小麦测墒补灌+微喷带补灌节水试验报告

马利明 吕 铭 刘兴亚 田 欢

测墒补灌是山东农业大学研究的小麦节水技术，2016年被农业部确定为农业主推技术。在水资源日益匮乏的当下，节约用水，提高水分利用率意义重大，是一项需要深入研究推广的新技术。受山东农业大学和河南省农技推广总站委托，探索小麦高产稳产条件下最佳灌溉量，于2020年9月20日安排小麦测墒补灌+微喷带补灌节水试验。现总结如下：

一、试验田基本情况

试验田安排在河南省长垣市佘家镇车寨村；试验田面积4亩（含保护行）；土壤质地为小两合土；井水灌溉，排灌方便；土壤肥力等级中等，小麦常年亩产550 kg以上；试验田整地秸秆全部还田，深耕整地；供试小麦品种周32，2020年10月18日播种，采用机械等行距条播，亩播量12.5 kg。

二、试验设计

试验设计分为传统灌溉处理为W对照，W70、W75为按仪表出水量进行小麦测墒补灌处理；补灌时期有播种期、拔节期和开花期，补灌量由各处理目标相对含水量和土壤墒情确定。设保护行。每个处理面积479.6 m2，为大区试验，共3个处理，不设重复。

三、试验过程

（一）挖剖面测田间持水量和土壤容重

根据试验要求， 播种前需要测定各土层土壤田间持水量和土壤容重。田间取样于2020年10月3日进行，按试验要求人工挖取土样，按测定步骤得出结果，田间持水量和土壤容重计算结果见表1。

表1 播种前试验田各土层土壤田间持水量和土壤容重表

（二）补灌前测墒

播种期补灌前于2020年 10 月 17 日用烘干法测定0～200 cm土层土壤含水量（见表2）；按试验要求分别在播种期、拔节期和开花期用仪器法测定0～40 cm土层土壤含水量（见表3），仪器采集的数据为体积含水量，需换算为质量含水量才能计算灌水量。

计算公式如下：

根据试验要求，如0～40 cm土层土壤相对含水量高于目标相对含水量（70%或75%），不需补灌；如低于目标相对含水量（70%或75%），需补灌至目标相对含水量（70%或75%）。由表3可知，播种期W70相对含水量74.93%和W75相对含水量75.79%均高于目标相对含水量，所以不用补灌；开花期W70相对含水量70.58%和W75相对含水量76.03%均高于目标相对含水量，所以也不用补灌；拔节期墒情不足，需补灌。

表3 仪器法测定0～40 cm土层补灌前土壤含水量 （%）

（三）拔节期补灌

补灌水量（m3/亩）=20/3 aH（B1-B2） （公式3）

式中a为测墒土层土壤平均容重（g/cm3），本试验田0～40 cm土层平均容重（a）为1.61g/cm3；H为测墒土层深度（cm），本试验田（H）为40 cm；B1为目标土壤质量含水量（田间持水量×目标相对含水量），本试验田目标土壤质量含水量（B1）为[0.2464（田间持水量）×0.70（目标相对含水量）]和[0.2464（田间持水量）×0.75（目标相对含水量）]；B2为灌溉前土壤质量含水量，由表4本试验田（B2）为0.1770/1.61=0.1099和0.1870/1.61=0.1161。带入公式计算如下：

表4 烘干法测定成熟期各处理0～200 cm各土层土壤质量含水量 （%）

W70每 亩 补 灌 水 量 为：20/3×1.61×40×（0.2464×0.70-0.1099）=26.87（m³/亩）。

W75每 亩 补 灌 水 量 为：20/3×1.61×40×（0.2464×0.75-0.1161）=29.50（m³/亩）。

（四）试验显示

小麦各生育期调查无明显差别。

四、成熟期水分利用率测定

（一）产量构成因素

成熟期调查亩穗数、穗粒数和千粒重，实收小区亩产W对照、W70、W75分别为612kg/亩、610kg/亩、614kg/亩。

（二）成熟期土壤质量含水量（见表4）

（三）水分利用率

1.各生育期灌水量。按试验要求，分别在播种期、拔节期和开花期进行测墒，结果只有拔节期墒情不足需要补灌，补灌量W70处理26.87 m³/亩，补灌量W75处理29.50 m³/亩，传统灌溉（W对照）为40.6 m³/亩（水表实际测定数）。

2.土壤贮水消耗量。小麦全生育期土壤贮水消耗量（mm）=10×r×h×（θ1-θ2） （公式4）

式中：10为换算系数，r为土壤容量，h为土层厚度，θ1为播种前土壤质量质量含水量，θ2为成熟期土壤质量质量含水量。小麦全生育期0～200cm土层土壤贮水消耗量（mm）=10×（0～200cm）土层土壤平均容重×200×（播种期灌水前0～200cm土层平均质量含水量-成熟期0～200cm土层平均质量含水量，将前文所得数据代入公式中，得到计算结果如下：

传统灌溉（W对照）=10×1.61×200×（0.1832-0.0951）=283.7 mm

W70=10×1.61×200×（0.1832-0.1158）=217.0 mm

W75=10×1.61×200×（0.1832-0.1195）=205.1mm

3.小麦生育期总降水量：99.4mm

4.麦田耗水量，麦田水分利用率（见表5）

表5 麦田耗水量、实收籽粒产量和水分利用效率

麦田耗水量（mm）=小麦全生育期总灌水量（mm）+小麦全生育期有效降水量（mm）+小麦全生育期土壤贮水消耗量（mm） （公式5）

补灌水量的单位由m³换算为mm的方法：每m³相当于1.5 mm。

水分利用效率（kg/亩/mm）=籽粒产量（kg/亩）/麦田耗水量（mm） （公式6）

五、结 论

（一）W对照常规亩产612kg，W70亩产610kg，W75亩产614.5kg，在产量基本稳定的情况下，W70、W75的水分利用率高于W对照常规，W75高于W70常规，测墒+微喷带节水灌溉有较大的推广价值。

（二）由于测墒补灌实际操作计算烦琐，在实际生产中探索分土壤类型、分高中低产田，分不同灌溉方式的大面积试验示范，通过试验示范给出较大范围的指导数据，通过简单易操作的改进灌溉器具的开发应用，摸索大范围农田使用方法，达到节水稳产增产的目的。