北疆地區滴灌冬小麥農田蒸散特征
2016-03-01 06:22:15吳楊煥
干旱地區農業研究 2016年1期
李 杰，陳 銳，吳楊煥，楊 平，崔 靜，
賈 彪2，鄭 重1，馬富裕1
(1.石河子大學農學院，兵團綠洲生態農業重點實驗室， 新疆 石河子 832003；
2.寧夏大學農學院， 寧夏 銀川 750021)
?
北疆地區滴灌冬小麥農田蒸散特征
李杰1，陳銳1，吳楊煥1，楊平1，崔靜1，
賈彪2，鄭重1，馬富裕1
(1.石河子大學農學院，兵團綠洲生態農業重點實驗室， 新疆 石河子 832003；
2.寧夏大學農學院， 寧夏 銀川 750021)
摘要：于石河子大學灌溉試驗站運用大型稱重式蒸滲儀和小型棵間蒸發器開展滴灌冬小麥田間控水試驗，設置3個灌量處理(W1=375 mm、W2=600 mm、W3=750 mm)，旨在探明北疆地區滴灌冬小麥生育期農田蒸散與棵間蒸發特征。結果表明：滴灌冬小麥產量隨灌量的增加呈顯著增加趨勢，但W2(8 450 kg·hm-2)與W3(8 670 kg·hm-2)處理間差異不顯著；水分利用效率以W2處理最大(1.4 kg·m-3)，顯著高于W3和W1處理；滴灌冬小麥全生育期蒸散量隨灌量增加而增加，介于412.3～707.6 mm，其中棵間蒸發量占蒸散量的27.9%～29.1%。表層土壤含水率和葉面積指數對棵間土壤蒸發影響明顯，二者與棵間土壤蒸發占耗水比例均有良好的指數函數關系。深入分析表明，北疆地區滴灌冬小麥高產高效實現背景下生育期內的耗水特征為：生育期內耗水強度播種～越冬為1.0 mm·d-1、越冬～返青為0.3 mm·d-1、返青～拔節為2.6 mm·d-1、拔節～抽穗為6.3 mm·d-1、抽穗～乳熟為6.6 mm·d-1、乳熟～成熟為6.2 mm·d-1。
關鍵詞：北疆地區；滴灌；冬小麥；蒸散量；棵間蒸發
蒸散(Evapotranspiration，ET)是“大氣—土壤—作物”水循環過程中農田水分平衡的重要組成部分，也是熱量平衡中重要能量支出部分，對作物生長發育和產量具有重要影響[1-2]。農田蒸散包括植株蒸騰(T)和棵間土壤蒸發(E)兩部分。其中，棵間土壤蒸發通常被視為無效的水分損失，降低這部分耗水是農田節水的一個重要部分[3]。明確作物各生育階段E、T和ET的比例及其變化特征，有助于準確地估算農田土壤水分的動態變化，制定合理的灌溉制度，減少無效水分散失，為提高水分利用效率提供依據[4-5]。明確作物農田蒸散階段變化特征以及不同灌溉模式下農田蒸散變化和對作物產量的影響等對研究灌溉水資源優化配置、提高水分利用效率有著極其重要意義[6]。國內外學者已經對玉米、水稻和小麥在多種灌溉方式及模式下農田蒸散特征、蒸散與作物產量的關系、測定儀器、測定方法等積累了一定的研究成果[7-13]。
滴灌技術作為當前最先進的工程化節水技術已在世界各國廣泛推廣應用，其優點為灌量少灌溉頻率高,可根據作物需水規律將水分和養分均勻持續地輸送到植株根部，最大限度地降低了土壤水分的深層滲漏和其他無效途徑的用水浪費，且能形成一定的農田小氣候，可有效緩解水資源不足與農業用水利用率不高的矛盾[14]。隨著滴灌技術在大田生產中的推廣應用，滴灌技術已成為新疆小麥種植中的重要灌溉方法之一，且有規模不斷擴大的趨勢。但當前滴灌冬小麥水分管理的精準化仍缺少有力的理論支持。目前，許多學者對滴灌春小麥耗水規律、灌溉制度、耗水特征、作物系數、蒸騰耗水、毛管配置模式及根區水分對根系分布進行了研究，明確了滴灌春小麥全生育期土壤水分狀況、耗水量、作物系數、耗水規律、根系生長關鍵時期耗水量、灌水定額之間的相關關系、產量與耗水量之間的關系[15-16]。但關于滴灌條件下，冬小麥農田蒸散、棵間蒸發特征和水分利用效率的研究鮮有報道。因此，本研究針對北疆地區滴管模式下冬小麥蒸散規律展開研究，旨在系統地揭示滴灌條件下的冬小麥水分田間耗散特征。本試驗通過大型稱重式蒸滲儀和小型棵間蒸發器相結合，通過不同的灌水處理研究了滴灌冬小麥的耗水量、耗水強度、棵間蒸發特性、水分利用效率以及耗水量與產量和產量構成要素的關系，以期為滴灌冬小麥的農田水分管理提供理論依據。
