探究不同补灌时期与灌水量对冬小麦生长的影响

刘斌侠,刘丽萍,刘 瑞,黄 莹

(1.岐山县农业技术推广服务中心 ,陕西 岐山 722400;2 宝鸡市农业技术推广服务中心,陕西 宝鸡 721001)

为了探索小麦节水补灌的灌溉时期和灌溉量，测定水分利用效率，揭示其对小麦的增产节水效应，为指导大田大面积推广提供理论依据。2017年秋播，设置了冬小麦不同补灌时期、不同灌水量试验，以期对小麦生产和补灌提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验设在岐山县益店镇妙敬村飞飞粮食种植家庭农场。该农场2017年春季安装了节水补灌设施。试验在安装了节水设施的机井东南1.8 hm2方田内设置，试验田内地势平坦，肥力均匀中等。试验地北纬34.42810°，东径107.75972°，海拔670.5m。前茬作物种植青储玉米，近成熟期采用机械收获。秋播前采集基础土样测定：有机质19.437g·kg-1、速效氮9.13m g·kg-1、有效磷15.5 mg·kg-1、速效钾152.3 mg·kg-1、pH值7.77。试验小麦于2017年10月6日用宽幅播种机播种，667 m2播种量11.5 kg,供试小麦品种为西农822。基肥每667 m2施入三元复合肥45%(27-12-6)50 kg。试验区小麦10月13日出苗，冬前开展化学除草1次，今年5月份结合“一喷三防”开展病虫综合防治1次。5月14日分不同小区测产，6月5日采集小麦植株标本，6月15日分小区室内考种、计产。试验大田小麦于6月14日机械收获。在小麦播种期、出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期等关键生育时期分大区开展调查，并做好观察记载。

1.2 试验设计与处理

按照方案要求，试验采用大区比较。共设8个处理，每个处理面积0.13 hm2。试验设2个喷灌时期：即越冬期和拔节期，每个时期设2个喷灌量：即16 m3·667m-2和24 m3·667 m-2。处理1：越冬期16 m3·667 m-2;处理2：越冬期24 m3·667 m-2；处理3：拔节期16 m3·667 m-2；处理4：拔节期24 m3·667 m-2；处理5：越冬期16 m3·667 m-2+拔节期16 m3·667 m-2；处理6：越冬期16 m3·667 m-2+拔节期24 m3·667 m-2；处理7：越冬期24 m3·667 m-2+拔节期24 m3·667 m-2；处理8：空白对照即越冬期、拔节期均不补灌。试验分别于2017年12月22日(越冬期)、2018年3月15日﹙拔节期﹚按照方案要求喷灌。喷灌前分大区开展调查，并分层采测0～200 cm土壤含水量。试验小麦播种前、收获后仍对0～200 cm土样水分进行测定，共测定4次。

2 试验结果与分析

2.1 补灌对冬小麦生育时期的影响

据对小麦整个生育期251天观察(见表1)：冬灌之前，试验小麦10月6日播种，10月13日出苗，11月2日进入分蘖期，12月15日进入越冬期，各大区之间生育进度基本无差别。12月22日对处理1、2、5、6、7进行了冬季补灌，3月14日对处理3、4、5、6、7进行了春季补灌，冬灌过的5个处理较未冬灌的3个处理(处理3、4、8)提早2～3 d返青、拔节，但拔节至开花成熟期同对照一致。春灌过的5个处理较对照推迟2～3 d孕穗、开花，较对照推迟成熟约1 d。冬、春均灌水的处理较对照成熟期(6月14日)推迟2～3 d。由此得出：冬灌能促进小麦越冬、完成春化阶段，并提早返青拔节；春灌会促进小麦植株生长，延长孕穗期、延迟开花及成熟；冬春灌水会延长小麦整个生育期2～3 d。

表1 小麦节水高效试验示范主要生育时期调查 (月·日)

2.2 补灌对冬小麦植株生物学性状的影响

小麦越冬期(12月22日)补灌后近3个月(3月14日)调查结果(见表2)：处理5小麦株高27.31 cm[4]，叶片数7.25片，单株分蘖3.8个，三叶一心大蘖3.1个，次生根9.2条，新生次生根5.1条、667 m2总茎数81.04万茎；处理1春季长势和处理5相当。以667 m2总茎数、株高、叶片数、分蘖数、三叶一心大蘖数、次生根数、新生次生根数综合排名先后依次为处理5>处理1>处理4>处理6>处理8>处理2>处理7>处理3。小麦拔节期(3月15日)补灌后2个月 (5月14日)调查(见表3)，每平方尺小麦穗数处理5为113穗，受冻害6穗，平均株高77.6 cm，总体长势排名第1，对每平方尺小麦穗数、受冻穗数、平均株高进行综合排名，由高到低依次为处理5>处理7>处理2>处理6>处理3>处理8>处理1。分析得出：小麦越冬期灌水能促进长根、长叶、长分蘖，补灌水量以16 m3·667 m-2为宜。春灌能促进小麦生长和分蘖，增强植株长势，补灌水量亦以16 m3·667 m-2为佳。此外，适当的补灌能起到以水促肥、以水控肥的目的。

