不同灌溉策略和灌溉方式对小麦生长特性、产量及水分利用的影响.pdf

2023.8 试验研究率袁减少农民在生产过程中农药的使用量袁保护环境的同时也降低了农民的生产成本遥 同时袁地下滴灌直接给作物根系供水袁供水稳定袁土壤升温快袁通气性好袁水尧肥尧气尧热比较协调袁有利于作物对水分和肥料的吸收利用袁并且能有效调节地温袁促使植物根系发达袁植株健壮袁节水节肥的同时产出更多袁真正做到野投入少而产出多冶遥参考文献1赵文.黄瓜栽培的现状及其发展趋势J.智慧农业导刊袁2022渊3冤院猿2原猿源.2王友平袁朱金英袁郭平银袁等.黄瓜白粉病研究进展J.长江蔬菜袁2009渊1冤院猿苑原源圆.3吴仁锋袁陈峰袁华展义.黄瓜霜霉病安全高效防治药剂的田间筛选J.长江蔬菜袁2020渊10冤院苑园原苑圆.4黄兴法袁李光永.地下滴灌技术的研究现状与发展J.农业工程学报袁2002袁18渊2冤院176-181.5要家威袁齐永青袁李怀辉袁等.地下滴灌技术节水潜力及机理研究进展J.中国生态农业学报渊中英文冤袁2021袁29渊6冤院员园苑远原员园愿源.6李晶袁徐永娟袁任百岩.保护地甜瓜微动力渗灌技术的应用及效益分析J.辽宁农业科学袁2007渊2冤院69.小麦渊Triticum aestivum L冤作为我国主要粮食作物之一袁 对于保障我国粮食安全和社会稳定发展具有重要意义1-2遥 水分是影响小麦生长发育和产量形成的重要因素袁小麦作为典型的需水作物袁充足和适宜的水分对于提升产量和品质意义重大3遥 但由于一些地区的小麦生长季节降水不足以满足小麦生长发育的需要袁 因此灌溉成为近年来保障干旱年份粮食安全的重要技术手段遥 大水漫灌作为主要的灌溉措施在农业生产上由来已久袁 但是近年来随着科学技术的发展和节水增效措施的提出袁 在保证作物增产增收的前提实现水资源的高效利用成为当前主要的研究重点2-3遥微喷灌和滴灌作为主要的节水灌溉技术措施均可实现水资源的高效利用袁 近年来逐渐应用到农业生产中遥 前人研究发现袁与大水漫灌相比袁喷灌尧微喷灌和滴灌等灌溉措施均可减少田间作物非生产性耗不同灌溉策略和灌溉方式对小麦生长特性、产量及水分利用的影响作者简介院吴明伟渊1981-冤袁男袁硕士袁农艺师袁从事农业技术推广工作遥 E-mail:吴明伟渊烟台市蓬莱区农业技术推广中心山东烟台 265600冤摘要院为明确不同灌溉策略和灌溉方式对小麦生长特性尧产量及水分利用的影响袁为实现水资源高效利用和改善农业生态环境提供理论依据袁于 2021-2022 年在胶州市胶莱镇青岛农业大学现代农业科技示范园开展田间试验遥 结果表明袁不同灌溉策略和灌溉方式处理间小麦株高和茎粗存在差异袁且在小麦各生育阶段均以微喷灌+限量灌溉和滴灌+限量灌溉处理下效果较优遥 不同灌溉策略和灌溉方式下以滴灌+限量灌溉处理产量最高袁为 9 374.65 kg/hm2袁微喷灌+亏缺灌溉处理下产量最低袁为 8 836.82 kg/hm2遥 同时袁滴灌处理条件下不同灌溉策略处理的小麦穗数尧穗粒数尧千粒重和产量要显著高于微喷灌处理袁平均增幅分别为 1.26%尧6.25%尧2.38%和 4.67%遥 综合考虑不同灌溉策略和灌溉方式对小麦生长特性尧产量及水分利用的影响袁滴灌+限量灌溉的灌溉模式可作为该地区最优灌溉模式进行推广应用遥关键词院小麦曰灌溉策略曰灌溉量曰生长特性曰产量曰水分利用82-试验研究 2023.8水袁促进作物发育及提升产量4,6遥 但是前人研究主要集中在与大水漫灌相比较方面袁在农业生产中袁喷灌和微喷灌相比最适宜小麦的灌溉方式尧不同灌溉策略对小麦生长特性尧产量及水分利用效果尧最适宜的灌溉策略和灌溉方式相结合的灌溉模式还有待进一步探究遥 基于此袁本研究于 2021 年 10 月至 2022 年 6 月在胶州市胶莱镇青岛农业大学现代农业科技示范园开展田间试验袁 研究不同灌溉策略和灌溉方式对小麦生长特性尧产量及水分利用的影响袁以期为实现水资源高效利用和改善农业生态环境提供理论依据遥1材料与方法1.1试验地概况本研究于 