1、风沙区春小麦棵间蒸发规律的试验研究2003 年 12 月,灌溉排水第 22 卷第 6 期JournalofIrrigationandDrainage文章一号:1000646X(2003)060060 一 O3风沙区春小麦棵问蒸发规律的试验研究刘祖贵,孙景生,张寄阳,段爱旺(中国农业科学院农田灌溉研究所,河南新乡 453003)摘要:20012002 年在内蒙风沙区对眷小麦全生育期正常供水条件下的棵间蒸发规律进行了试验研究,确定了不同生育阶段棵间萘发量占同期耗水量的比例关系,分析了棵间蒸发量的日变化规律及其与表层土壤含水量的关系,建立了棵间蒸发量占耗水量的比值/E)与叶面积指数工 A 的函数关系
2、式.关键词:眷小麦风沙区;棵间蒸发 ;耗水量中圈分类号:$274.1 文献标识码:A春小麦是风沙区最主要的粮食作物之一,其耗水量由棵间蒸发量和作物蒸腾量二部分组成.国内学者对冬小麦,夏玉米,春玉米,棉花,高粱,大豆,谷子的棵间蒸发量占蒸散量的比例关系进行了研究,分析了棵问蒸发量与表层土壤含水量,叶面积指数的关系 E 卜 ,提出了减少棵问蒸发损失的措施7.由于不同作物的群体构成及其生长的环境条件不一样,使得棵间蒸发量占蒸散量的比例存在着差异,因此在进行作物耗水量构成部分的分摊时就需要不同作物的棵间蒸发资料.然而,我国对风沙区春小麦棵问蒸发规律的研究极少.为此,作者于 20012002 年在内蒙包
3、头达拉特旗水利部牧区水科所的试验基地进行了春小麦棵间蒸发规律的试验研究,以便为准确估算农田土壤水分动态,制定合理的节水灌溉制度,尽可能减少无效的棵间蒸发损失提供理论依据.1 材料与方法供试作物为春小麦(品种为“1608“),土壤为壤质为沙土,土壤容重 1.48g/cm.,田间持水量 13.68(占干重).春小麦整地前每公顷用二铵 225kg,羊粪约 30m.作为底肥,4 月 15El 用机播耧播种,行距 14cm,播量 375kg/hm,播后灌水,7 月 18 日收获.春小麦的田间管理与当地大田水平一致,2001,2002 年生育期间的降水量分别为 19.8,193.2mm;2001 年灌水
4、9 次,灌溉定额为 728.5mm,2002 年灌水 6 次,灌溉定额为379.3mm.主要观测项目如下:1)土壤含水量:用土钻取土烘干法测定,5d 测定 1 次 ,灌水或降雨后加测.2)叶面积指数:每 5d 调查 1 次.3)棵间蒸发量:采用置于小麦行间不同位置的 6 个微型蒸渗仪测定 ,微型蒸渗仪用薄铁皮制成,分内筒和外筒,内筒直径 10cm,深 lOcm,外筒有底,其内径比内筒外径略大.取土时,将内筒垂直压人土中,尽量不破坏土体结构,取出 lOcm 高原状土,并用刮刀刮平底部后用塑料薄膜包扎,然后用精度为 0.O1g 的电子天平称重,最后放回预先固定于小麦行间的外筒中,使土样顶面与田面平
5、齐.为保证微型蒸渗仪内的土壤水分与小麦行间土壤实际含水量一致,每天 O8:o0 时左右更换微型蒸渗仪中的原状土,并在原状土周围取 O10cm 表层土壤烘干称重,测定其含水量.4)气象因素用水利部牧科所气象观测场的实测数据.春小麦整个生育期间的降水和灌水能满足其正常60收稿日期:2003 一 O8ll基金顶目 t 社会公益研究专项基金项目作者简介:刘祖贵(1963 一),男,副研究员,主要从事作物灌溉原理与节水技术的研究生长发育的需求,其试验观测结果可代表当地正常供水条件下的春小麦棵问蒸发和蒸散规律.2 结果分析2.1 棵间蒸发量的日变化规律在 2002 年 5 月 17 日18 日对分蘖盛期的
6、春小麦进行了棵间蒸发日变化规律的测定,结果见图 1,棵间蒸发速率从早上 06:00 开始逐渐增加,到 09:00 蒸发速率急剧加快,直至 12:00 左右达到最大值,随后又开始迅速下降,到 18:00 时下降速度变缓,在凌晨 04:0006:O0,棵间蒸发量很小,接近于 0.5 月 17 日 5 月 18 日八厂,八./.一/涓定时问/h图 1 春小麦棵间蒸发量的日变化(2002051718)2.2 棵间蒸发与耗水量的比例关系春小麦的耗水量为棵间土壤蒸发量 E 与作物叶面蒸腾量 T 之和,用田测法采用水量平衡方程式计算得出 .20012002 年春小麦不同生育阶段的棵问蒸发量,耗水量及其比例(
7、E/ET)关系见表 1.结果表明,在苗期,由于植株矮小,农田覆盖度低,使得其棵问蒸发量占同期耗水量的比值(E/ET)最大,此后随着叶面积指数的增加 E/ET 开始快速下降,到了抽穗开花期 E/ET 降至最小值,随着灌浆成熟期作物叶片的衰老死亡,叶面积指数的降低,棵间蒸发量所占比例有所增加.在正常供水条件下春小麦全生长期棵问蒸发量及叶面蒸腾量分别占其耗水量的 21%23 和 7779.2.3 棵间蒸发量与表层土壤含水表 1 春小麦在适宜土壤水分条件下的叶面量的关系棵间蒸发量的大小受表层壤水分状况的制约6. 试验结果明,春小麦棵间蒸发强度随着土含水量(oh10cm)的增加呈指函数增大,土壤湿度越大
