微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

徐学欣，王 东，谷淑波

(1.山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室，山东泰安 271018; 2.中国农业大学，北京 100193)



微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

徐学欣1，2，王 东1，谷淑波1

(1.山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室，山东泰安 271018; 2.中国农业大学，北京 100193)

摘要：为给适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法的研发提供理论依据，于2011-2013年冬小麦生长季，选用高产冬小麦品种济麦22为材料，以全生育期不灌水处理和传统畦灌处理为对照，设置6个不同带宽(60、80、100 mm)和孔径(1.0和0.8 mm)配置的微喷带补灌处理，研究了微喷补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明，在60～100 mm带宽范围内适当增大微喷带带宽，或在80 mm带宽下增加内喷孔孔径均可显著提高灌溉水分布均匀系数。带宽80 mm、内喷孔孔径1.0 mm配置的微喷带灌溉处理(T80/1.0)下小麦拔节期至开花期对80～200 cm土层贮水的消耗量低于其他处理，对0～40 cm土层贮水的消耗量亦较低，其开花期补灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均低于其他微喷带灌溉处理。T80/1.0处理籽粒产量、水分利用效率及灌溉效益均显著高于带宽为60 mm的处理及内喷孔孔径为0.8 mm、带宽为80 mm和100 mm的处理；T80/1.0处理与传统畦灌处理相比，灌水均匀度和籽粒产量均无显著差异，但全生育期总灌水量减少33.2～70.8 mm，总耗水量减少47.6～52.2 mm，水分利用效率提高2.1～2.9 kg·hm-2·mm-1。说明小麦生育中后期采用带宽80 mm、内喷孔孔径1.0 mm配置的微喷带进行按需补灌，有明显的节水高产效果。

关键词：微喷灌；带宽；孔径；冬小麦；耗水特性；籽粒产量

我国农业用水占总用水量的70.4%[1]，农田灌溉面积的97%为地面灌溉，其中畦灌灌水量难以控制，往往造成灌水过多，灌溉水分布不均，灌溉水利用系数仅有40%左右[2]。如何改进灌溉技术，提高灌溉水利用效率是当前该地区小麦生产亟需解决的问题。

与常规畦灌相比，喷灌和滴灌能有效控制每次灌水定额，灌水量显著减少，而小麦产量、水分利用效率和灌溉水利用效率显著提高[3-4]。微喷带灌溉是一种新型灌溉方式，它利用微喷带[5]将水均匀地喷洒在田间，不仅可以精确控制每次灌水量[6-8]，而且设施简单、廉价[9-10]。生产中常用的微喷带喷射角(喷射水流线在喷孔处的切线与水平面的夹角)均在40°左右[10]，喷孔孔径为0.5～1.2 mm[11-12]。由于小麦属密植小行距作物，生育中后期采用传统的微喷带灌溉，喷出的水流会被密集的茎秆和叶片阻挡，射程和喷洒宽度大幅下降，喷水均匀度严重降低。适当增大喷射角可显著提高灌水均匀度和水分利用效率[8,10]。适当增大喷孔孔径可以提高微喷带的抗堵塞性能，增加水柱的冲力，并能保证灌溉水以微喷的形式进行[12]。微喷带带宽对灌溉水分布均匀度亦有显著影响[13]，但前人对微喷带带宽、喷孔孔径的研究多是在裸露或植被覆盖度较小的条件下进行的[10-13]，而在小麦生育中后期，植被覆盖度较大的条件下采用不同带宽和喷孔孔径配置的微喷带灌溉，对麦田土壤水分分布及小麦产量影响的研究鲜有报道。本课题前期已探明适于小麦生育中后期麦田灌溉的微喷带喷射角为80°～88°[8]，并在田间条件下研究了依据灌水定额公式[14-15]计算灌水量进行麦田精确补灌的方法。本研究在此基础上设计了6种带宽和喷孔孔径配置不同的微喷带，探索拔节期和开花期微喷补灌对土壤水分布及冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响，以期为研发适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

