不同灌水量對(duì)滴灌復(fù)播大豆生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

葛 宇，何新林，王振華，宋常吉

（現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，石河子832003）

不同灌水量對(duì)滴灌復(fù)播大豆生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

葛 宇，何新林，王振華，宋常吉

（現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，石河子832003）

在大田滴灌條件下，研究了不同灌水量對(duì)復(fù)播大豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。在灌水次數(shù)相同的情況下，試驗(yàn)設(shè)置了4個(gè)灌水處理，灌水定額分別為30 mm、37.5 mm、45 mm、52.5 mm；觀測(cè)了復(fù)播大豆不同生育階段的株高、莖粗和葉面積指數(shù)；測(cè)量了復(fù)播大豆的理論產(chǎn)量及構(gòu)成因素的數(shù)值。試驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)播大豆株高、葉面積系數(shù)、莖粗隨著灌水量的增加而增加；在本試驗(yàn)條件下，綜合考慮產(chǎn)量和水分利用效率，復(fù)播大豆生育期內(nèi)灌溉定額在300－360 mm較為適宜。

滴灌；灌水量；復(fù)播大豆

近2年在新疆北疆區(qū)域出現(xiàn)了以滴灌小麥及復(fù)播大豆、青貯玉米、油葵等作物“一年兩作”種植模式，并獲得了成功。該種植模式能充分利用多余的光熱資源，提高復(fù)種指數(shù)，在不增加面積的前提下，增加了糧食和牧草的產(chǎn)量。目前，新疆生產(chǎn)的大豆遠(yuǎn)不能自給［1］，因此應(yīng)積極發(fā)展復(fù)播大豆。

滴灌比溝灌更有利于春大豆干物質(zhì)積累，產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率的提高［2］；開花期、結(jié)莢期和鼓粒期干旱對(duì)大豆產(chǎn)量的影響最大［3］；結(jié)莢期－鼓粒后期是大豆產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，保持較高的葉面積指數(shù)對(duì)于增加大豆的干物質(zhì)積累量從而獲得高產(chǎn)尤為重要［4］；從大豆產(chǎn)量的提高及改善品質(zhì)方面考慮，大豆生長(zhǎng)期的灌水量在395～445 mm較為適宜［5］。前人大部分都是在傳統(tǒng)灌溉方式下對(duì)春播大豆進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)在滴灌條件下不同灌水量對(duì)麥后復(fù)播大豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響的研究較少。

針對(duì)上述問題，本文通過大田試驗(yàn)，以復(fù)播大豆為研究對(duì)象，研究了滴灌對(duì)復(fù)播大豆的生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，期望為大田復(fù)播大豆合理技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2010年7月至10月在現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)基地暨石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)小區(qū)位于新疆農(nóng)八師石河子市西郊石河子大學(xué)農(nóng)試場(chǎng)二連，東經(jīng)85°59′47″，北緯44°19′26″，海拔412 m，平均地面坡度6×10－3，年平均日照時(shí)間達(dá)2865 h，大于10℃積溫為3463.5℃，大于15℃積溫為2960.0℃，無霜期達(dá)到170 d，多年平均降雨量207 mm，平均蒸發(fā)量1660 mm。試驗(yàn)地地下水埋深大于8 m，土壤質(zhì)地為中壤土，0～100 c m土壤平均干容重為1.56 g／c m3，田間持水量為30.72%（體積百分比）。

供試春小麥品種為“新春7號(hào)”，等行距（15 c m）栽培。

滴灌帶采用新疆天業(yè)塑化集團(tuán)生產(chǎn)的單翼迷宮式滴灌帶，滴灌帶內(nèi)徑為16 mm，壁厚0.18 mm，滴孔間距300 mm，滴管帶布置間距為75 c m。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)小區(qū)南北走向，由東向西逐次排列12個(gè)，小區(qū)面積為18.6 m×4.5 m。2010年7月18日播種，播種深度為3～4 c m，行距配置（30＋60）c m，株距10 c m，7月21日出苗，10月15日收獲，整個(gè)生育期為81 d。

整個(gè)生育期施入尿素225 kg／hm2，磷酸二氫鉀75 kg／h m2；播前0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120 c m土層的土壤含水量分別為14.67%、14.92%、15.77%、17.23%、19.79%、21.47%。