8、,棵间发强度越大;当表层土壤含水量于 12 时,棵间蒸发强度随着壤含水量的下降快速下降,当土壤含水量小于 12 时,棵间蒸发强度下降缓慢,当土壤水分降至 7 左右时,棵间蒸发强度变化不大(图 2).EO.2881e?1471d024681O12141618表层土壤含水量/占干重2.4 灌水后棵间蒸发的变化2002 年 5 月 23 日至 29 日对拔节初期的春小麦进行了灌水后棵间蒸发量的连续测定,结果显示,沙土地刚灌水后第 1d.棵间蒸发强度最大,随着表层土壤水分的蒸发损失以及作物的吸收利用,表层土壤水分迅速降低,棵间蒸发强度也随之快速降低,灌水后的头 3d,棵间蒸发强度下降最快;灌水 4d
9、后,由于表层土壤较干燥,土壤水分变化较小 ,因此,棵间蒸发强度波动不大.图 2 春小麦棵间蒸发与表层土壤水分的关系(2002)如果作物灌水频繁(灌水周期短),势必增加土壤水分的棵间蒸发损失.因此,生产上常采用地面覆盖如地膜覆盖,秸秆覆盖,沙田覆盖,以及减少灌水次数,灌水或降雨后中耕(在宽行作物玉米,棉花的生长前期采用中耕切断毛细管来减少下层土壤水分的蒸发损失)等措施来减少棵间蒸发损失.2.5 棵间蒸发量与叶面积指数的关系春小麦棵间蒸发量与叶面积指数 L 的关系极为密切 ,E/随的增加而呈幂函数形式下降,当LA/2 时,E/随着叶面积指数的增加快速减少,E/曲线斜率较陡 ;当 LA/=23 时,
10、E/的值下降变缓;当 LA/3 时,E/对叶面积指数的增加反应不再敏感 ,其比值变化不大.E/与 L 的回归关系式为:6】屯屯 3322L1OO.EEv趟嚼越蕾 jf 匿鞋3 结论E/ET 一 0.3662LA/?8202,R20.8941(2001 年);E/ET 一 0.3433LA/?6743,R.一 0.8906(2002 年).1)在正常供水条件下,春小麦全生长期的棵间蒸发量占总耗水量的 2123,在苗期棵间蒸发量所占比例最大,为 470/4530/4,抽穗开花期最小为 13.2)春小麦棵间蒸发量与表层土壤含水量(O10cm)呈指数函数关系,当表层土壤含水量高于 12 时,棵间蒸发随
11、着土壤含水量的下降快速下降,当土壤含水量小于 12 时,棵间蒸发强度下降缓慢,当土壤水分降至 7 左右时,棵间蒸发强度变化不大.沙土地上的小麦灌水后头 3d,棵间蒸发强度下降最快;灌水 4d后,由于表层土壤变得较干燥,因此棵间蒸发变化不大.3)春小麦棵间蒸发量占耗水量比例 E/砑随着叶面积指数 L 的增加而呈幂函数关系下降,当叶面积指数 L2 时,E/砑随叶面积指数的增加快速减少 ,当 LA/=23 时,E/砑下降变缓; 当L3 时,E/砑变化不大.参考文献;1支钰,FernandoRM,PereiraLS.微型蒸发器实测量麦田与裸地土面蒸发强度的试验研究 EJ.水利,1999,(6):454
12、9.2支昌明, 张喜英,由懋正.大型蒸渗仪与小型棵间蒸发器结合测定冬小麦蒸散的研究 EJ.水利,1998,(1O);3639.3樊引琴,蔡焕杰 ,等.冬小麦田棵间蒸发的试验研究J.灌溉排水,2000,19(4);1 4.4张寄阳,支 祖贵,等.风沙区春玉米棵间蒸发变化规律的研究J.中国农村水利水电,2002,(12);3335.5萧复兴,晋凡生 ,等.旱地玉米农田棵间蒸发研究J.激光生物学,1996,(4):938 941.6孙宏勇,张喜英 ,等.用 Micro-Lysimeters 和大型蒸渗仪测定夏玉米蒸散的研究J.干旱地区农业研究,2002,(4):7275.7裴冬,张喜英 ,等.华北平
13、原作物棵间蒸发占蒸散比例及减少棵间蒸发的措施J.中国农业气象,2000,(4);3336.8DenmeadOT,DurdnFXetc.MeasuringandModellingsoilevaporationinwheatcropsEJ.PhysChemEarth,1996,21(3)l97 一 i00.AnExperimentonSoftEvaporationofSpringWheatinWindyDustAreaLIUZugui,SUNJing-sheng,ZHANGJiyang,DUANAiwang(FarmlandIrrigationResearchInstitute,ChineseAc
14、ademyofAgriculturalSciences,Xinxiang453003,China)Abstract:AnexperimentalresearchonsoilevaporationofspringwheatundernormalwatersupplywasconductedinanwindydustyareaofInnerMongoliafrom2001to2002.Theratioofsoilevaporationtowaterconsumptionateachgrowingstageofspringwheatwasdetermined,thedailyvariationofsoilevaporationandtherelationshipbetweensoilevaporationandsurfacesoilmoisturewereanalyzed,andtherelationshipfunctionbetweentheratioofsoilevaporationtowaterconsumption(E/E)andleafareaindex(LA)wasestablished.Keywords:springwheat;windydustarea;soilevaporation;waterconsumption62