2021 年 10 月至 2022 年 6 月在胶州市胶莱镇青岛农业大学现代农业科技示范园渊北纬36毅33忆24义尧东经 120毅41忆33义冤开展田间试验袁试验地块土壤类型为砂姜黑土袁土壤肥沃袁基础地力较好遥 试验地块 0耀20 cm 土层土壤基础肥力见表 1遥种植制度为一年两熟制袁前茬作物为玉米遥1.2试验设计本研究采用二因素裂区设计袁主区为灌溉策略袁共设计 3 种灌溉策略袁以田间持水量渊云悦袁土壤达到饱合状态的含水量冤为基准袁分别为充分灌溉渊FI袁即当农田 60 cm 处土壤含水量降至 40%FC 时袁灌水至60 cm 土层土壤含水量达到 80%FC冤曰 限量灌溉渊LI袁即当农田 60 cm 处土壤含水量降至 40%FC 时袁灌水至 60 cm 土层土壤含水量达到 60%FC冤曰 亏缺灌溉渊DI袁即当农田 60 cm 处土壤含水量降到 40%FC 时袁灌水至 40 cm 土层土壤含水量达到 60%FC冤遥 副区为灌溉方式袁共设计 圆 种灌溉方式袁分别为设滴灌渊D冤尧微喷灌渊P冤袁共计 6 个处理袁每个处理 猿 次重复袁每个小区面积为 40 m2渊4 m伊10 m冤袁共计 18 个小区遥供试小麦品种为当地主推小麦品种鲁麦 21袁播表 1供试土壤 0耀20 cm 土层基本理化性状碱解氮渊mg/kg冤全磷渊g/kg冤速效磷渊mg/kg冤全钾渊g/kg冤速效钾渊mg/kg冤有机质渊g/kg冤容重渊g/cm3冤65.743.3875.740.8689.5118.71.33种量为 180 kg/hm2袁小麦行距为 20 cm遥 供试氮肥为尿素 渊含纯 N 46%冤袁 磷肥为重过磷酸钙 渊含 P2O516%冤袁钾肥为硫酸钾渊含 K2O 50%冤曰氮肥施用量为96 kg/hm2袁 磷肥施用量为 72 kg/hm2袁 钾肥施用量为48 kg/hm2遥 在小麦播种的同时将磷肥和钾肥作为基肥一次性施入袁40%的氮肥作为基肥于播种前通过表层撒施翻耕法施入土壤袁 剩余 60%的氮肥分 2 次分别在返青至拔节期渊30%冤尧孕穗至扬花期渊30%冤采用沟施法追肥遥 其他田间施药尧除草等管理措施同当地常规管理措施遥1.3测定项目及方法1.3.1土壤样品采集与测定采用五点取样法袁在小麦播种前尧拔节期尧开花期和成熟期用土钻采集 0耀60 cm 的土层土壤袁除播前将 0耀20 cm 土层土壤分成圆 份袁 一份风干后过筛用于测定土壤基础理化性质袁另一份用于测定土壤含水量外袁 其他生育时期均只测定土壤含水量袁土壤含水量采用干燥法测定遥1.3.2小麦生长特性相关指标的测定分别于小麦拔节期尧 开花期和成熟期在各个小区采用五点取样法选取 10 株具有代表性的小麦植株袁 用卷尺测定小麦株高袁 测量部位为从小麦基部发根处至主茎顶端袁 用游标卡尺测定小麦茎粗袁 测量部位为小麦茎秆基部遥1.3.3小麦产量及其构成因素的测定在小麦成熟收获时袁每个处理选择 2 个 40 m2渊2 m伊20 m冤的小样方袁调查样方内小麦穗数尧穗粒数和千粒重等指标袁并按照 13%的含水量折算小麦产量遥1.3.4生育阶段耗水量和耗水强度的计算耗水量和耗水强度的计算参考王培如等7的计算方法遥耗水量渊WCF,单位院mm冤=生育阶段开始时土壤蓄水量渊W1冤-生育阶段结束时土壤蓄水量渊W2冤曰土壤蓄水量渊W,单位院mm冤=土壤容重渊g/cm3冤伊土层深度渊cm冤伊土层含水量渊%冤伊10-1曰耗水强度渊WCD,单位院mm/d冤=耗水量/生育阶段持续天数渊d冤遥1.4数据整理与分析采用 Excel 2016 进行数据整理工作尧SPSS 软件进行相关性分析袁 采用 Duncann 法进行处理间的多重比较袁利用 Origin 绘图遥2结果与分析2.1不同灌溉策略和灌溉方式对小麦株高和茎粗的影响由图 1 可知袁 不同灌溉策略和灌溉方式处理间小麦株高和茎粗存在差异袁 滴灌处理下的小麦株高83-2023.8 试验研究和茎粗要优于微喷灌处理遥 