間持水量×目標(biāo)相對含水量），本試驗田目標(biāo)土壤質(zhì)量含水量（B1）為[0.2464（田間持水量）×0.70（目標(biāo)相對含水量）]和[0.2464（田間持水量）×0.75（目標(biāo)相對含水量）]；B2為灌溉前土壤質(zhì)量含水量，由表4本試驗田（B2）為0.1770/1.61=0.1099和0.1870/1.61=0.1161。帶入公式計算如下：

表4 烘干法測定成熟期各處理0～200 cm各土層土壤質(zhì)量含水量 （%）

W70每 畝 補 灌 水 量 為：20/3×1.61×40×（0.2464×0.70-0.1099）=26.87（m3/畝）。

W75每 畝 補 灌 水 量 為：20/3×1.61×40×（0.2464×0.75-0.1161）=29.50（m3/畝）。

（四）試驗顯示

小麥各生育期調(diào)查無明顯差別。

四、成熟期水分利用率測定

（一）產(chǎn)量構(gòu)成因素

成熟期調(diào)查畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，實收小區(qū)畝產(chǎn)W對照、W70、W75分別為612kg/畝、610kg/畝、614kg/畝。

（二）成熟期土壤質(zhì)量含水量（見表4）

（三）水分利用率

1.各生育期灌水量。按試驗要求，分別在播種期、拔節(jié)期和開花期進(jìn)行測墑，結(jié)果只有拔節(jié)期墑情不足需要補灌，補灌量W70處理26.87 m3/畝，補灌量W75處理29.50 m3/畝，傳統(tǒng)灌溉（W對照）為40.6 m3/畝（水表實際測定數(shù)）。

2.土壤貯水消耗量。小麥全生育期土壤貯水消耗量（mm）=10×r×h×（θ1-θ2） （公式4）

式中：10為換算系數(shù)，r為土壤容量，h為土層厚度，θ1為播種前土壤質(zhì)量質(zhì)量含水量，θ2為成熟期土壤質(zhì)量質(zhì)量含水量。小麥全生育期0～200cm土層土壤貯水消耗量（mm）=10×（0～200cm）土層土壤平均容重×200×（播種期灌水前0～200cm土層平均質(zhì)量含水量-成熟期0～200cm土層平均質(zhì)量含水量，將前文所得數(shù)據(jù)代入公式中，得到計算結(jié)果如下：

傳統(tǒng)灌溉（W對照）=10×1.61×200×（0.1832-0.0951）=283.7 mm

W70=10×1.61×200×（0.1832-0.1158）=217.0 mm

W75=10×1.61×200×（0.1832-0.1195）=205.1mm

3.小麥生育期總降水量：99.4mm

4.麥田耗水量，麥田水分利用率（見表5）

表5 麥田耗水量、實收籽粒產(chǎn)量和水分利用效率

麥田耗水量（mm）=小麥全生育期總灌水量（mm）+小麥全生育期有效降水量（mm）+小麥全生育期土壤貯水消耗量（mm） （公式5）

補灌水量的單位由m3換算為mm的方法：每m3相當(dāng)于1.5 mm。

水分利用效率（kg/畝/mm）=籽粒產(chǎn)量（kg/畝）/麥田耗水量（mm） （公式6）

五、結(jié) 論

（一）W對照常規(guī)畝產(chǎn)612kg，W70畝產(chǎn)610kg，W75畝產(chǎn)614.5kg，在產(chǎn)量基本穩(wěn)定的情況下，W70、W75的水分利用率高于W對照常規(guī)，W75高于W70常規(guī)，測墑+微噴帶節(jié)水灌溉有較大的推廣價值。

（二）由于測墑補灌實際操作計算煩瑣，在實際生產(chǎn)中探索分土壤類型、分高中低產(chǎn)田，分不同灌溉方式的大面積試驗示范，通過試驗示范給出較大范圍的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，通過簡單易操作的改進(jìn)灌溉器具的開發(fā)應(yīng)用，摸索大范圍農(nóng)田使用方法，達(dá)到節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目的。