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旱地限量补灌条件下冬小麦/玉米带田土壤水分与光合性能研究

张步翀  
【摘要】: 通过在陇东半湿润偏旱区98-99年度试验集雨补灌对冬小麦/玉米带田土 壤水分、光合性能、产量表现的影响研究,结果表明: 1 冬小麦/玉米复合群体土壤水分时间变化动态。该区冬小麦/玉米带田 的组分小麦0-30cm、30-60cm、60-90cm、0-90cm土层深度全生育期土壤含水 量(重量%)以播前最高(分别为17.55%,15.18%,15.40%,16.04%),出苗 后含水量持续下降,至小麦扬花—灌浆期稍有回升,随后又有所下降(0—30cm 土层除外),至成熟期土壤含水量约为播前的47%左右(8.28%,6.41%,7.45%, 7.37%),而且整个0—90cm土层土壤含水量与60—90cm土层变化趋势相似; 带田玉米0—30cm、30—60cm、60—90cm、0—90cm土层深度土壤含水量变 化较为一致,基本上呈以小喇叭口期为峰值 (19.03%,17.19%,14.98%,17.05%) 的“单峰”曲线,至玉米成熟期土壤含水量降至全生育期的最低点(约为播前 的33%,分别为4.64%,4.14%,7.06%,5.28%)。分析比较表明,带田冬小 麦限量补灌对土壤水分的的贡献以拔节期最高,抽穗期稍次之,而扬花水和灌 浆水的贡献远较前两个时期为低,并且灌浆期灌水优于扬花期灌水;带田玉米 限量补灌对土壤水分的贡献大小按生育期依次为大喇叭口期>抽雄开花期>吐 丝期>灌浆期,即灌水越早,灌水对土壤水分的贡献越大。 2 冬小麦/玉米复合群体土壤水分中间变化动态。无论灌水与否,小麦自 抽穗期,玉米自六叶期开始30—60cm土层土壤水分(mm)就明显低于0—30cm 土层和60—90cm土层,并且从小麦拔节期和玉米六叶期开始各带田处理三个 土层深度土壤含水量均低于单作对照小麦玉米。经分析比较发现,由于灌水的 近期效应,小麦玉米自灌水后的第二个测定生育期开始不同深度土层土壤含水 量占整个0—90cm土层总含水量的比重保持在一个较为稳定的水平上,但却 因灌水时期不同而异。 3 运用回归分析,建立了冬小麦、玉米各处理全生育期土壤含水量W(重 量%)随时间t(播后日数d)变化的数学模型,发现小麦W与t之间的关系 可用回归方程W=c/(1+e~(a-bt))来表示,玉米W与t之间的关系可用方程W=ae~(bt^2) 来表示,并且均达显著相关。 4 就带田整体而言,灌水处理相对生产力远高于不灌水处理,灌水比不灌 水具有显著的增产效应,增产幅度在13.0%—40.8%之间,以WC3处理产量 最高,为12787.0kg/hm~2,增产幅度40.8%,WC5处理产量最低,为10258.9 kg/hm~2,增产13.0%,故复合群体限量灌水的增产效果为小麦抽穗期、玉米抽 雄开花期(WC3)>小麦扬花期、玉米吐丝期(WC4)>小麦拔节期、玉米 大喇叭口期(WCZ)>小麦、玉米灌浆期(WCS)>不灌水(WCI),由此确 定该区冬小麦/玉米带田限量补充灌水的最佳生育期为小麦抽穗期、玉米抽雄 开花期。水分利用率(WUE)带田灌水处理均高于不灌水处理,其变化与带田 产量具有一致性,即水分利用率大小亦为 WC3门.800kgnun”’hln“z)>WC4 (14.981 kgmm*inn2)>WCZ (1*72k删*hm2)>WCS(12*57k删‘hln上) >WCI(12.269kpolhln-2)。 s 带田冬小麦全生育期单叶和群体光合速率阶变化均呈“双峰”曲线,单 口 Pn 以拔节期和抽穗期为双峰,分别为 10.31 CO。mgdm二V’和 14.54 CO。mgdm“、-’,群体 Pn以孕穗期和灌浆期为峰值,分别为 9石4 CO。mgdm”、“’ 和 5石2 CO。mgdm、”‘,而且除孕穗期外单叶光合速率均显著高于群体光合速 率。无论是单叶还是群体,灌水处理光合速率均高于不灌水处理,且早灌比迟 灌要好,同时限量补灌对光合速率的作用具有近期效应,随着灌后日数的增加, 灌水与未灌水处理间Pn的大小逐渐接近一致。 6 复合群体叶面积指数 LA 变化呈以小麦灌浆初期和玉米吐丝期为峰值 (2.56 cm’/cm’和 4.96 cm’/cm 2) 的“双峰”曲线,其谷点出现在玉米小喇叭口 期(l.53 cm’/cm’)。限量灌水处理全生Ti期平均LAI(2.37 cm‘/cm‘)高于不灌 水处理(2.26 cm’/cm勺,但灌水处理间差别不明显;全生育期总叶日积LAD带 田(364.76 d)高于单作(小麦为 284.sld,玉米为 283.63 d),且灌水处理(368.gi d)均高于不灌水处理(348.17 d),充分显示出带田 LAD优势。限量补灌对总 LAD 的贡献与产量表现亦具有一致性。总LAD 与产量Ye 的相关方程为 Ye-138.578LAD-39402.16(FO.8899378\ 7 复合群体 CGR与 NAR变化均呈以小麦拔节一抽穗期(分别为门.37 gm勺’ 和 8*9 gm习Zd*)和玉米小喇叭口一大啤①口期(分别为 22*9 gm二d*禾 9*9 gm-Z


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