试验于2011-2013年冬小麦生长季，在山东省兖州市小孟镇史家王子村(35.41°N，116.41°E)大田进行，该区属半湿润暖温带气候,年均温13.6 ℃,年降水量621.2 mm。试验田坡度为0.218%，供试品种为高产冬小麦品种济麦22。播种前试验地0～20 cm土层土壤养分状况和小麦生育期降水量见表1，0～200 cm 各土层土壤容重和土壤水分状况见表2。0～80 cm和120 ～200 cm土壤质地为粉壤土，80～120 cm土壤质地为粉土。

1.2试验设计

试验设置全生育期不灌水处理(T0)、传统畦灌处理(T1)及6个不同带宽和喷孔孔径配置的微喷带灌溉处理(T60/0.8、T60/1.0、T80/0.8、T80/1.0、T100/0.8和T100/1.0)(表3)。微喷带长均为60 m，如图1和图2所示，其上有171组喷孔，每组6个喷孔，以“/”型平行排列于微喷带带体一面，喷射角为80°～88°。其两端喷孔(外喷孔)的孔径均为1.2 mm，内部的4个喷孔(内喷孔)孔径大小一致，设0.8、1.0 mm二个水平；微喷带带宽设60、80、100 mm三个水平。参照中华人民共和国农业行业标准-农业灌溉设备微喷带(NY/T 1361-2007)的测定方法[5]，在无风无作物覆盖条件下，测定各参试微喷带在额定工作压力为0.02 MPa下的喷洒宽度和喷水均匀系数(表3)。各处理微喷带沿小麦种植行向铺设在行间，在小麦拔节期和开花期作物覆盖条件下，每条参试微喷带在额定工作压力0.02 MPa下有效喷洒宽度均为1.6 m，灌溉左右各4行小麦。

表1　试验地 0～20 cm 土层土壤养分状况及冬小麦生长季降水量

表2　试验地 0～200 cm 土层土壤容重及土壤水分含量

图1　微喷带喷水横切面示意图

1～6:喷孔　1-6:Orifices

处理Treatments工作压力Workingpressure/MPa喷洒宽度Sprinklingwidth/m喷水均匀系数Sprinklingdistributionuniformity/%T60/0.80.022.379.8T60/1.00.022.175.2T80/0.80.022.682.7T80/1.00.022.985.8T100/0.80.022.783.6T100/1.00.022.984.0

本试验在小麦全生育期总计灌溉2次，灌水时间为拔节后8 d和开花后8 d。每次灌水前先测定0～140 cm土层土壤平均相对含水量，然后根据灌水定额公式计算需补充的灌水量，再用微喷带进行灌溉。各小区的微喷带首端均装有压力表、水表和闸阀，用于控制工作压力和灌水量。灌水定额计算公式[16-17]：CIR =100γbdDh(θt-θn)，式中：CIR(mm)为灌水量，γbd(g·cm-3)为土壤容重，Dh(cm)为灌水前土壤含水量的测定深度140 cm；θt(mg water·g-1dry soil)为目标土壤含水量(田间持水量乘以目标土壤相对含水量)；θn(mg water·g-1dry soil)为灌水前0～140 cm土层土壤平均含水量。2011-2012年度拔节期和开花期灌水后0～140 cm土层土壤目标相对含水量分别设置为70%和70%，2012-2013年度则分别设置为70%和65%。传统畦灌处理灌水时改口成数为90%，即当水流前锋到达畦长长度的90%位置时停止灌水，采用水表计量实际灌水量。

每处理3次重复，随机区组排列。各试验小区畦宽(左侧畦梗中心线至右侧畦梗中心线的垂直距离)2 m，畦面宽1.6 m，畦梗宽0.4 m，畦长60 m，面积120 m2。每小区等行距种植8行小麦，实际行距22.9 cm。小区间设1.0 m保护行，以防处理间水分侧渗影响。

小麦播种前将前茬玉米秸秆全部粉碎翻压还田。用尿素作氮肥，磷酸二铵作磷肥，氯化钾作钾肥。底施N 105 kg·hm-2、P2O5150 kg·hm-2和K2O 150 kg·hm-2，拔节期追施N 135 kg·hm-2。于2011年10月10日和2012年10月9日播种，3叶1心期定苗，留苗密度为180株·m-2，其他管理措施同一般高产田。

