不同灌水量对滴灌复播大豆生长及产量的影响

葛 宇，何新林，王振华，宋常吉

（现代节水灌溉兵团重点实验室／石河子大学水利建筑工程学院，石河子832003）

不同灌水量对滴灌复播大豆生长及产量的影响

葛 宇，何新林，王振华，宋常吉

（现代节水灌溉兵团重点实验室／石河子大学水利建筑工程学院，石河子832003）

在大田滴灌条件下，研究了不同灌水量对复播大豆生长和产量的影响。在灌水次数相同的情况下，试验设置了4个灌水处理，灌水定额分别为30 mm、37.5 mm、45 mm、52.5 mm；观测了复播大豆不同生育阶段的株高、茎粗和叶面积指数；测量了复播大豆的理论产量及构成因素的数值。试验结果表明：复播大豆株高、叶面积系数、茎粗随着灌水量的增加而增加；在本试验条件下，综合考虑产量和水分利用效率，复播大豆生育期内灌溉定额在300－360 mm较为适宜。

滴灌；灌水量；复播大豆

近2年在新疆北疆区域出现了以滴灌小麦及复播大豆、青贮玉米、油葵等作物“一年两作”种植模式，并获得了成功。该种植模式能充分利用多余的光热资源，提高复种指数，在不增加面积的前提下，增加了粮食和牧草的产量。目前，新疆生产的大豆远不能自给［1］，因此应积极发展复播大豆。

滴灌比沟灌更有利于春大豆干物质积累，产量、品质及水分利用效率的提高［2］；开花期、结荚期和鼓粒期干旱对大豆产量的影响最大［3］；结荚期－鼓粒后期是大豆产量形成的关键时期，保持较高的叶面积指数对于增加大豆的干物质积累量从而获得高产尤为重要［4］；从大豆产量的提高及改善品质方面考虑，大豆生长期的灌水量在395～445 mm较为适宜［5］。前人大部分都是在传统灌溉方式下对春播大豆进行试验研究，对在滴灌条件下不同灌水量对麦后复播大豆生长和产量影响的研究较少。

针对上述问题，本文通过大田试验，以复播大豆为研究对象，研究了滴灌对复播大豆的生长及产量的影响，期望为大田复播大豆合理技术的应用提供依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验地点

试验于2010年7月至10月在现代节水灌溉兵团重点实验室试验基地暨石河子大学节水灌溉试验站进行，试验小区位于新疆农八师石河子市西郊石河子大学农试场二连，东经85°59′47″，北纬44°19′26″，海拔412 m，平均地面坡度6×10－3，年平均日照时间达2865 h，大于10℃积温为3463.5℃，大于15℃积温为2960.0℃，无霜期达到170 d，多年平均降雨量207 mm，平均蒸发量1660 mm。试验地地下水埋深大于8 m，土壤质地为中壤土，0～100 c m土壤平均干容重为1.56 g／c m3，田间持水量为30.72%（体积百分比）。

供试春小麦品种为“新春7号”，等行距（15 c m）栽培。

滴灌带采用新疆天业塑化集团生产的单翼迷宫式滴灌带，滴灌带内径为16 mm，壁厚0.18 mm，滴孔间距300 mm，滴管带布置间距为75 c m。

1.2 试验材料与方法

试验小区南北走向，由东向西逐次排列12个，小区面积为18.6 m×4.5 m。2010年7月18日播种，播种深度为3～4 c m，行距配置（30＋60）c m，株距10 c m，7月21日出苗，10月15日收获，整个生育期为81 d。

整个生育期施入尿素225 kg／hm2，磷酸二氢钾75 kg／h m2；播前0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120 c m土层的土壤含水量分别为14.67%、14.92%、15.77%、17.23%、19.79%、21.47%。

大豆全生育期降雨量为37.8 mm。试验设置4个水分处理：灌水定额分别为30 mm（W1）、37.5 mm（W2）、45 mm（W3）、52.5 mm（W4），全生育期灌水8次，用水表计量灌水量。每个处理重复3次，按顺序排列。具体试验处理见表1。

表1 不同灌水处理各个生育期的灌水量 mmTab.1 Irrigation water of different water treat ment in various stages

土壤水分采用USA CPN 503DR.9型中子土壤水分仪结合烘干法进行定点观测，测定深度0～120 c m，每20 c m为一个测点，每间隔7 d监测一次水分，灌前灌后及降雨后加测，同时记录每次的降雨时间、降雨量以及灌水量；在各个处理随机选取5株大豆，并用标签标记；定时观测大豆生理形态指标（株高、茎粗、节数等）；在大豆的苗期、开花期、结荚期、鼓粒期分别测一次大豆的叶面积；在成熟期测定大豆的产量及其构成因素（株粒数、百粒重、单株粒数、单株荚数、单荚粒数等）。

