小麦灌溉
中国由于受季风影响,自然降水量由东南向西北递减,分布很不平衡。东南部降雨量较多,小麦生育期需水可以满足,西北干旱地区需水主要靠灌溉来满足;华北半干旱地区,小麦生育期降水量也只能满足需水量的1/3左右;西南地区旱地小麦有时也需要适当进行灌溉。因此,灌溉是中国北方小麦丰产的重要措施之一。
小麦耗水量指小麦由播种到收获整个生育期内麦田所消耗的水量。冬小麦的耗水量450~600毫米,折合每公顷4500~6000立方米;春小麦375~450毫米,折合每公顷3750~4500立方米。小麦耗水量主要包括棵间蒸发和叶面蒸腾两部分。棵间蒸发即土壤蒸发,在小麦生育前期,苗小、叶片少,地面覆盖较少,棵间蒸发量大,棵间蒸发一般占小麦总耗水量的30~40%。由于它并非植株直接吸收利用的水分消耗,因此,应采取有效管理措施,降低其耗水量。叶面蒸腾是小麦正常发育中所必需的生理耗水过程,一般随着温度的逐渐加大,故在小麦生育的中后期,叶面蒸腾耗水量占小麦总耗水量的60~70%,抽穗及开花期叶面蒸腾量最大,其日平均耗水强度可达3.5~4.0毫米。小麦耗水量多少和产量高低、气象因素以及应用的技术措施有关。通常是随着产量的提高而耗水量也加大,但并不是呈比例的增加。原因是在栽培技术水平不断提高的情况下,对水分利用效率提高了。气候条件对小麦耗水量影响很大,在气温高、湿度小、风速大的情况下,叶面蒸腾和棵间蒸发都会加大,小麦耗水量自然也增多。反之,则减少。深耕、合理施肥和适当密植以及及时中耕管理等良好的农业技术措施,均可以有效地改善土壤结构,促进根系发育,增加土壤蓄水保墒能力,抑制棵间蒸发,提高水分利用率。
(一)灌水技术
良好的灌水技术,必须使灌溉田块受水均匀,不产生地面流失、深层渗漏及土壤结构破坏等情况,从而达到合理而经济用水的目的。小麦灌水方法主要有畦灌、沟灌和喷灌。
畦灌是中国北方麦区主要灌溉方法。畦灌法是在平整土地基础上,修筑土埂,将麦田分隔成若干个长方形或方形小畦。灌水时,引水入畦,水在田面上以连续水层沿畦田坡度方向移动,湿润土层。一般畦面坡度以0.1~0.3%最为适宜。畦田规格主要取决于水源、土壤性质、地面坡度等。土壤透水性强、地面坡度小、土地不够平整时,畦长宜短。反之,则可稍长。渠灌区水量较大,畦长以30~70米,畦宽2~4米为宜;井灌区水量较小,一般畦长20~30米,宽1.0~1.5米。畦埂高度一般25~30厘米,底宽30~35厘米。为了使灌水均匀,还应控制入畦流量(即流入畦内的水量,一般以每秒若干升表示),也可用单宽流量(即每米畦宽所通过的流量)表示.灌时掌握好适宜流量非常重要,采取适宜的流量,才可以做到地表不冲刷,畦面首尾受水均匀,根系活动层内土壤湿度相近。单宽流量过大时,水在畦内流动过快,容易发生上冲下淤,畦首受水不足,畦尾渗水量偏大,灌水不均的现象;流量过小,会出现畦首渗水深,畦尾渗水浅,甚至出现计划水量浇完,畦尾仍灌不上水的现象。一般在地面坡度为0.3%的粘土或壤土地,畦长40~50米的情况下,单宽流量为3~4升/秒即可。一般沙土地入畦流量可大些。畦灌还须注意改畦时间。坡度小及初烧麦田,单宽流量可稍大些,当水即将流到畦尾时,改浇下一畦,以便在改畦后水仍可流到畦尾。如果麦田土壤紧实或坡度较大,则单宽流量可以小些,当水流到畦长的七八成时,即可改畦。如此既可使水浇到畦尾,又可避免积水浸出畦外。
沟灌常用于小麦和其它作物间、套种植以及稻麦两熟地区。采取沟灌遇旱既能灌水,遇涝又可利用沟来排水。稻麦两熟区的沟灌是利用厢沟或垄沟引水灌溉。水集中在沟内借毛细管作用向两侧浸润,这种方法不仅比畦灌省水,而且可减少表土板结。沟灌须在每块田的四周开挖输水沟,灌水沟与输水沟垂直,输水沟稍深于灌水沟,便于排水,灌水深度以保持在沟深的2/3或3/4为宜。
