冬小麥田間試驗(yàn)新

冬小麥非充分灌溉試驗(yàn)1試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^田間試驗(yàn)，掌握冬小麥中在全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)，摸清噴灌灌水方式中冬小麥生育各階段灌水利用率、產(chǎn)量等重要的參數(shù)，建立和完善適于冬小麥的灌水指標(biāo)體系，構(gòu)建灌水方式與水分生產(chǎn)函數(shù)模型。從而制定合理的灌水方案，提高冬小麥的灌溉用水利用效率。2試驗(yàn)內(nèi)容本次試驗(yàn)內(nèi)容包括：在根據(jù)冬小麥生長(zhǎng)的生理作用規(guī)律，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀蠛屯寥览砘瘲l件，制定合理的灌水制度和灌溉技術(shù)的情況下，與生育期各階段有機(jī)結(jié)合起來，來估算作物的水分生產(chǎn)函數(shù)。為進(jìn)一步確定冬小麥的最優(yōu)灌水施用模式，達(dá)到既節(jié)水又增產(chǎn)增收、保護(hù)生態(tài)環(huán)境并促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，作了有益的工作。3試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)田采用噴灌灌水方法，對(duì)小區(qū)進(jìn)行觀測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)材料選擇北方主要農(nóng)作物冬小麥，試驗(yàn)在三葉期之前充分供水，保證出苗。試驗(yàn)將冬小麥的全生育期劃分為6個(gè)階段：返青前、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期，由于一般都會(huì)足墑播種和冬前灌溉，播種一返青大部分年份土壤水分適宜，可近似認(rèn)為相對(duì)蒸發(fā)蒸騰量為1，所以此次研究主要是針對(duì)返青期及以后的階段進(jìn)行研究。在設(shè)遮雨棚條件下，每小區(qū)面積為10-20E。試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)處理，1個(gè)對(duì)照，均設(shè)置3次重復(fù)，總共要24個(gè)小區(qū)，按隨機(jī)區(qū)組法排列。處理1：小麥返青期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；處理2：小麥拔節(jié)期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；處理3：小麥抽穗期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；處理4：小麥灌漿期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保持充分灌水，處理5：小麥成熟期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；處理6：小麥拔節(jié)期和灌漿期保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；

處理7：小麥拔節(jié)期、灌漿期和成熟期保持一直保持土壤水分下限為45%的田間持水量的水分脅迫，其他時(shí)期保證充分供水；一個(gè)對(duì)照(CK):對(duì)照組始終保持土壤水分下限為70%的田間持水量的充分供水。每個(gè)處理三次重復(fù)，用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法確定每個(gè)處理的分組位置，試驗(yàn)小區(qū)布局圖如圖1，試驗(yàn)小區(qū)不同處理形式如表1。圖1試驗(yàn)小區(qū)布局圖表1全生育期小麥的水分脅迫情況處理理:返青期拔節(jié)期抽穗期灌漿期，成熟期170%70%70%70%270%45%70%7(.)%70%370%70%45%70%70%470%70%70%45%70%S7()%川％70%70%45%670%45%45%70%70%771)%45%45%45%70%對(duì)照70%7(伽70%7啷i70%表中數(shù)字表示灌水控制下限，45%表示灌水控制下限為田間持水量的45%，70%為田間持水量的70%。根據(jù)試驗(yàn)的實(shí)際情況，每隔三至十天測(cè)定一次土壤含水量，保證各個(gè)塑料箱的含水量在設(shè)定的含水量范圍內(nèi)。返青期及以后以后，每個(gè)生育階段測(cè)定一次小麥的株高和葉面積，在小麥成熟期，測(cè)定小麥的穗重，穗粒數(shù)，千粒重和總產(chǎn)量。