不同灌溉策略和灌溉方式下小麦株高袁 随着生育进程的推进呈逐渐上升的趋势袁拔节期到开花期增幅最快袁开花期到成熟期增幅不明显遥 对于不同灌溉策略和灌溉方式下的小麦茎粗而言袁 随着生育进程的推进呈先上升后下降的趋势袁在开花期出现最大值袁开花期到成熟期小麦茎粗开始下降遥 小麦各生育阶段株高和茎粗均以微喷灌+限量灌溉和滴灌+限量灌溉模式下效果最优遥2.2不同灌溉策略和灌溉方式对小麦水分利用的影响由表 2 可知袁 不同灌溉策略和灌溉方式处理显著影响小麦各生育阶段耗水量和耗水强度遥 不同灌溉策略和灌溉方式处理下小麦均在拔节期至开花期有最大耗水量和耗水强度袁 不同灌溉策略和灌溉方式处理下小麦各生育阶段均在滴灌+限量灌溉处理下有最大耗水量和耗水强度袁 小麦生长季总耗水量为 411.57 mm袁平均耗水强度为 2.191 mm/d遥 相同灌溉策略下袁 滴灌处理下的耗水量和耗水强度要高于微喷灌处理袁而在相同灌溉方式下袁小麦各生育阶段耗水量和耗水强度均表现为限量灌溉跃亏缺灌溉跃充分灌溉遥 这说明适量的灌溉量和适宜的灌溉方式均有利于小麦的生长发育遥2.3不同灌溉策略和灌溉方式对小麦产量及其构成因素的影响由表 猿 可知袁 不同灌溉策略和灌溉方式显著影响小麦穗数尧穗粒数尧千粒重和产量遥 不同灌溉策略和灌溉方式下以滴灌+限量灌溉处理渊阅垣蕴陨冤产量最高袁为 9 374.65 kg/hm2袁微喷灌+亏缺灌溉处理渊孕垣阅陨冤产量最低袁为 8 836.82 kg/hm2袁与微喷灌+亏缺灌溉处理相比袁滴灌+限量灌溉处理产量增幅为 6.08%遥同时小麦穗数尧穗粒数和千粒重均在滴灌+限量灌溉处理下有最大值袁分别为 593.76 万株/hm2尧34.26 粒/株尧45.38 g遥 同时袁 滴灌处理下不同灌溉策略的小麦穗数尧穗粒数尧千粒重和产量要显著高于微喷灌处理下的各灌溉策略袁 平均增幅分别为 1.26%尧6.25%尧2.38%和 4.67%遥注院不同小写字母表示不同灌溉策略和灌溉方式交互处理间差异显著性渊 约0.05冤遥表 2不同灌溉策略和灌溉方式下小麦耗水量和耗水强度分析处理播种至拔节期拔节期至开花期开花期至收获耗水量渊mm冤耗水强度渊mm/d冤耗水量渊mm冤耗水强度渊mm/d冤耗水量渊mm冤耗水强度渊mm/d冤D+FI191.48c1.182c97.44c2.784c92.15c2.047cD+LI203.56a1.253a109.65a3.133a98.36a2.186aD+DI193.24c1.191c99.68b2.848b94.57b2.102bP+FI184.72d1.136d93.65d2.676d90.49c2.011cP+LI195.46b1.207b98.97b2.828b94.73b2.105bP+DI182.34d1.126d91.82d2.623d88.36a1.964d注院不同小写字母表示不同灌溉策略和灌溉方式交互处理间的差异显著性渊 约0.05冤遥图 1不同灌溉策略和灌溉方式下小麦株高和茎粗的变化特征84-试验研究 2023.8注院表中不同大写字母表示不同灌溉方式处理间差异性显著渊 约0.05冤曰表中不同小写字母表示不同灌溉策略和灌溉方式交互处理间差异性显著渊 约0.05冤遥表 3不同灌溉策略和灌溉方式下小麦产量及其构成因素变化分析处理穗数渊万穗/hm2冤穗粒数渊粒冤千粒重渊g冤产量渊kg/hm2冤D+FI581.35依3.76Ab32.34依1.06Ab43.12依0.67Ac9 116.82依336.58AcD+LI593.76依4.65Aa34.26依1.34Aa45.38依0.68Aa9 374.65依146.35AaD+DI574.34依8.67Ad32.21依1.14Ab42.25依0.54Ac8 946.56依366.49AdP+FI584.25依2.74Bb31.15依1.51Bc41.23依0.84Bd9 