1材料與方法
1.1試驗地概況
試驗于2013年9月—2014年6月在石河子大學節水灌溉試驗站(45°19′N，86°03′E，海拔440 m)進行，該站年有效降雨量100～200 mm，年均氣溫7℃，無霜期130～170 d，≥10℃積溫2 800℃～3 700℃。試驗區土壤質地為砂壤土，土壤有機質含量11.2 g·kg-1，全氮0.68 g·kg-1、速效磷(P2O5)51.2 mg·kg-1、速效鉀(K2O)194.0 mg·kg-1、堿解氮61.0 mg·kg-1。
1.2試驗設計
供試作物為新冬43號(新疆農墾科學院選育)，小麥播種日期為2013年9月28日，收獲日期為2014年6月25日，播種密度450萬粒·hm-2，播種行距為15 cm。全生育期施基肥尿素(N質量分數≥46%)250 kg·hm-2，磷酸二銨(P2O5質量分數≥48%)250 kg·hm-2，追施尿素300 kg·hm-2，分別于冬前、返青前、拔節期、抽穗期隨水施尿素75 kg·hm-2。
試驗按灌溉定額設置3個處理，分別為低水處理375 mm(W1)、適水處理600 mm(W2)、高水處理750 mm(W3)。整個生育時期灌水10次，各處理播種進行無差異處理，灌出苗水60 mm，冬前分別灌越冬水35、92、138 mm。返青至成熟期灌水8次，每隔10 d灌1次，分別灌水35、56、69 mm，水表控制灌量(表1)。滴灌管系北京綠源公司生產的515型內鑲式滴灌帶，滴頭間距20 cm，滴頭流量3.2 L·h-1，滴管帶間距為60 cm，采用“一管四行”的布置，即1條滴灌帶灌溉4行小麥。試驗小區面積為5 m×7 m=35 m2，重復3次，處理為隨機排列。各處理間設1 m隔離帶，為了防止水分側滲，各處理間均埋有1m深防滲膜隔開。并在每個處理各安裝1臺體積為2 m×2 m×2.3 m(長×寬×高)的大型原狀土自動稱重滲漏式蒸滲儀系統(西安碧水環境新技術有限公司制造)自動獲取農田蒸發蒸騰量數據。
表1 不同灌水處理/mm
1.3蒸滲儀法實際蒸散量的計算
蒸滲儀是根據水量平衡原理設計的一種用來測量農田水文循環各主要成分的專門儀器，計算方法：
ETi=P0i+Ii-△Wsi
式中，ETi是第i階段內的蒸散量；P0i是第i階段內的有效降雨量；Ii是第i階段內的灌水量；△Wsi是第i階段內土壤儲水量的變化。
1.4有效降雨量的測定
有效降雨量采用聯合國糧農組織(FAO) 推薦的經驗公式計算，公式如下：
式中，P0為有效降水量(mm)；TP為總的降雨量(mm)。
1.5測定項目及方法
1.5.1農田蒸發蒸騰量獲取采用建于田間的大型稱重式蒸滲儀來測定，其測定田間蒸散量的有效面積為4 m2，該系統主要包括土體系統、稱質量系統、供排水系統和數據采集系統，自動采集儲存數據，采集步長為1 h，精度為0.05 mm。
1.5.2棵間蒸發量測定棵間蒸發采用置于小麥行間的小型棵間蒸發器測定，每個處理設3個規格相同的棵間蒸發器，取其測定值的平均值。小型棵間蒸發器由外桶(直徑110 mm、高200 mm、不封底)和內桶(內徑90 mm、高200 mm、壁厚2 mm)兩部分組成， 材料為聚氯乙烯(PVC)管。外桶是固定的，內桶可取出，為使桶內土壤水分與大田一致，內桶的側壁均勻地打有許多小孔。在小麥種植后，將外桶和內桶分別垂直地放置入試驗區中，并使其頂面與地面齊平，減少對內桶土壤的擾動，使其與田間的土壤盡量保持一致，用精度0.001 kg的電子天平稱重，得到單位時間內的棵間蒸發量。
