全 文 ：第1 8卷 增 刊
1 99 5年 5月
河北农业大学学报
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.
1 8
M a y
.
S uP
.
1 99 5
坝上高原土壤一植物系统筱麦
综合保水增产措施研究
王殿武 褚达华
(河北农业大学农学系 ,保定 07 100 1)
摘要 本文就不同保水措施对筱麦产量和水分利用效率的影响进行了研究 , 结果表明 , 所有保水
措施均能显著提高筱麦产量和水分利用效率 , 在各种措施中 , 无论是在早砂地还是旱滩地 , 均以
保水剂沟施和铺沙增产效果最显著 .
关键司 筱麦 ; 保水措施 ; 产量 ; 水分利用效率
坝上高原是我国筱麦的主产区之一 , 筱麦约占粮播面积的 60 % 以上 , 主要分布于坝上
旱源坡梁地和滩地两种生态类型区 . 该区海拔 140 一 1 80 m , 年平均气温 2 . 6℃ , 无霜期 81
一 107 天 , 生育期内日照时数 1 9 7 .7 h8 , 年均降水量 39 7: 6m m , 70 %集中在 6一 8:月份 , 属高
寒半干旱 区 . 由于干旱少雨 , 水分利用率较低 , 使筱麦单产水平长期处于 10 0k g 以下 , 较
该区旱地筱麦 37 7 , 6k g 以上的光温气候生产潜力还相差两倍以上 . 因此 , 研究探讨有效的保
水增产措施 , 充分发挥自然降水的生产潜势 , 已成为坝上地区研究的主题 . 为此 , 本研究将
土壤和作物做为一个整体系统 , 使土壤保墒和降低叶面蒸腾相结合 , 对一些保水措施的增产
效应和机理进行了研究 , 旨在为该区水分利用率和作物产量的提高提供理论依据 .
材料与方法
试验于 1992 年一 1993 年在张北旱地试验区坡梁地和滩地两种生态类型区上进行 , 供试
土壤的理化性质如表 1 所示 . 坡梁地设 s 人保水剂沟施 (2 . sk g / 亩) 、 膨润土沟施 ( 10 o o k g /
表 1 供试土壤的理化性质 (0 ~ 2 c0 . )
土壤类型 有机质 全氮 全磷 碱解氧 速效磷 C a C O ,.
(% ) (% ) (% ) (p p m ) (p p m ) (% )
< 0
.
0 1
m m (% )
质地 容重怡 · c盯 3)
坡梁地 (栗钙幻
滩地 (草旬栗钙土 )
1
.
17 0
.
08 9 0
.
0 17 8 7
.
4 2
3
,
07 0
.
17 1 0
.
0 4 55
7 2
.
5 2
.
5
116
.
3 9
.
8 4
.
3 6 7
一
70
14
.
94 砂壤
37 .3 8 中壤
1
.
54
1
.
2 2
亩)2 % (W / V of ) 黄腐酸溶液喷施和对照 4 个处理 . 滩地设铺沙 (7 50 k g / 亩 ) 、 保水剂沟
施 .2 s k g / 亩 ) 、 2% (W / V ol ) 黄腐酸喷施和对照 4 个处理 , 每处理重复 3 次 , 随机区组
1 99 4勺8一 1 1收稿
增 刊 王殿武等 : 坝上土壤一植物系统筱麦综合保水增产措施研究
排列 , 小区面积 Zm x Zm . 供试作物为筱麦 “品 5 ’ , 5 月 20 日播种 , 播量 1.2 5 k g / 亩 , 开沟
播种 , 行距 25 cm , 播种时以尿素 .2 s k g / 亩和二按 5 .o k g / 亩做种肥 . 黄腐酸于苗期 、 拔节
期和孕穗期各喷 1 次 , 亩用量均为 10 09 , 其它处理在播种时实施 .
土壤水分含量采用烘干法侧定 , 气孔阻力和蒸腾速率采用 L卜 1 60 M 稳态气孔计测
定 , 其它项 目采用常规分析方法 .
2 结果分析与讨论
.2 1 土壤水状况
2
.
1
.
