不同耕作措施對旱地小麥水分利用及生長發(fā)育的影響

孫婷婷，唐 甜，王魯振，房彥飛，羅曉穎，徐文修

新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，烏魯木齊 830052

新疆農(nóng)業(yè)是綠洲灌溉農(nóng)業(yè)，雖然旱地面積很少但分布較為集中，在一些旱作面積較大的地、縣、鄉(xiāng)，旱地作物種植仍是農(nóng)民收入的主要來源之一。木壘哈薩克自治縣耕地多為丘陵旱地，該區(qū)年降水量少且與作物生長的關(guān)鍵需水期嚴重錯位，加之耕作粗放、降水資源利用率低，導致作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)。研究表明，起壟溝播和起壟覆膜耕作措施能夠增加土壤含水量[1]，抑制地表水分的蒸發(fā)，通過將膜下蒸發(fā)的水汽重新凝結(jié)成水滴進入地表，抑制無效蒸發(fā)，從而達到田間微集水的效果[2]，能夠延緩葉片衰老、增加穗數(shù)和千粒重，從而達到增產(chǎn)的目的[3]。為此，本試驗以木壘縣旱地小麥為研究對象，研究不同耕作措施對小麥水分利用率及產(chǎn)量的影響，從而篩選出有利于提高旱作農(nóng)田土壤蓄水能力、水分利用率和作物產(chǎn)量的最佳耕作措施，為旱地小麥的合理耕作提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在新疆昌吉州木壘縣東城鎮(zhèn)孫家溝村進行，東經(jīng)89°56′～92°16′，北緯43°14′～45°16′。屬于干旱大陸性氣候，年平均氣溫5～6℃，年蒸發(fā)量2207.6mm。試驗地0～30cm耕層土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì):土壤有機質(zhì)25.59g/kg、全氮0.56g/kg、堿解氮47.50mg/kg、速效磷20.01mg/kg、速效鉀463.44mg/kg。試驗階段小麥全生育期間的降水量如表1所示。

表1 試驗階段春小麥生育期間降雨量（mm）

1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置翻耕平播（T1）、起壟溝播(T2）、起壟覆膜溝播（T3）3個處理，其中T2、T3處理的壟高12～15cm，壟寬25cm，壟距90cm，T3壟上覆膜，膜寬60cm，溝內(nèi)種植5行小麥。共3個處理，各處理均重復3次，共計9個小區(qū)，小區(qū)面積均為30m2。小麥品種選取當?shù)刂髟云贩N新春41號，播種方式為人工開溝15cm等行距播種，播種量15kg/666.7m2，于播種時施10kg/666.7m2磷酸二銨作為種肥，拔節(jié)至灌漿期間結(jié)合降雨追施氮肥1次。播種時間為4月11號，收獲時間為7月27日，其他管理措施同當?shù)卮筇镆恢隆?/p>

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤含水量

采用烘干法測定土壤含水量。于小麥的拔節(jié)期和成熟期取土樣測定。各小區(qū)取樣時，采用“S”取樣法選擇3個點，每個點用土鉆分層取土樣，深度分別為0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm，將取得的每個土樣分別放入鋁盒封蓋帶回實驗室，稱重后放入105℃烘箱烘干至恒重，立即稱量并計算土壤含水量。

1.3.1.1 土壤貯水量

Sw=d×r×w/10

式中，Sw為土壤貯水量（mm），d為土層厚度（cm），r為土壤容重（g/cm3），w為土壤含水量（%）。

1.3.1.2 耗水量

ET=P+W1-W2

式中，ET為土壤耗水量（mm），P為小麥全生育期降水量（mm），W1和W2分別為播前和收獲后0～80cm土層內(nèi)的土壤貯水量（mm）。

1.3.1.3 降水利用效率

RUE=Y/P

式中，RUE為降水利用效率，Y為小麥籽粒產(chǎn)量（kg/666.7m2），P為小麥全生育期降水量（mm）。

1.3.1.4 水分利用效率

WUE=Y/ET

式中，WUE為水分利用效率，Y為小麥籽粒產(chǎn)量（kg/666.7m2），ET為耗水量（mm）。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

在小麥成熟期分別在各個小區(qū)內(nèi)，選取長勢均勻一致的3個點，每個點的面積為1.11m×0.6m進行實收記產(chǎn)；另在每個點上選取具有代表性的小麥15株進行室內(nèi)考種。

2 結(jié)果分析

2.1 不同耕作處理在各生育時期對土壤含水量的影響

圖1可知，在小麥拔節(jié)期T3處理在各個土層的土壤含水量均比T1、T2處理高，其中，T3處理各土層土壤含水量平均比T1處理增加32.94%，比T2處理增加22.98%。在成熟期，降雨量急劇減少，除0～20cm表層各處理土壤含水量存在較大差異外，其余各層各處理間差異不明顯。表明在降雨量相對較多的時期，起壟覆膜溝播的蓄水保墑效果最好。

圖1 不同耕作措施小麥不同生育時期土壤含水量的變化

2.2 不同耕作處理在各生育時期對0～80cm貯水量及水分利用率的影響

由表2可知，春小麥生育期總降雨量只有101.8mm，但各處理全生育期總耗水量約220 mm，為生育期降雨量的2.16倍。在降水量較多的拔節(jié)期，T3處理的土壤貯水量明顯高于T1、T2處理，其中，T3處理的土壤貯水量較T1處理增加了38.2%，但是在降水量極少的成熟期各處理的貯水量以及全生育期總耗水量差異不明顯。水分利用率和降水利用效率T3處理分別較T1、T2處理提高了48.99、51.02%和50.15、49.41%。

表2 不同耕作措施對旱地小麥0～80cm貯水量及水分利用率的影響

2.3 不同耕作處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知，不同耕作措施對旱地小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素均有影響。各處理產(chǎn)量以T3處理最高達到164.96kg/666.7m2，分別比T1、T2處理提高了50.13%和50.47%。進一步分析各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素可知，與產(chǎn)量變化規(guī)律一致，旱地春小麥有效穗數(shù)、單穗粒重均表現(xiàn)為T3＞T1＞T2處理，而千粒重則表現(xiàn)為T1＞T2＞T3處理，T1處理較T2、T3處理小麥千粒重分別增加了3.27%和14.47%；說明起壟覆膜溝播處理通過集水作用在前期有利于幼苗的生長，使其有較高的有效穗數(shù)，但由于灌漿期降雨量少，加劇了小麥個體水分競爭激烈，導致千粒重下降。

表3 不同耕作處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論

在本試驗條件下，不同耕作措施對旱地小麥的水分利用和產(chǎn)量的影響很大，其中起壟覆膜溝播的水分利用率、降水利用率分別較翻耕平播、起壟溝播處理提高48.99、51.02%和50.15、49.41%，在產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素中除了千粒重有所降低，其他均有所提高，且其產(chǎn)量達164.96kg/666.7m2，分別比翻耕平播、起壟溝播處理提高50.13%、50.47%。