淺談谷子不同栽培模式對土壤水溫環(huán)境及水分利用效率的影響

楊志東

1.實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)方法

1.1實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)概述

本次實(shí)驗(yàn)于2016年5月-10月在位于遼寧省建昌縣的某一園區(qū)進(jìn)行，該園區(qū)海拔1223米，屬于北溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫為8.2℃，年平均降水量為550毫米，降雨其大都集中在七月和八月，無霜期大約158天。實(shí)驗(yàn)田的土壤類型屬于碳酸鹽褐土，在0-20厘米的耕層土壤中，有機(jī)質(zhì)含量大約為22.2g/kg，pH為8.16。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)采用的谷子品種是張雜谷10號，實(shí)驗(yàn)主要包括三種栽培方式：其一，覆膜穴播，采用地膜覆蓋的栽培方式，46厘米等行距播種，穴距為17厘米；其二，精量條播，采用露地栽培方式，30厘米等行距播種，株距為8.5厘米；其三，傳統(tǒng)穴播，采用露地栽培方式，46厘米等行距播種，穴距為17厘米。每種栽培方式的留苗密度相同，均是39萬株/hm2，采用機(jī)械化播種方式進(jìn)行栽培。本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用完全隨機(jī)區(qū)組的設(shè)計(jì)方式，每種栽培方式重復(fù)五次，每塊實(shí)驗(yàn)田的面積為十五平方米。實(shí)驗(yàn)田在播種之前進(jìn)行底肥的施加，再進(jìn)行旋耕整地。本次實(shí)驗(yàn)在2016年5月10日進(jìn)行播種，7月7日補(bǔ)灌50毫米水量一次，谷子于9月19日收獲。

1.3實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測定

首先，土壤水溫環(huán)境的測定，土壤水溫環(huán)境主要包括土壤含水量以及土壤溫度這兩種參數(shù)。土壤含水量的測量方法如下：從谷子播種之后開始計(jì)算，每七天取一次土壤樣本，應(yīng)用烘干法進(jìn)行0-20厘米土層含水量的測定，具體的計(jì)算公式為：土壤含水量=；土壤溫度的測量方法如下：從谷子播種之后開始計(jì)算，每七天應(yīng)用地溫計(jì)進(jìn)行地面下方5厘米、10厘米以及20厘米位置的土壤溫度，最終的土壤溫度取平均值。

然后，水分利用效率的測定，水分利用效率主要包括葉片水分利用效率以及作物水分利用效率。葉片水分利用率為葉片光合速率與葉片蒸騰速率的比值，葉片光合速率與葉片蒸騰速率主要通過CI-340便攜式光合儀進(jìn)行測量，具體的測量時間為谷子的拔節(jié)期、孕穗期、抽穗灌漿期以及成熟期間的晴朗天氣，通常在上午九點(diǎn)到十一點(diǎn)，在每個實(shí)驗(yàn)田選取三株谷子進(jìn)行測定，最終的參數(shù)取平均值；作物水分利用效率為谷子籽實(shí)產(chǎn)量和作物生育期間的總耗水量，谷子籽實(shí)產(chǎn)量為實(shí)驗(yàn)田內(nèi)所有植株脫粒曬干之后的重量，作物生育期間的總耗水量按照如下公式計(jì)算：總耗水量=生育期間的總降雨量+灌溉用水量+（播種時土層平均含水量-收獲時土層平均含水量）。

本次實(shí)驗(yàn)的所有參數(shù)均采用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表的繪制；應(yīng)用DPS7.5統(tǒng)計(jì)分析軟件采取LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異顯著性檢驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1谷子不同栽培模式對土壤水溫環(huán)境的影響

首先，土壤含水量受到的影響，觀察Excel2003繪制的圖表可知，三種栽培方式下土壤含水量的增長趨勢相差無幾，但是地膜可以提升土壤的保水能力，使得覆膜穴播栽培方式下的土壤具有較高的含水量。在谷子生育期，覆膜穴播栽培方式的含水量要比精量條播高1.6%，比傳統(tǒng)穴播高1.8%；在谷子出苗期，該地區(qū)的土壤墑情比較差，覆膜穴播栽培方式的含水量要兩種露地栽培方式高3.4%。也就是說，土壤含水量會明顯受到栽培模式以及降雨?duì)顩r的影響。

然后，土壤溫度受到的影響，觀察Excel2003繪制的圖表可知，在谷子生育期，覆膜穴播栽培方式的土壤溫度要高于另兩種栽培方式，兩種露地栽培方式的土壤溫度相差無幾，這種較高的溫度一直維持到谷子的孕穗期；等到覆膜穴播栽培的谷子生長到孕穗期，植株的升高導(dǎo)致地面受到的輻射減少，其溫度要低于露地栽培方式；等到傳統(tǒng)穴播栽培的谷子生長到孕穗期，三種栽培方式下谷子的地面遮擋效果一致，覆膜穴播栽培方式的土壤溫度較；從7月7日的補(bǔ)灌開始，地膜不再具備增溫效應(yīng)，使得覆膜穴播栽培方式下的土壤溫度降低，但仍舊高于另兩種露地栽培方式。

對上述結(jié)果分析可知，地膜覆蓋具有抑蒸保水的作用，可以為谷子提供充足的水分條件和溫度條件，避免谷子在北方半干旱地區(qū)受到低溫干旱的不利影響，提升了土壤的調(diào)水能力，有助于作物的生長發(fā)育。

2.2谷子不同栽培模式對水分利用效率的影響

首先，葉片水分利用效率受到的影響，觀察Excel2003繪制的圖表可知，在谷子的所有生育期內(nèi)，覆膜穴播栽培方式的利用效率都要高于另兩種露地栽培方式，比精量條播高9.5%，比傳統(tǒng)穴播高11.2%。對于兩種露地栽培方式而言，在谷子的孕穗期，精量條播的利用效率要明顯高于傳統(tǒng)穴播，其他時期則相差無幾。

然后，作物水分利用效率受到的影響，觀察Excel2003繪制的圖表可知，覆膜穴播栽培方式與另兩種露地栽培方式相比，在谷子產(chǎn)量增加的情況下，生育期間的總耗水量卻降低了4%左右，精量條播和傳統(tǒng)穴播的耗水量相差無幾。

對上述結(jié)果分析可知，在覆膜穴播栽培方式中，因?yàn)榈啬さ淖韪粲行p少了土壤水分的流失，使得水分利用率較高。在同樣的土壤環(huán)境中，精量條播栽培方式要比傳統(tǒng)穴播的產(chǎn)量更高，但是耗水量卻大致相同。也就是說，要想提高建昌縣谷子的水分利用率，可以從提升產(chǎn)量這方面入手。

（作者單位：125300 遼寧省葫蘆島市建昌縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）