北疆春小麦滴灌毛管布置模式优化试验研究

雷呈刚　张荟荟

(1.新疆新润灌溉工程有限公司， 新疆 乌鲁木齐　830002；

2.新疆畜牧科学院草业研究所， 新疆 乌鲁木齐　830000)



北疆春小麦滴灌毛管布置模式优化试验研究

雷呈刚1张荟荟2

(1.新疆新润灌溉工程有限公司， 新疆 乌鲁木齐830002；

2.新疆畜牧科学院草业研究所， 新疆 乌鲁木齐830000)

【摘要】通过不同毛管布置模式下北疆春小麦滴灌试验研究发现，拔节期、抽穗期是春小麦两个需水关键期，一管四行(13cm+20cm、18cm+20cm)模式能够显著提高春小麦抽穗期的耗水模系数； 小麦株高基本呈现出随毛管间距增大而降低的趋势，增大毛管间距将对植株整齐度产生不利影响； 一管六行模式(10cm+10cm +20cm、15cm +15cm +20cm)降低春小麦单穗粒数、千粒重，势必造成减产，而一管四行模式(13cm +20cm、18cm +20cm)下春小麦产量虽略有降低，但基本能够保产，且能够取得较高的经济效益，其中“18cm +20cm”模式经济效益达到最优。本研究综合分析认为，该地区滴灌春小麦采用一管四行模式(18cm +20cm)比较适宜，经济效益最大。

【关键词】北疆； 春小麦； 滴灌毛管； 布置模式

新疆地处我国西北内陆的亚欧大陆中部，属典型的干旱灌溉农业区。长期以来，干旱缺水严重阻碍着该区农业的发展，水资源严重匮乏与现代农业发展的矛盾愈演愈烈。滴灌作为当今最先进的节水灌溉技术，已成为该区解决缺水问题的主要途径之一，因其优秀的节水、节肥、增产、改善作物及果实品质的特点，越来越受到农场及广大农民的青睐[1-3]。

小麦滴灌技术可以充分利用有限的水资源，促进高产优质品种发挥其增产潜力和品质优势，有效缓解新疆水资源的紧张状况，稳定和保持小麦的有效供给和持续发展，在新疆粮食安全战略中占有突出的地位[4-5]。目前，对于小麦滴灌方面的研究，多数学者更关注灌溉制度对小麦的水分利用效率(water use efficiency，WUE)、生长及产量的影响[6-8]，并多采用单一的小麦行距、毛管间距，忽略了小麦不同行距、毛管间距对研究成果的影响。本文通过布置不同小麦行距、毛管间距，开展毛管布置模式对滴灌春小麦耗水规律、生长及产量影响研究，并对不同毛管布置模式下小麦的经济效益进行评价，以期为该区小麦滴灌技术工程设计和生产提供理论依据。

1试验设计与研究方法

1.1试验地概况

试验区位于新疆畜牧科学院农业部旱生牧草原种基地，地理位置为东经86°37′41.32″、北纬44°14′08.47″，海拔504m。土壤pH值8.64，有机质10.3%，全氮0.063%，全磷500mg/kg，全钾1.96%，有效磷2.9mg/kg，碱解氮35mg/kg，水溶性盐分中量3.61 g/kg，年平均气温6.7℃，无霜期170天，年平均降水量160mm。

1.2试验材料与设计

试验供试春小麦品种为“昌春7号”，该品种抗折能力强、灌浆速度快，生育期约90天。按播种量360kg/hm2进行人工条播(3月5—15日)。翻耕前施基肥：磷肥600kg/hm2，钾肥150kg/hm2，尿素75kg/hm2，有机肥15000kg/hm2，4叶期开始随水施尿素150kg/hm2。试验所用滴灌管为内镶贴片式，外径16mm，壁厚0.3mm，滴头流量1.38L/h，滴头间距30cm，灌水压力0.1MPa。

试验共设置5种春小麦毛管布置模式(见表1)，均按照“宽窄行”布置，滴灌带布置在宽行中部，每种模式重复三次。试验采用相同的灌溉制度，春小麦全生育期灌水11次，灌溉定额250m3/亩，见表2。