2 结果与分析

2.1 不同灌水处理对大豆生长的影响

不同灌水处理对大豆的生长发育情况有一定的影响，主要表现在对其株高、茎粗以及叶面积系数的影响。

2.1.1 不同灌水量对大豆株高的影响

株高是衡量作物群体株型状况是否合理的敏感指标，其高矮直接影响着作物的种植密度配置及光能利用率。如果植株过高则说明大豆前期生长发育过旺，不但增加水分的消耗，而且会使大豆生殖生长推迟，开花、结荚数量减少，加之复播作物后期温度较低，籽粒灌浆速度下降；如果植株过矮则表明植株生长发育不良，而开花、结荚、籽粒的数量也会大幅度的降低，影响后期产量。

灌水量对大豆棉高影响的试验结果见表2。由表2可见：在大豆苗期－开花期阶段，各处理之间株高随着灌水量的变化存在差异，在苗期－开花阶段（出苗后29 d内），W4处理的株高显著高于W1处理、W2处理的株高；在结荚－成熟阶段（出苗后35 d），各灌水处理之间株高差异水平不显著；大豆生育期内W2处理的株高与W3处理的株高变化差异不明显。这说明在大豆苗期至开花期，水分能够促进大豆的营养生长，到了结荚期，大豆由营养生长转为生殖生长，进行干物质的积累，这时大豆株高生长缓慢或者停止生长。

表2 灌水量对大豆株高的影响Tab.2 The influence of irrigation water on soybean plantheigh

2.1.2 不同灌水量对大豆茎粗的影响

植物的茎粗是反映其生长状况的一个重要指标。

不同灌水量对大豆茎粗影响的试验结果见表3。从表3可以看出：W1与 W2、W3处理之间茎粗的差异不大，W1与W4处理差异较大，两者之间达到了显著性差异水平。W4处理的茎粗分别比W1、W2、W3处理增加了9.36%、4.95%、2.99%。同时可以看出，茎粗随着灌水量的增加而增加。

表3 灌水量对大豆茎粗的影响Tab.3 The influence of irrigation water on soybean stem diameter

2.1.3 不同灌水处理对大豆叶面积系数的影响

叶面积系数是衡量大豆群体结构的重要指标，是协调叶面积和净同化率矛盾，形成最大光合生产源的基础［5］。一般来说，叶面积系数过小，则制造的有机养料少，生物产量降低；叶面积系数过大，通风透气变差，植株下部叶片的光合能力降低，呼吸作用却有所增加，光合物质积累减慢，容易造成大豆的花脱落及影响荚的形成。

不同灌水量对大豆叶面积系数影响的试验结果见表4。从表4可以看出：在大豆苗期－结荚中期（出苗后46天内），大豆叶面积系数随着生长进程的推进而增大，叶面积系数在结荚中期达到了最大值。这是由于在结荚中期，叶片的数量及大小达到高峰，叶面积达到最大，随后逐渐减小。在苗期－开花期（出苗后26 d内）时，各个灌水处理之间的叶面积系数差异不大；结荚期－鼓粒期（出苗后36 d），W1处理的叶面积系数与W4处理的叶面积系数达到显著性水平；成熟初期，W4处理的叶面积系数极显著大于W1处理的值，W3处理的叶面积系数显著大于W1处理的值。大豆生育期内中等灌水量的W2处理和W3处理之间的叶面积系数差别不显著。这说明大豆生育期内灌水过少，不利于其营养生长，使其生育进程缩短，成熟期，由于W1处理的叶片枯萎的较早，W1处理的叶面积系数显著低于其他处理。同时可以看出，大豆叶面积系数大体上随着灌水量的增加呈增加的趋势，即W4＞W3＞W2＞W1。

表4 灌水量对大豆叶面积系数的影响Tab.4 The influence of irrigation water on soybean leaf area index

2.2 不同灌水量对大豆产量指标的影响

不同灌水量对滴灌复播大豆的生理性状产生一定影响，而且对最终大豆的产量也产生一定的影响，这一影响是大豆生长发育变化累积的反映。大豆的籽粒产量是由单位面积株数、每株荚数、每荚粒数、每粒重构成的，其中任何一个因素发生变化都会引起产量的增减［6］。

