小麥灌溉
中國由于受季風(fēng)影響,自然降水量由東南向西北遞減,分布很不平衡。東南部降雨量較多,小麥生育期需水可以滿足,西北干旱地區(qū)需水主要靠灌溉來滿足;華北半干旱地區(qū),小麥生育期降水量也只能滿足需水量的1/3左右;西南地區(qū)旱地小麥有時也需要適當(dāng)進行灌溉。因此,灌溉是中國北方小麥豐產(chǎn)的重要措施之一。
小麥耗水量指小麥由播種到收獲整個生育期內(nèi)麥田所消耗的水量。冬小麥的耗水量450~600毫米,折合每公頃4500~6000立方米;春小麥375~450毫米,折合每公頃3750~4500立方米。小麥耗水量主要包括棵間蒸發(fā)和葉面蒸騰兩部分?瞄g蒸發(fā)即土壤蒸發(fā),在小麥生育前期,苗小、葉片少,地面覆蓋較少,棵間蒸發(fā)量大,棵間蒸發(fā)一般占小麥總耗水量的30~40%。由于它并非植株直接吸收利用的水分消耗,因此,應(yīng)采取有效管理措施,降低其耗水量。葉面蒸騰是小麥正常發(fā)育中所必需的生理耗水過程,一般隨著溫度的逐漸加大,故在小麥生育的中后期,葉面蒸騰耗水量占小麥總耗水量的60~70%,抽穗及開花期葉面蒸騰量最大,其日平均耗水強度可達(dá)3.5~4.0毫米。小麥耗水量多少和產(chǎn)量高低、氣象因素以及應(yīng)用的技術(shù)措施有關(guān)。通常是隨著產(chǎn)量的提高而耗水量也加大,但并不是呈比例的增加。原因是在栽培技術(shù)水平不斷提高的情況下,對水分利用效率提高了。氣候條件對小麥耗水量影響很大,在氣溫高、濕度小、風(fēng)速大的情況下,葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)都會加大,小麥耗水量自然也增多。反之,則減少。深耕、合理施肥和適當(dāng)密植以及及時中耕管理等良好的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,均可以有效地改善土壤結(jié)構(gòu),促進根系發(fā)育,增加土壤蓄水保墑能力,抑制棵間蒸發(fā),提高水分利用率。
(一)灌水技術(shù)
良好的灌水技術(shù),必須使灌溉田塊受水均勻,不產(chǎn)生地面流失、深層滲漏及土壤結(jié)構(gòu)破壞等情況,從而達(dá)到合理而經(jīng)濟用水的目的。小麥灌水方法主要有畦灌、溝灌和噴灌。
畦灌是中國北方麥區(qū)主要灌溉方法。畦灌法是在平整土地基礎(chǔ)上,修筑土埂,將麥田分隔成若干個長方形或方形小畦。灌水時,引水入畦,水在田面上以連續(xù)水層沿畦田坡度方向移動,濕潤土層。一般畦面坡度以0.1~0.3%最為適宜。畦田規(guī)格主要取決于水源、土壤性質(zhì)、地面坡度等。土壤透水性強、地面坡度小、土地不夠平整時,畦長宜短。反之,則可稍長。渠灌區(qū)水量較大,畦長以30~70米,畦寬2~4米為宜;井灌區(qū)水量較小,一般畦長20~30米,寬1.0~1.5米。畦埂高度一般25~30厘米,底寬30~35厘米。為了使灌水均勻,還應(yīng)控制入畦流量(即流入畦內(nèi)的水量,一般以每秒若干升表示),也可用單寬流量(即每米畦寬所通過的流量)表示.灌時掌握好適宜流量非常重要,采取適宜的流量,才可以做到地表不沖刷,畦面首尾受水均勻,根系活動層內(nèi)土壤濕度相近。單寬流量過大時,水在畦內(nèi)流動過快,容易發(fā)生上沖下淤,畦首受水不足,畦尾滲水量偏大,灌水不均的現(xiàn)象;流量過小,會出現(xiàn)畦首滲水深,畦尾滲水淺,甚至出現(xiàn)計劃水量澆完,畦尾仍灌不上水的現(xiàn)象。