1 坡梁地 由图 1知 , 。一 4 c0 m 土壤含量水 ( v ol ) 保水剂沟施 、 黄腐酸喷施和膨润土
沟施较对照分别增高 2 . 29 一 7 . 57 、 1 . 29 一 4 . 64 和 0 . 39 一 2 . 71 个百分点 . 说明由于保水剂强吸
水性和膨润土颗粒细小改善了坡梁地砂壤土的特性 , 从而有效地减少了土壤水分蒸发 , 而黄
腐酸则抑制蒸腾耗水 , 因此只有明显的保墒作用 .
2
.
1 2 滩地 。一 4c0 m 土壤含水量 (v ol ) 铺沙、 保水剂沟施和黄腐酸喷施分别较对照增高
.0 97 一 4 .4 6 、 0 . 5 4一 3 . 3 8 和 0 . 2 0一 2 . 83 个百分点 (图 2 ) . 铺沙由于使土面蒸发控制在扩散阶
段 , 水分仅以扩散方式进人大气 , 从而有效地阻止了土壤水分蒸发 , 保水作用最为明显 .
ǎ冰à侧关如娜刊
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保水荆沟旅
黄腐艘沟盆
膨润土沟旅
对照
一米à关娜喇如洲
/ 一一 一 黄腐雌巾此一一— 对妞
苗劫 ( l纽2 6) 拔节期 (10 / 乃 开花期( 4 / 8 ) 成熟期 ( , / , )
生育期 (日 /月 ) 苗期 (“ / 幻 拔节期 (10 / 力 ’ 开花期 (’ / s) 成熟期 (5 / 9)
生育期 (日 / 月 )图 l 坡梁地 0~ 4c0 m 土壤水分状况 图 2 滩地 0一 4 c0 m 土壤水分状况
2
.
1
.
3 不 同生育时期差异 苗期和开花期各处理土壤水分含量与对照差异较大 , 而拔节期
则相对变异较小 . 坡梁地苗期和开花期各处理与对照相差 1 . 08 一 7 . 57 和 2 . 7 1一 5 . 27 个百分
点 , 而滩地则分别相差 1 . 5 一 3 . 37 和 2 . 83 一 4 .4 6 个百分点 . 显然 , 这种水分变化规律对于
抵御坝上旱源雨养农业区出现频率很高的春旱和夏旱是十分有利的 .
.2 2 蒸腾抑制剂对作物叶片气孔和蒸腾特性的影响
.2 2
.
1 坡梁地 由表 2 知 , 经黄腐酸处理后筱麦叶片气孔阻力明显增大 , 蒸腾速率则降
低 . 喷施后 3一 9 天旗叶和倒二叶气孔阻力比未喷对照分别增大 。 . 47 一 2 . 1 和 .0 52 一 2 . 82
倍 , 蒸腾速率则分别较对照下降 42 . 7% 一 63 . 1% 和 49 . 6% 一 72 . 6% . 不同叶位以倒二叶气孔
阻力增大和蒸腾速率下降幅度较大 , 这可能是由于筱麦叶片的生理年龄和着生部位不同 , 其
1 0 0河北农业大学学报 第 1 8卷
代谢活性不同所造成 .倒二叶生理年龄较大 , 代谢活性较弱 , 而旗叶生理年龄小 , 代谢旺
盛 , 且是筱麦籽粒光合产物的主要供给者 , 故其蒸腾速率相对变异较小 . 此外 , 叶面喷施黄
腐酸还具有使作物根系活力加强 , 叶绿素含量提高的作用 .
表 2 蒸腾抑制剂对叶片气孔蒸腾特性的影响
旗叶 倒二叶
土壤类型 处 理 气孔阻力 蒸腾速率 气孔阻力 蒸腾速率
伽g · e m 一 2 · s 一 [ ) ( s · e m 一 l ) 伽g · e m一 s
2
.
32 4
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13 6
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以一39刀1.43(s一
坡梁地
(栗钙土 )
滩地
(草甸栗钙土 )
对照
黄腐酸喷后 d3
黄腐酸喷后 g d
对照
黄腐酸喷后 d3
黄腐酸喷后 d9
* 孕穗期测定结果
2
.
2
.
