不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响

尚宏翔

（宝鸡市冯家山水库管理局电站管理处，陕西 宝鸡 721405）

我国淡水资源占世界总量的8%，人均水资源占有量低于世界水平的25%，面临的水资源短缺形势更加严峻。再者，我国作为一个农业大国，农业更是我国国民经济的重要组成部分，用于农业灌溉的水资源已超过了70%，然而农业用水中依然存在水资源浪费的现象[1]。为进一步提高水资源利用效率，我国也加大了农业节水推广和发展力度，以希望通过节水灌溉方式，在促进农作物产量增加的基础上，进一步提高水资源的利用效率。基于此，不同节水灌溉方式对小麦产量及其水分利用效率的影响进行分析和探讨是很有必要的。

1 试验区概况

本次试验在节水农业示范基地展开，该区域的基本情况如下：地区海拔在58 m～62 m之间，属于温带半干旱气候，降水集中在6月～9月份之间，年降水量为650.7 mm，地表径流的丰枯比较明显，旱涝灾害频繁，尤其是旱灾。同时，试验区土壤肥力较均匀，地势较为平坦，种植方式体现为玉米、小麦轮作。

2 试验材料与设计

试验采用黄淮平原地区广泛种植的矮抗58小麦种植品种，通过滴灌、喷灌、微喷灌、小白龙四种节水灌溉方式进行试验，并分别以DG、PG、WP和XBL表示，对每一种灌溉方式每次喷灌的水量分别设置为45 mm、90 mm和135 mm三个水平，在下文中运用阿拉伯数字1、2、3进行表示，并分别在小麦拔节期和灌浆期前期进行灌溉[2]。

3 不同节水灌溉方式下小麦产量及其水分利用效率影响分析

3.1 不同节水灌溉方式下小麦的群体动态变化情况

在不同节水灌溉方式下，小麦的群体动态变化呈现出先升高后下降的趋势，尤其是在小麦的拔节期，群体数量升至最高。同时，小麦在基本苗期群体数基本上呈现出一致性，然后随着越冬期向返青期和拔节期过渡，群体数之间存在差异也愈发明显；其中在越冬期微喷灌群体数最高、返青期以后滴灌群体数量最高，然后依次是微喷灌、喷灌和小白龙。

针对小麦拔节期和灌浆期采用相同灌水方式与小白龙相比，除喷灌-3群体数量呈现出下降趋势外，其他的处理方式均呈现出增加趋势。侧面也反映出采用滴灌方式取得的效果最好，并且在小麦灌浆期采用滴灌、喷灌和微喷灌节水方式群体数在90 mm的时候最高，小白龙群体数则在135 mm时候达到最高[3]，见图1。

图1 不同节水灌溉方式下小麦的群体动态变化

3.2 不同节水灌溉方式下小麦不同生育时期土壤储水量的变化情况

随着小麦生育期的不断推进，土壤储水量呈现出逐渐下降的趋势。在越冬期、返青期和拔节期，小麦土壤储水量与抽穗期、灌浆期和成熟期相比，均呈现出较稳定的状态。然而，小麦灌水后，土壤储水量逐渐出现差异，在小麦抽穗期，滴灌和微喷灌方式下的土壤储水量明显高于小白龙；小麦灌浆期间喷灌储水量达到最高，微喷灌最低；小麦的成熟期，滴灌方式下土壤储水量最高，小白龙最低。如图2所示，对小麦采取相同的节水灌溉方式进行不同灌水处理，其中土壤储水量所体现出的差异不够明显，并且随着灌水量的不断增加，土壤储水量并没有得到提升，从侧面也反映出滴灌、喷灌和微喷灌节水方式与小白龙相比，更能够促进土壤储水。

图2 不同节水灌溉方式下小麦不同生育时期土壤储水量的变化情况

3.3 不同节水灌溉方式下小麦不同生育阶段耗水量的变化情况

在小麦返青至拔节阶段，采用不同节水灌溉方式耗水量最少，而在小麦抽穗至灌浆阶段采用喷灌和微喷灌节水方式耗水量最高。结合小麦生育阶段总耗水量看，采用滴灌节水灌溉方式的总耗水量最少，采用微喷灌和喷灌节水灌溉方式较少，尤其在灌水量为90 mm以下时，小麦耗水量明显减少[4]。因此，采取滴灌和微喷灌节水灌溉方式更有利于小麦生长发育，能够显著提高水资源利用效率，减少不必要的蒸发和浪费。

