不同水分处理条件下小麦需水规律研究

冯 诚，代俊峰，方小宇，张友贤

(1.桂林理工大学，广西 桂林 541000；2.贵州省水利科学研究院，贵阳 550002)

水是人类生存和发展不可替代的资源,是实现经济社会可持续发展的基础。我国是一个古老的农业大国,农业灌溉己有上千年的历史。目前,我国灌溉面积占耕地面积的50%左右，农业用水量占总用水量的80%，灌溉水利用率只有40%左右[1,2]。而贵州属降雨时空分布不均地区和雨养农业区，季节性缺水加剧了作物干旱而导致减产，甚至绝收。水分亏缺引起的作物生长受阻和产量的减少甚至超过其他各种胁迫的总和[3]。小麦是贵州主要的农作物之一，本文通过不同水分处理条件下对小麦生长状况和产量的影响开展了研究，旨在为当地制定小麦灌溉制度提供试验依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验区概况

试验场地选在贵州省灌溉试验中心站试验基地测坑试验区，该区位于东经106°37′，北纬26°52′；海拔高度在1 270～1 280 m之间，四周地理位置相对较低，土壤为黄壤土，耕作层有机质含量较丰富，均在30 g/kg以上，气候温和，雨量丰沛，光照充足，雨热同季，适宜多种作物生长，多年平均降雨量1 235 mm，多年平均径流深550 mm，多年平均气温12.6 ℃，年0 ℃以上活动积温4 097 ℃，无霜期270 d，降雨年内分布不均，5-9月降雨量占全年降雨量的60%～70%，春旱和夏秋旱频率较高，试验区在地理环境、土壤情况和气候方面在贵州都具有一定的代表性[4]。田间持水量为38.9%(占干土重%)，地下水埋深大于8 m。

1.2 试验设计

试验安排在修文试验基地东侧的测坑区内，测坑为4.0 m2有底测坑，设有自动防雨棚。本次试验于2013年11月5日播种，11月13日出苗，2014年5月15日成熟，6月1日收割，全生育期共205 d。供试品种为川麦36。试验设8个处理， 3个重复，共24个测坑。设计方案见表1。各处理平面布置采用随机排列方式。坑内种植按每个测坑种植2行小麦，按间距0.4、0.7 m宽窄行进行条播，南北向种植。为确保幼苗的成活率，定植后各处理均浇一次定根水。

表1 小麦灌溉试验处理设计方案 %

注：表中数值为田间持水量的百分数，为灌溉设计上、下限。

2 试验观测项目及方法

(1)小麦生育期划分。小麦生育期划分为发芽出苗期、苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和成熟期。本试验生育期从2013年11月5日-2014年6月1日，共计203 d。生育期具体划分见表2。

表2 小麦生育期划分表

(2)灌溉方式。试验采用人工浇灌，并在各测坑安装水表计量。

(3)土壤水分测定。土壤水分测定采用TDR进行测量，按照实施方案每5 d观测1次，但根据试验现场实际情况，可以对观测天数进行调整。土壤测定深度是通过测量在不同生育期小麦根系深度确定的，分别为：10、15和20 cm。

(4)生育期气象参数观测。气象资料采用修文试验基地气象站的数据，包括每日的降雨、最低温度、最高温度、平均气温、日照时数、风速、气压、相对湿度等。

3 结果与分析

3.1 不同水分处理下小麦需水规律研究

3.1.1 需水量

从8个灌溉处理条件下小麦的需水量可知(图1)，对照、处理1和处理5的需水量最多，分别为411.97、408.27和403.81 mm。

图1 不同处理小麦的需水总量

如图2所示，小麦各生育阶段的需水量变化基本上呈现出逐渐上升的趋势，在苗期和越冬阶段，作物阶段需水量较低，随生育期的推进，上升梯度逐渐加大，在孕穗至成熟期需水量达到了全生育期最大值。

图2 不同处理小麦各生育阶段需水量

3.1.2 需水强度

如图3所示，小麦各处理的需水强度变化整体呈上升趋势，其中在苗期需水强度最低，拔节期至成熟期小麦的需水强度基本随着生育期的推进逐渐上升并在孕穗至成熟期达到峰值，说明拔节期～孕穗期为小麦的生长旺盛期。

3.2 产量与不同处理下全生育期需水量之间的关系

从表3可以看出,T3(拔节孕穗-乳熟轻旱)处理不仅有较高的产量(2 800 kg/hm2)，同时也达到了较大的水分利用效率(0.71 kg/m3)，实现了高产和高效。对照处理虽然也获得了较高的产量，但其需水量同样较大，水分利用效率相对较低。

表3 不同处理产量、需水量及水分生产效率的影响

通过对不同处理的小麦产量与需水量进行回归分析,得出产量与需水量之间呈二次抛物线关系(图4)，公式为：

y=-0.434 1x2+ 348.66x- 67 248(R2= 0.889 8)

式中:y为小麦的产量,kg/hm2；x为小麦全生育期需水量，mm。

4 结 语

(1)小麦在苗期需水强度最低，拔节期开始至成熟期小麦的需水强度基本随着生育期的推进逐渐上升并在孕穗至成熟期达到峰值，说明拔节期～抽穗期为小麦的生长旺盛期。

图4 产量与需水量的关系

(2)通过不同处理条件对产量与全生育期需水量的影响进行分析，得到处理 T3(拔节孕穗-乳熟轻旱)不仅有较高的产量(2 800 kg/hm2)，同时也达到了较大的水分利用效率(0.71 kg/m3),实现了高产和高效(即灌水控制下限为发芽出苗期～苗期80%～60%，分蘖～越冬期80%～70%，返青～拔节期85%～50%，孕穗～成熟70%～60%)。

(3)通过对不同处理的小麦产量与需水量进行回归分析,建立了产量与需水量之间的关系式。

(4)本次试验以1年试验数据为基础进行分析，具有特殊性，成果存在的一定的局限性。

[1] 康绍忠，蔡焕杰.农业水管理学[M].北京：中国农业出版社，1996.

[2] 科技部农村与社会发展司，水利部国际合作与科技司.中国节水农业问题[M].北京：中国水利电力出版社，1999.

[3] 陈玉民，孙景生.节水灌溉的土壤水分控制标准问题研究[J].灌溉排水，1997,16(7)：24-28.

[4] 冯 诚，杨 静，方小宇，等. 黔中地区非充分灌溉条件下油菜耗水规律研究[J]. 节水灌溉，2011,(5):12-13.