1.3测定项目与方法

1.3.1土壤含水量的测定

于小麦播种前、拔节期、开花期和成熟期，用土钻每20 cm为一层采集0～200 cm土样，置于铝盒中，用烘干法测定土壤含水量(SWC)并计算土壤相对含水量(RSWC)。

SWC=(M1-M2)/M2×100%；RSWC=SWC/FMC×100%，式中M1为土壤鲜质量(g)；M2为土壤干质量(g)；FMC为田间持水量(%)。

在拔节期灌水后3 d、开花期灌水前1 d和灌水后3 d及成熟期取样测定时，自畦首起，沿畦长方向在0～2 m、14～16 m、29～31 m、44～46 m、58～60 m处设取样区，每次均在微喷带右侧的各行间取土，包括微喷带所在的行间。各行间与微喷带之间的距离分别为0 cm、23 cm、46 cm和69 cm。取样时，每行间在各取样区长度范围内随机采集3个点，其平均值作为该行间在该取样位置的数值。

1.3.2农田耗水量的计算[18]

ET1-2=Si+M+P0+K

式中ET1-2为阶段耗水量(mm)；M为阶段内的灌水量(mm)；P0为阶段内有效降水量(mm)；K为阶段内的地下水补给量(mm)，当地下水埋深大于4 m时，K值可以忽略不计，本试验的地下水埋深在5 m以下，故地下水补给量可视为0；Si为阶段土壤贮水消耗量，其计算公式：

式中，i为土层编号；n为总土层数； γi为第i层土壤容重；Hi为第i层土壤厚度；θi1和θi2分别为阶段初和阶段末第i层的土壤含水量。

1.3.3灌溉水在土壤中水平分布均匀性的计算

灌溉水在土壤中的水平分布均匀性可采用克里斯琴森均匀系数Cμ表示[5]，计算公式：

1.3.4干物质积累量的测定

于开花期和成熟期取样，成熟期按叶片、茎秆+叶鞘、颖壳+穗轴、籽粒等器官取样，并在70 ℃条件下，烘干至恒重，称干物质质量，并计算收获指数[19]。

1.3.5水分利用效率的计算

参照Sepaskhah等[20]和Karrou等[21]的方法，计算水分利用效率和效益：

水分利用效率=籽粒产量/农田耗水量

土壤水利用效率=籽粒产量/土壤贮水消耗量

灌水利用效率=籽粒产量/灌水量

灌溉效益=(灌溉处理的产量-不灌溉处理的产量)/(灌溉处理的耗水量-不灌溉处理的耗水量)

1.3.6籽粒产量的测定

成熟期沿畦长方向，将各试验小区距畦首1～2m(I区)、14.5～15.5m(II区)、29.5～30.5m(III区)、44.5～45.5m(IV区)、58～59m(V区)范围(宽度均为2m)内的小麦全部收获脱粒，每小区总收获面积为10m2，待籽粒自然风干至含水率为12.5%时分别称重，计算平均产量。

1.4数据处理

将每小区中60个取样点的数据平均，计算各小区的土壤贮水消耗量、农田耗水量、耗水强度和耗水模系数，利用每个小区60个取样点的数据计算各小区的灌溉水分布均匀系数，然后利用各处理3个重复小区的数值进行统计分析，比较不同处理间的差异。