2 滩地 黄腐酸喷施后筱麦叶片气孔阻力和蒸腾速率变化规律与坡梁地相同 . 喷施 3一
9 天后旗叶和倒二叶气孔阻力较未喷对照分别增大 0 . 18 一 2 , 07 和 0 . 90 一 2 . 20 倍 , 而蒸腾速率
则分别较对照下降 27 0% 一 63 . 9% 和 40 . 0% 一 76 . 8% , 仍以倒二叶气孔阻力增大和蒸腾速率
下降幅度较大 . 由此说明喷施蒸腾抑制剂后可增加气孔对水汽的扩散阻力 , 减少蒸腾耗水 ,
从而对缓解妥干旱引起的生理胁迫和提高作物抵抗干早的能力具有明显的作用 .
.2 3 不同处理对筱麦植株和产量性状的影响
表 3 不同处理对筱麦植株和产盖性状的影响
(s)一.20土壤类型 处 理
保水剂沟施
黄腐酸喷施
膨润土沟施
对照
L SD 。仍
L SD o心 l
铺沙
保水剂沟施
黄腐酸喷施
对照
L SD o仍
L SD o
.
o l
株高
( e m )
穗长
( e m )
亩穗数
(万 / 旬
穗粒数
(个 )
千粒重
坡梁地
(栗钙土 )
滩地
草甸栗钙土
85
一
3 a A
79
.
4 a b A B
76
.
2b B
7 l
.
4b B
8
.
6 1
13
.
04
12 7
.
s a A
10 5
.
2 a b A
l o
.
6b A
9 6
.
l b A
23
.
5 6
3 5
.
70
13
.
8 a A
1 1 9 b e A B
1 l
.
3 e B
10
.
7 e B
1
.
56
2
.
36
2 l
.
o a A
1 7
.
6 a b A
14
.
7b A
14
.
6b A
4 3 1
6 5 2
2 2
.
l a A
19
.
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19
.
o a A
16
.
7b B
3
.
5 1
5
.
32
2 9
,
s a A
24
.
7b B
19
.
6C C
17
.
8沈
2
.
74
4
.
15
33
.
7 a A
2 8
.
9 a A
2 5 9 a A
2 5
.
5 a A
12
.
84
19
.
4 5
42
.
9 a A
3 8
.
4a A
3 7
.
3 a A
3 7
,
6 a A
12
.
3 2
18
.
6 7
s a A
o b B
19
.
s b B
19
一
3b B
1
.
2 5
1
.
90
2 2
.
4 a A
2 1
.
7a A
2 2
.
3 a A
2 l
.
6 a A
1
.
0 1
1
.
52
* 成熟期测定
增 刊 王殿武等 : 坝上土壤一植物系统筱麦综合保水增产措施研究 0 1 1
由表 3知 , 坡梁地保水剂沟施 、 黄腐酸喷施和膨润土沟施同对照相 比株高分别增加
13 9
、
8
.
0 和 4 . s e m , 穗长增加 3 . 1、 1 . 2 和 0 . 6 e m , 亩穗数分别增加 5 . 4 、 3 . 2 和 2 . 3 万 , 穗粒
数各处理间差异不显著 , 千粒重除保水剂处理影响最大外 , 其它处理之间则差异较小 . 滩地
铺沙、 保水剂沟施和黄腐酸喷施三处理同对照相比株高分别增加 31 . 4 、 9 . 1 和 4 . sc m , 穗长
增加 .6 4 、 3 , 0 和 0 . I c m , 亩穗数分别增加 n . 7、 .6 9 和 1名 万 , 而各处理对穗粒数和千粒重
影响较小 . 由此可见 , 不同措施 由于具有明显的保增墒作用 , 促进了筱麦个体与群体的发
育 , 使株高和亩穗数增加 , 并在一定程度上改善了穗部性状 , 从而为产量的增加提供了有力
的保证 .
.2 4 不同措施产量效应及经济系数
表 4 不同处理筱麦产量和经济系数
土壤类型 处 理
产 量 (k g / 亩)
增产 (% ) 经济
班 至 系数1 1 小肚
OU
.1.ǎ
6叹曰
,.
户卜U八,乎Rù坡梁地 (栗钙土 )
口目曲、ùù6.、以
保水剂沟施
黄腐酸喷施
膨润土沟施
对照
铺沙
保水剂沟施
黄腐酸喷施
对照
8 3
.
