冬小麦节水高产的根层补灌方法
【专利摘要】本发明涉及一种冬小麦节水高产的根层补灌方法，是在小麦播种期、越冬前、拔节后0-8天和开花后0-8天，当距地表0-20cm土层土壤相对含水量（土壤质量含水量占该土层土壤最大持水量的百分比）分别低于60%、80%、70%和70%时，按本发明的公式计算灌水量并分别进行补灌；本发明针对传统灌溉技术存在的问题，依据冬小麦不同生育阶段的需水特点，在小麦关键生育时期，通过根层补灌，可创造出合理的根层剖面供水结构（不同根层土壤供水的数量和比例）,促进小麦生长和籽粒产量的形成，增产效果显著。
【专利说明】冬小麦节水高产的根层补灌方法
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冬小麦节水高产的根层补灌方法，属于冬小麦节水灌溉【技术领域】。
【背景技术】
[0002]黄淮和北部冬麦区的小麦种植面积占全国总面积的68%，产量占全国总产量的76%。该区常年降雨量平均为500-700_，且主要集中在夏季，小麦生长期间降水只能满足其需要的25%-40%，灌溉成为该区冬小麦获得高产稳产的重要途径。然而，近年来水资源短缺、水源污染及地下水过度开采等问题严重威胁着该地区农业的可持续发展。如何合理灌溉，提高水分利用效率和单产，保证粮食和生态安全成为亟待解决的技术难题。现有的灌溉技术多采用固定的灌水时间与灌水量，而年季间自然降水量和土壤底墒却不同，生产上难以实现节水与高产的统一。亦有研究以一定深度土层土壤的相对蓄水量为补灌目标，忽视主要根层供水结构对小麦耗水和产量形成的重要性，而且年季间及不同地块之间土壤底墒差异较大，难以形成一致的灌溉标准。
【发明内容】
[0003]针对传统灌溉技术存在的问题，本发明依据冬小麦不同生育阶段的需水特点，考虑小麦关键生育期内的土壤贮水和自然降水，在研究根层供水与小麦耗水和产量形成关系的基础上，提供了一种可实现冬小麦节水高产栽培的根层补灌方法。
[0004]本发明采用的技术方案是:在小麦播种期、越冬前、拔节后0-8天和开花后0-8天，当距地表0-20cm 土层土壤相对含水量(土壤质量含水量占该土层土壤最大持水量的百分t匕)分别低于60%、80%、70%和70%时，按以下公式计算灌水量并分别进行补灌，灌水量的计算公式为:CIR=0.2ybd( Θ max- Θ r)，其中CIR为灌水量，单位为mm ; Y bd为距地表0_20cm土层土壤容重，单位g cnT3, Θ max为距地表0_20cm 土层土壤最大持水量，单位mg waterg_1dry soil, Θ r为灌水前距地表0_20cm土层土壤质量含水量,单位mg water g_1dry soil。
[0005]由于水浇地冬小麦66%~96%的根系集中在0_40cm 土层，本发明利用距地面0-20cm 土层土壤的持水能力，按计算出的灌水量灌溉后，通过灌溉水在土壤中的纵渗，可创造出合理的小麦根层剖面供水结构(不同根层土壤供水的数量和比例)，以促进小麦生长和籽粒产量的形成，而且实现了因需补水，充分利用土壤贮水和自然降水，可显著提高水分利用效率。
[0006]本发明与现有技术相比的主要优点:
[0007]—是按需补灌，可充分利用土壤贮水和自然降水，显著提高水分利用效率，减少灌溉水量，节约水资源。
[0008]二是在小麦关键生育时期，通过根层补灌，可创造出合理的根层剖面供水结构(不同根层土壤供水的数量和比例)，促进小麦生长和籽粒产量的形成，增产效果显著。
[0009]【具体实施方式】实施例[0010]在黄淮冬麦区年降水量620mm左右的山东省兖州市的高产麦田进行了试验。2011年全年(1-12月)降水量为803.0mm，属丰水年型，小麦生长季(2011.10.7-2012.6.11)总降水量为183.0mm,其中播种期至越冬前83.0mm,越冬前至拔节后8天69.0mm,拔节后8天至开花后8天31.0mm,开花后8天至成熟期0.0_。小麦播种期和越冬前0_20cm 土层土壤相对含水量分别为77.6%和80.6%，无需补灌；在拔节后8天和开花后8天，灌水前0-20cm土层土壤相对含水量分别为39.4%和39.1%，按根层补灌公式计算灌水量，分别于拔节后8天补灌43.8mm水，开花后8天补灌44.0mm水，小麦籽粒产量和水分利用效率分别达到9146.7kg/hm2和20.3kg/ (hm2mm)。采用该技术比采用拔节期和开花期各灌水60mm的传统灌溉技术，每公顷节省322m3灌溉水，增产8.7%，水分利用效率提高13.4%。
[0011]2012年全年(1-12月)降水量为441.2mm,属枯水年型，小麦生长季(2012.10.9-2013.6.10)总降水量为225.0mm，其中播种期至越冬前33.0mm，越冬前至拔节后8天59.0mm,拔节后8天至开花后8天32.5mm,开花后8天至成熟期100.5mm。选择土壤底墒存在较大差异的两个地块进行了试验。地块一，小麦播种期0-20cm土层土壤相对含水量为66.5%,无需补灌；越冬前、拔节后8天和开花后8天，灌水前0-20cm 土层土壤相对含水量分别为65.2%,43.3%和47.4%，按根层补灌公式计算灌水量，分别于越冬前补灌28.8mm/K，拔节后8天补灌45.5mm /K，开花后8天补灌42.3mm水；小麦籽粒产量和水分利用效率分别达到9861.4kg/hm2和23.4kg/ (hm2mm)。采用该技术比采用越冬前、拔节期和开花期各灌水60mm的传统灌溉技术，每公顷节省634m3灌溉水，增产1.8%，水分利用效率提高10.5%。
[0012]地块二，小麦播种期0-20cm 土层土壤相对含水量为60.2%，无需补灌；越冬前、拔节后8天和开花后8天，灌水前0-20cm土层土壤相对含水量分别为50.0%、29.3%和51.7%，按根层补灌公式计算灌水量，分别于越冬前补灌40.7mm水,拔节后8天补灌57.6mm水,开花后8天补灌39.4mm水，小麦籽粒产量和水分利用效率分别达到10083.7kg/hm2和22.6kg/(hm2mm)。采用该技术比采用越冬前、拔节期和开花期各灌水60mm的传统灌溉技术，每公顷节省423m3灌溉水，增产5.2%，水分利用效率提高11.3%。
[0013]利用本发明确定灌水量后可结合喷灌、滴灌等定量灌溉设施或采用输水带对小麦喷洒均匀进行补水灌溉 。
【权利要求】
1.一种冬小麦节水高产的根层补灌方法，其特征在于:在小麦播种期、越冬前、拔节后0-8天和开花后0-8天，当距地表0-20cm 土层土壤相对含水量即土壤质量含水量占该土层土壤最大持水量的百分比分别低于60%、80%、70%和70%时，按以下公式计算灌水量并分别进行补灌:CIR=0.2ybd( Θ max- Θ r)，其中CIR为灌水量，单位为mm ; Ybd为距地表0_20cm土层土壤容重，单位gcnT3 ； Θ max为距地表0-20cm 土层土壤最大持水量，单位mg waterg-ldry soil ; Θ r为灌水前距地表0-20cm 土层土壤质量含水量，单位mg water g_1drysoil ο.
【文档编号】A01G25/00GK103461071SQ201310430784
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】王东 申请人:山东农业大学