灌溉与覆膜对作物出苗的影响

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1　材料与方法

春小麦是甘肃河西走廊农业区主要的粮食作物，常年播种面积13．33万hm2，该区蒸发强度高，降水稀少且时空分布不均［1］。在甘肃河西灌区，每年约有1／3的水资源用于储水灌溉［3］，且灌水定额较高［4］，是对该区有限水资源的巨大浪费［5］。进行全膜覆土穴播栽培条件下的储水灌溉定额和覆膜时期研究，为完善河西灌区春小麦全膜覆盖穴播节水灌溉制度和栽培技术提供依据，对推动该区节水农业发展和春小麦生产意义重大。试验采用随机区组设计，共设7个处理，不同处理具体情况见表1。覆膜及膜面覆土是指进行全地面地膜覆盖，并在膜面均匀覆盖2cm 厚细土。储水灌溉在2009年11月26日进行。春小麦生育期灌溉定额3　000m3／hm2，灌水3次，分别于三叶、抽穗、抽穗后20d进行，灌水定额依次为900、1　200和900m3／hm2。各处理施肥量统一，分别为纯 N　180kg／hm2，P2O5135kg／hm2，全部磷肥及50％氮肥于储水灌溉前施入，其余50％氮肥于春小麦头水前结合灌水追施。各处理播 种 密 度均 为 500 万 粒／hm2。CK人工手锄开沟、撒播，行距20cm ，其他处理人工穴播，行距20cm，株距10cm，每穴10粒。小区面积5m×5m，重复3次。灌水量用水表计量。供试品种为陇春26号，种子发芽率97．42％。播种后用曲杆地温计对不同处理5、10、15、20和25cm 土层的地温进行观测，观测时间为每天08：00、14：00和20：00。在储水灌溉前、春小麦播种期、出苗期、三叶期和六叶期各测定1次土壤水分，以对角线法确定每小区测点位置，土钻取土，用烘干法进行测定。测定深度为120cm，测定层次分别为0～10、10～20、20～30、30～40、40～60、60～80、80～100、100～120cm。0～120cm测定值加权平均。基本苗在春小麦三叶期每小区随机确定样方进行统计。

2　结果与分析

2．1　储水灌溉定额和覆膜时期对田间土壤贮水量的影响

储水灌溉可增加田间土壤贮水量，储水灌溉前（2009年11月24日）土壤含水率为15．66％，与灌溉前相比，不同处理播种期（2010年3月26日）0～120cm 土层土壤贮水量增加55．32～106．92mm（表2）。其中，CK 增加量最大，为106．92mm，AMF处理增加量最小，为55．32mm。相同时期覆膜的处理，储水灌溉定额高的0～120cm土层贮水量增加也较多。土壤水分的垂直分布与储水灌溉前相比，不同处理播种期0～80cm土层土壤含水率明显增加，80cm 以下土层土壤含水率增减不一。播种期 CK 处理0～20cm 土层贮水量分别比AMF和BPF处理高0．31mm 和1．54mm，但比其他覆膜处理低1．73～12．87mm，40～100cm 土层贮水量比覆膜处理高16．33～34．51mm，前者表明地膜覆盖具有保墒作用，对表层土壤的水分保持尤为明显，而后者主要是由于CK储水灌溉定额较高所致。BWS和BWF处理0～20cm 土层土壤含水率高于其他处理，由此可以看出，储水灌溉前覆膜，有利于提高播种期表层土壤含水率。

2．2　不同处理播种期及出苗期田间土壤水分变化

0～10cm 土层含水率状况与种子发芽和出苗密切相关，若该土层土壤水分偏低，将直接影响种子的发芽和出苗。播种前各处理0～10cm土层土壤含水率差异显著（表3），其中 BWS和BWF高于其他处理，分别比CK提高7．50％和7．36％，BPF处理最低，比CK降低0．24％，但差异不显著。其余处理分别比CK增加0．88％～3．64％，差异也不显著。从以上结果可以看出：灌溉定额相同的条件下，储水灌溉前覆膜有利于提高0～10cm 土层土壤含水率。与 CK 相比，覆膜后储水灌溉定额降低450～900 m2／hm2，对播种前0～10cm 土层土壤含水率无显著影响。在出苗期，不同处理0～10cm土层土壤含水率均有所下降，其中对照处理下降幅度最大，与播种期相比下降6．30％，其余处理0～10cm 土层土壤含水率均高于对照 CK，从高到低依次为：BWS＞BWF＞AMS＞AMF＞BPS＞BPF＞CK，其变化规律与播种期相似，灌溉定额高或储水灌溉前覆膜，都表现出较好的保墒效果，0～10cm土层土壤含水率处于相对较高水平。

