河北平原冬小麦滴灌的适应性研究

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河北平原为半干旱地区,2020年以来省农业农村厅开始推广浅埋滴灌等滴灌技术,已从2020年的50万亩到今年的300万亩。为验证河北平原冬小麦对滴灌的适应性,本研究以冬小麦为研究对象,进行了滴灌带适宜埋置方式、冬小麦适宜种植模式和水肥一体化适宜施肥量的研究,于2020-2022年在河北省进行大田试验。灌水技术试验设浅埋滴灌(SI)、畦灌(BI)、沟灌(FU)、地表滴灌(TI)及硕丰滴灌(FI)五种灌水技术;种植模式和施肥制度试验设4密1稀(H1)和密植匀播(H2)两种种植模式与四种施肥制度(F1、F2、F3、F4)。主要结论如下:(1)相较BI,SI可节水36.58%%,节肥30%,均匀性更好,能降低水分向土层80~100 cm的运移,降幅为0.41%~27.64%;SI使土壤电导率的峰值降低,有效减少硝态氮的淋失。SI平均根长、根表面积、根体积及根平均直径比BI高22.4%、58.5%、88.9%和 25.0%;比 FU 高 25.0%、14.2%、88.9%和 20.0%;比 FI 高 22.5%、49.7%、70.0%和20.0%;比TI高17.1%、50.1%、54.5%和20.0%。滴灌更有利于冬小麦株高和茎粗的生长,且SI效果最佳;SI能提高开花期后的冬小麦叶片SPAD值。(2)SI产量最高。滴灌平均较BI和FU增产10.04%和13.58%,SI较BI和FU增产35.04%和54.93%(高阳)与34.90%和51.95%(安新);SI对穗粒数和穗数均有显著影响;滴灌纯收益较BI、FU增加了 68.8%和80.2%;产量与肥料总用量比为其1.36和1.4倍,投入产出比为其1.38和1.41倍。(3)SI对水分利用效率的影响最显著,SI耗水量较BI、FU减少了 12.07%和16.16%,灌溉水分利用效率提高了 75.68%和82.72%,水分利用效率提高了 77.38%和87.67%,氮肥偏生产力提高了 60.32%和52.9%。(4)H2的含水率和电导率较H1高12.87%和10.66%;H2使小麦深层土壤中硝态氮累积量增加,80-100cm 土层中H2较H1的平均硝态氮含量增加4.20%;H1和H2的硝态氮和电导率随施肥量增加而增加,施肥量相同时二次追肥可以降低深层硝态氮的累积量;H1有利于根表面积的增长(高6.47%),H2有利于根长和根体积的增长(高9.75%和13.8%);总体施肥量越多,冬小麦各根系指标则越小,0-40cm 土层深度中,施肥量与根长、根表面积和根体积呈正相关,40-80cm则相反;H1有利于株高、茎粗的增长和干物质量的积累,施肥量与三者呈正相关。(5)种植模式是引起产量差异的主要因素。H1较H2增产9.16%,H1有利于穗粒数和千粒重的增长;穗粒数和千粒重与施肥量呈正比,且二次追肥要好于一次追肥。H2耗水量较H1高21.96%,H1灌溉水分利用效率和氮肥偏生产力较H2高15.21%和8.72%。种植模式对冬小麦水分利用效率影响不显著,施肥制度则相反,H2较H1增加了 1.59%,F1、F2 较 F3、F4 高 9.06%,F2、F4 较 F1、F3 高 16.05%,说明施肥量与水分利用效率呈正相关。综上,在本试验条件下,浅埋滴灌为最适宜河北平原的滴灌灌水技术。4密1稀为最适宜的种植模式,可解决滴灌带“一铺两用”问题;F2(基肥40kg/亩,拔节追肥15kg/亩,孕穗追肥5kg/亩)为最适宜的施肥制度,可以为河北平原推广浅埋滴灌冬小麦及其种植模式和施肥制度提供理论依据。
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