喷灌洒水与施肥均匀性对冬小麦产量的影响

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1、喷灌洒水与施肥均匀性对冬小麦产量的影响摘要：喷灌均匀系数是喷灌系统设计的重要参数，而喷灌洒水与施肥的均匀性对作物产量的影响是确定均匀系数设计值的重要依据。1998～1999、1999～2000两年的喷灌洒水与施肥均匀系数对冬小麦产量影响的田间试验结果表明，当冠层以上均匀系数小于76%时，冠层以下喷灌均匀系数大于冠层以上喷灌均匀系数。灌溉季节内，累计灌水量均匀系数大于平均喷灌均匀系数，因此用平均喷灌均匀系数表示灌溉季节的灌水均匀程度会低估实际灌水的均匀性。喷灌施肥的试验结果表明，化肥施入量与灌水量的分布都可以用正态分布来表示，且它们的分布比较接近。田间试验还表明，对华北平原

2、种植的冬小麦而言，在试验的喷灌均匀系数变化范围内(62%～82%)，喷灌洒水及施肥的均匀性对产量的影响不明显。.L.编辑。关键词：喷灌施肥灌溉均匀系数华北平原冬小麦产量喷灌洒水的均匀程度通常用克里斯琴森均匀系数CU来定量描述[1]，其定义为：喷灌均匀系数的选择在喷灌系统设计中的重要性主要体现在2个方面：第一，喷灌系统田间设备的投资与喷灌均匀系数密切相关，提高设计均匀系数会增大系统投资；第二，降低喷灌均匀系数设计值可能会对作物产量和品质带来不利影响，并有可能引起深层渗漏，对浅层地下水的污染构成威胁。设计均匀系数的选取除了需要考虑喷头本身的水力性能以及环境因子(温度、湿度、风

3、速、风向)外，还必须考虑喷灌均匀系数对作物产量的影响。有关喷头水力性能对喷灌均匀系数的影响国内外已进行了大量而卓越的研究[2～9]，在喷灌均匀系数对作物产量的影响方面，也进行了一些田间试验[10，11]和数学模拟[12～14]。随着作物的生长，冠层对喷灌水量分布的潜在影响会逐渐增大，研究冠层对喷灌水量分布的影响对确定合理的喷灌均匀系数设计值是十分必要的。本文作者[15，16]在1999年冬小麦生育期内对不同喷灌均匀系数条件下土壤储水量空间分布进行了监测，研究了冬小麦冠层截留对喷灌水量分布的影响，并初步分析了喷灌均匀系数对产量的影响，本研究是前述论文的继续。喷灌的一个重要特

4、点是可以进行施肥灌溉，但关于喷洒肥料溶液时喷灌洒水均匀性与肥料在田间分布均匀性之间的关系以及肥料喷施均匀性对作物产量的影响研究却很少。本研究的目的是：(1)继续就喷灌均匀系数对冬小麦产量的影响进行田间试验研究；(2)分析冬小麦生育期内喷灌均匀系数的变化情况以及累计灌水量分布与各次灌水量分布之间的关系，进一步探讨冠层截留对喷灌水量分布的影响；(3)初步分析喷灌施肥时化肥的分布与洒水分布之间的关系，探讨喷灌施肥均匀性对冬小麦产量的影响。1材料与方法试验在中国农业科学院农业气象研究所气象试验站内进行。试验地块的土壤0～40cm深度为砂质粘壤土，40～60cm为壤质粘土，1998

5、～1999、1999～2000两年的供试小麦品种均为中麦9号，属矮秆抗倒伏品种。1998～1999年的试验布置详见2结果及分析2.1作物冠层对喷灌水量分布的影响图2给出了冠层以上喷灌均匀系数(CUabove)与冠层以下均匀系数(CUbeloalstyle="TEXT-ALIGN:left"align=left>CUbeloalstyle="TEXT-ALIGN:left"align=left>　　由图2和式(4)可以看出，冠层以下均匀系数随冠层以上均匀系数的增大而增大，也就是说冠层以上喷灌均匀系数较高时，经过冠层再分布后，地面上的喷灌水量分布仍较均匀；当冠层以上喷灌均匀系

6、数小于76%时，冠层以下均匀系数大于冠层以上均匀系数，即此时喷灌水量经冠层再分布后，水量分布的均匀性得到一定程度的改善，并且冠层以上水量分布越不均匀，改善程度越明显。该结果与Ayars等[18]就棉花冠层对喷灌水量分布影响的研究所得结论相似。当冠层以上均匀系数大于76%时，冠层以下均匀系数反而小于冠层以上均匀系数，这可能是由于作物生长不均匀所致[15]。图2冠层上、下喷灌均匀系数的关系2.2喷灌均匀系数在灌溉季节内的变化　　一般采用一次典型条件(压力、风速、风向、温度、湿度)下测得的喷灌均匀系数代表系统的性能。实际运用中，影响水量分布的环境因素在灌溉季节内是变化的，因此典

7、型条件下测得的喷灌均匀系数不一定能够反映系统在整个灌溉季节内的情况。本文定义平均喷灌均匀系数为各次灌水喷灌均匀系数的算术平均值；累计灌水量均匀系数为用各承雨筒位置的累计水量代入式(1)计算出的喷灌均匀系数。图3比较了冠层以上各次灌水喷灌均匀系数、平均喷灌均匀系数和累计灌水量均匀系数在灌水季节内的变化。从图中可以看出，累计灌水量的均匀系数既大于各次灌水的均匀系数，又大于平均喷灌均匀系数，并且生育期内累计灌水量均匀系数与平均喷灌均匀系数的差随平均均匀系数的减小呈增大趋势。例如，高(东处理)、中(中处理)、低(西处理)3个喷灌均匀系