一般在地面坡度為0.3%的粘土或壤土地,畦長40~50米的情況下,單寬流量為3~4升/秒即可。一般沙土地入畦流量可大些。畦灌還須注意改畦時間。坡度小及初燒麥田,單寬流量可稍大些,當(dāng)水即將流到畦尾時,改澆下一畦,以便在改畦后水仍可流到畦尾。如果麥田土壤緊實或坡度較大,則單寬流量可以小些,當(dāng)水流到畦長的七八成時,即可改畦。如此既可使水澆到畦尾,又可避免積水浸出畦外。
溝灌常用于小麥和其它作物間、套種植以及稻麥兩熟地區(qū)。采取溝灌遇旱既能灌水,遇澇又可利用溝來排水。稻麥兩熟區(qū)的溝灌是利用廂溝或壟溝引水灌溉。水集中在溝內(nèi)借毛細(xì)管作用向兩側(cè)浸潤,這種方法不僅比畦灌省水,而且可減少表土板結(jié)。溝灌須在每塊田的四周開挖輸水溝,灌水溝與輸水溝垂直,輸水溝稍深于灌水溝,便于排水,灌水深度以保持在溝深的2/3或3/4為宜。
噴灌即噴灑灌溉,它是借助一套專門設(shè)備(如動力、水泵、輸水管路和噴頭等),將水噴到空癸中,散成細(xì)小的水滴,均勻地落在田間如同降雨對小麥進行灌溉,其主要優(yōu)點是:①省水。噴灌基本上不產(chǎn)生深層滲漏和地面徑流,灌水比較均勻,一般較地面灌溉可節(jié)約水量30~50%,不僅節(jié)約了灌溉用水,且可擴大灌溉面積;②噴灑水點小,很少破壞土壤結(jié)構(gòu)。③不必修埂打畦,可以減少渠道占地面積,提高土地利用率。在地形不太平整的地區(qū)或坡地丘陵山區(qū)或水源不足地區(qū),更能發(fā)揮其優(yōu)越性。噴灌也有一定的局限性, 一是易受風(fēng)力影響,一般在3~4級以上大風(fēng)時,灌溉均勻度降低;二是空氣濕度過低時,水滴未落到地面之前,在空中的蒸發(fā)損失較大;三是只表土濕潤,深層土壤濕潤不夠,影響小麥根系深扎,難以抗御嚴(yán)重干旱;四是在高產(chǎn)田后期噴灌時,容易造成倒伏。在具體運用時,要注意克服這些缺點。噴灌有固定、半固定和移動三種形式。固定式噴灌設(shè)備投資高,但操作方便,灌溉效率高;半固定式是動力、水泵相干管固定,噴頭和支管可以移動,設(shè)備投資比固定式少;移動式噴灌機,設(shè)備簡單,使用靈活,投資少,但管理的勞動強度較大。
(二)西南地區(qū)小麥灌溉與抗旱栽培
西南地區(qū)小麥生育期間正值冬干春旱,多數(shù)地區(qū)降雨甚少,一般僅100~200毫米,且大多分布于后期,所以合理灌溉和抗旱栽培是一項重要措施。
1.小麥的需水指標(biāo)與灌溉 需水指標(biāo)是確定灌溉時期的依據(jù)。長期以來,國內(nèi)外多以土壤水分含量為指標(biāo),但由于土質(zhì)、氣候、品種的不同,并不能完全反映小麥體內(nèi)的水分狀況。
在生產(chǎn)實踐中,常常根據(jù)小麥生育時期進行灌溉,如出苗水、分蘗水、拔節(jié)水、孕穗水、開花灌漿水等。不同生育時期和一定的產(chǎn)量因素有關(guān),如果土壤干旱,特別是體內(nèi)水分未達(dá)到生理指標(biāo),就應(yīng)當(dāng)及時予以灌溉。
灌水量是計劃用水、合理灌溉的重要內(nèi)容之一。決定每畝灌水定額,可用下式計算:
灌水量(立方米/畝)=667X(田間最大持水量—灌水前士壤含水量)×土壤容重×計劃灌水土層深度