1.5.3土壤水分數據采集利用采集器5ET(In American Decagon Devices)來獲得土壤水分數據，測定步長為1天測1次，測定土壤深度為0～20、20～40、40～80、80～100 cm和100～150 cm。
1.5.4葉面積指數測定每隔12 d在各小區取生長狀況良好、長勢基本一致的小麥各10株，用LI-300C(LI-COR Inc，Lincoln, NE, USA)葉面積儀測定植株葉面積，取其平均值，計算葉面積指數(LAI)。
1.6水分利用效率
水分利用效率(WUE)：小麥消耗1體積水量所生產的谷物產量(kg·m-3)
1.7數據處理
試驗數據采用SPSS16.0軟件進行統計分析，處理間在5%水平上的差異用最小極差法(LSD)比較，作圖采用OriginPro 8.5軟件完成。
2結果與分析
2.1灌溉量對土壤水分含量的影響
冬小麥返青后灌水和降雨后的土壤水分變化過程由圖1可以看出，隨著土層深度的增加，土壤水分含量在灌前和灌后的波動越來越小。對于0～20 cm和20～40 cm土層來說，灌溉前和灌溉后土壤水分的波動區間分別為13%～27%和12%～25%，而對于60～100 cm和100～150 cm土層，整個生育期內的土壤含水量灌前和灌后波動較小，僅為10%～14%，特別對100～150 cm土層來講，整個生育期內的土壤水分含量基本處于一個恒定值。表明冬小麥在滴灌條件下，1 m以下的深層滲漏量幾乎可以忽略。在各個處理間，隨著灌溉強度的增加，灌前和灌后的波動越大，在抽穗～乳熟階段，W3處理在0～20 cm和20～40 cm土層的波動范圍為14%～28%和13%～24%，W2為13%～25%和12%～22%，W1為10%～21%和11%～18%。從整個生育期來講，W3處理0～20 cm土層和20～40 cm土層的平均土壤體積含水量為24%和22%，W2處理處理0～20 cm土層和20～40 cm土層的平均土壤體積含水量為21%和19%，W1處理處理0～20 cm土層和20～40 cm土層的平均土壤體積含水量為16%和14%。W3處理0～20 cm土層灌前的土壤體積含水量為17%，灌溉后為28%。W2處理0～20 cm土層灌前的土壤體積含水量為14%，灌溉后為25%，而W1處理0～20 cm土層灌前的土壤體積含水量為11%，灌溉后為20%。
2.2灌溉量對冬小麥產量及水分利用效率的影響
由表2可見，有效穗粒數、千粒重、產量隨著灌水量的增加而增加，當灌量由600 mm(W2)增加到750 mm(W3)時，產量增加不顯著，灌水利用效率和水分利用效率反而下降。W1和W2、W3處理間有效穗數、結實率、千粒重、產量均存在顯著(P<0.05)差異，W2和W3無顯著差異。3個處理中，W1的產量最低，僅為5 197 kg·hm-2，W2和W3處理的產量達到了8 453 kg·hm-2和8 673 kg·hm-2，沒有顯著差異。各處理中W1、W2的灌溉水利用效率較高，達到1.4 kg·m-3，水分利用效率為1.3 kg·m-3；W3處理的灌溉水利用效率和水分利用效率最低，為1.2 kg·m-3和1.1 kg·m-3。盡管W1、W2灌溉水利用效率沒有差異，但在W1處理下產量較低。說明過量灌溉和干旱脅迫均不利于水分利用效率和產量提高。
圖1 冬小麥返青后不同處理下土壤水分的變化
注：同列數據后不同小寫字母表示在5%水平的顯著差異。
Note: Data in the same column followed by different lower-case letters are significantly different atP<5%.
