集雨限量補(bǔ)灌對(duì)半干旱區(qū)農(nóng)田土壤水分及冬小麥產(chǎn)量的影響.pdf

1、近年來，由于農(nóng)業(yè)水資源短缺形勢(shì)日益嚴(yán)峻，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)成為促進(jìn)水資源有效利用及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。溝壟覆膜集雨種植技術(shù)是旱區(qū)發(fā)展起來的在提高降水利用效率與改善土地生產(chǎn)力方面效果顯著的一種種植方式。為使集雨種植技術(shù)適用于灌溉農(nóng)田，并充分發(fā)揮其增產(chǎn)節(jié)水效果，進(jìn)而緩解當(dāng)前農(nóng)業(yè)水資源高耗低效的局面，本研究通過在寧南典型半干旱區(qū)2012-2015年度連續(xù)3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莸亩ㄎ辉囼?yàn)，對(duì)不同集雨限量補(bǔ)灌模式下田間土壤水分效應(yīng)、作物生長(zhǎng)發(fā)育狀況及增

2、產(chǎn)增效機(jī)制進(jìn)行探索，主要研究結(jié)果如下:
　　1、集雨限量補(bǔ)灌對(duì)土壤水分特征的影響
　　(1)集雨限量補(bǔ)灌模式有良好的蓄水保墑作用。在3年試驗(yàn)期內(nèi)，集雨補(bǔ)灌處理冬小麥生育前期（苗期-拔節(jié)期）0-200 cm土層土壤平均含水量均較相同補(bǔ)灌方式下的畦灌處理有所提高，0-40 cm土層土壤水分提升效果更為顯著，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萜骄岣?.37％。
　　(2)集雨限量補(bǔ)灌能調(diào)整土壤貯水利用的土層分布。在3年試驗(yàn)期內(nèi)，集雨限量補(bǔ)灌模式

3、能改善冬小麥大部分生育階段上層土壤水分存蓄狀況，苗期到抽穗期0-40 cm土層土壤貯水量較畦灌處理平均增加6.88％，與此同時(shí)提高了冬小麥對(duì)中下層土壤貯水的利用能力，與畦灌模式相比，三個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萑?0-120 cm土層土壤貯水消耗量平均提高22.28％，120-200 cm土層平均提高25.52％。
　　2、集雨限量補(bǔ)灌對(duì)冬小麥耗水特性的影響
　　(1)集雨限量補(bǔ)灌能增加冬小麥耗水構(gòu)成中土壤貯水消耗量的比例。3個(gè)試驗(yàn)?zāi)?/p>

4、份各集雨限量補(bǔ)灌處理生育期補(bǔ)灌量占總耗水量的比例均小于相應(yīng)畦灌處理，貯水消耗量及其占總耗水量比例卻有所增加，貯水消耗量平均增加27.11％，貯水消耗量所占比例平均提高8.07％。相同種植方式下，各試驗(yàn)?zāi)攴菁暄a(bǔ)灌處理總耗水量及補(bǔ)灌量所占比例均隨著生育期補(bǔ)灌量的增加而增加，貯水消耗量所占比例表現(xiàn)規(guī)律則與之相反;在兩個(gè)平水年，補(bǔ)灌量相同時(shí)，生育前期補(bǔ)灌處理生育期貯水消耗量及其所占比例均較后期補(bǔ)灌處理有所提高，各指標(biāo)平均增幅分別為10.37％

5、、6.02％。
　　(2)集雨限量補(bǔ)灌可改善冬小麥生育期耗水狀況。在3年試驗(yàn)期內(nèi)，尚未進(jìn)行補(bǔ)灌之前，集雨種植處理在冬小麥播種-返青期階段耗水量、耗水強(qiáng)度及耗水模系數(shù)均較相應(yīng)畦灌處理有所降低，階段耗水量3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萜骄档?2.05％，耗水強(qiáng)度及耗水模系數(shù)則分別平均降低12.3％、9.34％，在平水年降幅更為顯著;補(bǔ)灌開始后，生育期僅補(bǔ)灌一次的集雨處理（R1及R3）均增加了各耗水特性在小麥需水旺盛期的分配比例，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莘登?成熟

6、期階段耗水量較畦灌處理平均增加5.45％、耗水強(qiáng)度及耗水模系數(shù)分別平均增加5.46％、5.69％。相同種植方式下，集雨補(bǔ)灌處理間返青-成熟期各耗水特征值大小變化規(guī)律均表現(xiàn)為:生育期兩次補(bǔ)灌處理＞生育期一次補(bǔ)灌處理＞全生育期不補(bǔ)灌處理;補(bǔ)灌量相同時(shí)，在平水年小麥生長(zhǎng)前期補(bǔ)灌的處理(R1)各耗水特征值均較生長(zhǎng)后期補(bǔ)灌的處理(R3)有所增加。
　　3、集雨限量補(bǔ)灌對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響
　　(1)集雨限量補(bǔ)灌能促進(jìn)冬小麥株高的增加

7、。在3年試驗(yàn)期內(nèi)，各集雨種植處理在返青到成熟期各個(gè)生育階段較畦灌均能不同程度地增加冬小麥株高，在拔節(jié)-抽穗期表現(xiàn)最為顯著，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴菰黾臃葹?.11-35.96％。相同種植方式下，各年份成熟期集雨處理間株高大小變化規(guī)律均表現(xiàn)為小麥前后期均補(bǔ)灌處理(R2)＞前期補(bǔ)灌處理(R1)＞后期補(bǔ)灌處理(R3)＞不補(bǔ)灌處理(R0);補(bǔ)灌量相同時(shí)，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萸捌谘a(bǔ)灌處理較后期補(bǔ)灌處理的株高平均增加3.78％，返青-拔節(jié)期補(bǔ)灌更有利于冬小麥的生長(zhǎng)。