例如,灌前測知土壤含水量為17%,田間最大持水量28%,土壤容重為1.3,計劃灌水 土層深度為0.6米,則本次灌水量應(yīng)為57.22立方米。
2.抗旱栽培 抗旱栽培是通過農(nóng)藝措施,納雨保墑,增加土壤濕度,以保證小麥正常生長對水分的要求。根據(jù)各地傳統(tǒng)經(jīng)驗,它包括土地改良、深耕蓄水、細(xì)耙保墑、適時早播、培育壯苗,并選用抗旱穩(wěn)產(chǎn)品種,加強田間管理等,所以抗旱栽培是因地制宜、各項措施相互配合的一整套耕作栽培制度。
近代研究表明;小麥逆風(fēng)比順風(fēng)開溝種植,能減低行間風(fēng)速和土壤水分蒸發(fā),提高葉片持水力。聚土免耕種植,可擴大根層水分庫容,春末夏初(4~5月)土壤含水量比平作多12立方米/畝,使小麥增產(chǎn)達(dá)17.5%。此外,藥劑處理也有一定效果。用0.5~0.8%的阿斯匹林拌種,提高了小麥抗旱能力。其他如氯化鈉浸種(劉瑞生,1979)、噴施抗蒸騰劑(申來水,1989),施用土壤吸水劑等,對小麥都有一定抗旱增產(chǎn)作用。
(三)小麥的濕害及其防止
濕害是土壤水分過剩,造成空氣不足而引起小麥生育障礙的現(xiàn)象,這是西南地區(qū)稻茬麥田生產(chǎn)中的嚴(yán)重問題。
1.濕害的發(fā)生機制與敏感時期 因土壤過濕使氧氣不足,根系呼吸作用減退。但水田(稻)與旱地作物(麥)根部供氧狀況不同,前者通過莖葉供氧,故缺氧并不妨礙根部呼吸,而小麥由土壤直接供氧,所以影響呼吸。
根部呼吸作用受阻,引致植株體形態(tài)、生理以及細(xì)胞機能的變化。隨著氧化還原電位降低,根部組織壞死或木質(zhì)化,妨礙養(yǎng)分吸收,地上部生長也受到抑制。這是冬季濕害的機制。春季地溫上升以后,土壤微生物開始活動,小麥根量增加,根系呼吸作用旺盛,而土壤氧化還原電位降低,形成有毒物質(zhì),使根系發(fā)生壞死、木質(zhì)化或根腐,植株生活力減退,嚴(yán)重時凋萎枯死,所以濕害的影響更為嚴(yán)重。
小麥濕害的敏感期,指在一生中短期逆境使產(chǎn)量銳減的時期。我國農(nóng)民經(jīng)驗“尺麥怕寸水”,提出為節(jié)間伸長至灌漿成熟,這些結(jié)果均嫌廣泛籠統(tǒng)。研究指出,敏感期相當(dāng)于個體發(fā)育過程的孕穗期,即始于拔節(jié)后15日,終于抽穗期。從產(chǎn)量因素看出,孕穗期土壤過濕引起大量小花、小穗敗育,使粒數(shù)下降最大,不僅造成“庫”的減小,粒重也隨之降低,表明“源”也受到了限制。
2.防止?jié)窈Φ姆椒?首先要選擇耐濕性品種,如根系發(fā)達(dá),莖葉供氧較多,根粗、稈矮,有利于由莖葉供氧,早熟可避免后期梅雨的危害等。在栽培技術(shù)上,則應(yīng)針對麥田濕害的形成原因,對癥下藥。根本的措施是改良土壤質(zhì)地,、降低地下水位,搞好農(nóng)田排水系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上實行深溝高廂,使廂溝、腰徹(主溝),圍溝配套,既能排除地面水、潛層水,又能降低地下水位。關(guān)于廂面寬度,應(yīng)因地制宜,過窄費時費工,土地利用率不高,過寬則排水不良,不能達(dá)到改善土壤通氣狀況的目的。
如前所述,近年來西南各地試驗推廣的少耕、免耕和半旱式栽培,對于戰(zhàn)勝濕害,保證適時播種和培育壯苗,都是行之有效的措施,配合增施肥料,改進田間管理,也可以達(dá)到較高的產(chǎn)量水平。