2.3滴灌冬小麥農田蒸散量變化特征
利用大型稱重式蒸滲儀和小型棵間蒸發器得到不同水分處理各生育階段滴灌冬小麥農田蒸散量，由表3可以看出，W1、W2、W3處理冬小麥生育期內總蒸發蒸騰總量分別為412.3、620.5、707.6 mm，棵間土壤蒸發量分別120.3、176.3、206.1 mm。從整個生育階段來看，播種～越冬期，播后同時滴水，不同水分處理棵間蒸發量和蒸散量差異不大，由于小麥苗較小，基本屬裸土蒸發階段，棵間土壤蒸發量占階段蒸散量的百分比達80%。返青～拔節期，蒸發量占階段蒸散的百分比明顯降低，3個處理分別為32.9%、39.3%、41.2%，植株蒸騰耗水超過棵間土壤蒸發；拔節～抽穗期，田間耗水以植株蒸騰為主，棵間土壤蒸發量占階段蒸散量的百分比分別減小為17.4%、19.4%、20.3%；抽穗～乳熟期，棵間蒸發占階段耗水量的百分比降至最低點，僅為8.4%、11.0%、11.9%，田間耗水主要用于植株蒸騰，為作物產量形成奠定基礎；乳熟～成熟期棵間蒸發占階段耗水量的百分比上升。滴灌冬小麥棵間蒸發量占階段蒸散量百分比播種～越冬期最高，均在80%以上；而進入返青期以后，隨著冬小麥的生長，葉面積指數增加，百分比開始降低，到抽穗～乳熟期達到最低， 而乳熟后隨著小麥葉片開始衰老、變干、變黃、地面覆蓋逐漸減少，植株蒸騰降低，棵間土壤蒸發量占總蒸散水量的比例又有所上升。全生育期內3個處理W1、W2、W3冬小麥棵間蒸發量占總蒸散量百分比為27.9%、28.4%、29.1%，日均蒸散量為1.5、2.3、2.6 mm·d-1，日蒸散強度抽穗～乳熟期最高，分別為4.8、6.6、7.5 mm·d-1。在整個生育期，在越冬～返青階段日均蒸發蒸騰量達到最低點分別為 0.2、0.3、0.3 mm·d-1，這是因為在越冬期內大氣溫度低，冬小麥的生長緩慢甚至停滯，加上越冬期進行冬灌使土壤表層凍結從而使蒸散量最低。
表3 冬小麥返青后各生育期棵間蒸發占耗水量的比例
注：P0+I表示有效降雨量和灌溉量、ET表示總耗水量、E表示棵間蒸發。
Note:P0+I,ETandErepresent effective rainfall and irrigation, evapotranspiration, evaporation, respectively.
不同灌量處理滴灌冬小麥棵間土壤日蒸發量變化見圖2，不同灌水處理灌溉后棵間土壤日蒸發量不同，但對于不同的灌溉處理，蒸發強度在整個時間段內變化趨勢是一致，呈脈沖式變化，均在灌水和降雨后明顯升高，然后呈下降趨勢。3個處理在返青到成熟期，棵間土壤日蒸發量逐漸至抽穗～灌漿期最低，之后又逐漸升高。不同處理棵間土壤日蒸發量表現為W3>W2>W1，各處理在灌溉后1～4 d內棵間蒸發波動最大，隨后棵間蒸發量波動趨于穩定；不同處理灌溉后1～4 d內棵間日蒸發變化不同，W1從1.6 mm·d-1左右下降到0.8 mm·d-1、W2從2.4 mm·d-1下降到1.4 mm·d-1、W3從2.7 mm·d-1左右下降到1.5 mm·d-1左右；灌溉4 d之后各處理棵間蒸發維持在1.0 mm·d-1以下，一般在0.3～0.8 mm·d-1范圍內波動，且W1蒸發量明顯低于W2和W3，而W2和W3沒有明顯差異。
2.4棵間土壤蒸發占耗水比例與葉面積指數和土壤表層含水率的關系
作物覆蓋度和土壤表層含水量是影響棵間蒸發的兩個重要因素，地面灌溉條件下，有關學者提出了描述棵間土壤蒸發占耗水比例與葉面積指數和土壤表層含水量的經驗關系式[17]。本研究中，棵間蒸發占耗水比例(E/ET)與作物葉面積指數(LAI)關系見圖3，由實測資料回歸分析得出E/ET和LAI之間存在指數函數關系且決定系數(R2)呈現出極顯著的相關性。棵間土壤蒸發占耗水的比例E/ET隨著葉面積指數LAI的增加而減小；從回歸曲線可以看出，當0