8、
　　(2)不同集雨限量補(bǔ)灌處理對(duì)冬小麥不同生育階段的干物質(zhì)積累影響各異。在返青-抽穗期，各集雨限量補(bǔ)灌處理公頃干物質(zhì)積累量均高于相應(yīng)畦灌處理，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴菀来卧黾?.66-15.87％、4.24-12.09％、11.44-29.88％;抽穗之后，生育期僅補(bǔ)灌一次的集雨種植處理（R1及R3）較相應(yīng)畦灌處理的增加優(yōu)勢(shì)逐漸降低，生育期補(bǔ)灌兩次的集雨處理(R2)抽穗-成熟期公頃干物質(zhì)積累量則在3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴菥∮谙鄳?yīng)畦灌處理。相同種植方式

9、下，前期補(bǔ)灌的集雨處理較后期補(bǔ)灌的集雨處理3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莞晌镔|(zhì)積累量平均增加8.53％，返青-拔節(jié)期補(bǔ)灌更有利于群體干物質(zhì)積累量的增加。
　　(3)集雨限量補(bǔ)灌可促進(jìn)花后同化物向籽粒的輸入，并提高其貢獻(xiàn)率。相同補(bǔ)灌方式下，各集雨限量補(bǔ)灌處理花后同化物輸入籽粒量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均高于畦灌處理，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莼ê笸镙斎肓恳来卧黾?.21％、6.11％、9.52％，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率則依次增加3.78％、6.02％、6.01％。相同種植方

10、式下，集雨限量補(bǔ)灌處理花后同化物輸入籽粒量較不補(bǔ)灌處理有不同程度提高;補(bǔ)灌量相同時(shí)，前期補(bǔ)灌處理在平水年（2012-2013年度及2013-2014年度）花后同化物輸入籽粒量較后期補(bǔ)灌處理平均顯著增加16.92％，花后同化物對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率平均增加8.02％。
　　4、集雨限量補(bǔ)灌對(duì)冬小麥經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響
　　(1)集雨限量補(bǔ)灌有助于冬小麥的增產(chǎn)。3年試驗(yàn)條件下，不補(bǔ)灌的集雨種植處理(R0)及與前期補(bǔ)灌的集雨種植處理(R

11、1)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均較相應(yīng)的畦灌處理有所提高，兩處理平均增產(chǎn)幅度在3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴菀来螢?.81％、5.51％、5.60％，由于集雨處理實(shí)際種植面積的減小，在公頃穗數(shù)較畦灌處理平均降低6.07％的情況下，產(chǎn)量構(gòu)成因素中的穗粒數(shù)和千粒重卻平均提高了5.06％、6.81％，有效彌補(bǔ)了穗數(shù)不足造成的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量損失。在2012-2013年度及2014-2015年度小麥生育后期降水相對(duì)較多的情況下，后期限量補(bǔ)灌的集雨處理(R3)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量較相應(yīng)的畦灌處理平均增

12、加了6.54％，其增產(chǎn)原因同樣是穗粒數(shù)和千粒重增加，千粒重增加作用更為顯著，兩年平均增加9.78％。相同種植方式下，集雨種植不同補(bǔ)灌處理間經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量關(guān)系表現(xiàn)為:前后期均補(bǔ)灌處理(R2)＞前期補(bǔ)灌處理(R1)＞后期補(bǔ)灌處理(R3)＞生育期不補(bǔ)灌處理(R0);補(bǔ)灌量相同時(shí)，由于公頃穗數(shù)及穗粒數(shù)的優(yōu)勢(shì)，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萸捌谘a(bǔ)灌處理較后期補(bǔ)灌處理平均增產(chǎn)7.62％。
　　(2)集雨限量補(bǔ)灌有助于冬小麥的增收。除前后期均補(bǔ)灌的集雨處理與相應(yīng)畦灌處

13、理差異不大外，其余集雨補(bǔ)灌處理3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴菔斋@后平均每公頃總收入及凈收益均較相應(yīng)的畦灌處理有不同程度的提高，每公頃總收入平均提高780.15元，每公頃凈收益平均提高948.76元。相同種植方式下，集雨限量補(bǔ)灌處理每公頃平均總收入及凈收益高于不補(bǔ)灌處理;補(bǔ)灌量及總投入相同時(shí)，前期補(bǔ)灌處理3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴輧羰找孑^后期補(bǔ)灌處理顯著增加16.72％，集雨種植方式結(jié)合冬小麥生長(zhǎng)前期限量補(bǔ)灌更有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。
　　5、集雨限量補(bǔ)灌對(duì)冬小麥水

14、分利用效率的影響
　　集雨限量補(bǔ)灌對(duì)冬小麥水分利用效率有積極影響。各集雨限量補(bǔ)灌處理灌溉水利用效率及生育期總水分利用效率均高于相應(yīng)畦灌處理，3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莨喔人眯侍岣?0.21-114.78％，水分利用效率提高0.37-10.23％，在生育期降水量較少的2013-2014年度表現(xiàn)更突出;相同種植方式下，補(bǔ)灌量相同時(shí)，前期補(bǔ)灌的集雨種植處理(R1)3個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴萁邓眯瘦^后期補(bǔ)灌的集雨處理(R3)平均增加7.68％，灌溉水利用