表1　春小麦毛管布置模式　单位：cm

表2　春小麦灌溉制度　单位：m3/亩

1.3测定项目与方法

土壤水分采用取土烘干法测定，每隔7天测定一次，在播种前、降雨后及灌水前后加测一次，测定深度为0～100cm，分别在0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm和80～100cm土层测定。各处理在距滴灌带近、中、远三处各随机选取5株春小麦作为标准株，定期观测标准株的株高及叶面积。春小麦成熟后测定各处理的产量及产量要素(穗粒数、千粒重)。

2结果与分析

2.1不同毛管布置模式下春小麦耗水规律

作物的日耗水强度反映了作物不同生育期的需水情况，是研究作物耗水规律的重要指标。如图1所示，不同毛管布置模式下春小麦的耗水规律均呈现出“先增大后减小”的变化趋势，且T1处理的日耗水强度始终处于最大。在出苗期，各处理的日耗水强度均最小，且无明显差异；春小麦的日耗水强度在分蘖期增加约1倍，各处理间差异不大；进入拔节期，各处理的日耗水强度迅速增大至3.2～4.5mm，且T5与其余各处理差距显著；各处理日耗水强度在抽穗期均达到峰值，在4.0～5.2mm之间，且各处理之间呈现明显的“阶梯”状差异；各处理日耗水强度在灌浆期降至2.5～3.0mm，各处理之间无明显差异。可见，拔节期、抽穗期是春小麦两个需水关键期，在灌水管理中应引起足够的重视。

图1　春小麦日耗水强度变化动态

耗水模系数反映了作物各生育期耗水量占全生育期总耗水量的权重程度，是研究作物耗水规律的重要依据。图2为春小麦耗水模系数的变化动态，从中可以看出，各处理的耗水模系数变化规律和日耗水强度相似，在抽穗期达到最大为40～45mm，且T2、T3最大，并与T1、T4、T5差异显著。可见，一管四行(13cm+20cm、18cm+20cm)模式能够显著提高春小麦抽穗期的耗水模系数，对春小麦抽穗期补水、保证籽粒结实具有重要意义。

图2　春小麦耗水模系数变化动态

2.2不同毛管布置模式下春小麦生长及产量情况

不同毛管布置模式下春小麦生长及产量情况见表3，从中可以看出，不同毛管布置模式对小麦株高影响的差异比较显著，基本呈现出随毛管间距增大而降低的趋势。从株高整齐度系数(变异系数的倒数，该值越大，表示指数越整齐)角度看，T1整齐度系数最高，说明一管两行模式(20cm+20cm)有利于提高春小麦植株的整齐度；随着毛管间距的增大，至一管六行模式(T4、T5)下，整齐度系数下降了34.1%～49.7%，说明增大毛管间距将对植株整齐度产生不利影响。不同毛管布置模式下春小麦的叶面积指数变化较小，各处理间差异不明显。

产量方面，T1处理的穗粒数最高，T2、T3较T1分别下降了6.8%、8.4%，降幅较小；T4、T5较T1分别下降了21.6%、33.1%，降幅较大，说明一管六行模式(10cm+10cm+20cm、15cm+15cm+20cm)严重降低春小麦单穗粒数。T5处理的千粒重最低，较T1下降了32.8%，将对最终产量产生不利影响。T1处理春小麦的单产达最高值7638.55kg/hm2，T2、T3、T4、T5较T1分别降低了2.0%、2.9%、10.3%、19.2%。可见，一管两行模式(20cm+20cm)有利于春小麦产量的提高；一管四行模式(13cm+20cm、18cm+20cm)下春小麦产量略有降低，但基本保产；而一管六行模式(10cm+10cm+20cm、15cm+15cm+20cm)下春小麦单产降幅较大，尤其是“15cm+15cm+20cm”模式，单产降幅近20%，对春小麦产量造成严重的不利影响。

表3　不同毛管布置模式对春小麦生长及产量的影响

2.3不同毛管布置模式下春小麦经济效益评价

不同毛管布置模式下春小麦经济效益分析见表4，从中可以看出，各处理成本随毛管间距的增大而降低，其中T1处理成本最高，T5处理成本最低。其中，材料费是决定总成本高低的关键因素，而滴灌带成本则是决定总成本高低的决定性因素。利润方面，T3处理的纯(净)收入最高，T2处理次之，T5处理最低。可见，一管四行模式(13cm+20cm、18cm+20cm)下春小麦能够取得较高的经济效益，其中“18cm+20cm”模式(T3)经济效益最优。