E/ET=107.37e-0.354LAI(R2=0.973)
圖2灌溉后各處理棵間蒸發的變化
Fig.2Changes of daily soil evaporation of
different treatments after irrigating
由圖4可知，棵間土壤蒸發占耗水比例(E/ET)隨表層土壤含水率增加而增大，當表層土壤水分較高時，E/ET較大，此后，E/ET隨著表層水分的散失而迅速下降，達到一個相對較低的穩定值。
當LAI<1.0時增大幅度明顯高于LAI>3.0；這是由于LAI較小時，地表覆蓋度低，接收輻射多，土壤失水速率快，蒸發強度E/ET大。當LAI較大時，由于地表覆蓋度加大，小麥冠層對凈輻射的截留，地面接收太陽輻射較少，加之作物冠層內的空氣相對濕度較高，表層失水速率相對較慢，棵間土壤蒸發強度E/ET變小。當表層土壤含水率在14%～27%之間時，滴灌冬小麥E/ET與表層土壤含水率之間有良好的指數函數關系，關系式如下：
當LAI<1.0時，E/ET=5.479e0.102θ(R2=0.976)
當LAI>3.0時，E/ET=5.171e0.063θ(R2=0.953)
圖3 棵間土壤蒸發占耗水比例與葉面積指數間關系
圖4冬小麥棵間土壤蒸發占耗水比例與表層土壤含水量的關系
Fig.4Relationship between the proportion of soil evaporation to evapotranspiration and soil water content
3討論
合理的灌溉制度是田間灌溉管理的關鍵，與傳統灌溉相比，滴灌的灌水定額小灌溉頻率高,可根據作物需水規律將水分和養分均勻持續地輸送到植株根部，提高水分利用效率。本研究表明不同灌水處理下，0～40 cm土層土壤的含水量時空變化受灌溉水量影響明顯，深層含水量波動不明顯，說明滴灌能保持土壤表層濕潤，避免水分深層滲漏，及時滿足作物水分需求，對作物生長有較好的促進作用。同時隨著灌量的增加農田蒸散總量增加，這與相關研究結果一致[18]。棵間土壤蒸發是農田蒸散的重要組成部分，不參與產量的形成，因此減少棵間土壤蒸發對提高冬小麥水分利用效率、節約灌溉用水具有十分重要的作用。前人研究表明，傳統灌溉條件下，棵間土壤蒸發占蒸散總量的32%左右[19]，本研究表明滴灌模式下累積棵間蒸發隨灌水量增加而增大，全生育期棵間土壤蒸發占蒸散量比例在27.9%～29.1%，棵間土壤蒸發在滴灌模式下明顯低于非滴灌模式，這可能是由于傳統灌溉使地表全部濕潤，而滴灌由于局部灌溉特點，使地表局部濕潤，抑制了棵間土壤蒸發，明顯降低了棵間蒸發，說明滴灌比傳統灌溉更能有效控制棵間土壤蒸發，減少無效水分消耗。但本研究蒸發蒸騰總量略高于華北和關中地區[19]，這可能與本地區的溫度和氣象因素有關，本區處于西北干旱地區，在小麥的整個生育時期內，本地區氣溫高、日照強度大、白晝時間長、黑夜短，植株呼吸蒸騰加大，致使蒸發蒸騰總量略高于其他地區，植株呼吸蒸騰較大所致。同時，作物冠層溫濕度、地表溫度以及風速等因素都會影響農田蒸散和棵間土壤蒸發，但本試驗沒有對這些因素加以考慮，因此，還需進一步探討其他因素對蒸散規律的影響。
葉面積指數和表層土壤含水量是影響棵間土壤蒸發的兩個主要因素，棵間土壤蒸發量隨生育時期葉面積指數和表層土壤含水量的變化而變化。當表層土壤含水率在14%～27%時，滴灌冬小麥棵間蒸發占耗水量的百分比與表層土壤含水率之間呈指數函數曲線上升；同時，葉面積指數對土壤蒸發的影響很大，棵間蒸發占耗水量的百分比隨冬小麥葉面積指數的增加而下降，二者之間呈指數函數關系，這與于利鵬、王幼奇等[20-21]研究結論相一致。滴灌冬小麥棵間土壤蒸發主要發生在降雨或灌溉1～4 d表層土壤濕潤時期內，之后隨著地表變干，迅速下降并逐漸趨近于零。在不影響作物蒸騰的條件下，減少表層土壤的濕潤面積是減少棵間土壤蒸發的一種主要措施。因此，在生產實際中，為達到節水目的，從減少蒸發耗水角度看灌溉實施中不應提倡小水勤灌，而應提倡局部濕潤的大定額灌溉，盡量減少表層濕潤的面積和縮短土壤表面濕潤的時期，以減少棵間蒸發損失，提高農田水分的利用率，達到新疆滴管冬小麥節水增產的目的。