用Excel2003对数据进行绘图，采用DPS7.05统计分析软件对各处理数据进行单因素方差分析，用LSD法进行差异显著性检验(α=0.05)。

2结果与分析

2.1微喷带补灌对小麦拔节期和开花期灌溉水分布均匀系数的影响

麦田0～40cm土层和0～200cm土层灌溉水分布均匀系数规律一致(表4)。同一孔径设置条件下，微喷带带宽由60mm(T60/0.8和T60/1.0)增大至80mm(T80/0.8和T80/1.0)时，拔节期和开花期灌溉水分布均匀系数均显著增加；60mm带宽下，增大内喷孔孔径后，灌溉水分布均匀系数显著降低，而80mm带宽下，增大内喷孔孔径后，灌溉水分布均匀系数则显著提高。带宽增大至100mm，内喷孔孔径为0.8mm(T100/0.8)时，灌溉水分布均匀系数比T80/0.8处理有所提高，但仍低于T80/1.0处理。T100/1.0处理与T80/1.0处理之间无显著差异。各种配置微喷带在无作物覆盖条件下的喷水均匀系数与其在小麦拔节期和开花期田间条件下喷灌后0～200cm土层土壤灌溉水分布均匀系数之间呈显著正相关(2011-2012和2012-2013年拔节期R2分别为0.984**和0.983**，开花期R2分别为0.974**和0.976**，P<0.01，n=6)。T80/1.0处理与畦灌处理(T1)相比，两年度均表现为，拔节期灌水后，0～40cm和0～200cm土层灌溉水分布均匀系数无显著差异，但开花期灌水后，0～200cm土层灌溉水分布均匀系数显著高，进一步证明在小麦生育中后期以带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带灌溉可获得较高的灌水均匀度。

表4　不同灌溉处理对小麦拔节期和开花期灌溉水分布均匀系数的影响

同一年度中，同列数字后不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。表5、表8和表9同

In each growing season,values with a column followed by different letters are significantly different at 0.05 level. The same as table 5,8 and 9

2.2微喷带补灌对小麦灌水量和不同生育阶段耗水量的影响

2011-2012年度，与带宽为80 mm的各处理相比，带宽为60 mm和100 mm的不同处理开花期灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均增加，T80/1.0处理开花期灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量低于T80/0.8处理(表5)。小麦拔节期至开花期不同处理的阶段耗水量表现为T0>T60/1.0>T60/0.8、T80/0.8>T100/0.8、T100/1.0>T80/1.0，开花期至成熟期不同处理的阶段耗水量表现为T60/0.8、T60/1.0>T100/0.8、T100/1.0、T80/0.8>T80/1.0>T0。2012 -2013年度，与带宽60 mm的处理相比，带宽为80 mm和100 mm的处理开花期灌水量和总耗水量均减少；在带宽为80 mm和100 mm的条件下，开花期灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均随内喷孔孔径的增大而减小，T80/1.0和T100/1.0之间无显著差异。小麦拔节期至开花期不同处理的阶段耗水量表现为T60/1.0>T60/0.8>T80/0.8、T100/0.8>T80/1.0、T100/1.0>T0，开花期至成熟期不同处理的阶段耗水量表现为T60/1.0>T60/0.8>T80/0.8、T100/0.8、T80/1.0>T100/1.0>T0。说明拔节期采用内喷孔孔径为1.0 mm、带宽为80或100 mm的微喷带灌溉减少了小麦拔节至开花阶段的耗水量，使开花期的土壤含水量较高，这是其在开花期所需补灌水量和总灌水量较少的原因。畦灌(T1)处理拔节期和开花期灌水量以及拔节期至开花期和开花期至成熟期的耗水量均显著高于T80/1.0处理，说明采用适宜的微喷带补灌比传统畦灌减少了灌水量，避免了小麦对水分的过多消耗。

表5　不同灌溉处理对冬小麦灌水量和不同生育阶段耗水量的影响

2.3微喷带补灌对小麦拔节期至开花期和开花期至成熟期土壤贮水消耗量的影响

拔节期至开花期，T0处理在2011-2012年度对0～60 cm和100～160 cm土层土壤贮水消耗量均大于其余处理，在2012-2013年度对0～200 cm土层贮水消耗量均大于其余处理(表6)，说明雨养条件下小麦对0～60 cm及深层土壤贮水的消耗量均较大。不同微喷灌处理之间比较，两年度差异基本一致，T80/1.0处理对0～40 cm土层土壤贮水的消耗量与T100/1.0处理无显著差异，总体低于其他灌水处理，对80～200 cm土层土壤贮水的消耗量亦低于其他灌水处理。说明T80/1.0和T100/1.0处理在拔节至开花阶段对土壤贮水的消耗量较少。畦灌处理(T1)对0～160 cm土层土壤贮水的消耗量低于T80/1.0处理。