大豆全生育期降雨量為37.8 mm。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)水分處理：灌水定額分別為30 mm（W1）、37.5 mm（W2）、45 mm（W3）、52.5 mm（W4），全生育期灌水8次，用水表計(jì)量灌水量。每個(gè)處理重復(fù)3次，按順序排列。具體試驗(yàn)處理見表1。

表1 不同灌水處理各個(gè)生育期的灌水量 mmTab.1 Irrigation water of different water treat ment in various stages

土壤水分采用USA CPN 503DR.9型中子土壤水分儀結(jié)合烘干法進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)，測(cè)定深度0～120 c m，每20 c m為一個(gè)測(cè)點(diǎn)，每間隔7 d監(jiān)測(cè)一次水分，灌前灌后及降雨后加測(cè)，同時(shí)記錄每次的降雨時(shí)間、降雨量以及灌水量；在各個(gè)處理隨機(jī)選取5株大豆，并用標(biāo)簽標(biāo)記；定時(shí)觀測(cè)大豆生理形態(tài)指標(biāo)（株高、莖粗、節(jié)數(shù)等）；在大豆的苗期、開花期、結(jié)莢期、鼓粒期分別測(cè)一次大豆的葉面積；在成熟期測(cè)定大豆的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素（株粒數(shù)、百粒重、單株粒數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)等）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理對(duì)大豆生長(zhǎng)的影響

不同灌水處理對(duì)大豆的生長(zhǎng)發(fā)育情況有一定的影響，主要表現(xiàn)在對(duì)其株高、莖粗以及葉面積系數(shù)的影響。

2.1.1 不同灌水量對(duì)大豆株高的影響

株高是衡量作物群體株型狀況是否合理的敏感指標(biāo)，其高矮直接影響著作物的種植密度配置及光能利用率。如果植株過高則說明大豆前期生長(zhǎng)發(fā)育過旺，不但增加水分的消耗，而且會(huì)使大豆生殖生長(zhǎng)推遲，開花、結(jié)莢數(shù)量減少，加之復(fù)播作物后期溫度較低，籽粒灌漿速度下降；如果植株過矮則表明植株生長(zhǎng)發(fā)育不良，而開花、結(jié)莢、籽粒的數(shù)量也會(huì)大幅度的降低，影響后期產(chǎn)量。

灌水量對(duì)大豆棉高影響的試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可見：在大豆苗期－開花期階段，各處理之間株高隨著灌水量的變化存在差異，在苗期－開花階段（出苗后29 d內(nèi)），W4處理的株高顯著高于W1處理、W2處理的株高；在結(jié)莢－成熟階段（出苗后35 d），各灌水處理之間株高差異水平不顯著；大豆生育期內(nèi)W2處理的株高與W3處理的株高變化差異不明顯。這說明在大豆苗期至開花期，水分能夠促進(jìn)大豆的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，到了結(jié)莢期，大豆由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng)，進(jìn)行干物質(zhì)的積累，這時(shí)大豆株高生長(zhǎng)緩慢或者停止生長(zhǎng)。

表2 灌水量對(duì)大豆株高的影響Tab.2 The influence of irrigation water on soybean plantheigh

2.1.2 不同灌水量對(duì)大豆莖粗的影響

植物的莖粗是反映其生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。

不同灌水量對(duì)大豆莖粗影響的試驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3可以看出：W1與 W2、W3處理之間莖粗的差異不大，W1與W4處理差異較大，兩者之間達(dá)到了顯著性差異水平。W4處理的莖粗分別比W1、W2、W3處理增加了9.36%、4.95%、2.99%。同時(shí)可以看出，莖粗隨著灌水量的增加而增加。

表3 灌水量對(duì)大豆莖粗的影響Tab.3 The influence of irrigation water on soybean stem diameter

2.1.3 不同灌水處理對(duì)大豆葉面積系數(shù)的影響

葉面積系數(shù)是衡量大豆群體結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，是協(xié)調(diào)葉面積和凈同化率矛盾，形成最大光合生產(chǎn)源的基礎(chǔ)［5］。一般來說，葉面積系數(shù)過小，則制造的有機(jī)養(yǎng)料少，生物產(chǎn)量降低；葉面積系數(shù)過大，通風(fēng)透氣變差，植株下部葉片的光合能力降低，呼吸作用卻有所增加，光合物質(zhì)積累減慢，容易造成大豆的花脫落及影響莢的形成。