表2 小麦节水高效试验示范拔节期调查

2.3 补灌对冬小麦产量构成因素的影响

经对小麦产量构成三要素分析(见表3)，处理5折667 m2有效穗数为64.2万穗，穗粒数平均16.1粒，千粒重42.2 g，理论667 m2产量436.9 kg，实际667 m2产392.6 kg，667 m2产量位居第1。处理2理论667 m2产量426.9 kg，实际667 m2产384.2 kg。处理8、7、4、6、3、1理论667 m2产分别为422.8 kg、415.1 kg、380.1 kg、378.4 kg、377.1 kg、346.4 kg，实际667 m2分别为375.2 kg、373.6 kg、342.1 kg、340.6 kg、339.3 kg、311.8 kg经对试验产量结果回归分析，产量差异达到显著水平。由试验产量方差分析看出[3]：处理5小麦产量构成三因素(每667 m2穗数、穗粒数、千粒重)之间结构协调，群体适中。多重比较处理5和处理4、6、3、1之间，处理2、8、7和处理1之间差别明显，达到显著水平。而处理5与处理2、8、7之间，处理2、8、7与处理4、6、3之间，处理4、6、3与处理1之间折小麦667 产量差别均未达到显著水平。

表3 小麦节水高效试验示范产量结构

注:数值后不同小写字母表示处理平均值间的差异达5%显著水平。

2.4 补灌对土壤含水量的影响

试验前测定试验地0～200 cm分层混合土样水分，各处理间分层土壤含水量较为均匀。由越冬期补灌效果拔节期土壤含水量调查(表4)看出:土壤分层0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm含水量冬季补灌过的处理1、2、5、6、7分别高于对应土层含水量平均值(17.71%、17.14%、17.83%、18.15%、18.89%)和未冬灌的处理3、4、8相应土层含水量。100～200 cm分层含水量与是否冬灌、灌水量多少无相关性。0～200 cm土壤平均含水量也表现出冬灌过的处理1、2、5、7高于平均值19.08%。小麦收获后含水量测定结果：(见表5):冬、春灌水总量48 m3·667m-2的处理7从0～200 cm总体平均(17.3%)，还是0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm分层含水量(19.9%、19.2%、16.43%、14.81%)均为最高，其次为处理6(灌水总量40 m3·667 m-2)、处理5(灌水总量32 m3·667 m-2)、处理2、处理4、处理3、处理1，不灌水的处理8含水量最低。由此可见：节水喷灌不仅能促进作物高效利用水分[5]，还能提高土壤0～80 cm含水量和0～200 cm平均含水量，促进作物地上、地下部分生长。

表4 小麦水肥一体化试验拔节期土壤含水量调查 (%)

表5 小麦水肥一体化试验成熟期土壤含水量调查 (%)

2.5 补灌对小麦产值和效益的影响

喷灌水成本按0.4元· m-3、人工费用按10元·次-1，小麦单价按2.4元·kg-1计，处理5小麦667 m2投入灌溉水成本12.8元(32 m3)，人工费用20元，每667 m2灌溉成本32.8元，收益942.2元，扣除灌水费用后收益909.4元。处理2、8、7、4、6、3、1每667 m2灌溉成本依次为：19.6元、0元、39.2元、19.6元、36.0元、16.4元、16.4元，小麦收益依次为922.1元、900.5元、896.6元、821.0元、817.4元、814.3元、748.3元，除去灌水费用后收益依次为902.5元、900.5元、857.4元、801.4元、781.4元、797.9元、731.9元。收益位居前三的处理分别为处理5、处理2、处理8，收益较低的2个处理分别为处理1、处理6。

3 小结与讨论

(1)冬小麦不同补灌时期与灌水量试验结果表明：在黄土台塬区中等肥力田块，冬、春适量补灌2次，总灌水量32 m3·667 m-2能有效促进小麦越冬期和春季根、叶、蘖的生长，增强长势，延长生育期2～3 d，小麦667 m2产量392.6 kg，收益909.4元。这种节水补灌模式值得在有补灌条件的塬灌区推广。

(2)群体合适的麦田春季补灌应严格把控灌水量[1]，否则会增加无效分蘖，造成群体过大(≥60万茎·667 m-2)，不仅无益消耗养分，还会影响群体中下部的通风透光。

(3)在渭北冬麦区，若降水属正常年份(2018年收获小麦生长期内降水260.8 mm[6]，常年261.3 mm)，则无需补灌，且省工省时。

(4)今年4月6-7日我地遭受了严重的晚霜冻为害[2]，试验地极端最低气温下降到-0.5℃。此时小麦已普遍进入拔节孕穗期，抗寒耐冻能力显著下降。晚霜冻对小麦后期生长造成极大影响，导致部分小麦不能正常抽穗、抽穗后穗形变小，不孕小穗数量增加，小麦产量构成三要素的有效穗数、穗粒数2个因素均减少，影响了试验小麦产量和补灌效果的正常发挥。

(5)冬灌24 m3·667 m-2的处理2、7和16 m3·667 m-2的处理1、5、6土壤0～20 cm、20～40 cm含水量无明显差别，是各处理采样、水分测定误差，抑或是其它原因造成？