喷灌即喷洒灌溉,它是借助一套专门设备(如动力、水泵、输水管路和喷头等),将水喷到空癸中,散成细小的水滴,均匀地落在田间如同降雨对小麦进行灌溉,其主要优点是:①省水。喷灌基本上不产生深层渗漏和地面径流,灌水比较均匀,一般较地面灌溉可节约水量30~50%,不仅节约了灌溉用水,且可扩大灌溉面积;②喷洒水点小,很少破坏土壤结构。③不必修埂打畦,可以减少渠道占地面积,提高土地利用率。在地形不太平整的地区或坡地丘陵山区或水源不足地区,更能发挥其优越性。喷灌也有一定的局限性, 一是易受风力影响,一般在3~4级以上大风时,灌溉均匀度降低;二是空气湿度过低时,水滴未落到地面之前,在空中的蒸发损失较大;三是只表土湿润,深层土壤湿润不够,影响小麦根系深扎,难以抗御严重干旱;四是在高产田后期喷灌时,容易造成倒伏。在具体运用时,要注意克服这些缺点。喷灌有固定、半固定和移动三种形式。固定式喷灌设备投资高,但操作方便,灌溉效率高;半固定式是动力、水泵相干管固定,喷头和支管可以移动,设备投资比固定式少;移动式喷灌机,设备简单,使用灵活,投资少,但管理的劳动强度较大。
(二)西南地区小麦灌溉与抗旱栽培
西南地区小麦生育期间正值冬干春旱,多数地区降雨甚少,一般仅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项重要措施。
1.小麦的需水指标与灌溉 需水指标是确定灌溉时期的依据。长期以来,国内外多以土壤水分含量为指标,但由于土质、气候、品种的不同,并不能完全反映小麦体内的水分状况。
在生产实践中,常常根据小麦生育时期进行灌溉,如出苗水、分蘖水、拔节水、孕穗水、开花灌浆水等。不同生育时期和一定的产量因素有关,如果土壤干旱,特别是体内水分未达到生理指标,就应当及时予以灌溉。
灌水量是计划用水、合理灌溉的重要内容之一。决定每亩灌水定额,可用下式计算:
灌水量(立方米/亩)=667X(田间最大持水量—灌水前士壤含水量)×土壤容重×计划灌水土层深度
例如,灌前测知土壤含水量为17%,田间最大持水量28%,土壤容重为1.3,计划灌水 土层深度为0.6米,则本次灌水量应为57.22立方米。
2.抗旱栽培 抗旱栽培是通过农艺措施,纳雨保墒,增加土壤湿度,以保证小麦正常生长对水分的要求。根据各地传统经验,它包括土地改良、深耕蓄水、细耙保墒、适时早播、培育壮苗,并选用抗旱稳产品种,加强田间管理等,所以抗旱栽培是因地制宜、各项措施相互配合的一整套耕作栽培制度。
近代研究表明;小麦逆风比顺风开沟种植,能减低行间风速和土壤水分蒸发,提高叶片持水力。聚土免耕种植,可扩大根层水分库容,春末夏初(4~5月)土壤含水量比平作多12立方米/亩,使小麦增产达17.5%。此外,药剂处理也有一定效果。用0.5~0.8%的阿斯匹林拌种,提高了小麦抗旱能力。其他如氯化钠浸种(刘瑞生,1979)、喷施抗蒸腾剂(申来水,1989),施用土壤吸水剂等,对小麦都有一定抗旱增产作用。
(三)小麦的湿害及其防止
湿害是土壤水分过剩,造成空气不足而引起小麦生育障碍的现象,这是西南地区稻茬麦田生产中的严重问题。
1.湿害的发生机制与敏感时期 因土壤过湿使氧气不足,根系呼吸作用减退。但水田(稻)与旱地作物(麦)根部供氧状况不同,前者通过茎叶供氧,故缺氧并不妨碍根部呼吸,而小麦由土壤直接供氧,所以影响呼吸。
根部呼吸作用受阻,引致植株体形态、生理以及细胞机能的变化。随着氧化还原电位降低,根部组织坏死或木质化,妨碍养分吸收,地上部生长也受到抑制。这是冬季湿害的机制。春季地温上升以后,土壤微生物开始活动,小麦根量增加,根系呼吸作用旺盛,而土壤氧化还原电位降低,形成有毒物质,使根系发生坏死、木质化或根腐,植株生活力减退,严重时凋萎枯死,所以湿害的影响更为严重。
小麦湿害的敏感期,指在一生中短期逆境使产量锐减的时期。我国农民经验“尺麦怕寸水”,提出为节间伸长至灌浆成熟,这些结果均嫌广泛笼统。研究指出,敏感期相当于个体发育过程的孕穗期,即始于拔节后15日,终于抽穗期。从产量因素看出,孕穗期土壤过湿引起大量小花、小穗败育,使粒数下降最大,不仅造成“库”的减小,粒重也随之降低,表明“源”也受到了限制。
2.防止湿害的方法 首先要选择耐湿性品种,如根系发达,茎叶供氧较多,根粗、秆矮,有利于由茎叶供氧,早熟可避免后期梅雨的危害等。在栽培技术上,则应针对麦田湿害的形成原因,对症下药。根本的措施是改良土壤质地,、降低地下水位,搞好农田排水系统,在此基础上实行深沟高厢,使厢沟、腰彻(主沟),围沟配套,既能排除地面水、潜层水,又能降低地下水位。关于厢面宽度,应因地制宜,过窄费时费工,土地利用率不高,过宽则排水不良,不能达到改善土壤通气状况的目的。
如前所述,近年来西南各地试验推广的少耕、免耕和半旱式栽培,对于战胜湿害,保证适时播种和培育壮苗,都是行之有效的措施,配合增施肥料,改进田间管理,也可以达到较高的产量水平。