不同土层测墒补灌对小麦耗水特性和产量的影响

　　摘要：大田条件下，设置5个试验处理，即：小麦拔节期和开花期各灌溉60 mm （W1）；拔节期和开花期测定0～20 cm（W2）、0～40 cm（W3）和0～60 cm （W4）土层土壤含水量，并补灌至土壤相对含水量为70%；全生育期不灌溉（W0）；以此研究不同土层测墒补灌对小麦耗水特性和产量的影响。结果表明：土壤贮水消耗量为W3>W1>W2、W4>W0，60～140 cm土层贮水消耗量W3处理最高；W3的籽粒产量最高，其水分利用效率高于W0和W4处理。这表明依据0～40 cm土层含水量测墒补灌拔节期和开花期目标相对含水量为70%的W3处理达到节水高产的效果。

　　关键词：小麦；测墒补灌；土壤贮水消耗量；籽粒产量

　　中图分类号：S512.1+1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）09-0034-05

　　黄淮海地区水资源总量仅为1 500.2×108 m3[1]，水资源短缺成为限制该地区小麦生产的关键因素。在小麦越冬期和拔节期各灌水75 mm条件下，籽粒产量较越冬期灌溉75 mm的处理高2 068.7 kg·hm-2[2]。研究指出，小麦拔节期和抽穗期分别灌溉60 mm较拔节、抽穗和灌浆期各灌溉40 mm处理的籽粒产量高269.0 g·m-2[3]。亦有研究指出，拔节期和开花期是小麦关键需水时期，各灌溉60 mm其水分利用效率与拔节、开花和灌浆期各灌溉40 mm的处理相比高0.16 kg·m-3[4]。前人研究多采用定量灌溉方法，本试验设计依据不同土层土壤含水量进行测墒补灌，研究其对小麦耗水特性和产量的影响，并与常规定量灌溉方法相比较，旨在为创建小麦高产节水栽培技术提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验地概况

　　2011-2012、2012-2013年度在山东兖州小孟镇史王村大田（35°40′N，116°41′E）进行小麦田间试验。土壤质地为壤土。2011-2012年度播种前试验田0～20 cm土层有机质含量为1.4%、全氮0.1%、碱解氮142.3 mg·kg-1、速效磷31.0 mg·kg-1和速效钾112.6 mg·kg-1。小麦生育期间降水量为183 mm。2012-2013年度播种前试验田0～20 cm土层有机质含量为1.4%、全氮0.1%、碱解氮143.6 mg·kg-1、速效磷34.5 mg·kg-1和速效钾118.5 mg·kg-1。小麦生育期间降水量为238 mm。试验田0～60 cm土层的田间持水量和容重见表1。

　　1.2试验设计

　　试验设置5个处理，即：分别于小麦拔节期和开花期灌溉60 mm （W1）；测定0～20 cm（W2）、0～40 cm（W3）、0～60 cm（W4）土层土壤含水量，并补充灌溉至土壤相对含水量为70%；全生育期不灌溉（W0）。于拔节期和开花期灌水前测墒计算补充灌水量，灌水3天后取土测定实际土壤含水量。灌水量计算公式为：

　　M=10γH（βi-βj）[5]

　　式中：M为灌水量（mm），H为土壤计划湿润层的深度（cm），γ为计划湿润层的土壤容重（g·cm-3），βi为目标含水量（田间持水量乘以目标相对含水量），βj为灌溉前土壤含水量。用水表计量实际灌水量。

　　供试小麦品种为济麦22。小区面积4 m×4 m=16 m2，随机区组排列，重复3次，小区之间留1.5 m宽隔离区，并播种小麦。播种前每公顷底施纯氮105 kg、P2O5和K2O各150 kg，拔节期每公顷开沟追施纯氮135 kg；肥料种类为尿素、磷酸二铵和氯化钾。分别于2011年10月12日和2012年10月9日播种，2012年6月12日和2013年6月14日收获。三叶期定苗，留苗密度为180株·m-2。其它管理措施同一般高产田。

　　2011-2012、2012-2013年度，测得土壤相对含水量与目标相对含水量的平均相对偏差分别为1.7%和2.4% （表1），表明本试验中采取测墒补灌方法能够达到预期设计的目标相对含水量。

　　1.3测定项目与方法

　　1.3.1土壤含水量的测定用土钻取0～200 cm土层的鲜土，每20 cm为一层，将土样立即装入铝盒，称重，105℃烘干至恒重，计算土壤质量含水量和土壤相对含水量。

　　土壤质量含水量（%）=（土壤鲜土质量-土壤干土质量）/土壤干土质量×100

　　土壤相对含水量（%）=土壤质量含水量/田间持水量×100