[发明专利]基于根层水分监测的冬小麦调亏灌溉方法

说明书

技术领域    

本发明属于冬小麦灌溉技术领域，具体涉及一种基于根层水分监测的冬小麦调亏灌溉方法。

背景技术

随着人口的增长和水污染的加重，水资源短缺愈加严重。灌溉用水占世界水资源的70%以上，因此发展节水灌溉意义重大。调亏灌溉（Regulated Deficit Irrigation，RDI）是一项高效的节水灌溉技术，由澳大利亚持续灌溉农业研究所在上世纪70年代中期提出，并首先应用于果树。我国对RDI的研究起步于1988年，研究对象是桃树。上世纪末期，我国学者将RDI应用到大田作物玉米上，本世纪初冬小麦RDI研究取得了一系列成果，并开始应用于生产。

调亏灌溉（RDI）是以作物和水分关系为基础，在作物的某一些生长阶段有目的地使其产生一定的水分亏缺，而对作物产量没有不利影响，从而达到节水、高产和提高作物水分利用率的一种灌溉技术。该技术的关键是在苗期和孕穗-开花期充分供水，越冬期和灌浆中后期控水。然而，将RDI应用于冬小麦大田生产，存在以下问题：

1）以生育期为标准实施调亏灌溉，如：拔节期灌水或孕穗期灌水或开花期灌水，没有考虑植株自身和根层土壤的水分状况。

2）对亏水度的判定依据经验标准，如：植株或土壤形态，缺乏精确的定量化指标。

植物本身的水分状况是进行调亏灌溉的最佳指标，通过监测作物根层水分状况，也可以预测作物自身的水分状况，为RDI的应用提供了一条新的途径。而土壤水分监测技术在冬小麦上的应用研究还处于起步阶段，现有研究存在以下不足：

1）局限于耕层（0－20cm）土壤的监测。受降水、蒸发、辐射等因素的影响，耕层土壤水分含量波动较大，不能准确反映根层土壤对冬小麦的供水能力。

2）监测深度固定不变，不能反映根系对土壤水分的吸收特征。冬小麦的根系生长是一个动态的过程，根系随生育进程逐渐下扎，至生育后期深层根系成为吸收土壤水分的主要器官，因此，监测深度应随根系发育逐渐增大。

3）局限于主要生育期的静态监测，不能反映土壤供水的动态特点，容易使作物根系处于缺水或过饱和土壤。因此，监测应设置合理时间间隔持续进行。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明目的在于提供一种基于根层水分监测的冬小麦调亏灌溉方法（Monitor root zone moisture for RDI，MRDI ），该方法能显著提高冬小麦的产量、水分利用效率及灌溉水利用效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于根层水分监测的冬小麦调亏灌溉方法，该方法为：足墒播种、出苗至越冬前和抽穗至花后10天充分供水，拔节至孕穗期中度亏水，越冬至起身期和花后11天至成熟重度亏水；具体如下：

播种时：0－20cm土壤平均相对含水量不低于80%；

出苗至越冬前：0－40cm土壤平均相对含水量低于65%时，进行灌溉；

越冬至起身期：0－40cm土壤平均相对含水量低于60%时，进行灌溉；

拔节至孕穗期：0－60cm土壤平均相对含水量低于60%时，进行灌溉；

抽穗至花后10天：0－100cm土壤平均相对含水量低于65%时，进行灌溉；

花后11天至成熟：0－100cm土壤平均相对含水量低于55%时，进行灌溉；

每次灌溉水量为达到田间持水量。可参见表1。

具体的，可测定田间持水量，监测土壤水分含量，并依此计算出土壤平均相对含水量；其中，不同生育期土壤水分含量的监测时间间隔为：播种至越冬前间隔不大于7天；越冬至起身期间隔不大于10天；拔节期至花后10天间隔不大于5天；花后11天至成熟间隔不大于7天。

表1、基于根层水分监测的冬小麦调亏灌溉（MRDI）方法

本发明中，监测计算土壤平均相对含水量可参照如下进行：

1）测定田间持水量。每20cm计为一层，分层测定顶层100cm土壤的田间持水量（V%），作为计算相对含水量的基础数据。测定方法可用田间围堰法或室内威尔克斯法。

2）确定合理的土壤监测深度。土壤监测深度应与根系发展一致，同时便于田间操作。冬小麦的根系发育具有以下特点：集中分布在50cm以上土壤，50－100cm仅有少量根系分布，120cm以下分布极少；深层根系量随生育进程增加。据此设置监测深度：播种至起身期土壤监测深度为0－40cm，拔节至孕穗期土壤监测深度为0－60cm，抽穗至成熟土壤监测深度为0－100cm。