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第 6卷 第 3期
1 9 9 8年 9月
生 态 农 业 研 究
ECo—AGRICULTURE RESEARCH
Vo1．6
Sep．，
No．3
1 9 9 8
3弓 1， s I 、J
冬小麦调亏灌溉制度田问试验研究初报
／ ．
盛圭墓 鱼壁王 王新元
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)
抽 要 大田试验结果表明，拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期，其次为孕穗期和抽穗
～ 开花期．而返青～起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为 o～
50cm土层土壤含水量≥田阐持水量的65 ．过小则导致明显减产}孕穗～抽穗期、抽穗～谁
浆前期最大调亏程度为0~80cm和 0~100cm土层土壤含水量≥田间持水量的60 I灌浆后
期最大调亏程度为0~100cm土层土壤含水量≥田闸持水量的 50 ，由此建立 了冬小麦调亏
准溉制度。
关键词 调亏灌溉村度 冬小麦 田间持水量
A p~ellmtnary study 01．the regulated deficit irrigation system of wlBger wheat．Zhang Xiying，
You Maozheng，Wang Xinyuan(Shijiazhuang Institute of Agricultural Modernization，CAS，
Sbijiazhuang 050021)．EAR，1998，6(3)：33～36．
Abstract Field results at Luancheng Agro-ecosystem Station，CAS show that the mOst sen-
sit[re stage to water stress for winter wheat falls on iointing ，then the folMwing are booting
and heading to flowering stages，while too much water supply during turning green to lifting
will reduce winter wheat yM d．The critical levels of soil water content for winter wheat ate
no less than 65 of field capacity for 0～50cm soil layer during iointing stage，60 for 0～
80era during booting to heading and 60 for 0HlOOem during heading to initial nilky stage，
50 for 0～ lOOem duringmilky stage，respectively．Atthose stages，when soil water content
is below the critical level，yield will be greatly reduced．Based on the results，regulated deficit
irrigation system is established for winter wheat．
K wolds Regulated deficit irrigation system ，W inter wheat．Field capacity
水资源严重不足是制约我国国民经济发展，特别是农业持续发展的首要因素，节水灌
溉是保证农业稳产和高产的主要措施，提高灌溉水利用效率，发展节水灌溉是未来农业发
展的方向。近年调亏灌溉(Regulated deficit irrigation)研究进展很快，根据灌溉对象的生
长发育规律及生产的实际需要，有目的地使作物经受水分胁迫，在特定时期限制作物某些
方面的生长发育，达到节水增产的目标 许多研究均表明水分亏缺并不一定降低产量，适
度水分亏缺反而会提高作物产量和水分利用效率，这是因为作物对适度水分亏缺产生了
补尝或超补偿效应，常表现在作物受旱后复水若干生理功能超过一直充足供水的生理功
· 九五”国家科技攻关项目部分内容
收稿日期，1997-10-22 改回日期：1998—01—15
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34 生 态 农 业 研 究 第 6卷
能。此外，适度干旱强化了能量代谢和一系列生物合成，并增加了细胞持水能力 作物不
同生育阶段对水分亏缺的敏感程度不同。冬小麦是北方地区主要灌溉作物，减少冬小麦的