开花期至成熟期，2011-2012年度，T80/1.0处理对0～80 cm土层土壤贮水消耗量与T100/1.0处理无显著差异，但显著高于其他处理(表7)。2012-2013年度，T80/1.0处理对20～80 cm土层土壤贮水消耗量与T100/1.0处理无显著差异，但显著高于其他处理。两年度，T80/1.0和T100/1.0处理在开花至成熟期对80～200 cm土层土壤贮水的消耗量均低于其他处理。畦灌(T1)处理对0～40 cm土层土壤贮水消耗量与T80/1.0处理无显著差异，对40～200 cm土层土壤贮水消耗量显著低于T80/1.0处理。说明畦灌处理促进了小麦开花后对0～40 cm土层土壤贮水消耗量，拔节和开花期采用内喷孔孔径为1.0 mm、带宽为80或100 mm的微喷带灌溉，有利于小麦在开花至成熟期间充分利用80 cm以上土层的贮水，对深层土壤贮水的消耗量并不高。

表6　不同灌溉处理对小麦拔节期至开花期0～200 cm土层土壤贮水消耗量的影响

同一年度中,同行(同一土层)不同小写字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。表7同

In each growing season,different small letters in the same line indicate significant difference at 0.05 level. The same as table 7

表7　不同灌溉处理对小麦开花期至成熟期0～200 cm土层土壤贮水消耗量的影响

2.4微喷带补灌对小麦产量及其构成因素和收获指数的影响

两年产量结果基本一致，T0处理的穗数、千粒重、成熟期籽粒产量和营养器官生物量均显著低于其他处理，而收获指数则显著高于其他处理(表8)。2011-2012年度，T80/1.0处理的穗数、籽粒产量和营养器官生物量与T100/1.0处理无显著差异，但显著高于T60/0.8、T60/1.0、T80/0.8和T100/0.8处理；千粒重与T100/0.8、T100/1.0处理无显著差异，但显著高于T60/0.8、T60/1.0和T80/0.8处理；穗粒数与T80/0.8、T100/0.8、T100/1.0处理无显著差异，显著高于T60/0.8和T60/1.0处理。2012-2013年度，T80/1.0处理穗数、穗粒数显著高于T60/0.8、T60/1.0和T80/0.8处理，与T100/0.8和T100/1.0处理之间无显著差异；其籽粒产量、营养器官生物量与T100/1.0处理无显著差异，但显著高于其余微喷灌处理；不同微喷带灌溉处理间千粒重和收获指数无显著差异。畦灌(T1)处理两年度的穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和营养器官生物量均与T80/1.0处理无显著差异，但收获指数显著低于T80/1.0处理。说明传统畦灌虽然增加了灌水量，但与适宜的微喷带补灌处理相比，无益于产量及其构成因素的提高。小麦拔节期和开花期采用内喷孔和外喷孔孔径分别为1.0和1.2 mm、带宽为80 mm的微喷带灌溉，可显著增加小麦穗数和穗粒数，实现了生物量和收获指数同步提高，这是其获得高产的主要原因。

2.5微喷带补灌对小麦水分利用效率的影响

两年水分利用效率结果基本一致(表9)。T0处理的土壤水利用效率显著低于其他处理；T60/0.8和T60/1.0处理的水分利用效率、土壤水和灌水利用效率及灌溉效益均显著低于T80/0.8、T80/1.0、T100/0.8和T100/1.0处理；T80/1.0和T100/1.0处理的水分利用效率和灌溉效益均高于T80/0.8和T100/0.8处理。T80/1.0处理两年度的土壤水利用效率及2012-2013年度的灌溉水利用效率和灌溉效益均与T100/1.0处理无显著差异，但2011-2012年度的灌溉水利用效率和灌溉效益显著高于T100/1.0处理。说明采用带宽80 mm、内外喷孔孔径分别为1.0和1.2 mm的微喷带灌溉，可显著促进小麦对土壤水和灌溉水的有效利用。畦灌(T1)处理两年度的水分利用效率、灌溉水利用效率和灌溉效益均显著低于T80/1.0和T100/1.0处理，不利于节水。