4測(cè)試項(xiàng)目和方法4.1土壤容重的測(cè)定依據(jù)試驗(yàn)需要，挖取土壤剖面，用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重。相同數(shù)量的環(huán)刀和鋁盒編號(hào)稱重。將環(huán)刀托放在已知重量m。的環(huán)刀上，環(huán)刀內(nèi)壁稍擦上少許凡士林，平穩(wěn)的垂直將環(huán)刀刃口向下壓入土中，至環(huán)刀里充滿土樣。用修土刀切開周圍土樣，取出環(huán)刀，削平兩端并擦凈環(huán)刀。把裝有土樣的環(huán)刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發(fā)。隨即稱重，并記錄為m2。將環(huán)刀內(nèi)的土樣無損的移入相同編號(hào)的已知重量ml鋁盒中，將鋁盒開蓋放入105^烘箱中烘8小時(shí)后稱重m3。土壤容重的計(jì)算公式：（m-m）「bv（1+0）m0=（m2-m3）x100

m（m-m）式中：「b—土壤容重；v一環(huán)刀容積（cm3），一般為100cm3；0皿一樣品含水量（質(zhì)量含水量），％。平行絕對(duì)誤差以小于0.03g為好，最后取算術(shù)平均值。4.2田間持水量的測(cè)定主要采用環(huán)刀取土的室內(nèi)測(cè)定方法，測(cè)定步驟如下：第一、按容重采土的方法用環(huán)刀分層采取原狀土，有孔底蓋（內(nèi)放濾紙）一端朝下放于盛水的搪瓷盤內(nèi)，盤內(nèi)水面始終保持較環(huán)刀上緣低1-2mm,放置一晝夜，讓水分飽和土壤。第二、同時(shí)在相同土層采取土樣，風(fēng)干后，用研磨科磨細(xì)過mm篩孔，并將其裝入另外的環(huán)刀中，輕拍擊實(shí)，并稍微裝滿一些。第三、將飽和一晝夜的裝有原狀土的環(huán)刀取出，打開有孔底蓋，將其連濾紙一起放在裝有干土的環(huán)刀上，用兩塊磚頭壓緊。第四、經(jīng)過8小時(shí)吸水后，從環(huán)刀內(nèi)取出20-30g原狀土測(cè)定含水量，此值近似為該土壤的田間持水量。4.3中子儀的田間標(biāo)定標(biāo)定方法為用烘干法測(cè)定土壤含水量變化與中子儀所測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)變化進(jìn)行中子儀監(jiān)測(cè)土壤水分函數(shù)的率定。由于土壤表面溢出中子較多，如果與下層采用統(tǒng)一標(biāo)定方程誤差較大，為提高監(jiān)測(cè)精度，土壤表層單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定方法采用康桂組1996）的改進(jìn)方法。與烘干稱重法這種傳統(tǒng)的測(cè)土壤含水量的方法相比，中子儀是一種省時(shí)省力且不受土壤水分狀況的限制、不破壞觀測(cè)場(chǎng)地的先進(jìn)的土壤水分測(cè)量?jī)x器，非常適合土壤水分狀況的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。為了使中子儀所測(cè)資料與真實(shí)的土壤濕度情況相一致，在安裝中子儀時(shí)要對(duì)中子儀進(jìn)行標(biāo)定。為使標(biāo)定方程能夠準(zhǔn)確反映不同土壤濕度，在標(biāo)定過程中將對(duì)小區(qū)做不同的灌水處理。安裝測(cè)管時(shí)，按每10cm一層鉆孔，鉆孔所得土樣作為計(jì)算土壤含水量的土樣，鉆孔完成后立即用中子儀測(cè)量計(jì)數(shù)。用中子測(cè)量計(jì)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)的比值日作為自變量（為消除儀器本身的系統(tǒng)誤差），土壤容積含水率Q作為因變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，建立線性關(guān)系。通過標(biāo)定曲線中土壤容重（（1.42g/cm3）與容積含水量。之間的關(guān)系，根據(jù)中子儀所測(cè)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)的控水量范圍即可計(jì)算出控制小區(qū)內(nèi)所需的灌溉水量（10）。用噴壺將所需灌溉水均勻的噴灑到試驗(yàn)小區(qū)里。作物的實(shí)際耗水量則需要通過水量平衡法計(jì)算確定。4.4冬小麥農(nóng)藝性狀測(cè)定（1） 葉面積每個(gè)小區(qū)取具有代表性植株10株。用直尺測(cè)定葉的長(zhǎng)度，游標(biāo)卡尺測(cè)定寬度，測(cè)得的葉長(zhǎng)和葉寬，再乘以系數(shù)0.8獲得葉面積。（2） 株高每個(gè)小區(qū)取具有代表性植株10株。抽穗前，用直尺量從旗葉葉尖到莖基的距離；抽穗后，株高指的是從不包括芒長(zhǎng)的穗最頂端到莖基的距離。