图3 不同节水灌溉方式下小麦不同生育阶段耗水量的变化情况

3.4 不同节水灌溉方式对小麦生长、产量和水分利用效率的影响

以滴灌和微喷灌为例，采用这两种节水灌溉方式对小麦生长、产量和水分利用效率的实际情况进行分析，见表1。采用滴灌节水灌溉方式，随着灌水量的不断增加，小麦穗长、穗粒数和产量也呈现出持续增长的趋势。采用微喷灌节水灌溉方式，在灌水量为135 mm时，小麦千粒重达到最高；相同节水灌溉方式下，小麦千粒重随着灌水量不断增加呈现增长趋势[5]。

采用不同节水灌溉方式下，小麦的产量会随着灌水量的不断增加而上升，而水分利用效率则呈现出不断下降的趋势；在相同的灌水条件下，小麦的产量和水分利用效率在采取滴灌和微喷灌节水灌溉方式均达到最高，喷灌和小白龙次之。滴灌方式下，灌水量在135 mm的时候，小麦产量达到最高；采用滴灌方式，灌水量为45 mm时，水分利用效率达到最高[5-6]。

表1 滴灌和微喷灌方式对小麦生长、产量和水分利用效率的影响

4 结论

1）拔节期和灌浆期作为小麦生长发育的两个重要阶段，也是小麦群体数和籽粒充实度的关键时期，及时给小麦补充水分和提高土壤储水能力至关重要。据相关研究发现，对冬小麦提供水分主要是在0 cm～130 cm土层，随着灌水量的持续增长，小麦生长发育阶段的总耗水量也在不断的增长，但会导致水分利用效率的下降，减少降水和土壤供水比例，加大灌溉水量比例。研究中发现在对小麦灌水后，小麦不同生育阶段土壤储水量与耗水量之间呈现出较大的差异；在小麦收获期，土壤储水量表现为滴灌和微喷灌方式最佳，并且采用这两种节水灌溉方式，小麦总耗水量较少，也反映出在小麦生育期间采用滴灌和微喷灌节水灌溉方式能够减少水分蒸发和提高水资源利用效率[7]。

2）小麦产量和灌水量之间呈现出抛物线的关系，随着灌水量的不断增加，小麦的产量呈现出先上升后下降或者是保持稳定的趋势。在本次试验中，小麦的产量随着灌水量的增加而提升，当灌水量在90 mm区间时，小麦的产量趋向于稳定状态，而水分的利用效率则随着灌水量的增加呈不断下降趋势；在灌水量为45 mm时，水分利用效率达到最高。采用不同节水灌溉方式进行相同处理时，滴灌和微喷灌的方式可以取得较好的水分利用效率，而小麦的产量在滴灌节水灌溉方式下灌水量居于135 mm的时候达到最高，水分利用效率则是在采取滴灌节水灌溉方式下灌水量居于45 mm的时候达到最佳[8]。

3）采用不同节水灌溉方式下，小麦的穗数、穗粒数和千粒重也会有所差别，尤其是在采取小白龙灌溉方式下，小麦的穗数、穗粒数和千粒重情况最差。在采用滴灌节水方式下，小麦的群体数和穗粒数达到最佳，并且在微喷灌方式下小麦的千粒重明显高于其他处理方式。研究发现，由于受到地域条件影响，采用不同节水灌溉方式，小麦穗数、穗粒数和千粒重所体现出来的差异较大，而在滴灌方式下小麦的穗长及其穗粒数达到最佳，小麦的千粒重则会受灌水量不断增加而降低[8]。

综上，小麦生育期间耗水量会随着灌水量的不断增加而增加，水分利用效率则会随着灌水量的不断增加而下降。在所有节水灌溉方式中，小白龙节水方式取得的效果最差，而滴灌和微喷灌节水方式可以起到很好的增产效果，并且在采取相同节水灌溉方式下，灌水量在135 mm时，小麦的产量达到最高，灌水量在45 mm时，水分利用效率达到最高。