2.6微喷带补灌处理灌水均匀系数与小麦全生育期总耗水量、产量和水分利用效率的相关性

在两个年度，微喷带灌溉的灌水均匀系数与小麦全生育期总耗水量之间呈显著负相关，灌水均匀系数与小麦籽粒产量和水分利用效率呈显著正相关(表10)。说明提高拔节期和开花期灌水均匀系数可降低总耗水量，提高小麦籽粒产量和水分利用效率，是实现节水高产的重要途径。

表8　不同灌溉处理对小麦产量及其构成因素和收获指数的影响

表9　不同灌溉处理对小麦水分利用效率及灌溉效益的影响

“-”无灌水 “-”No irrigation

表10　不同微喷带灌溉处理灌水均匀系数与小麦全生育期

**：P<0.01；n=12

3讨 论

当前生产中采用的灌水方式许多存在灌水不均匀的问题[22-24]，灌溉水在土壤空间分布的均匀性对作物养分吸收、水分利用和产量形成有重要影响[23,25]。提高灌溉水分布均匀度，可以减少灌水量，提高水分利用效率[6,8]。本试验采用带宽和孔径配置不同的微喷带于拔节期和开花期灌溉，在60～100 mm带宽范围内，适当增大带宽有利于灌水均匀系数的提高。刘焕芳[13]也得到了与之一致的研究结果。在带宽和外喷孔孔径相同的条件下，内喷孔孔径大小对灌水分布均匀度亦有显著影响，表现为60 mm带宽下，内喷孔孔径由0.8 mm增大至1.0 mm，灌溉水分布均匀系数显著降低，而在80 mm和100 mm带宽下，内喷孔孔径由0.8 mm增大至1.0 mm，灌溉水分布均匀系数则显著提高，说明微喷带带宽与孔径的耦合是影响灌溉水分布均匀性的重要因素。

小麦对土壤贮水的利用状况取决于不同深度土层中根系的分布、吸水速率及土壤有效水含量[26-27]。冬小麦根系主要分布于0～40 cm土层，而浅中层(40～100 cm)土壤水分状况对冬小麦生育中后期土壤水分消耗和籽粒灌浆具有重要作用[28-29]。上层土壤干旱虽然可以促使根系向下生长，加大对100 cm以下土层土壤水分的利用，但产量和水分利用效率却显著降低[8,10]。本试验中T60/0.8、T60/1.0、T80/0.8和T100/0.8处理在拔节期和开花期灌溉后，灌溉水在田间分布不均，对深层土壤贮水的消耗增加，而水分利用效率和籽粒产量并不高。适宜的微喷带带宽和孔径配置通过提高灌溉水分布均匀系数和灌溉水利用效率，减少了小麦拔节至开花期对土壤贮水的消耗，其开花期灌水量亦降低，并在开花至成熟期充分利用80 cm以上土层土壤贮水，这是T80/1.0和T100/1.0处理开花期依据0～140 cm土层土壤含水量计算出的补灌水量较少，而产量和水分利用效率较高的主要原因。

灌水量过多或过少均不利于冬小麦产量和水分利用效率的提高，要获得最佳产量和水分利用效率，需要确定适宜的灌水量[30-31]。宫飞等的研究表明，喷灌可以使灌溉水更多地在0～30 cm和0～60 cm土层富集，造成喷灌处理的土壤上层含水量较高，有利于根系对灌溉水的利用、吸收，从而对提高灌溉水分利用效率有积极作用。合理利用喷灌，可以在不减产甚至产量略有提高的基础上，明显提高农田作物水分利用效率[32]。其他的研究结果也证明，喷灌和滴灌与畦灌相比，能够减少灌水量，实现增产，提高水分利用效率[33-35]。本试验中，各微喷带灌溉处理的总灌水量均低于畦灌处理，但受带宽和孔径配置的影响，T60/0.8、T60/1.0和T80/0.8处理的产量并没有超过畦灌处理，而以带宽80 mm、内外喷孔孔径分别为1.0和1.2 mm的微喷带灌溉(T80/1.0)处理产量和水分利用效率均较高，灌溉水利用效率和灌溉效益最高，这与其具有较高的灌水均匀系数有关。