表4　不同毛管布置模式下春小麦经济效益评价　单位：元/hm2

注表中材料费包括麦种、滴灌带等材料的费用，价格参照当地市场价计算，水费0.18元/m3，滴灌带0.2元/m，春小麦种子价格按3元/kg计算，春小麦按官方价格2.2元/kg计算。

3结语

通过不同毛管布置模式下北疆春小麦滴灌试验研究，初步得到不同毛管布置模式对该地区滴灌春小麦耗水规律、生长及产量的影响，并通过投入产出关系分析评价各毛管布置模式的经济效益。经过研究分析发现，拔节期、抽穗期是春小麦两个需水关键期，一管四行(13cm+20cm、18cm+20cm)模式能够显著提高春小麦抽穗期的耗水模系数；小麦株高基本呈现出随毛管间距增大而降低的趋势，增大毛管间距将对植株整齐度产生不利影响；一管六行模式(10cm+10cm+20cm、15cm+15cm+20cm)降低春小麦单穗粒数、千粒重，势必造成减产，而一管四行模式(13cm+20cm、18cm+20cm)下春小麦产量虽略有降低，但基本能够保产，且能够取得较高的经济效益，其中“18cm+20cm”模式经济效益达到最优。

滴灌毛管成本是影响滴灌总成本的主要因素，不同的毛管配置模式成本差别较大。随着毛管间距的增大，滴灌带消耗量和成本随之降低，相应的产量也会受到一定影响而出现降低的趋势。如何寻求滴灌投入与产出的最佳结合点，以获得最大的经济效益是当前节水农业生产实践中亟待解决的科学问题。本研究综合分析认为，该地区滴灌春小麦采用一管四行模式(18cm+20cm)比较适宜，经济效益最大。而土壤质地、土地平整度及地域气候等因素对春小麦毛管配置模式的影响，尚需进一步研究。

参考文献

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[3]李河.新疆天业的滴灌节水技术推广工作优化探讨[J].中国高新技术企业，2011(22):98-99.

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[5]李军.新疆小麦滴灌与常规灌溉对比分析[J].现代农业，2012(12):16-17.

[6]管建慧，张永平，蒋阿宁.不同灌水处理对春小麦耗水特性及产量的影响[J].中国农学通报，2009,25(8):272-276.

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Research on spring wheat drip capillary arrangement mode optimization experiment in northern Xinjiang

LEI Chenggang1, ZHANG Huihui2

(1.XinjiangXinrunIrrigationEngineeringCo.,Ltd.,Urumqi830002,China;2.XinjiangAnimalHusbandryAcademyGrasslandResearchInstitute,Urumqi830000,China)

Abstract：Spring wheat drip experiments under different capillary arrangement modes are studied. It is discovered that jointing stage and heading stage are two critical periods of water consumption for spring wheat. One pipe is responsible for four lines (13cm + 20cm, 18cm + 20cm), which can prominently improve water consumption mode coefficient of spring wheat during heading stage. Wheat plant height basically shows the trend of decreasing with the increase of capillary spacing. Increase of capillary spacing will be harmful to plant uniformity. One pipe is responsible for six lines (10cm + 10cm + 20cm, 15cm + 15cm + 20cm), which can reduce grain quantity per spike and single panicle of spring wheat, thereby it must reduce output reduction. Output of spring wheat under one-pipe-four-lie mode (13cm + 20cm, 18cm + 20cm) will be slightly reduced, but the yield can be basically maintained with higher economic efficiency, wherein the economic benefits of ‘18cm + 20cm’ mode can be the optimal. In the study, it is believed that through comprehensive analysis one-pipe-four-line mode (18cm + 20cm) is more suitable for the drip spring wheat in the region, which can achieve the maximum economic benefits.

Key words：northern Xinjiang; spring wheat; drip capillary; layout mode

中图分类号：TV93

文献标志码：B

文章编号：1005- 4774(2016)01-0041-04

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.01.012