灌水量，提高其水分利用效率对该地区节水农业发展具有重要意义 本文研究了冬小麦不
同生育期对水分亏缺程度的反应、不同阶段受旱对作物的后效性影响及对作物生长与产
量的补偿效应，确定其关键需水期和不同生育期的最大调亏程度，以建立冬小麦调亏灌溉
制度，为节水农业提供科学依据。
1 材料与方法
试验于 1996~1997年在中国科学院栾城农业生态系统试验站进行，该区属太行山前
平原高产农区，灌溉水源为地下水，试验地土壤物理性状见表 1。为研究冬小麦不同生育
表 1 试验地土壤物理性状
Tab．1 Soil physical characters at the testing site
土壤铎度(cm)质 地容~(g／em。)饱和吉球量( )田间持球量( )调萎湿度( )有机质( )垒N( )垒P( )速效钾(mg／kg)
s0d depth Texture Bu u∞ced soil Field mo~mre Wilt_啦 Organ~ Total N Total P Avail K
densKy w kt~r CORteDt capacity poiat matter
表 2 冬小麦返青后各生育期不同灌水调亏处理情况
Tab．2 Irrigation frequeaey and after wint~wheat turning green at diferent stages
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一 对照，返青后未灌永
一 灌 1趺拨节水(灌关键术处理)
一 拔节水推迟 7d(关键水推迟)
一 起身水，拔节术．后期控制水分
一 起身水，拔节术推迟．后期控制水分
一 起身水，抽穗术，拔节期缺水
一 起身水．扬花～灌浆术，拔节～抽穗期缺水
一 拔节水．扬花～灌浆术，起身期控制水分
一 拔节水后移7d．灌浆水，起身、拔节期控制术分
05一l4 起身水．拔节水．扬花～灌浆水．未发生术分亏缺
期缺水对产量和水分
利用效率的影响，对
其返青后各生育期进
行了调亏试验(见表
2)。冬小麦返青前各
处理生长条件一致
越 冬前 (1996年 l1
月21日)均冬灌 675
m ／hm 。供试品种为
高优 503小麦，1996年 10月 6日播种，1997年 6月 13日收获，播前麓足基肥，拔节期追
肥，施肥量折 N 210kg／hm ，秸秆还田。每处理重复 4次，各小区面积 30m ，用软管计量灌
溉量。测定项目为每 7d测定 1次土壤含水量，每生育期调查 1次作物生长发育状况，选 3
个处理用根钻取样法测定根系分布，以每小
区收获面积 9m 测产和考种分析。
2 结果与分析
1996～1997年冬小麦生长期降
水量与多年平均降水量相比基本相同(见
图 1)，但播种期底墒足，返青期 2次较大
降水对冬小麦生长十分有利，生长后期无
干热风危害，试验期间冬小麦生长良好。
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囝 1 冬小麦生长期降水量与多年平均降水量
Fig 1 The average precipitation and the pre—
cipitation for the testing year
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第 3期 张喜英等：冬小麦调亏灌溉制度田问试验研究初报 35
2．1 冬小麦不同潜水调亏处理对其水分利用及产量的影响
表 3表明，冬小麦不同灌水条件下 T。处理产量最高，T 处理水分利用效率最高。相
同耗水量条件下灌水时间与次数差异造成冬小麦产量和水分利用效率不同，如同样灌2
衰 3 冬小麦不同灌水调亏处理对其水分利用及产量的影响
Tab．3 Effects of different regulated deficit irrigation on water utilization and yield of wint wheat
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次水耗水量约4700m ／hm 的T ～T 4个处理最高和
最低产量相差 15，3 ，水分利用效率相差 16．73 。冬
小麦耗水量与产量关系见图 2，开始时随耗水量增加，
冬小麦产量呈直线上升，耗水量>4000m。／hm 后继
续增加，关系点相当分散，而非一条曲线，相同耗水量
的产量最大相差 2o ，水分利用效率相差 25 ，表明
冬小麦生育期耗水量相同，但由于各生育阶段水分分
配不均导致产量及水分利用效率的差异。 图2 ab,l、麦耗水量与产量关系
2．2 冬小麦不同生育期潜水调亏处理及程度对其产 H 2 Rel。tionship b t ld d
量的影响 water c0nsuraption for win whent
冬小麦返青～起身期、拔节期、孕穗期、抽穗～灌浆前期、灌浆后期灌水调亏处理和无