（3） 考種各小區(qū)小麥單打單收。成熟期取植株樣本20株/區(qū)進(jìn)行考種，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定穗重、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、總產(chǎn)量。5測(cè)定周期含水量根據(jù)天氣及作物生長(zhǎng)狀況每3~10天不等測(cè)定一次，嚴(yán)格控制塑料箱內(nèi)水分在設(shè)定的含水量范圍內(nèi)。本試驗(yàn)為非破壞試驗(yàn)，根據(jù)冬小麥的長(zhǎng)勢(shì)，返青后，株高和葉面積每個(gè)生育階段測(cè)定一次。6觀測(cè)項(xiàng)目（1） 各次灌水的次數(shù)、日期、定額，灌水前后土壤含水量。（2） 定期觀測(cè)土壤含水量，或水層深度及蒸發(fā)蒸騰量。并根據(jù)灌水量、土壤含水量等資料采用水量平衡法估算各觀側(cè)時(shí)段內(nèi)的作物蒸發(fā)蒸騰量。（3） 作物生育期的日期、考種、測(cè)產(chǎn)量。（4） 主要的氣象因素，并按要求的時(shí)間、方法進(jìn)行觀測(cè)。（5） 各階段作物生長(zhǎng)發(fā)育性狀、及重要的作物水分生理指標(biāo)。（6） 土壤理化性狀及水分特性。7試驗(yàn)結(jié)果分析7?1實(shí)驗(yàn)成果分析主要內(nèi)容7.1?1分析水分虧缺對(duì)作物生長(zhǎng)狀況等的影響分析作物的主要形狀指標(biāo)，株高和葉面指數(shù)。由不同缺水處理的株高與葉面指數(shù)實(shí)測(cè)資料分析不同階段和不同程度缺水對(duì)株高和葉面指數(shù)的影響。7.1.2分析水分虧卻對(duì)蒸發(fā)蒸騰量的影響分析不同階段和不同程度缺水對(duì)全生育期總的蒸騰蒸發(fā)量和各階段蒸騰蒸發(fā)量分配狀況的影響，分析其與土壤含水量的關(guān)系，并用實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量與相應(yīng)階段潛在量比值ETa/ETm建立于土壤含水量的關(guān)系。7.1.3分析水分虧缺對(duì)作物干物質(zhì)積累和產(chǎn)量構(gòu)成的影響。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)資料分析不同條件下水分虧缺對(duì)穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒重及總產(chǎn)量的影響。7?2作物受旱反映成果分析分析不同缺水天數(shù)條件下作物減產(chǎn)率，統(tǒng)計(jì)分析出缺水與減產(chǎn)之間的關(guān)系。7?3作物水分生產(chǎn)函數(shù)分析確定水分生產(chǎn)函數(shù)，就是確定相對(duì)產(chǎn)量與相對(duì)耗水量的關(guān)系。相對(duì)產(chǎn)量，是指在一定的品種、氣象與農(nóng)業(yè)技術(shù)水平條件下，某種水分狀態(tài)的實(shí)際產(chǎn)量丫3與該條件下水分最適宜時(shí)可能得到的最高產(chǎn)量Ym的比值。相對(duì)耗水量，是指在一定的品種、氣象與農(nóng)業(yè)技術(shù)水平條件下，某種水分狀況時(shí)實(shí)際耗水量￡丁2與該條件下取得最高產(chǎn)量時(shí)的作物需水量ETm的比值。7.4.1各階段相對(duì)耗水量與相對(duì)產(chǎn)量的關(guān)系確定利用試驗(yàn)得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制出不同階段中相對(duì)產(chǎn)量與相對(duì)耗水量的關(guān)系曲線。利用相關(guān)分析法，針對(duì)各階段，可以確定Ya/Ym=f(ETa/ETm或ETa/ETm=f(Ya/Ym的數(shù)學(xué)模型。ETa/ETm=C1(Ya/Ym)t+C2或ETa/ETm=1-C((Ym-Ya)/Ym)h式中：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)C1和C、經(jīng)驗(yàn)常數(shù)C2、經(jīng)驗(yàn)指數(shù)t和h。這數(shù)學(xué)模型，是作物蒸騰蒸發(fā)量預(yù)報(bào)與產(chǎn)量預(yù)報(bào)以及確定最有灌溉制度的基本依據(jù)。7.4.2全生育期作物水分生產(chǎn)函數(shù)的確定選用詹森模型確定作物全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)，即Ya/Ym=n(ETa/ETm)入i式中：Ya—作物實(shí)際產(chǎn)量，kg/hm2Ym—水分適宜條件下作物產(chǎn)量，kg/hm2ETa—作物實(shí)際耗水