3 a A 0
.
2 4
6 8
.
3 7 5
.
0 a b人 0 . 2 3
7 l
4 8
66
.
7 b A B 3 5
.
0 0
.
2 2
49
.
4 e B 0
.
2 0
93760科
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飞ùù勺6飞ù174
,
0 17 9
140
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3 a A 2
14 8
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l b B
4
.产OOUō、J口.月. 万盛滩地(草甸栗钙土 )
l了6 . 7 154 . 2 14 1 . 7 14 4 . 2b B 3 1 . 7 0 . 2 3
1 16 1 1 11
.
2 10 1
.
1 109
.
5 e C 一 0 . 2 1
由表 4 知 , 坡梁地不同处理筱麦产量以保水剂沟施最高 , 黄腐酸喷施和膨润土沟施其
次 , 对照最低 . 同对照相比保水剂沟施 、 黄腐酸喷施和膨润土沟施分别增 68 . 6% 、 51 . 8% 和
35
.
0%
, 达极显著水平 (F = 10 . 24 > 0F 乃 ; = 9 . 78 ) . 滩地不同处理以铺沙产量最高 , 保水剂沟
施和黄腐酸喷施其次 , 对照最低 . 3 种处理较对照分别增产 63 , 7 % 、 35 2 % 和 31 . 7 % , 也达
极显著水平 ( F = 37 .3 3 > F .0 ; = .9 78 ) . 此外 , 不同处理随产量的增加经济系数也增大 . 由
此可见 , 不同措施由于保水作用 , 促进了光合作用的进行 、 同化物质的积累和向籽粒转化的
效率较高 , 起到了明显的增产作用 .
3 小结
1 1 不同处理其保墒增墒效果不同 , 坡梁地以保水剂沟施保墒效果最好 , O一 4 c0 m 土壤含
水量可提高 2 . 29 一 7 . 57 个百分点 , 滩地以铺沙处理保水最明显 , 0一 4 c0 m 土壤含水量可提
高 .0 9 7一 4 .4 6 个百分点 .
1 0 2河北农业大学学报 第 1 8卷
1 2叶面喷施蒸腾抑制剂的增产机理 , 主要与降低植物蒸腾耗水有关 . 孕穗期喷施 3一 9 天
后 , 旗叶和倒二叶的气孔阻力明显增大 . 而蒸腾速率则明显下降 , 并以倒二叶气孔阻力增大
和蒸腾速率下降程度更为明显 , 从而减少了蒸腾耗水 , 缓解了植物体内的水分亏缺 , 有利于
光合作用的进行和干物质的积累 , 为筱麦产量的提高奠定了基础 .
33 不同处理由于降低了水分的蒸发和增强了作物抵抗干早胁迫的能力 , 从而促进了群体
和个体的发育 . 使株高和亩穗数明显增大 , 并在一定程度上改善了穗部性状 , 起到了明显的
增产效果 . 坡梁地保水剂沟施 、 黄腐酸喷施和膨润土沟施较对照分别增产 68 . 6% 、 51 . 8% 和
35
.
0%
, 滩地铺沙 、 保水剂沟施和黄腐酸喷施较对照分别增加 63 . 7% 、 3 5 . 2 % 和 31 . 7% . 坡
梁地和滩地分别以保水剂沟施和铺沙处理增产最为显著 .
S t u d y o n C o m P r e h e n s i v e M e a s u r e s o f W a t
e r一 P r o t e e t i n g a n d
Y i e ld一 i n e r e a s i n g i n N a k e d O a t i n 5 0 11一 P l a n t
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w a t e -r P r o t e e t in g
,
o f w il i e h t h e e feT c t s o r tr a
n c h a P p l i e a t i o n o f w a t e r一 r e t a i n e r a n d P a v in g
sa n d w e r e t h e m o s t s i g n iif e a n t n o m a t t e r i户 ht e d r y s l o P in g if e ld o r sh o a l y l a n d
,
K e y w o r d s n a k e d o a t ; w a te卜 P r o t e e it n g m e a s u r e ; y i e ld ; w a t e r一u s i n g e if e i e n e y