宁夏引黄灌区小麦节水灌溉试验

马国飞　张　磊　袁海燕　李福生　杜宏娟

摘要根据宁夏引黄灌区用水率低和用水管理水平低的情况，以引黄灌区主要农作物之一的小麦为研究对象，采用对比试验，进行了节水灌溉试验研究。结果表明：小麦全生育期内的4种灌水处理中，大水漫灌和灌水4 200m3/hm²水平下，小麦株高、叶面积、干鲜重等地上部分生物量的积累效果明显好于灌水3 000m3/hm²、3 600m3/hm²的处理，地上生物量积累效果较好；灌水4 200m3/hm²处理水平下小麦生物量积累效果优于大水漫灌。从节水效益来看，灌水4 200m3/hm²处理下节水效果最好。

关键词引黄灌区；小麦；节水灌溉；效应

中图分类号S275文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）06-0127-02

国内外灌溉实践表明，农业灌溉是最易提高干旱区农业产量的方法。宁夏地处我国内陆，属干旱、半干旱气候区，独特的地理环境造就了“天下黄河富宁夏”的美誉。宁夏河套灌区灌溉面积30万公顷，占全自治区耕地面积比例不到1/3，粮食产量却占全区的3/4，单产约高出旱地10倍以上[1]。但传统的大水漫灌方式导致水资源严重浪费，水资源利用效率非常低下，农田灌溉平均用水指标是全国的3.3倍，而粮食产量仅为全国平均水平的1/2，并且随着近些年黄河来水供给缩减，对自治区灌溉农业的发展模式、灌水方式提出了新的考验。

目前，国内关于农田节水灌溉已有大量深入的研究探讨[2，5]，宁夏引黄灌溉等方面的节水研究表明，在宁夏实行节水灌溉势在必行[6，7]。本项试验主要通过采取4种灌溉措施，初步研究不同灌溉处理对小麦株高、叶面积、干鲜比等地上若干重要性状的影响，分析不同灌水处理间小麦地上生物量的差异性，从不同灌水条件下春小麦生物量变化的差异上分析节水效益的不同，以期为该项目的推广提供初步的理论与技术支持。

1材料与方法

1.1试验材料

试验地点设在宁夏永宁县农业气象试验站，试验时间为2007年3～7月；供试小麦品种为宁春4号。

1.2试验设计及方法

试验设4个灌水处理，处理1：全生育期灌水量为3 000 m3/hm²，每次灌水量为750m3/hm²；处理2：全生育期灌水量为3 600 m3/hm²，每次灌水量为900m3/hm²；处理3：全生育期灌水量为4 200m3/hm²，每次灌水量为1 050m3/hm²；处理4：采用本地常规漫灌灌溉方式作对照（CK），处理1~3全生育期灌水4次，灌溉时间为4月28日、5月8日、5月25日和6月29日，灌水量采用量水堰计量，根据不同灌水量计算控制灌水时间；处理4全生育期灌水5次，采用漫灌方式，灌溉时测定灌溉量，灌水时间与本地大田灌溉时间一致。小区面积为96m²，小区与小区间隔离宽度为1.5m。小区之间预留80cm空地，在小麦出苗后开挖深槽埋压农膜防渗，农膜埋压深度为80cm。小麦播种量为337.5kg/hm²，行距12cm。小区内施肥量、施肥方法、田间管理与对照一致。

1.3试验测定指标及数据处理方法

1.3.1测定指标。测定小麦全生育期土壤含水量、叶面积指数、冠层干物质、产量结构组成（穗粒数、千粒重、穗长、不孕小穗数、产量等）、小麦发育期、有效茎数等。测定的相关指标采用SPSS进行相关分析并进行相关检验。

1.3.2测定方法。土壤含水量采用精度较高的烘干法进行测定，测定深度为1.0m，每0.1m为1个层次；叶面积采用叶面积仪测定，冠层干物质采用烘干法测定，其他测定指标依据《农气观测规范》执行。

2结果与分析

2.1不同灌水处理差异分析

灌水处理不同必定会对小麦生物量造成不同程度的影响，研究不同灌水条件对春小麦生物量的影响，灌水处理方式和灌水量是关键。从表1的LSD检验结果来看，4种灌水方式总体存在3个档次，其中处理1为1个档次，处理2为1个档次，处理3和CK为1个档次。在试验小区范围内，处理1~3小麦全生育期灌水总量分别为CK的68.1%、81.7%和95.4%。

2.2不同灌水处理对小麦株高的影响

适当减少水分可控制株高，亦可防止作物倒伏现象发生，不同灌水处理对小麦株高的影响亦不同[2]。从图1可以看出，三叶期至分蘖期，不同灌水方式对小麦株高的影响不大，分蘖期后开始呈现明显的差异，处理1、2小麦分蘖期后株高明显低于处理3和CK，而处理3和CK因灌水量差异不大，小麦株高之间差异不显著。从小麦整个生长发育期来看，拔节至乳熟期因灌水不同导致小麦株高产生较明显的差异，可见在同等灌水次数条件下，灌水量越大，小麦株高差异越明显。