不同灌水量對(duì)大豆葉面積系數(shù)影響的試驗(yàn)結(jié)果見表4。從表4可以看出：在大豆苗期－結(jié)莢中期（出苗后46天內(nèi)），大豆葉面積系數(shù)隨著生長(zhǎng)進(jìn)程的推進(jìn)而增大，葉面積系數(shù)在結(jié)莢中期達(dá)到了最大值。這是由于在結(jié)莢中期，葉片的數(shù)量及大小達(dá)到高峰，葉面積達(dá)到最大，隨后逐漸減小。在苗期－開花期（出苗后26 d內(nèi)）時(shí)，各個(gè)灌水處理之間的葉面積系數(shù)差異不大；結(jié)莢期－鼓粒期（出苗后36 d），W1處理的葉面積系數(shù)與W4處理的葉面積系數(shù)達(dá)到顯著性水平；成熟初期，W4處理的葉面積系數(shù)極顯著大于W1處理的值，W3處理的葉面積系數(shù)顯著大于W1處理的值。大豆生育期內(nèi)中等灌水量的W2處理和W3處理之間的葉面積系數(shù)差別不顯著。這說明大豆生育期內(nèi)灌水過少，不利于其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，使其生育進(jìn)程縮短，成熟期，由于W1處理的葉片枯萎的較早，W1處理的葉面積系數(shù)顯著低于其他處理。同時(shí)可以看出，大豆葉面積系數(shù)大體上隨著灌水量的增加呈增加的趨勢(shì)，即W4＞W(wǎng)3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1。

表4 灌水量對(duì)大豆葉面積系數(shù)的影響Tab.4 The influence of irrigation water on soybean leaf area index

2.2 不同灌水量對(duì)大豆產(chǎn)量指標(biāo)的影響

不同灌水量對(duì)滴灌復(fù)播大豆的生理性狀產(chǎn)生一定影響，而且對(duì)最終大豆的產(chǎn)量也產(chǎn)生一定的影響，這一影響是大豆生長(zhǎng)發(fā)育變化累積的反映。大豆的籽粒產(chǎn)量是由單位面積株數(shù)、每株莢數(shù)、每莢粒數(shù)、每粒重構(gòu)成的，其中任何一個(gè)因素發(fā)生變化都會(huì)引起產(chǎn)量的增減［6］。

不同灌水量對(duì)大豆產(chǎn)量指標(biāo)影響的試驗(yàn)結(jié)果見表5。從表5可以看出：不同灌水量對(duì)滴灌復(fù)播大豆產(chǎn)量指標(biāo)有不同的影響。從整體上，大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量變化規(guī)律一致，隨灌水量的增加而增大，但不是線性增加，達(dá)到一定值時(shí)，繼續(xù)增大灌水量，反而使得各項(xiàng)產(chǎn)量指標(biāo)降低，各項(xiàng)產(chǎn)量指標(biāo)均是W3處理的最大，灌水最少的W1處理最小。W1處理的產(chǎn)量顯著低于 W2處理的產(chǎn)量，極顯著低于W3處理的產(chǎn)量，但與W4處理的差異不大。同時(shí)構(gòu)成大豆籽粒產(chǎn)量的因素在不同灌水量下存在著差異，W1處理的單株粒數(shù)與W3處理的單株粒數(shù)達(dá)到極顯著性差異水平，W1處理的單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重與W3處理的單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重達(dá)到顯著性差異水平。W2處理的各項(xiàng)產(chǎn)量指標(biāo)與W3處理的各項(xiàng)產(chǎn)量指標(biāo)差異水平不顯著。W3處理的單株粒數(shù)與W4處理的單株粒數(shù)達(dá)到顯著差異水平。這說明單株粒數(shù)、單株莢數(shù)是決定產(chǎn)量的直接因素，結(jié)莢期－鼓粒期是大豆形成產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期［4］。灌水量最少的 W1處理，由于水分較少限制植株后期生長(zhǎng)，減少了單株莢數(shù)及粒數(shù)，同時(shí)生育進(jìn)程縮短，成熟后可能由于裂莢造成籽粒脫落，影響最終產(chǎn)量；灌水量最多的W4處理，由于生殖生長(zhǎng)推遲，加之后期溫度較低，造成干物質(zhì)轉(zhuǎn)移較慢，形成部分的癟粒和空粒，致使其產(chǎn)量下降。這說明灌水過多或者少都將減少大豆最終籽粒產(chǎn)量，中等灌水量300～360 mm時(shí)大豆能獲得較高的產(chǎn)量。產(chǎn)量最低的W1處理水分利用效率最大，產(chǎn)量最高的W3處理的水分利用效率較大。因此，綜合考慮產(chǎn)量和水分利用效率，在復(fù)播大豆生育期內(nèi)灌溉定額在300～360 mm較為適宜。