4結論
本研究通過3個灌水處理，研究了滴灌條件下冬小麥蒸散量、棵間土壤蒸發、土壤水分動態變化過程及其影響因子,初步得到以下結論：
1) 滴灌冬小麥實現高產高效的耗水強度播種～越冬為1.0 mm·d-1、越冬～返青為0.3 mm·d-1、返青～拔節為2.6 mm·d-1、拔節～抽穗為6.3 mm·d-1、抽穗～乳熟為6.6 mm·d-1、乳熟～成熟為6.2 mm·d-1。
2) 滴灌條件下，0～40 cm土層土壤的含水量時空變化受灌溉水量影響明顯，灌溉前后土壤體積含水量在14%～28%之間。
3) 棵間土壤蒸發量隨著灌溉量的增加而增加，主要發生在降雨或灌溉1～4 d表層土壤濕潤時期內，之后隨著地表變干，迅速下降并逐漸趨近于0。
4) 冠層覆蓋度和土壤表層含水量是影響蒸發的兩個關鍵因素，棵間土壤蒸發占蒸散總量的比例與葉面積指數和土壤表層含水量呈指數函數關系。
參 考 文 獻：
[1]崔曉軍，薛昌穎，楊曉光，等．不同水分處理旱稻農田蒸散特征和水分利用效率[J]．農業工程學報，2008，24(4)：49-54．
[2]張永久，馬中明，鄧斌，等．有限灌溉條件下春小麥的蒸散特征及其與產量的關系[J]．麥類作物學報，2006，26(4)：98-102．
[3]康紹忠，杜太生，孫景生，等．基于生命需水信息的作物高效節水調控理論與技術[J]．水利學報，2007，38(6)：661-667．
[4]Liu C, Zhang X, Zhang Y. Determination of daily evaporation and evapotranspiration of winter wheat and maize by large-scale weighing lysimeter and micro-lysimeter[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2002,111(2):109-120.
[5]張彥群，王建東，龔時宏，等．滴灌條件下冬小麥田間土壤蒸發的測定和模擬[J]．農業工程學報，2014，30(7)：91-98．
[6]Lu J, Ookawa T, Hirasawa T. The effects of irrigation regimes on the water use dry matter production and physiological responses of paddy rice[J]. Plant Soil, 2000,223:207-216.
[7]汪順生，良軍，高傳昌，等．不同溝灌方式下夏玉米棵間蒸發試驗[J]．農業機械學報，2012，43(9)：66-71．
[8]馮禹，崔寧博，魏新平，等．川中丘陵區參考作物蒸散量時空變化特征與成因分析[J]．農業工程學報，2014，30(14)：78-86．
[9]汪順生，高傳昌，王興，等．不同灌溉方式下冬小麥耗水規律及產量的試驗研究[J]．灌溉排水學報，2013，32(4)：11-14．
[10]Beeeson Jr R C. Weighting lysimmeter systems for quantifying water use and studies of controlled water stress for crops grown in low bulk density substrates[J]. Agriculture Water Management. 2011,98(6):967-976.