中國由于受季風(fēng)影響,自然降水量由東南向西北遞減,分布很不平衡。東南部降雨量較多,小麥生育期需水可以滿足,西北干旱地區(qū)需水主要靠灌溉來滿足;華北半干旱地區(qū),小麥生育期降水量也只能滿足需水量的1/3左右;西南地區(qū)旱地小麥有時也需要適當(dāng)進行灌溉。因此,灌溉是中國北方小麥豐產(chǎn)的重要措施之一。
小麥耗水量指小麥由播種到收獲整個生育期內(nèi)麥田所消耗的水量。冬小麥的耗水量450~600毫米,折合每公頃4500~6000立方米;春小麥375~450毫米,折合每公頃3750~4500立方米。小麥耗水量主要包括棵間蒸發(fā)和葉面蒸騰兩部分?瞄g蒸發(fā)即土壤蒸發(fā),在小麥生育前期,苗小、葉片少,地面覆蓋較少,棵間蒸發(fā)量大,棵間蒸發(fā)一般占小麥總耗水量的30~40%。由于它并非植株直接吸收利用的水分消耗,因此,應(yīng)采取有效管理措施,降低其耗水量。葉面蒸騰是小麥正常發(fā)育中所必需的生理耗水過程,一般隨著溫度的逐漸加大,故在小麥生育的中后期,葉面蒸騰耗水量占小麥總耗水量的60~70%,抽穗及開花期葉面蒸騰量最大,其日平均耗水強度可達(dá)3.5~4.0毫米。小麥耗水量多少和產(chǎn)量高低、氣象因素以及應(yīng)用的技術(shù)措施有關(guān)。通常是隨著產(chǎn)量的提高而耗水量也加大,但并不是呈比例的增加。原因是在栽培技術(shù)水平不斷提高的情況下,對水分利用效率提高了。氣候條件對小麥耗水量影響很大,在氣溫高、濕度小、風(fēng)速大的情況下,葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)都會加大,小麥耗水量自然也增多。反之,則減少。深耕、合理施肥和適當(dāng)密植以及及時中耕管理等良好的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,均可以有效地改善土壤結(jié)構(gòu),促進根系發(fā)育,增加土壤蓄水保墑能力,抑制棵間蒸發(fā),提高水分利用率。
(一)灌水技術(shù)
良好的灌水技術(shù),必須使灌溉田塊受水均勻,不產(chǎn)生地面流失、深層滲漏及土壤結(jié)構(gòu)破壞等情況,從而達(dá)到合理而經(jīng)濟用水的目的。小麥灌水方法主要有畦灌、溝灌和噴灌。
畦灌是中國北方麥區(qū)主要灌溉方法。畦灌法是在平整土地基礎(chǔ)上,修筑土埂,將麥田分隔成若干個長方形或方形小畦。灌水時,引水入畦,水在田面上以連續(xù)水層沿畦田坡度方向移動,濕潤土層。一般畦面坡度以0.1~0.3%最為適宜。畦田規(guī)格主要取決于水源、土壤性質(zhì)、地面坡度等。土壤透水性強、地面坡度小、土地不夠平整時,畦長宜短。反之,則可稍長。渠灌區(qū)水量較大,畦長以30~70米,畦寬2~4米為宜;井灌區(qū)水量較小,一般畦長20~30米,寬1.0~1.5米。畦埂高度一般25~30厘米,底寬30~35厘米。為了使灌水均勻,還應(yīng)控制入畦流量(即流入畦內(nèi)的水量,一般以每秒若干升表示),也可用單寬流量(即每米畦寬所通過的流量)表示.灌時掌握好適宜流量非常重要,采取適宜的流量,才可以做到地表不沖刷,畦面首尾受水均勻,根系活動層內(nèi)土壤濕度相近。單寬流量過大時,水在畦內(nèi)流動過快,容易發(fā)生上沖下淤,畦首受水不足,畦尾滲水量偏大,灌水不均的現(xiàn)象;流量過小,會出現(xiàn)畦首滲水深,畦尾滲水淺,甚至出現(xiàn)計劃水量澆完,畦尾仍灌不上水的現(xiàn)象。