冬小麥不同調(diào)虧量灌溉試驗研究

摘要：用輕度、中度、重度三種不同調(diào)虧灌溉量，在冬小麥澆灌凍水和拔節(jié)水時進行調(diào)虧處理，結(jié)果顯示，重度調(diào)虧處理在比正常灌水量減少40％的情況下，產(chǎn)量、千粒質(zhì)量和穗粒數(shù)均低于對照，分別比對照減少56.25kg、6.2g和5.7粒；中度調(diào)虧處理在比正常灌水量減少25％情況下，產(chǎn)量、穗粒數(shù)也呈下降趨勢，但差異不明顯；輕度調(diào)虧處理在比正常灌水量減少15％情況下，產(chǎn)量、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)等項指標(biāo)或高于對照或等同于對照。

關(guān)鍵詞：調(diào)虧灌溉；冬小麥；凍水

中圖分類號：S512.1+1.071 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006－6500(2008)02－0026－03

調(diào)虧灌溉是20世紀(jì)70年代中期由澳大利亞持續(xù)農(nóng)業(yè)灌溉研究所提出的，并首先在果樹上進行研究。在我國調(diào)虧灌溉始于80年代末，到了90年代末期才正式用于糧食作物試驗，研究的對象主要側(cè)重于小麥和玉米，研究內(nèi)容涉及了調(diào)虧灌溉的作物生理特性、作物節(jié)水調(diào)控機理和水分利用效率等方面。采用不同調(diào)虧灌溉量在減少灌水的情況下，研究小麥各生理指標(biāo)及產(chǎn)量受到的影響，以尋求小麥在越冬至拔節(jié)前時間段內(nèi)的最佳需水量，為建立北方冬小麥凍水適宜灌溉量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1試驗地基本情況

試驗于2005年在天津靜海縣良種試驗場進行，試驗地土質(zhì)為重壤質(zhì)鹽化潮土，土壤基本情況為0～20cm土層：速效氮85.3mg／kg、速效磷27.9mg／kg、速效鉀190.0mg／kg、有機質(zhì)1.487％、全鹽0.15％、pH8.33、體積質(zhì)量1.38g／cm³；20～40cm土層：速效氮62.8mg／kg、速效磷15.2mg／kg、速效鉀170mg／kg、有機質(zhì)1.244％、全鹽0.076％、pH8.63。

1.2試驗材料

供試小麥品種京農(nóng)8號，小區(qū)面積12m²。

1.3方法

試驗設(shè)4個處理分別為：(1)正常灌溉(對照)灌水量675m³／hm²；(2)輕度調(diào)虧，灌水量573.75m³／hm²，相當(dāng)于正常灌水量的85％；(3)中度調(diào)虧，灌水量506.25m³／hm²，相當(dāng)于正常灌水量的75％；(4)重度調(diào)虧，灌水量405m³／hm²，相當(dāng)于正常灌水量的60％。生育期灌水兩次，分別為凍水和拔節(jié)水，調(diào)虧處理在兩次灌水時進行，各處理均為3次重復(fù)。為防止各小區(qū)處理間相互側(cè)滲影響試驗效果，在各小區(qū)四周均用塑料膜圍住，即每小區(qū)為一獨立單元，深度為1m。同時在小麥生育期內(nèi)分各時段對各處理土壤水分進行垂直動態(tài)監(jiān)測，取土深度分別為0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm，烘干法測其土壤水分含量，便攜式光合測定儀測葉片光合速率值。

2 結(jié)果與分析

2.1不同調(diào)虧量對土壤水分變化的影響

不同調(diào)虧灌溉量對土壤水分垂直空間分布產(chǎn)生著不同的影響，結(jié)果見圖1。調(diào)虧灌溉處理前(10月18日和

11月7日)的兩次取土測定結(jié)果表現(xiàn)出，各處理間土壤水分差別不大。但經(jīng)過調(diào)虧灌溉處理后土壤水分出現(xiàn)了明顯的變化，中度和重度調(diào)虧處理各層次土壤水分含量平均分別比對照低3.26和4.72個百分點。小麥生育周期內(nèi)土壤水分動態(tài)變化顯示出，各調(diào)虧灌溉處理土壤水分垂直空間分布，隨調(diào)虧量的加重土壤水分下降越明顯。

土壤水分含量自小麥播種至起身前這段時期土壤水分變化不大，到了起身以后至小麥?zhǔn)斋@前土壤水分變化最為明顯，5月19日測定結(jié)果表現(xiàn)出土壤含水量最低，為小麥生育周期土壤含水量的最低值。

2.2不同調(diào)虧灌溉量對小麥生物性狀及產(chǎn)量的影響

不同調(diào)虧灌溉量對小麥生物性狀及產(chǎn)量均表現(xiàn)出不同的影響(表1)，從產(chǎn)量性狀看，輕度調(diào)虧處理產(chǎn)量最高，其次為對照。重度調(diào)虧處理產(chǎn)量最低，為2123.25kg／hm²，分別比輕度調(diào)虧處理和對照的平均產(chǎn)量低876.75kg／hm²和843.75kg／hm²。從穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量等項指標(biāo)看，重度調(diào)虧和中度調(diào)虧處理分別比對照減少5.7粒與6.2g和4.2粒與1.5g；無效穗比例，以重度調(diào)虧處理最高，其次為中度調(diào)虧處理，對照最低，輕度調(diào)虧處理僅高于對照0.5個百分點。