[11]劉斌，胡繼超，張雪松，等．稻田逐時蒸散量的測定及其模擬方法的比較[J]．灌溉排報，2014，33(4/5)：369-373．
[12]張俊俊，劉文兆，韓曉陽，等．陜西長武塬區冬小麥的蒸散特征[J]．江蘇農業科學，2013，41(12)：60-63．
[13]余坤，馮浩，李正鵬，等．秸稈還田對農田土壤水分與冬小麥耗水特征的影響[J]．農業機械學報，2014，(10)：116-123．
[14]張娜，張永強，李大平，等．滴灌量對冬小麥光合特性及干物質積累過程的影響[J]．麥類作物學報，2014，34(6)：795-801．
[15]程裕偉，馬富裕，馮治磊，等．滴灌條件下春小麥耗水規律研究[J].干旱地區農業研究，2012，30(2)：112-117.
[16]王冀川，徐雅麗，高山，等．滴灌條件下根區水分對春小麥根系分布特征及產量的影響[J]．干旱地區農業研究，2011，29(2)：21-26．
[17]樊引琴，蔡煥杰，王健，等．冬小麥田棵間蒸發的試驗研究[J].灌溉排水，2000，19(4)：1-4．
[18]Lei H M, Yang D W. Interannual and seasonal variability in evapotranspiration and energy partitioning over an irrigated cropland in the North China Plain[J]. Agricultural and Forest Meteorology， 2010，150(4):581-589.
[19]孫宏勇，劉昌明，張喜英，等．華北平原冬小麥田間蒸散與棵間蒸發的變化規律研究[J]．中國生態農業學報，2004，12(3)：62-64．
[20]于利鵬，黃冠華，劉海軍，等．噴灌冬小麥耗水與棵間蒸發試驗[J].中國農業科學，2009，42(9)：3179-3186．
[21]王幼奇，樊軍，邵明安．陜北黃土高原雨養區谷子棵間蒸發與田間蒸散規律[J]．農業工程學報，2010，26(1)：6-10．
Evapotranspiration in a drip-irrigated winter wheat field in Northern Xinjiang
LI Jie1, CHEN Rui1, WU Yang-huan1, YANG ping1, CUI Jin1, JIA Biao2, ZHENG Zhong1, MA Fu-yu1
(1.CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,KeyLaboratoryofOasisEcologicalAgricultureofXinjiangBingtuan,
Shiheizi,Xinjiang832003,China; 2.CollegeofAgriculture,NingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021,China)
Abstract：Micro-lysimeters and a large weighing lysimeter were used to measure evapotranspiration (ET) of a drip-irrigated winter wheat field at the Irrigation Experimental Station of Shihezi University. The treatments of irrigation amount (W1=375 mm, W2=600 mm, and W3=750 mm) were conducted in order to develop an efficient drip irrigation system in Xinjiang. The results showed that winter wheat yield increased significantly as the irrigation amount increased; however the difference in yield between W2 treatment (8 450 kg·hm-2) and W3 treatment (8 670 kg·hm-2) was not significant. W2 treatment had the highest water use efficiency (1.4 kg·m-3) in this study, being significantly higher than that in W3 treatment and W1 treatment. TotalETincreased as the irrigation amount increased. TotalETvaried between 412.3 mm and 707.6 mm. Depending on the treatment and the year, soil evaporation accounted for 27.9% to 29.1% of the totalET. The water content of the surface soil and the leaf area index of the wheat crop both had significant effects on evaporation. Furthermore, both variables were exponentially related to the proportion of irrigation water that evaporated from the soil. The amounts of water consumption to obtain high winter wheat yields were as follows: seeding to overwintering, 1.0 mm·d-1; overwintering to regreening, 0.3 mm·d-1; regreening to jointing, 2.6 mm·d-1; jointing to heading, 6.3 mm·d-1; heading to milk, 6.6 mm·d-1; and milk to maturity, 6.2 mm·d-1.
Keywords:Northern Xinjiang; drip-irrigated； winter wheat； evapotranspiration； evaporation
中圖分類號：S275.6; S152.7+3
文獻標志碼：A
通信作者：馬富裕(1967—)，男，教授，博士生導師，從事作物生理生態研究。 E-mail:mfyagr@shzu.edu.cn。
作者簡介：李杰(1988—)，男，甘肅通渭人，碩士研究生，研究方向為節水灌溉。 E-mail:lj880902@126.com。
基金項目：國家自然科學基金(31160260)
收稿日期：2014-12-24
doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.01.05
文章編號：1000-7601(2016)01-0031-07