2．3　不同处理头水期田间土壤水分变化

头水在春小麦三叶期进行，三叶期春小麦根系主要集中在0～40cm 土层，因此，该土层含水率状况对春小麦的生长具有较大影响。头水前不同处理0～40cm土层土壤含水率变化趋势为BWS＞BWF＞AMS＞AMF＞BPS＞CK＞BPF（表4），从以上变化趋势可以看出：覆膜有利于提高0～40cm 土层土壤含水率，覆膜处理除BPF比CK略低（0．92％），其余处理含水率均高于 CK。覆膜时期对此时0～40cm土层土壤含水率影响较为明显，覆膜时期越早，含水率越高，储水灌溉前覆膜的保墒效果好于顶凌覆膜和播种前覆膜，0～40cm土层土壤含水率分别比CK增加4．18％和2．78％。同一时期覆膜的处理，储水灌溉定额高的土壤含水率也高，但差异不显著。比较头水后15d（春小麦六叶期）不同处理0～80cm土层土壤含水率可以看出，不同处理土壤含水率在21．16％～23．56％范围内变化，但相互之间差异不显著。表明生育期灌溉对储水灌溉具有一定的补偿效应，在春小麦生育期灌溉开始以后，储水灌溉定额及覆膜时期对田间土壤水分的影响不再明显。

2．4　储水灌溉定额及覆膜时期对出苗的影响

春小麦三叶期不同处理田间调查结果表明，BWF处理基本苗最多（表5），为475万株／hm2，显著高于处理BWS、AMS、BPS和CK，比CK增加26．34万株／hm2，其次为处理 AMF和 BPF，与处理 AMS和 CK之间的差异显著，比CK分别增加20．33万株／hm2和16．67万株／hm2，处理BWS和 AMS基本苗数均低于CK，与CK相比分别减少9．67万株／hm2和3．00万株／hm2，但与CK之间的差异不显著。不同处理出苗率变化趋势与基本苗相同（表5），抵消种子发芽率的影响，各处理出苗率在90．12％～97．56％范围内变化，BWF、BPF、AMF和 BPS四个处理的出苗率均高于CK，其中BWF和BPF与CK之间的差异显著，出苗率比CK分别提高5．44％和4．18％，BWS和 AMS出苗率比 CK分别降低2．00％和0．59％，差异不显著。上述结果表明，春小麦出苗受储水灌溉定额的影响较大，覆膜后适度降低储水灌溉定额，基本苗增多，出苗率提高，尽管覆膜时期对春小麦出苗影响不明显，但储水灌溉前覆膜有利于提高播种期0～10cm 土层含水率。因此，春小麦全膜覆土栽培后适宜的储水灌溉定额应为600m3／hm2，覆膜应在储水灌溉前进行。

2．5　不同处理的地温变化

播种后至头水前连续33d对不同处理5cm 土层地温分析表明（图1（a）），覆膜处理均高于对照 CK，其中处理BWF最高，比CK增加1．88℃，比其他覆膜处理增加0．40～1．59 ℃，其次为 BWS、AMF、BPF和AMS，比对照分别增加1．47、1．32、0．82和0．63℃，BPS处理地温相对较低，仅比对照增加0．23 ℃。在同一储水灌溉定额水平，储水灌溉前覆膜增温效果最好，其次为顶凌覆膜，播种前覆膜增温效果最弱；同一时期覆膜的处理，表现出储水灌溉定额低地温高的变化趋势。各处理5～25cm 土层平均地温从高到低依次为BWF＞BWS＞AMF＞AMS＞BPF＞BPS＞CK（图1（b）），变化趋势与5cm 土层地温相同，但与CK之间的温差加大，比CK增加1．60～2．91℃，受储水灌溉定额及覆膜时期的影响弱化，不同覆膜处理之间的温差在79～1．31℃范围内变化。

3　结　论

1）通过储水灌溉可增加播种期田间贮水量，0～80cm 土层土壤含水率增加明显。生育期灌溉对储水灌溉具有补偿效应，进入生育期灌溉后，储水灌溉定额及覆膜时期对田间土壤水分的影响不再明显。2）全膜覆盖覆土穴播栽培条件下，适度降低储水灌溉定额，对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显，头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著，春小麦播种至三叶期地温增加，出苗率提高。3）及早覆膜有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层以及头水期0～40cm 土层土壤含水率，并且具有很好的增温效应，春小麦播种至三叶期5cm 和0～25cm 地温明显提高。这种增温效应为春小麦的适期早播提供了可能，同时也有利于春小麦及早出苗及出苗后壮苗早发，为增产创造了有利条件。4）春小麦全膜覆盖覆土穴播栽培适宜的储水灌溉定额为600m3／hm2、覆膜时期为储水灌溉前覆膜。在该栽培条件下，春小麦播种期及出苗期0～10cm 土层土壤含水率均显著高于对照，比对照分别提高7．36％和8．29％，头水期0～40cm 土层土壤含水率比对照提高2．78％。5cm 及0～25cm 地温比其他覆膜处理分别提高0．40～1．59℃和0．79～1．31℃，基本苗及出苗率比对照显著提高，分别增加26．34万株／hm2和5．44％。比对照节约灌溉用水900m3／hm2，表现出较好的节水效果。