2.3不同調(diào)虧灌溉量對小麥葉片光合速率的影響

不同調(diào)虧灌溉處理對小麥葉片光合速率產(chǎn)生著一定的影響，經(jīng)對小麥葉片光合速率測定結(jié)果顯示(表2)，各試驗處理以重度調(diào)虧葉片的光合速率值最低，為4.3μmol／(m²·s)，比對照低7.3μmol／(m²·s)。同時也比輕度調(diào)虧低5.7μmol／(m²·s)。降低幅度分別為62.9％和57％；輕度調(diào)虧處理也比對照降低1.6μmol／(m²·s)，降幅為13.8％。

2.4不同調(diào)虧處理節(jié)水效果與水的利用效率

調(diào)虧灌溉量不同，水的利用率即每噸水產(chǎn)生的小麥籽粒也表現(xiàn)出一定的差異。表3顯示出，重度和輕度調(diào)虧兩個處理，水的利用率最高，每噸水產(chǎn)出的籽粒分別為1.97和1.96kg；中度調(diào)虧和對照均為1.65kg，比重度和輕度調(diào)虧處理分別減少0.32kg和0.31kg。雖然重度調(diào)虧處理小麥籽粒單位水的利用率高，但減產(chǎn)幅度也較為嚴(yán)重，減產(chǎn)幅度達28.44％，產(chǎn)量降低非常明顯。輕度調(diào)虧處理每噸水產(chǎn)出的籽粒略低于重度調(diào)虧，但輕度調(diào)虧不僅不會造成減產(chǎn)，反而對產(chǎn)量有所增加，與重度調(diào)虧處理相比，產(chǎn)量增加876.75kg／hm²，增幅達41.29％；同時也比對照增加產(chǎn)量33kg／hm²，幅度為1.1％，提高水利用率16％，每公頃可節(jié)水270m³，降低了用水成本。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，冬小麥采用調(diào)虧灌溉是可行的，但要掌握在制定調(diào)虧灌溉最佳定額上應(yīng)體現(xiàn)出節(jié)水效應(yīng)與小麥的耐旱程度，使之不會造成作物減產(chǎn)，從而達到節(jié)水增效的目的。通過試驗證明，適度的水分虧缺(輕度調(diào)虧)不會造成作物減產(chǎn)，同時還能起到一定的增產(chǎn)作用，實現(xiàn)了節(jié)水、增產(chǎn)、高效的共同目標(biāo)，此項研究結(jié)果對調(diào)虧灌溉的實施提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

各調(diào)虧處理之間的土壤水分含量表現(xiàn)出一定的差異，重度和中度調(diào)虧處理，土壤水分含量遠低于對照和輕度調(diào)虧處理。分析測定結(jié)果還顯示，調(diào)虧度越重土壤水分含量降低越明顯，另外，土壤水分垂直空間分布也存在著較大差異，40cm左右土層土壤水分分化最為明顯，重度調(diào)虧處理土壤水分含量比對照和輕度調(diào)虧要低5個百分點左右。

調(diào)虧灌溉對植株葉片的光合速率值也表現(xiàn)出較大的影響，在輕度虧水條件下葉片光合速率值受影響小，但虧水嚴(yán)重時葉片的光合速率就會受到強烈抑制，直接影響到光合產(chǎn)物的形成以致產(chǎn)量降低。

輕度調(diào)虧處理既有增加產(chǎn)量的可能，同時又可減少灌溉用水量，提高了水的利用率，降低了用水成本，達到了節(jié)水、增效、降低用水成本的多重效果。

調(diào)虧灌溉是一種新的灌溉方法，是農(nóng)田節(jié)水研究領(lǐng)域的一種新理念，掌握好調(diào)虧時期和適宜調(diào)虧量對干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水研究，有著重大理論和實踐指導(dǎo)價值。

參考文獻：

1 孟兆江，賈大林，劉安能，等.調(diào)虧灌溉對冬小麥生理機制及水分利用效率的影響.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2003，19(4)：66－69

2 劉安能，龐鴻賓，王和洲，等，調(diào)虧灌溉對冬小麥光合生理特性的影響及其優(yōu)化農(nóng)藝技術(shù)組合.麥類作物學(xué)報.2006(2)：86－92

3 曹兵.調(diào)虧灌溉的研究現(xiàn)狀與展望.新疆農(nóng)墾經(jīng)濟，2002(1)：55－56

4 王家仁，郭風(fēng)洪，孫茂真，等.冬小麥調(diào)虧灌溉節(jié)水高效技術(shù)指標(biāo)試驗初報.灌溉排水學(xué)報，2004，23(1)：36－40

5 蔡大鑫.調(diào)虧灌溉對作物生理生態(tài)特征影響的研究進展.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004(4)：239－243