调 亏 处理 平均 产量 分别 为 7059．0kg／hm 、6196．5kg／hm 、6237．Okg／hm。、6378．8
kg／hnl 、6575．3kg／hm 和 6503．3kg／hm ；灌水调亏处理对产量的影响(以无调亏处理为
对照)分别为8．5 、一4．7 、一4．1 、一1．9 和1．1 。表明返青～起身期、灌浆后期调
亏处理对产量影响为正效应，返青～起身期控制水分供应可使冬小麦增产 8．5 ；而其他
生育期控制水分供应冬小麦产量降低，尤以拔节期控制水分最明显，其次为孕穗期和抽穗
～ 灌浆前期。用Jensen模型表征冬小麦产量与各生育阶段耗水量关系的水分生产函数
为 ：
／ 一 I忸T ／田 )． (1)
式中， 、 分别为实际产量和最高产量，(E ) 、(ET ) 分别为对应于实际产量和最高
产量的第i阶段耗水量， 是第 i生育阶段水分敏感指数； 越大，表明该生育阶段对水分
亏缺的敏感程度越大，对产量的影响也越大。由式(1)计算冬小麦返青～起身期、拔节期、
孕穗期、抽穗～灌浆前期和灌浆后期水分敏感指数 分别为～0．121 3、0．3145、0．2721、
0．1016和一O．087。表明冬小麦需水关键期为拔节期，其次为孕穗～灌浆前期，返青～起
身期和灌浆后期应控制水分供应。返青～起身期控制水分可显著提高冬小麦产量，如返青
后Tz处理只灌1次拔节水，平均产量达6900．8kg／hm ，比无灌水T．处理高2 5．5 ，水
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生 态 农 业 研 究 第 6卷
分利用效率高 6．76 ，比无水分亏缺T 。处理分别高 6．1 和 17·5 ，Ts处理比T 和T 。
处理分别增产 28．3 和8．5 ，水分利用效率相应提高1．1 和 14．25％。
曩
根长密度(cm／cm’)
Rom length density
作物不同生育期水分亏缺对其产量的影响有明显差
异，同一生育期水分亏缺程度对作物产量有很大影响，作物
不同生育阶段其土壤水分适宜范围不同，由于作物根系对
土壤水分吸收利用与其根长密度在土壤剖面分布密切相
关，确定作物不同生育期土壤适宜水分范围和最大可调亏
程度时，应根据主要吸水根系的分布确定调亏土壤深度，图
3表明 1997年冬小麦生长期根长密度随时间变化，当根长
密度
Fi 3 Distribution of rOOt 定土壤水分主要影响作物产量的土壤层次，冬小麦前期用
length densityin soil Oh 5Ocm、中期用0～80cm、后期用0h100cm土层土壤平
均含水量指标反映土壤水分调亏程度对其产量的影响。试验结果表明，返青～起身期最大
调亏下限 0~50cm土层土壤含水量为 55 ，但当其上限超过田问持水量的 8O ～85
时，土壤含水量越高，其产量反随之降低；拔节期最大调亏下限为0~50cm土层土壤含水
量≥田间持水量的 65 ，过低则随土壤含水量降低而使冬小麦产量急剧下降，如拔节期
推迟 7d灌水(o～50cm土层土壤含水量 由占田间持水量的 66 降至 54 )使产量减少
I1．75 ；孕穗～抽穗前期最大调亏下限为 0h80cm土层土壤含水量≥田间持水量的
6o ，抽穗～灌浆前期为 0hlOOcm土层土壤含水量≥田问持水量的 6o ；灌浆期 o～
100cm土层土壤含水量维持在田间持水量的5o ～55 不会造成明显减产。
3 冬小麦调亏灌溉制度
常年降水条件下，冬小麦调亏灌溉制度是在其返青～起身期控制水分，拔节期灌关键
水，灌水量 600～700m ／hm ，若能保证灌 2次水，抽穗～开花期再灌 1次水，灌浆后期进
行水分控制，则可保证较高产量 ，并提高其水分利用效率。如最适灌水时间T 处理水分利
用效率比其他 3处理平均高 10．3 且高产。故可通过制定作物最适灌溉制度实现节水与
增产的双重目标；制定作物节水灌溉制度应考虑作物的生理生态特征，如作物光合作用对
土壤水分有明显的阈值反应，在此阚值以上土壤水分过高对光合速率无促进；不同生理过
程对水分亏缺的敏感反应依次为生长>气孔>蒸腾>光合和运输，根据作物生长适宜的
土壤湿度下限、达到不同产量水平所允许的土壤湿度变化范围指标及减少土壤棵间无效
耗水以确定不同作物不同供水条件下的最优供水模式，达到节水与增产的双重目标
参 考 文 献
1 陈玉民．关于提高作物水分生产章与建立作物生态需水区划问题的探讨．疆概排水．1993，12(4)，7～12．
2 朱自堑等．冬小麦耗水量和耗水规律分析．气象，1987t13(2)：29～32．
3 TurnerN C．Plant wrier relations andirrigationl~RlithargenleD．t．AgriculturalW aterManagementt1990，17}59
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