表5 不同灌水量下的復(fù)播大豆產(chǎn)量指標(biāo)Tab.5 Soybean yield index under different irrigation water

3 結(jié)語

通過一年的滴灌大豆田間試驗(yàn)研究，初步得出不同灌水量對(duì)滴灌復(fù)播大豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)播大豆株高、莖粗及葉面積系數(shù)的生長(zhǎng)變化都隨著灌水量的增加而增加，灌水量240 mm和灌水量為420 mm之間達(dá)到顯著性差異水平，中等灌水量300 mm、360 mm的處理之間差異不大。在本試驗(yàn)條件下，綜合考慮產(chǎn)量和水分利用效率，復(fù)播大豆生育期內(nèi)灌溉定額在300～360 mm較為適宜。

［1］戰(zhàn)勇，羅庚彤，劉勝利，等.北疆大豆復(fù)種現(xiàn)狀及高效栽培技術(shù)研究［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，43（5）：426－428.

［2］毛洪霞.不同水分處理對(duì)滴灌大豆生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響［J］.耕作與栽培，2007（6）：9－11.

［3］趙宏偉，李秋祝，魏永霞.不同生育時(shí)期干旱對(duì)大豆主要生理參數(shù)及產(chǎn)量的影響［J］.大豆科學(xué)，2006，25（3）：329－332.

［4］劉麗君，祖?zhèn)?，張瑞?大豆窄行平播密植條件下的干物質(zhì)積累規(guī)律［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，31（1）：26－31.

［5］毛洪霞，張富倉(cāng)，何林望.不同灌水量對(duì)滴灌大豆產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］.新疆農(nóng)墾科技，2007（6）：35－36.

［6］王榮棟，尹經(jīng)章.作物栽培學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2004.

The Influence of Different Irrigation Water on Soybean Growth and Yield under Drip Irrigation

GE Yu1，HE Xinlin1，2，WANG Zhenhua1，2，SONG Changji1，2
（Xinjiang Production ＆ Construction Group Key Laboratory of Moder n Water－Saving Irrigation／College of Water Conservancy and Architectural Engineering，Shihezi University，Shihezi，832003，China）

Under drip irrigation in the field，the influence of different irrigation water on soybean gr owth and yield was studied.In the case of t he same irrigation frequency，test was set 4 irrigation treat ment，irrigation quota were 30 mm、37.5 mm、45 mm、52.5 mm.Different growth stages of soybean plant height stem diameter and leaf area index were observed，and the value of theoretical yield and component of yield were also measured.The results showed that：plant height，stem diameter and leaf area index increase as irrigation water.Under the experi mental conditions，by considering the yield and WUE，irrigation quota in the 300－360 mm is more appropriate bet ween the whole growth period.

drip irrigation；irrigation water；soybean

S275.6

A

1007－7383（2011）03－0357－04

2011－04－15

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 （2011BAD29806），兵團(tuán)重大農(nóng)業(yè)產(chǎn)學(xué)研科研專項(xiàng)（2010ZX01－3），石河子大學(xué)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目（gxjs2010－zdgg03－03），石河子大學(xué)高層次人才專項(xiàng)（BCZX200821）

葛宇（1986－），女，碩士研究生，專業(yè)研究方向：農(nóng)業(yè)高效用水理論與新技術(shù)；e－mail：geyushz＠163.co m。

何新林（1966－），男，教授，從事農(nóng)業(yè)高效用水及水文水資源研究；e－mail：hexinlin2002＠163.com。