不同灌水量对大豆产量指标影响的试验结果见表5。从表5可以看出：不同灌水量对滴灌复播大豆产量指标有不同的影响。从整体上，大豆单株荚数、单株粒数、单荚粒数、百粒重、产量变化规律一致，随灌水量的增加而增大，但不是线性增加，达到一定值时，继续增大灌水量，反而使得各项产量指标降低，各项产量指标均是W3处理的最大，灌水最少的W1处理最小。W1处理的产量显著低于 W2处理的产量，极显著低于W3处理的产量，但与W4处理的差异不大。同时构成大豆籽粒产量的因素在不同灌水量下存在着差异，W1处理的单株粒数与W3处理的单株粒数达到极显著性差异水平，W1处理的单株荚数、单荚粒数、百粒重与W3处理的单株荚数、单荚粒数、百粒重达到显著性差异水平。W2处理的各项产量指标与W3处理的各项产量指标差异水平不显著。W3处理的单株粒数与W4处理的单株粒数达到显著差异水平。这说明单株粒数、单株荚数是决定产量的直接因素，结荚期－鼓粒期是大豆形成产量的关键时期［4］。灌水量最少的 W1处理，由于水分较少限制植株后期生长，减少了单株荚数及粒数，同时生育进程缩短，成熟后可能由于裂荚造成籽粒脱落，影响最终产量；灌水量最多的W4处理，由于生殖生长推迟，加之后期温度较低，造成干物质转移较慢，形成部分的瘪粒和空粒，致使其产量下降。这说明灌水过多或者少都将减少大豆最终籽粒产量，中等灌水量300～360 mm时大豆能获得较高的产量。产量最低的W1处理水分利用效率最大，产量最高的W3处理的水分利用效率较大。因此，综合考虑产量和水分利用效率，在复播大豆生育期内灌溉定额在300～360 mm较为适宜。

表5 不同灌水量下的复播大豆产量指标Tab.5 Soybean yield index under different irrigation water

3 结语

通过一年的滴灌大豆田间试验研究，初步得出不同灌水量对滴灌复播大豆生长和产量的影响。经过研究分析发现，复播大豆株高、茎粗及叶面积系数的生长变化都随着灌水量的增加而增加，灌水量240 mm和灌水量为420 mm之间达到显著性差异水平，中等灌水量300 mm、360 mm的处理之间差异不大。在本试验条件下，综合考虑产量和水分利用效率，复播大豆生育期内灌溉定额在300～360 mm较为适宜。

［1］战勇，罗庚彤，刘胜利，等.北疆大豆复种现状及高效栽培技术研究［J］.新疆农业科学，2006，43（5）：426－428.

［2］毛洪霞.不同水分处理对滴灌大豆生长及产量的影响［J］.耕作与栽培，2007（6）：9－11.

［3］赵宏伟，李秋祝，魏永霞.不同生育时期干旱对大豆主要生理参数及产量的影响［J］.大豆科学，2006，25（3）：329－332.

［4］刘丽君，祖伟，张瑞忠.大豆窄行平播密植条件下的干物质积累规律［J］.东北农业大学学报，2000，31（1）：26－31.

［5］毛洪霞，张富仓，何林望.不同灌水量对滴灌大豆产量及品质的影响［J］.新疆农垦科技，2007（6）：35－36.

［6］王荣栋，尹经章.作物栽培学［M］.北京：高等教育出版社，2004.

The Influence of Different Irrigation Water on Soybean Growth and Yield under Drip Irrigation

GE Yu1，HE Xinlin1，2，WANG Zhenhua1，2，SONG Changji1，2
（Xinjiang Production ＆ Construction Group Key Laboratory of Moder n Water－Saving Irrigation／College of Water Conservancy and Architectural Engineering，Shihezi University，Shihezi，832003，China）

Under drip irrigation in the field，the influence of different irrigation water on soybean gr owth and yield was studied.In the case of t he same irrigation frequency，test was set 4 irrigation treat ment，irrigation quota were 30 mm、37.5 mm、45 mm、52.5 mm.Different growth stages of soybean plant height stem diameter and leaf area index were observed，and the value of theoretical yield and component of yield were also measured.The results showed that：plant height，stem diameter and leaf area index increase as irrigation water.Under the experi mental conditions，by considering the yield and WUE，irrigation quota in the 300－360 mm is more appropriate bet ween the whole growth period.

drip irrigation；irrigation water；soybean

S275.6

A

1007－7383（2011）03－0357－04

2011－04－15

国家科技支撑计划项目 （2011BAD29806），兵团重大农业产学研科研专项（2010ZX01－3），石河子大学重大科技攻关项目（gxjs2010－zdgg03－03），石河子大学高层次人才专项（BCZX200821）

葛宇（1986－），女，硕士研究生，专业研究方向：农业高效用水理论与新技术；e－mail：geyushz＠163.co m。

何新林（1966－），男，教授，从事农业高效用水及水文水资源研究；e－mail：hexinlin2002＠163.com。