一般在地面坡度為0.3%的粘土或壤土地,畦長40~50米的情況下,單寬流量為3~4升/秒即可。一般沙土地入畦流量可大些。畦灌還須注意改畦時間。坡度小及初燒麥田,單寬流量可稍大些,當(dāng)水即將流到畦尾時,改澆下一畦,以便在改畦后水仍可流到畦尾。如果麥田土壤緊實或坡度較大,則單寬流量可以小些,當(dāng)水流到畦長的七八成時,即可改畦。如此既可使水澆到畦尾,又可避免積水浸出畦外。
溝灌常用于小麥和其它作物間、套種植以及稻麥兩熟地區(qū)。采取溝灌遇旱既能灌水,遇澇又可利用溝來排水。稻麥兩熟區(qū)的溝灌是利用廂溝或壟溝引水灌溉。水集中在溝內(nèi)借毛細(xì)管作用向兩側(cè)浸潤,這種方法不僅比畦灌省水,而且可減少表土板結(jié)。溝灌須在每塊田的四周開挖輸水溝,灌水溝與輸水溝垂直,輸水溝稍深于灌水溝,便于排水,灌水深度以保持在溝深的2/3或3/4為宜。
噴灌即噴灑灌溉,它是借助一套專門設(shè)備(如動力、水泵、輸水管路和噴頭等),將水噴到空癸中,散成細(xì)小的水滴,均勻地落在田間如同降雨對小麥進行灌溉,其主要優(yōu)點是:①省水。噴灌基本上不產(chǎn)生深層滲漏和地面徑流,灌水比較均勻,一般較地面灌溉可節(jié)約水量30~50%,不僅節(jié)約了灌溉用水,且可擴大灌溉面積;②噴灑水點小,很少破壞土壤結(jié)構(gòu)。③不必修埂打畦,可以減少渠道占地面積,提高土地利用率。在地形不太平整的地區(qū)或坡地丘陵山區(qū)或水源不足地區(qū),更能發(fā)揮其優(yōu)越性。噴灌也有一定的局限性, 一是易受風(fēng)力影響,一般在3~4級以上大風(fēng)時,灌溉均勻度降低;二是空氣濕度過低時,水滴未落到地面之前,在空中的蒸發(fā)損失較大;三是只表土濕潤,深層土壤濕潤不夠,影響小麥根系深扎,難以抗御嚴(yán)重干旱;四是在高產(chǎn)田后期噴灌時,容易造成倒伏。在具體運用時,要注意克服這些缺點。噴灌有固定、半固定和移動三種形式。固定式噴灌設(shè)備投資高,但操作方便,灌溉效率高;半固定式是動力、水泵相干管固定,噴頭和支管可以移動,設(shè)備投資比固定式少;移動式噴灌機,設(shè)備簡單,使用靈活,投資少,但管理的勞動強度較大。
(二)西南地區(qū)小麥灌溉與抗旱栽培
西南地區(qū)小麥生育期間正值冬干春旱,多數(shù)地區(qū)降雨甚少,一般僅100~200毫米,且大多分布于后期,所以合理灌溉和抗旱栽培是一項重要措施。
1.小麥的需水指標(biāo)與灌溉 需水指標(biāo)是確定灌溉時期的依據(jù)。長期以來,國內(nèi)外多以土壤水分含量為指標(biāo),但由于土質(zhì)、氣候、品種的不同,并不能完全反映小麥體內(nèi)的水分狀況。
在生產(chǎn)實踐中,常常根據(jù)小麥生育時期進行灌溉,如出苗水、分蘗水、拔節(jié)水、孕穗水、開花灌漿水等。不同生育時期和一定的產(chǎn)量因素有關(guān),如果土壤干旱,特別是體內(nèi)水分未達(dá)到生理指標(biāo),就應(yīng)當(dāng)及時予以灌溉。
灌水量是計劃用水、合理灌溉的重要內(nèi)容之一。決定每畝灌水定額,可用下式計算:
灌水量(立方米/畝)=667X(田間最大持水量—灌水前士壤含水量)×土壤容重×計劃灌水土層深度