089.55依126.67BcP+LI587.33依3.65Ba33.12依1.16Ba44.24依0.52Bb9 265.34依289.78BbP+DI579.36依4.53Bc32.24依1.22Bb41.35依0.34Bd8 836.82依89.56Bd3讨论与结论小麦株高和茎粗可以直接反映小麦的生长状况和生长特性袁 合理的灌溉方式和灌溉策略可以减少田间干旱和高温等胁迫对小麦生长过程的影响2遥 本研究结果发现袁 不同灌溉策略和灌溉方式处理间小麦株高和茎粗存在差异袁 且滴灌处理下的小麦株高和茎粗要优于微喷灌处理袁 在小麦各生育阶段均以微喷灌+限量灌溉和滴灌+限量灌溉下株高和茎粗最大遥 这是由于充足灌溉导致小麦冗余生长袁产生无效分蘖袁 无效分蘖与主茎之间在生长中进行养分和资源的竞争袁不利于小麦株高和茎粗的形成遥 而亏缺灌溉处理会导致小麦生长过程中水分供应不足袁 遭受高温和干旱胁迫袁使生长发育受阻4,7遥前人研究发现袁 适宜的灌溉量可以有效提升作物产量和水分吸收利用率遥 岳玲等8的研究发现袁适当减少灌溉量更有利于小麦产量的形成和水分的吸收利用袁这与本研究结果一致遥 本研究结果发现限量灌溉处理下的小麦穗数尧穗粒数尧千粒重尧产量及小麦各生育阶段耗水量和耗水强度要显著高于亏缺灌溉和充分灌溉处理遥 这是由于在小麦生长发育进程中袁过量的水分灌溉会导致小麦根际区域积水增加袁抑制根系生长发育和建成袁 进而导致养分吸收利用过程受阻袁影响地上部生长发育和籽粒建成袁同时过量灌溉还会影响田间微生物群落的多样性袁 导致田间病虫害加剧袁不利于小麦养分吸收与转运2,8遥 亏缺灌溉下会导致小麦产生严重的水分胁迫和高温胁迫袁导致小麦生长发育尧水分吸收利用和籽粒灌浆过程受阻袁进而影响小麦产量构成因素的发育袁导致产量下降遥 而限量灌溉下袁小麦根系始终持续处于较好的供水环境下袁 有利于根系的建成和深层养分的吸收利用2遥 同时本研究还发现袁滴灌处理下不同灌溉策略下的小麦穗数尧穗粒数尧千粒重尧产量及小麦各生育阶段耗水量和耗水强度等均显著高于微喷灌处理袁这可能是由于在滴灌条件下袁可以使得水分均匀而准确地滴入作物根区附近的土壤表面或作物根系所在的土壤层袁 土壤中养分和肥料始终分布在小麦根系附近袁而微喷灌处理下的面积较大袁水分施入使得土壤中养分和肥料分散在田间袁 同时灌溉时间相对较长袁土壤养分向深处转移更加严重袁导致小麦养分供应不足8袁其具体原因还有待进一步研究探索遥综上可知袁 在山东省胶州市春小麦种植区采用滴灌+限量灌溉处理可以更好地促进小麦株高和茎粗的形成袁提升小麦各生育阶段耗水量和耗水强度袁进而促进产量及其构成因素的形成袁 保证小麦增产增收袁 对于实现水资源高效利用和改善农业生态环境意义重大遥参考文献1杨洪强,顾晶晶,田文仲袁等.不同灌水处理对小麦产量和籽粒品质的影响J.江苏农业科学,2022,50渊19冤:74-78.2王梦扬.滴灌条件下不同水氮处理对冬小麦生长及产量的影响J.特种经济动植物,2023,26渊2冤:35-37.3张学品,冯伟森,丁志强袁等.水分处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响J.山西农业科学,2022,50渊12冤:1654-1661.4姚海坡,董志强,吕丽华袁等.微喷带灌溉模式下冬小麦产量及穗部性状研究J.华北农学报,2022,37渊S1冤:66-73.5田旭浪.伊犁河灌区滴灌小麦作物系数及灌溉制度优化研究D.石河子院石河子大学,2022.6王雪,谷淑波,林祥,等.微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响J.作物学报,2023,49渊3冤:784-794.7王培如,钟融,孙敏,等.不同降水年型施氮量对冬小麦水氮资源利用效率的调控J.植物营养与肥料学报,2022,28渊8冤:1430-1443.8岳玲.不同灌溉策略下麦玉水分利用效率及影响因素分析D.郑州院河南农业大学,2022.85-