临汾汾西灌区龙子祠泉冬小麦非充分灌溉模式初探

杨 业

(山西省临汾市汾西水利管理局,山西临汾 041000)

水资源不足已成为制约农业和整个国民经济发展的首要因素,随着国民经济的不断发展,工业和城市用水进一步增加,农业用水会更趋紧张,在这种形势下,非充分灌溉必然成为解决农业用水的最终选择。

非充分灌溉模式就是在有限的灌溉水量条件下,为获取最佳的产量目标,对灌水时间和灌水定额进行最优分配的优化灌溉模式。为探索这种模式,本单位进行了三年的田间试验。

1 汾西灌区简介

龙子祠泉位于山西省临汾市尧都区金殿镇龙祠村西,隶属临汾市汾西水利管理局管理,据 1955-2007年统计资料,多年年平均流量为 4.92 m3/s,最大为 8.39 m3/s,最小为2.85m3/s。该泉不仅要保证 0.6万 hm2土地面积的灌溉,而且还担负着临汾市工业和城市用水的任务。

2 冬小麦需水量与降雨量、地下水补给量的比较

冬小麦所需要的水分主要来源于灌水、降水、地下水,在制定作物灌溉制度时,首先应进行需水量、降水量、地下水补给量的比较,以便把有限的水量用在既是作物对水分最敏感的需水期(临界期),又是降水和地下水补给量较少的关键灌水期。龙子祠泉灌区冬小麦多年平均需水量、降水量、地下水补给量见表 1。

由表 1可知,在当地自然条件下,降水量与地下水补给量不能满足冬小麦的需水要求,缺少约 300mm,在进行供需水量平衡计算时,还应考虑播前的土壤有效储水量,大量试验表明：1m土层内的有效储水量(其值为 80%田持与凋萎系数之差)约 120 mm,平衡结果尚缺 180 mm。晚秋、冬季、早春的降水和土壤中的有效储水,基本能满足冬小麦拔节前的需水要求,缺水主要表现在拔节期、抽穗期及灌浆期。

表1 龙子祠泉灌区冬小麦多年平均需水量、降水量、地下水补给量比较表

2 冬小麦非充分灌溉模式试验设计

2.1 试区概况

该试验在本单位试验田中进行,(地址：临汾市尧都区刘村镇东宜村西),地处东径 111°18′38″,北纬 36°06′00″,海拔449.00 m,多年平均降水量 468.5 mm,水面蒸发(20 cm口径)1 765.6mm,年平均气温 12.6℃,日照时数 2 686.0h,土质为中壤土,肥力中等,干容重 1.42 g/cm3,田间持水率25.7%,有机质 0.367%,含氮 0.0 104%,含磷 0.018%,含钾 0.051%,地下水埋深平均 2～3 m,耕作制度为冬小麦 -夏玉米一年两作,施肥管理水平较高。

2.2 冬小麦非充分灌溉灌水指标

有关冬小麦灌水指标的试验,全国各地试验站都已取得了较多的数据和资料,但大多数是在充分灌溉条件下取得的,数值也偏高,不适用于非充分灌溉。经大量试验表明：在灌足底墒水的情况下,当拔节期的灌水指标降至田持的 55%～60%,灌浆期降至田持的 50%～55%,冬小麦仍可获得 6 t/hm2的较高产量,与充分灌溉的处理相比只减产 3%～5%。

2.3 处理设计

该试验采用小区和大田相结合的方法,小区面积 6.6 m2(3.33 m×2m),设有防雨棚,每个处理重复 3次,大田面积每个处理 333m2,重复 2次。根据非充分灌溉灌水指标,灌水模式的试验处理设计见表2 。

该试验采用小区和大田相结合的方法,小区面积 6.6 m2(3.33m×2m),设有防雨棚,每个处理重复 3次,大田面积每个处理 333m2,重复 2次。根据非充分灌溉灌水指标,灌水模式的试验处理设计见表2 。