2.3不同灌水处理对小麦灌浆期小麦穗数干鲜比的影响

从表2可以看出，在灌浆期内，小麦穗数干鲜比基本呈现逐步上升趋势；在灌浆末期，干鲜比出现下降。不同灌水处理之间也存在明显的不同，随着灌水的增加，干鲜比相应增加，但当灌水达到最高值时，干鲜比反而下降。灌水量较少的处理1，小麦穗数干鲜比相对较低，整个灌浆期内干鲜比的增长趋势也明显低于其他几种处理方式。在处理2、3的灌水水平下，在6月8～23日之前，处理3的干鲜比增长趋势高于其他几种处理方式，灌浆后期则低于处理2，说明处理3能够在短时间内促进小麦的灌浆速率，使作物在短时间内迅速积累生物量。

2.4不同灌水处理对小麦叶面积的影响

灌水量不同直接导致土壤水分之间存在差异，从而进一步影响到作物叶面积的变化及小麦生物量的积累[8]。

从图2中可以看出，在三叶期至分蘖期，4种灌水处理下小麦叶面积之间基本无显著差异；进入拔节期后，开始呈现出不同的层次，拔节期内处理1小麦叶面积明显不如其他3种处理，处理3小麦叶面积极值最大，CK则出现降低趋势；抽穗至乳熟期内小麦叶面积变化趋势与拔节期相同。拔节期至乳熟期小麦叶面积（X）变化与灌水（Y）之间存在显著的线性关系（见表3）。

由图2、表3分析可知，随着灌水量增加，小麦叶面积也在逐步增大，特别是拔节至乳熟期，灌水量与小麦叶面积相关关系显著，当灌水达到处理3或超过处理3水平时，小麦叶面积不再增加或增加较少，这时反而出现叶面积下降的趋势。从整个叶面积变化趋势看，在处理3水平下小麦叶面积达到最大，灌水收益较好，更有助于生物量积累。

2.5不同灌水处理对小麦产量结构的影响

不同灌水处理对小麦产量构成因素的影响见表4。可以看出，各产量构成因素因灌水量的不同而呈现不同的变化趋势。

在处理1水平下，小麦产量构成因素中除千粒重外，其他因素与另外3种处理的结果存在显著差异，其中抽穗期小穗数、不孕小穗数、株高、穗长等明显低于其他处理，而最终理论产量不足9.0t/hm²，显著低于处理2、处理3和CK。处理2、3产量构成因素之间无显著差异，但最终理论产量处理2比处理3少15.6%。处理3与CK产量差异不显著，在穗长、千粒重上处理3略优于CK。从灌水的效果来看，随着灌水量的增加，作物产量呈直线上升，但当灌水达到处理3水平后，产量不再增加，反而出现下降趋势。因此，处理3水平下小麦产量能够达到最高值。

小麦最终产量受灌水次数、灌水时间的影响较大。从表 4中可以看到，随着灌水量的增大，作物理论产量亦相应增大；但当灌水达到某个水平时（如处理3水平），再增加灌水作物产量不再增加，这与春小麦叶面积变化趋势一致。

3结论

灌水量的多少直接影响到小麦生长、发育以及生物量的积累。从分析结果来看，不同灌水处理之间小麦株高、叶面积、干鲜比以及产量结构组成都出现了不同差异。

从小麦生物量积累的效果来看，在3 000～3 600m3/hm²水平下，小麦地上生物量的积累效果明显不如处理3和CK；灌水量越大，小麦生物量积累速度越快，但当灌水量达到或超过4 200m3/hm²时，作物生物量不再增加；当灌水量达到CK水平时反而出现下降趋势。从节水角度和小麦生物量积累的综合效果出发，4种灌水处理水平下，以4 200 m3/hm²灌溉水平最佳。

4参考文献

[1] 周维博.西北地区的农业灌溉与节水途径[J].水利水电科技进展，2001，21（1）：2-4，69.

[2] 张忠学，于贵瑞.不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2003，22（2）：1-4.

[3] 曹翠玲，李生秀，杨希文.灌水模式对作物生长、养分吸收及水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究，2004，22（4）：56-59，64.

[4] 李守谦，谢忠奎，兰念军，等.干旱地区春小麦耗水量和节水措施的探讨[J].高原气象，1993，12（6）：209-216.

[5] 石岩，林琪，位东斌，等.不同灌水处理冬小麦耗水规律与节水灌溉方案确立[J].干旱地区农业研究，1996，14（4）：10-14，36.

[6] 马金虎，刘学琴，郭强，等.宁夏引黄灌区春小麦节水灌溉模式的研究[J].农业科学研究，2007，28（3）：7-9.

[7] 李凤霞，张晓煜，刘静，等.宁夏扬黄新灌区春小麦节水灌溉试验研究[J].节水灌溉，2000（2）：20-22.

[8] 关军锋，马春红，李广敏.干旱胁迫下小麦根冠生物量变化及其与抗旱性的关系[J].河北农业大学学报，2004（1）：1-5.