微喷补灌对冬小麦旗叶衰老和光合特性及产量和水分利用效率的影响

摘要

[目的]探明微喷补灌对冬小麦开花后旗叶衰老和光合特性、籽粒灌浆速率、产量和水分利用效率的影响,为小麦节水高产提供重要技术支持.[方法]于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,设置全生育期不灌水(W0)、微喷补灌(W1)和传统畦灌(W2)处理,研究小麦开花后旗叶水势、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性、叶绿素荧光参数、群体光合速率和籽粒灌浆速率等的差异.W1与W2处理的灌水时期一致,均于小麦拔节期和开花期各灌水1次.W1处理采用小麦专用微喷带(ZL201220356553.7)补充灌溉,灌水前测定土壤含水量.两年度小麦拔节期均设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量为70％,第一年和第二年小麦开花期设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量分别为70％和65％,根据灌水定额公式计算所需补灌水量.W2处理采用传统畦灌方式灌溉,改口成数为90％,即当水流前锋到达畦长长度的90％位置时停止灌水,用水表计量实际灌水量.W1与W2处理试验小区的规格一致,畦宽(左侧畦梗中心线至右侧畦梗中心线的垂直距离)2 m,畦梗宽0.4m,畦长60m,面积120 m2.小区间设1.0m保护行.每小区等行距种植8行小麦,实际行距22.9 cm. W1处理的每个试验小区在自边行向内数第4行与第5行小麦之间沿小麦种植行向(畦长方向)铺设一条专用微喷带.微喷带进水端装有压力表、水表和闸阀,进水端水压设为0.02MPa.灌溉水水源为井水,从水源至微喷带和畦田进水端采用PVC水龙带输水.畦灌的单宽流量为4.6—5.2 L·m-1·s-1.[结果]两年度微喷补灌处理在小麦拔节期和开花期的补灌水量分别为21.3-96.0 mm和29.0-38.5 mm,灌水分布均匀系数达87.9％-97.0％,不低于传统畦灌处理,而全生育期总灌水量比传统畦灌处理减少33.2-70.8 mmn,节水21.0％-54.2％.微喷补灌处理开花后旗叶水势、SOD和CAT活性、丙二醛含量、旗叶最大光化学效率、实际光化学效率,及群体光合速率和籽粒灌浆速率、籽粒产量均与全生育期灌2水的传统畦灌处理无显著差异,但水分利用效率提高2.1-2.9 kg·hm-2·mm-1,达21.6-23.2 kg·hm-2·mm-1.[结论]小麦拔节期和开花期微喷补灌可以根据灌水前的降水量和土壤含水量状况及时调节补灌水量,并实施精确、均匀灌溉,适量供给小麦高产生理需水,挖掘出小麦节水的更大潜力.