（精）于舜章-节水灌溉条件下冬小麦耗水规律及其生态基础研究

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1、节水灌溉条件下冬小麦耗水规律及其生态基础研究毕业生于舜章指导教师陈雨海摘要本文从土壤水分、作物生长发育及气象条件三个方面分析了冬小麦农田耗水变化特点。结果表明：在土壤水分状况较好条件下冬小麦农田耗水强度呈双峰曲线变化，不同灌溉处理的耗水高峰出现时期及其峰值不同，而与灌水时期一致，同时灌溉能够明显降低冬小麦利用土壤底墒水能力。在拔节以前冬小麦农田耗水与大气蒸发力呈显著正相关；拔节后与其干物质积累以及土壤水分含量呈显著正相关，拔节期是冬小麦需水的生理生态临界期。关键词节水灌溉冬小麦耗水规律生态基础水资源

2、缺乏已成为全球性急需解决的问题。在我国华北、西北地区，水资源不足是影响农业发展的关键因素。农田生态系统中水分循环及其与作物生产力关系已成为不同学科研究的热点，具有明显的综合性和学科交叉性特点。关于冬小麦田水分循环及水分生产已进行了[1-8]较多研究，主要集中在作物水分—生产关系及农田耗水规律两个方面：前者主要研究冬小麦对水分的反应，包括水分临界期、缺水及复水对冬小麦产量影响及生理生化基础等，这[6-8]方面的研究已经深入到酶学和基因水平上；后者主要是从农田生态系统出发，研究冬小麦农田耗水及其生态基础

3、，为更高效的利用有限的水资源提供理论依据和技术支持。农田耗水包括作物蒸腾耗水和土壤蒸发两部分，二者都是水汽由作物冠层进入大气的一个过程，实际上蒸腾在很大程度上是受作物控制的一个生理过程，具有明显的生物学特征；而土壤蒸发是一个受生态环境影响的物理过程。因此农田耗水是包括土壤、作物、气象条件在内的生态环境因素共同作用的结果。目前关于冬小麦耗水研究主要集中在作物和土壤两个[6-10]方面，本试验结合土壤、作物和气象因素三个方面，从农田生态方面分析冬小麦在节水灌溉条件下耗水规律及对产量的影响，为建立作物－水

4、分生长模型及合理灌溉高效利用水资源提供理论基础和技术支持。1材料与方法：1.1供试材料及试验设计试验于2000－2001年在中国科学院禹城综合生态试验站进行，土壤为中壤土，肥力中等以上，耕作层有机质含量为1.4％，全氮为0.08％，全磷（P2O5）为0.3％，全钾（K2O）2.08％。生育期内施N素300kg/ha，底肥和拔节追肥各一半，P2O5300kg/ha、K2O75kg/ha作为底肥一次入。土壤凋萎湿度及最大田间持水量为8％和25％（重量含水量）。供试品种为93-52。试验1：节水灌溉试验安

5、排在遮雨水分池，其面积为6.67平方米，池壁深1.5米，每池中心位置装有1.5-2.0m深的中子管，以备检测土壤水分。试验设计8个处理如表1，前4个处理返青后遮雨，严格控水；后4个处理不遮雨，用水表控制灌水量，三次重复。试验2：大田试验利用大型蒸发渗漏仪测定在水分充足条件下冬小麦的耗水特征。大型蒸发渗漏仪是目前测定农田耗水的标准试验仪器。中国科学院禹城实验站安装的蒸渗仪面积23.14ｍ，深5ｍ，能充分允许农作物根系发育与吸水、土壤水和地下水水分转化及地下水位变化等过程，可以代表大田实际情况。蒸渗仪内

6、土柱重30～34Ｍg，包含非饱和与饱和土壤，土壤质地以粉沙和轻壤为主，灵敏度为60g，相当于0.02mm水深。1表1节水试验设计单位：mm处理12345678时间底墒水（4/10）100100100100100100100100拔节期（23/3）60606060抽穗期（12/4）60606060灌浆期（9/5）60606060总灌溉量1001601601602202202202801.2测定项目及方法1.2.1土壤体积水分含量：用智能型土壤中子水分仪每10cm一个层次，每5天测定一次。1.2.2蒸渗

7、仪测定农田蒸发及其原理：蒸渗仪是一个裸露或种有植物装好土壤的盛土容器，利用它可以确定水量平衡中的各个项目。其水量平衡方程为ΔＳ=Ｐ+Ｉ+Ｑ-ΔＲ-ＥＴ（1）式中ΔＳ为土壤蓄存水量的变化量，Ｐ为降水量，Ｉ为灌溉量，Ｑ为地下水流，ΔＲ为净地表径流量，ＥＴ为蒸腾蒸发量。对于蒸渗仪，ΔＲ一般可忽略，方程（1）可改写为ＥＴ=Ｐ+Ｉ+Ｑ-ΔＳ（2）降水量（Ｐ）和灌溉量（Ｉ）由雨量计和水表直接测得，Q可用标准仪器在蒸渗仪底部收集测定，土壤蓄存水量的变化量（ΔＳ）代表降水或灌溉后水分的增加，或蒸腾蒸发作用导致水分的

8、损失，可由精密的称重系统测定出ΔＳ，从而可求得农田耗水量。1.2.3农田耗水ET的计算：根据土壤水量平衡方程（不考虑地表径流及地下水影响）ET＝ΔＳ＋I＋PＰ为降水量，可通过仪器测定；Ｉ为灌溉量，由水表测定；ΔＳ为土壤蓄存水变化量，用水层厚度Δh表示：Δh（mm）=10∑（Δθi×Zi）。Δθi为土壤某一层次在给定时段内体积含水量变化，Zi为土壤层次厚度（cm），i为土壤层次。1.2.4气象资料由试验田附近的气象观测场测定2结果与讨论2.1冬小麦生育期内气象条件变化特