4结 论

微喷带带宽与孔径的耦合配置是影响灌溉水分布均匀性的重要因素。在60～100 mm带宽范围内适当增大带宽，或在适宜的带宽下适当增加内喷孔孔径均有利于提高拔节期和开花期灌溉水分布均匀系数，进而提高灌溉水利用效率，减少拔节至开花期对土壤贮水的消耗，提高水分利用效率。本试验条件下，喷射角范围在80°～88°、带长60 m、带宽80 mm、内喷孔孔径1.0 mm、外喷孔孔径1.2 mm的微喷带管型设计适于小麦生育中后期灌溉，灌溉水分布均匀系数可达87.9%～94.3%，实现9 127.4～9 533.6 kg·hm-2的高产和21.6～23.2 kg·hm-2·mm-1的高水分利用效率。

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Effect of Supplemental Irrigation with Micro-sprinkling Hoses on Water Consumption Characteristics and Grain Yield of Winter Wheat

XU Xuexin1,2,WANG Dong1,GU Shubo1

(1.Shandong Agricultural University/ State Key Laboratory of Crop Biology/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System,Ministry of Agriculture,Tai’an,Shandong 271018,China; 2.China Agriculture University,Beijing 100193,China)

Abstract:To study the effects of supplemental irrigation of micro-sprinkling hoses with different orifice diameters and widths between hoses on water consumption characteristics and grain yield of winter wheat,field experiments were conducted in 2011-2013 growing seasons. No irrigation during the whole growth stage and traditional border irrigation were used as control,6 treatments of micro-sprinkling hose with different orifice diameter (60 mm,80 mm and 100 mm)and widths (0.8 mm and 1.0 mm)between hoses were conducted using high-yield variety Jimai 22. The results indicated that:(1) Increasing the width between hoses in the range of 60-100 mm,or of 80 mm,increasing the inner diameter of orifices aptly improved the uniformity of water distribution significantly.(2)The soil water consumption amount in 80-200 cm soil layer during jointing to anthesis stages in treatment with width between hoses of 80 mm and the inner diameter of orifices was 1.0 mm(T80/1.0),which was lower than that in the other treatments. The soil water consumption amount in 0-40 cm soil layer in T80/1.0was lower,the irrigation amount at anthesis,total irrigation amount and total water consumption amount during growing season inT80/1.0were all significantly lower than those in the other treatments.(3)There were no significant difference in the grain yield,water use efficiency between T80/1.0and other treatments,but the irrigation efficiency of T80/1.0was higher than that of treatments with the widths between hoses of 60 mm,80 mm and 100 mm and with the inner diameter of orifices of 0.8 mm. There was no significant difference in the uniformity of water distribution and the grain yield between T80/1.0and the treatment of traditional border irrigation. While T80/1.0reduced the total irrigation amount by about 33.2-70.8 mm,and total water consumption amount by about 47.6-52.2 mm,improved the water use efficiency by about 2.1-2.9 kg·hm-2·mm-1.Those indicated that treatment with the micro-sprinkling hose which the width between hoses of 80 mm and the inner diameter of orifices of 1.0 mm was suitable for irrigating during middle and late period of the wheat.

Key words:Micro-sprinkling irrigation; Folding diameter; aperture; Winter wheat; Water consumption characteristics; Grain yield

中图分类号：S512.1；S311

文献标识码：A

文章编号：1009-1041(2016)04-0472-11

通讯作者：王 东(E-mail: wangd @sdau.edu.cn)

基金项目：国家自然科学基金项目(31271660)；公益性行业(农业)科研专项(201503130)；山东省农业重大应用技术创新课题

收稿日期：2015-09-29修回日期：2015-11-03

网络出版时间：2016-04-01

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160401.1533.026.html

第一作者E-mail：xuxuexin2008@126.com