播深和土壤水分對(duì)盆栽小麥苗期耗水和水分利用效率的影響

王慧琳 陳任強(qiáng) 孫駿 祁博偉 何雨田

摘? 要：為確定小麥適宜的播深和苗期土壤水分，通過盆栽小麥試驗(yàn)，以石麥22為供試作物，設(shè)置5個(gè)土壤水分：35%～50%（W1）、50%～65%（W2）、65%～80%（W3）、80%～95%（W4）和95%～110%（W5）的田間持水量;3個(gè)播深：2cm（D2）、4cm（D4）和6cm（D4）。結(jié)果表明，小麥日耗水量主要受飽和水汽壓差影響，播深對(duì)日耗水量影響不顯著。D4W4處理水分利用效率為0.90kg/m3，與對(duì)照無顯著差異。綜合考慮后期生長(zhǎng)和抗寒抗旱，小麥苗期適用D4W4處理。

關(guān)鍵詞：盆栽小麥;苗期;播深;耗水量;水分利用效率

中圖分類號(hào)：S512.1

基金項(xiàng)目：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（s201910086004、2019002）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0300503）;河北省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)（19227003D）。

作者簡(jiǎn)介：王慧琳，女，本科，研究方向?yàn)楣?jié)水灌溉理論與新技術(shù)。

通信作者：陳任強(qiáng)，男，講師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)高效用水。

以往的研究主要集中在灌水或播深單一因素對(duì)小麥苗期生長(zhǎng)、幼苗健康性的影響[1-5]，又或者在播深或灌水與其他主要因素結(jié)合對(duì)水分利用效率影響的研究[6-8]。而播深和土壤水分及其交互作用對(duì)小麥幼苗和耗水影響的研究較少。為此，本文在前人的基礎(chǔ)上，通過盆栽試驗(yàn)，研究不同播深和灌水量處理對(duì)小麥苗期耗水特性和水分利用效率的影響，確定適宜的播深和土壤水分水平。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019年4月在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)農(nóng)水實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi)開展。小麥于2019年4月3日播種，至2019年4月21日結(jié)束，共計(jì)19 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以土壤水分和播種深度作為處理因子，土壤水分根據(jù)田間持水量（θFC）設(shè)置5個(gè)水平，即W1（35%～50% θFC）、W2（50%～65% θFC）、W3（65%～80% θFC）、W4（80%～95% θFC）和W5（95%～110% θFC）;播種深度設(shè)置3個(gè)水平，D2（2cm）、D4（4cm）和D6（6cm）。采用完全隨機(jī)試驗(yàn)，共15個(gè)處理。每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)，共90個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)為1盆，小區(qū)完全隨機(jī)布置。以D2W3為對(duì)照處理。

試驗(yàn)采用塑料盆，盆直徑25cm、高18cm，重0.1kg。供試土壤為粉壤土，土壤田間持水量為30.69%（v/v），容重為1.44g/cm3。挑選飽滿、無病蟲害的種子，每盆播種小麥30粒。為保證小麥萌發(fā)，播種時(shí)各處理土壤含水率均為田間持水量。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

（1）耗水量，采用水量平衡方程計(jì)算：

式中，ET為小麥耗水量，mm;I為灌水量，mm;?W為計(jì)算時(shí)段內(nèi)土壤水分的變化量（初時(shí)刻-末時(shí)刻），mm;D為滲漏量，mm?；ㄅ杪┧鬃雒芊馓幚恚囼?yàn)中未觀測(cè)到滲漏，故上式可簡(jiǎn)化為：

（2）小麥水分利用效率（WUE），采用以下公式計(jì)算：

式中，WUE為基于干物質(zhì)量的小麥水分利用效率，g/m3;DM為小麥干物質(zhì)量，g;ET為試驗(yàn)期間小麥總耗水量，mm。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS（SPSS21.0， IBM Corp.， USA）和Microsoft Excel 2010（Microsoft Corp.， USA）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥日耗水量

根據(jù)水量平衡方程計(jì)算不同處理下小麥的日耗水量。不同處理小麥日耗水量變化范圍為0.41～1.87mm，其中W1處理的日耗水量在DAS15后明顯小于其他處水分理，這是因?yàn)樵囼?yàn)期間W1處理沒有灌溉，土壤水分較低。與對(duì)照相比，DAS15后W1處理小麥日耗水量顯著降低28.85%～53.91%。播深對(duì)小麥日耗水量無顯著影響，DAS11后，W3、W4和W5處理之間小麥日耗水量差異不顯著，但均顯著高于W1和W2處理。小麥日耗水量出現(xiàn)三個(gè)峰值，其中DAS3為1.43～1.87mm、DAS12為1.03～1.37mm和DAS16為0.74～1.69mm。峰值的變化除了與氣象要素有關(guān)，還與部分處理的灌水有關(guān)。苗期小麥蒸騰作用較弱，土面覆蓋較小，灌水后可用于土壤蒸發(fā)的水分增加。

對(duì)比氣象要素的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)小麥日耗水量與飽和水汽壓差（VPD）和水面蒸發(fā)量趨勢(shì)較為一致。以VPD為自變量，不同處理小麥日耗水量為因變量，線性擬合方程。D2W5處理的擬合效果最佳（決定系數(shù)R2=0.80），D4W1的擬合效果最差。除W1處理外，其余處理小麥日耗水量均與VPD極顯著正相關(guān)（P<0.001），回歸方程的R2為0.55～0.80。隨著土壤水分的增加，小麥日耗水量與VPD的顯著性增加，說明采用VPD預(yù)測(cè)小麥日耗水量的可靠性與播深和土壤水分都有關(guān)，較淺的播深和較高的土壤水分下模型預(yù)測(cè)的精度和可靠性較好。

2.2 水分利用效率

D2處理小麥WUE最高（0.99～1.36kg/m3），且WUE隨土壤水分的增加而增加。與干物質(zhì)量的變化相同，D4和D6處理下，WUE隨土壤水分先增加后減小，在W4處理下均達(dá)到最大值。D4處理小麥WUE比D2下降64.41%，而D6處理小麥WUE比D4下降79.11%。表明在相同土壤水分條件下，WUE隨播深增加而顯著下降，且下降比例也隨之增加。D4W4小麥WUE為0.90kg/m3，與對(duì)照相比，減少了13.77%但差異不顯著。說明在播深較大的情況下，可以適當(dāng)增加土壤水分，降低播深不利影響而促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)和水分利用。雙因素方差分析結(jié)果表明，播深和土壤水分對(duì)小麥WUE的影響達(dá)到極顯著水平，播深是主效應(yīng)，且二者存在極顯著的交互作用。同時(shí)，淺播分蘗節(jié)基本在2cm處[9]，不利于抗寒和抗旱，且過淺播深存在一定倒伏風(fēng)險(xiǎn)。因而綜合小麥幼苗生長(zhǎng)、水分利用和水分利用效率等因素，小麥苗期選擇D4W4處理較為合適。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）小麥日耗水量變化范圍在0.41～1.87mm，除W1處理外，小麥日耗水量與飽和水汽壓差呈極顯著正相關(guān)。各處理之間日耗水量差異較小，播深對(duì)小麥日耗水量的影響不顯著。

（2）D2處理下WUE最高，播深顯著降低小麥WUE。D2處理下，WUE隨土壤水分增加而增加;其余播深下，W4處理WUE最大?？紤]苗期水分利用和苗期以后小麥的生長(zhǎng)，以D4W4處理為佳。

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