【摘 要】
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海河平原冬小麦生产与水资源匮乏的矛盾日益突出,水资源不足已成为制约该地区小麦生产发展的主要因素。在国家粮食安全、京津冀协同发展以及华北地下水压采的要求下,推广节水灌溉技术是必然的发展趋势。为此,本研究以“马兰1号”为试验材料,设置了畦灌(FI)、地埋式喷灌(JSI)、微喷灌(MI)、移动式喷灌(SI)、滴灌(DI)5种灌溉方式处理,探究灌溉方式对水分利用效率和产量的影响及其机理,为小麦节水高产栽培
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海河平原冬小麦生产与水资源匮乏的矛盾日益突出,水资源不足已成为制约该地区小麦生产发展的主要因素。在国家粮食安全、京津冀协同发展以及华北地下水压采的要求下,推广节水灌溉技术是必然的发展趋势。为此,本研究以“马兰1号”为试验材料,设置了畦灌(FI)、地埋式喷灌(JSI)、微喷灌(MI)、移动式喷灌(SI)、滴灌(DI)5种灌溉方式处理,探究灌溉方式对水分利用效率和产量的影响及其机理,为小麦节水高产栽培实践提供理论依据。主要研究结果如下:(1)2020-2022两个试验季JSI、SI、MI处理在灌溉过程中灌溉水损耗比为16.34%、5.97%、0.67%,28.81%、15.17%、4.59%。不同处理棵间土壤水分蒸发总量表现为SI>MI>JSI>DI>FI,SI,MI,JSI,DI处理分别较FI处理高出51.91%、30.60%、27.32%、6.73%。(2)FI处理在灌水后显著提高了 0~60 cm 土层的土壤含水量;JSI、SI处理显著提高了 0~40 cm 土壤含水量,0~20 cm 土壤含水量在灌水后1~2 d维持较高水平;DI与MI处理能够有效保持0~40 cm 土层较高的土壤含水量。DI与MI处理拔节到孕穗期阶段耗水量较高,孕穗到成熟期耗水量较少。(3)JSI、MI、SI和DI处理能够有效提高冬小麦生育后期的叶片水势以及旗叶相对含水量,提高叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合参数,增强叶片中SOD、POD、CAT抗氧化酶的活性,延缓叶片衰老。其中DI与MI处理的表现最好,JSI与SI处理次之。(4)在相同灌溉量条件下,DI处理能够有效提高冬小麦穗数,降低不孕小穗数,增加穗粒数,获得较高的产量。两年DI处理产量分别为8280.5 kg·hm-2,9929.7 kg·hm-2。MI处理穗长较长,不孕小穗数仅高于DI处理,穗粒数仅低于DI处理,产量低于DI处理,高于其它处理。两年MI处理产量分别为8108.87 kg·hm-2,9815.9 kg·hm-2、JSI、SI、FI 处理两年产量分别为 7508.90 kg·hm-2、9264.41 kg·hm-2,7707.59 kg·hm-2、9313.45 kg·hm-2,7234.57 kg·hm-2,9595.95 kg·hm-2。(5)2020-2021 年,JSI、MI、SI、DI 较 FI 处理的 WUE、WUE1分别提高11.21%、25.04%、14.12%、35.30%,3.78%、12.09%、6.54%、14.46%,2021-2022年分别提高-1.69%、8.67%、-0.30%、13.32%,-3.45%、2.29%、-2.94%、3.48%;水分利用效率和灌溉水利用效率均表现为DI最高,其次是MI,FI最低。综上所述,滴灌和微喷灌处理能够减少灌溉水的无效损耗量,长时间维持耕层土壤较高水分,提高叶片的水势和含水量,利于提高旗叶光合性能,延缓后期衰老,实现高产和提高水分利用效率,是较优的节水灌溉方式。其中滴灌处理的产量和水分利用效率高于微喷灌。
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