表2 冬小麦非充分灌溉模式试验处理设计表 mm

3.4 试验结果

我们根据提出的灌溉模式进行了三年的田间试验,试验结果见表3 ,由表3 可知：全生育期内灌水 2次的处理 3(拔节期 90mm+灌浆期 60 mm)较为理想,平均耗水量为352.4 mm,产量达到 6.05 t/hm2,与四水的处理 1和三水的处理 2相比,产量虽减少 0.15和 0.16 t/hm2,减产率为 2.36和 2.56%,耗水量却减少了 133和 81mm,水分生产率最高。

在仅灌一水的 4、5、6、7四个处理中,以拔节期间灌水的处理 5最为理想,耗水量 326.5 mm,产量 4.933 t/hm2,水分生产率为 1.51 kg/m3。

表3 2000～2003年冬小麦非充分灌溉模式试验结果

4 结论

根据三年试验结果,得出了冬小麦非充分灌溉模式。该模式以拔节期为界将冬小麦的整个生育期分为两个阶段,在足墒播种的情况下,拔节期前不灌水,此阶段冬小麦的需水量完全来自降水和土壤中的有效储水,把灌溉的水量用在拔节期以后。该模式适用于平水年,丰水年、枯水年可酌情增减灌水次数及灌水定额。

在生产实践中应注意以下 3点。

4.1 灌足底墒水

龙子祠泉灌区冬小麦播种时间在 10月上旬,该时期降水较少,一般年份均需造墒播种,使 1m土层内土壤含水率达到田持的 80%以上,足墒播种主要考虑以下原因：

1)足墒播种有利于小麦出苗

根据多年试验资料分析：1 m土层土壤含水率为田持的80%～85%时,小麦种子出苗最好且出苗整齐、均匀健壮。

2)足墒播种有利于冬前分蘖

在正常播种情况下,冬小麦于播后 7天出苗,此后半个月开始分蘖,再后半个月为分蘖高峰,试验结果表明：当冬前分蘖的含水率为田持的 70% ～80%时,单株分蘖多,植株生长壮。

3)足墒播种有利于根系发育

小麦根系发育有两个高峰期,一个是冬前分蘖期,另一个是拔节期,试验结果表明：当土壤含水率在 60%～70%田持时,最有利于小麦根系发育,在此范围内,含水量越少,根扎得越深,最深可达 2 m。

4)播前灌水有储水灌溉的作用

播种前,若 1 m土层的平均含水率在 80%田持以上时,该土层能储存 120mm的有效水量。这些水分既可保证小麦正常出苗、分蘖和根系发育,又可保证返青期时作物的需水。

底墒水可在前茬作物收获前进行灌水,以争取时间早播种,播前灌水定额一般为 90mm,要求灌水均匀。

图1 冬小麦非充分灌溉模式简图

4.2 确保拔节水

进入拔节期以后,冬小麦由营养生长为主转为营养生长和生殖生长并进时期,生长速度加快,生长发育中心转入以茎、叶、穗为主的阶段,光合作用的产物主要用于茎、叶、穗的生长。此期间若发生水分亏损,不仅穗数减少,而且穗粒数显著减少。同时又值降水稀少季节,降水和地下水补给已远远不能满足冬小麦的生长需要,因此应适时灌水。据多年试验资料分析：拔节初期土壤水分应稍低一些,以使小麦杆臂增厚、提高抗伏力,在拔节中期,当 1m土层含水率降至 55%～60%田持时,进行灌水较为适宜,灌水定额不宜超过90 mm,因地下水位平均为 2.3m,否则会引起深层渗漏,造成水肥流失、污染地下水源。

4.3 轻浇灌浆水

灌浆期是冬小麦争取籽粒饱满的关键时期。试验观测表明：灌浆高峰期一般在小麦扬花 15天左右,此阶段是小麦功能叶片光合作用最强最活跃的时期,又是气温高、空气干燥、叶面蒸腾强烈时期,此时作物对水分的需求仍较强烈,一般情况下,在此时期都应进行灌水,灌水定额一般为 60 mm,若灌水定额过大,易造成作物贪青、晚熟甚至减产。

[1]陈玉民,郭国双,等.中国主要作物需水量与灌溉.水利电力出版社,1995.

[2]山西省水利局.陕西省水科所.灌溉试验操作方法,1979.