例如,灌前測知土壤含水量為17%,田間最大持水量28%,土壤容重為1.3,計劃灌水 土層深度為0.6米,則本次灌水量應(yīng)為57.22立方米。
2.抗旱栽培 抗旱栽培是通過農(nóng)藝措施,納雨保墑,增加土壤濕度,以保證小麥正常生長對水分的要求。根據(jù)各地傳統(tǒng)經(jīng)驗,它包括土地改良、深耕蓄水、細(xì)耙保墑、適時早播、培育壯苗,并選用抗旱穩(wěn)產(chǎn)品種,加強田間管理等,所以抗旱栽培是因地制宜、各項措施相互配合的一整套耕作栽培制度。
近代研究表明;小麥逆風(fēng)比順風(fēng)開溝種植,能減低行間風(fēng)速和土壤水分蒸發(fā),提高葉片持水力。聚土免耕種植,可擴大根層水分庫容,春末夏初(4~5月)土壤含水量比平作多12立方米/畝,使小麥增產(chǎn)達(dá)17.5%。此外,藥劑處理也有一定效果。用0.5~0.8%的阿斯匹林拌種,提高了小麥抗旱能力。其他如氯化鈉浸種(劉瑞生,1979)、噴施抗蒸騰劑(申來水,1989),施用土壤吸水劑等,對小麥都有一定抗旱增產(chǎn)作用。
(三)小麥的濕害及其防止
濕害是土壤水分過剩,造成空氣不足而引起小麥生育障礙的現(xiàn)象,這是西南地區(qū)稻茬麥田生產(chǎn)中的嚴(yán)重問題。
1.濕害的發(fā)生機制與敏感時期 因土壤過濕使氧氣不足,根系呼吸作用減退。但水田(稻)與旱地作物(麥)根部供氧狀況不同,前者通過莖葉供氧,故缺氧并不妨礙根部呼吸,而小麥由土壤直接供氧,所以影響呼吸。
根部呼吸作用受阻,引致植株體形態(tài)、生理以及細(xì)胞機能的變化。隨著氧化還原電位降低,根部組織壞死或木質(zhì)化,妨礙養(yǎng)分吸收,地上部生長也受到抑制。這是冬季濕害的機制。春季地溫上升以后,土壤微生物開始活動,小麥根量增加,根系呼吸作用旺盛,而土壤氧化還原電位降低,形成有毒物質(zhì),使根系發(fā)生壞死、木質(zhì)化或根腐,植株生活力減退,嚴(yán)重時凋萎枯死,所以濕害的影響更為嚴(yán)重。
小麥濕害的敏感期,指在一生中短期逆境使產(chǎn)量銳減的時期。我國農(nóng)民經(jīng)驗“尺麥怕寸水”,提出為節(jié)間伸長至灌漿成熟,這些結(jié)果均嫌廣泛籠統(tǒng)。研究指出,敏感期相當(dāng)于個體發(fā)育過程的孕穗期,即始于拔節(jié)后15日,終于抽穗期。從產(chǎn)量因素看出,孕穗期土壤過濕引起大量小花、小穗敗育,使粒數(shù)下降最大,不僅造成“庫”的減小,粒重也隨之降低,表明“源”也受到了限制。
2.防止?jié)窈Φ姆椒?首先要選擇耐濕性品種,如根系發(fā)達(dá),莖葉供氧較多,根粗、稈矮,有利于由莖葉供氧,早熟可避免后期梅雨的危害等。在栽培技術(shù)上,則應(yīng)針對麥田濕害的形成原因,對癥下藥。根本的措施是改良土壤質(zhì)地,、降低地下水位,搞好農(nóng)田排水系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上實行深溝高廂,使廂溝、腰徹(主溝),圍溝配套,既能排除地面水、潛層水,又能降低地下水位。關(guān)于廂面寬度,應(yīng)因地制宜,過窄費時費工,土地利用率不高,過寬則排水不良,不能達(dá)到改善土壤通氣狀況的目的。
如前所述,近年來西南各地試驗推廣的少耕、免耕和半旱式栽培,對于戰(zhàn)勝濕害,保證適時播種和培育壯苗,都是行之有效的措施,配合增施肥料,改進田間管理,也可以達(dá)到較高的產(chǎn)量水平。