河北省强筋冬小麦节水丰产灌溉策略研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuzhongbao2005
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在河北省水资源日益匮乏的形势下,研究明确不同灌溉定额下强筋冬小麦耗水特性和产量形成特征的差异,优化河北省冬小麦节水灌溉策略,对积极应对本省地下水压采需求,实现强筋冬小麦可持续生产具有重要意义。本研究分别于2018-2019年冬小麦生长季在河北省石家庄市系井村(环境1)和赵县北方农业园(环境2),2019-2020年冬小麦生长季在河北省石家庄市藁城区刘家庄村(环境3)、新乐市中同村(环境4)和赵县大石桥村(环境5)进行。试验采用节水强筋品种藁优5766和藁优2018,共设置12个灌溉处理,以拔节期和开花期各灌溉60 mm为节水对照处理(60-60),在此基础上每15mm一个梯度,逐级下调生育期灌溉定额至105 mm(60-45、45-60)、90mm(60-30、45-45、30-60)、75mm(45-30、30-45)、60mm(60-0、30-30)、45 mm(45-0)、30mm(30-0),结合5个环境小麦生育内降水的差异,分析不同处理耗水特性和产量形成的差异,明确河北省不同降水年型下适宜的节水灌溉策略。主要研究结果如下:1.下调灌溉定额显著影响强筋冬小麦耗水量及耗水构成。总耗水量随着灌溉定额的降低而逐渐降低,土壤贮水消耗量随着灌溉定额的降低而逐渐升高。与节水对照处理60-60相比,各亏缺灌溉处理的总耗水量降幅在1.76%~15.40%之间,灌溉定额下调至75 mm~105 mm时土壤贮水消耗量增幅多在5%左右,灌溉定额低于75 mm的土壤贮水消耗量大幅度增加。不改变开花期灌溉量仅下调拔节期灌溉量时,生育期土壤贮水消耗量变幅较小,拔节至开花阶段的耗水量影响较小,最大降幅为14.08%;不改变拔节期灌溉量仅下调开花期灌溉量时,生育期土壤贮水消耗量显著增加,对开花至成熟阶段耗水量影响较大,最大降幅为43.38%。2.拔节期灌溉定额的下调对强筋冬小麦穗数影响较大。不改变开花期灌溉量仅下调拔节期灌溉量时,成熟期穗数逐渐下降。不改变拔节期灌溉量仅下调开花期灌溉量时,成熟期的穗数及成穗率变化较小。将拔节期灌溉量由60 mm下调至45 mm,其总茎数的降幅较小,在5%左右。调整拔节期和开花期灌溉量对开花至成熟阶段的叶面积指数(LAI)和干物质积累量有较大影响。下调拔节期灌溉量会使开花至成熟阶段的LAI处于较低水平,开花期和成熟期干物质积累量亦随之下降;下调开花期灌溉量会加速花后叶片的衰老,并降低成熟期干物质积累量。3.下调灌溉定额对强筋冬小麦的不孕小穗数、结实小穗数以及穗粒数有较大影响。灌溉量在75 mm~120 mm时,小麦的穗长和总小穗数无显著差异,灌溉量低于75 mm时,穗长和总小穗数显著下降。不孕小穗数随着灌溉量的减少而增加,结实小穗数与之相反;穗粒数随着灌溉量的减少而减少,最大降幅为22.58%。随灌溉定额的下调,籽粒产量逐渐降低。与节水对照处理60-60相比,在5个环境中各亏缺灌溉处理的产量降幅在1.59%~29.41%之间,水分利用效率在5个环境下的平均值降幅范围在1.40%~10.22%之间。4.利用30年的降水数据,划分出本区域枯水年、偏枯年、平水年、偏丰年及丰水年共5个年型的降水量临界值分别为93.47 mm、112.27 mm、137.20 mm和155.90 mm,本试验条件下5个环境的生育期降水量分别属于偏枯年、平水年及偏丰年。综上所述,在本试验所属的3种降水年型下,与节水对照处理60-60相比,处理60-45、45-60、60-30和45-45总耗水量的降幅在1.76%~4.80%之间,产量和水分利用效率的降幅范围分别为4.86%~6.21%和1.40%~2.95%,4种亏缺灌溉策略在不同降水年型下对强筋冬小麦耗水特性和产量形成的影响均较小,4种灌溉方案在本区域不同降水年型下具备较强的可行性;且拔节期灌溉60mm和开花期灌溉30mm是本区域内突出节水目标的强筋冬小麦丰产灌溉策略。
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