浅谈谷子不同栽培模式对土壤水温环境及水分利用效率的影响

杨志东

1.实验地点与实验方法

1.1实验地点概述

本次实验于2016年5月-10月在位于辽宁省建昌县的某一园区进行，该园区海拔1223米，属于北温带半湿润大陆性季风气候。年平均气温为8.2℃，年平均降水量为550毫米，降雨其大都集中在七月和八月，无霜期大约158天。实验田的土壤类型属于碳酸盐褐土，在0-20厘米的耕层土壤中，有机质含量大约为22.2g/kg，pH为8.16。

1.2实验设计

本次实验采用的谷子品种是张杂谷10号，实验主要包括三种栽培方式：其一，覆膜穴播，采用地膜覆盖的栽培方式，46厘米等行距播种，穴距为17厘米；其二，精量条播，采用露地栽培方式，30厘米等行距播种，株距为8.5厘米；其三，传统穴播，采用露地栽培方式，46厘米等行距播种，穴距为17厘米。每种栽培方式的留苗密度相同，均是39万株/hm2，采用机械化播种方式进行栽培。本次实验应用完全随机区组的设计方式，每种栽培方式重复五次，每块实验田的面积为十五平方米。实验田在播种之前进行底肥的施加，再进行旋耕整地。本次实验在2016年5月10日进行播种，7月7日补灌50毫米水量一次，谷子于9月19日收获。

1.3实验参数的测定

首先，土壤水温环境的测定，土壤水温环境主要包括土壤含水量以及土壤温度这两种参数。土壤含水量的测量方法如下：从谷子播种之后开始计算，每七天取一次土壤样本，应用烘干法进行0-20厘米土层含水量的测定，具体的计算公式为：土壤含水量=；土壤温度的测量方法如下：从谷子播种之后开始计算，每七天应用地温计进行地面下方5厘米、10厘米以及20厘米位置的土壤温度，最终的土壤温度取平均值。

然后，水分利用效率的测定，水分利用效率主要包括叶片水分利用效率以及作物水分利用效率。叶片水分利用率为叶片光合速率与叶片蒸腾速率的比值，叶片光合速率与叶片蒸腾速率主要通过CI-340便携式光合仪进行测量，具体的测量时间为谷子的拔节期、孕穗期、抽穗灌浆期以及成熟期间的晴朗天气，通常在上午九点到十一点，在每个实验田选取三株谷子进行测定，最终的参数取平均值；作物水分利用效率为谷子籽实产量和作物生育期间的总耗水量，谷子籽实产量为实验田内所有植株脱粒晒干之后的重量，作物生育期间的总耗水量按照如下公式计算：总耗水量=生育期间的总降雨量+灌溉用水量+（播种时土层平均含水量-收获时土层平均含水量）。

本次实验的所有参数均采用Excel2003进行数据处理和图表的绘制；应用DPS7.5统计分析软件采取LSD法进行数据的差异显著性检验。

2.实验结果与分析

2.1谷子不同栽培模式对土壤水温环境的影响

首先，土壤含水量受到的影响，观察Excel2003绘制的图表可知，三种栽培方式下土壤含水量的增长趋势相差无几，但是地膜可以提升土壤的保水能力，使得覆膜穴播栽培方式下的土壤具有较高的含水量。在谷子生育期，覆膜穴播栽培方式的含水量要比精量条播高1.6%，比传统穴播高1.8%；在谷子出苗期，该地区的土壤墒情比较差，覆膜穴播栽培方式的含水量要两种露地栽培方式高3.4%。也就是说，土壤含水量会明显受到栽培模式以及降雨状况的影响。

然后，土壤温度受到的影响，观察Excel2003绘制的图表可知，在谷子生育期，覆膜穴播栽培方式的土壤温度要高于另两种栽培方式，两种露地栽培方式的土壤温度相差无几，这种较高的温度一直维持到谷子的孕穗期；等到覆膜穴播栽培的谷子生长到孕穗期，植株的升高导致地面受到的辐射减少，其温度要低于露地栽培方式；等到传统穴播栽培的谷子生长到孕穗期，三种栽培方式下谷子的地面遮挡效果一致，覆膜穴播栽培方式的土壤温度较；从7月7日的补灌开始，地膜不再具备增温效应，使得覆膜穴播栽培方式下的土壤温度降低，但仍旧高于另两种露地栽培方式。

对上述结果分析可知，地膜覆盖具有抑蒸保水的作用，可以为谷子提供充足的水分条件和温度条件，避免谷子在北方半干旱地区受到低温干旱的不利影响，提升了土壤的调水能力，有助于作物的生长发育。

2.2谷子不同栽培模式对水分利用效率的影响

首先，叶片水分利用效率受到的影响，观察Excel2003绘制的图表可知，在谷子的所有生育期内，覆膜穴播栽培方式的利用效率都要高于另两种露地栽培方式，比精量条播高9.5%，比传统穴播高11.2%。对于两种露地栽培方式而言，在谷子的孕穗期，精量条播的利用效率要明显高于传统穴播，其他时期则相差无几。

然后，作物水分利用效率受到的影响，观察Excel2003绘制的图表可知，覆膜穴播栽培方式与另两种露地栽培方式相比，在谷子产量增加的情況下，生育期间的总耗水量却降低了4%左右，精量条播和传统穴播的耗水量相差无几。

对上述结果分析可知，在覆膜穴播栽培方式中，因为地膜的阻隔有效减少了土壤水分的流失，使得水分利用率较高。在同样的土壤环境中，精量条播栽培方式要比传统穴播的产量更高，但是耗水量却大致相同。也就是说，要想提高建昌县谷子的水分利用率，可以从提升产量这方面入手。

（作者单位：125300 辽宁省葫芦岛市建昌县农业技术推广中心）