李 元

（山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002）

1 引言

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，水資源日益緊缺。如何在有限的水資源條件下，充分利用施肥增產(chǎn)與土壤水分狀況來確定最佳施肥灌水時期是提高水分利用效率的關(guān)鍵，也是提高我國北方地區(qū)水肥綜合效率和生產(chǎn)力的關(guān)鍵。下文以半干旱地區(qū)冬小麥為研究對象，通過對冬小麥關(guān)鍵生育期施肥水平的控制，觀測不同施肥水平對冬小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分利用的影響，從而探索出冬小麥?zhǔn)┓实淖顑?yōu)方案，為該區(qū)冬小麥?zhǔn)┓使芾硖峁┛茖W(xué)依據(jù)。

2 試驗區(qū)概況及試驗方案

2.1 試驗區(qū)概況

此次試驗小區(qū)布置在山西省臨汾市灌溉試驗站。該試驗站位于臨汾市堯都區(qū)劉村鎮(zhèn)東宜村西，海拔449m，引用龍子祠泉水和試驗站井水灌溉，灌溉條件優(yōu)越，試驗田屬中壤土，田間持水率25.7%。地下0~100 cm土壤平均干容重1.42 g/cm3，地下水埋深3m以下。該地所屬氣候為溫帶大陸性半干旱類型，多年平均氣溫12.1℃，降雨量486.7 mm，蒸發(fā)量1568 mm（20 cm口徑蒸發(fā)皿）。耕作制度為冬小麥—夏玉米一年兩作，灌水、施肥管理水平較高。

2.2 試驗方案

此次試驗包括試驗站內(nèi)小區(qū)試驗和大田對比試驗，其中小區(qū)試驗在試驗站試驗田進(jìn)行，設(shè)置處理1為優(yōu)化處理，灌水時間為WT1，WT2，WT3。為分析比較施肥數(shù)量對灌溉預(yù)報精度的影響，設(shè)置高施肥水平（施肥量較中等施肥水平大50%）和低施肥水平（施肥量較中等施肥水平小50%）兩個處理，分別稱為處理6和處理7，其灌水時間和數(shù)量同處理1?？紤]到試驗田環(huán)境與農(nóng)戶大田生產(chǎn)存在一定差異，本項目在灌區(qū)選擇兩處代表性的農(nóng)民地塊進(jìn)行大田對比測試，處理9是農(nóng)民大田水地，其灌水與施肥時間、數(shù)量和次數(shù)同當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶。處理10是農(nóng)民大田旱地，其全生育期內(nèi)不灌水，僅施低肥不追肥。

2.3 測試項目

土壤養(yǎng)分測定采用取土樣室內(nèi)常規(guī)測試方法。處理1、處理6、處理7測試深度均為160 cm，共分8個測定段，在土層0~160 cm深度，每20 cm土層一層；處理9、處理10為0~100 cm深度，每20 cm一層。測試時間為播種、收獲階段，測試項目為有機質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等，其余時段為硝態(tài)氮。

3 結(jié)果分析

試驗期間灌水量和灌水次數(shù)、施肥量及施肥品種與施肥次數(shù)均嚴(yán)格按照試驗方案進(jìn)行。其施肥實施情況見表1。

表1 冬小麥2011—2012年度施肥情況 單位：kg/hm2

3.1 土壤養(yǎng)分變化過程

采用現(xiàn)場取土室內(nèi)常規(guī)測試方法，對中等肥力的常規(guī)處理1、高肥處理6、低肥處理7、大田水地處理9及大田旱地處理10的各生育階段養(yǎng)分進(jìn)行測試。測試深度160 cm，每20 cm一層。測試項目分為播種、收獲階段，分別檢測有機質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量；其余時段檢測硝態(tài)氮。

通過對各處理播種和收獲時養(yǎng)分值時的測試，得出各生育期養(yǎng)分變化情況，分別見圖1～圖3。

圖1 播種與收獲時土壤全氮量變化情況

圖2 播種與收獲時土壤有機質(zhì)變化情況

圖3 播種與收獲時土壤硝態(tài)氮變化情況

從上圖看出，2011—2012年度的養(yǎng)分在小麥生育期在0~60 cm土層均表現(xiàn)出最大變異性，說明速效氮和氮素的轉(zhuǎn)化過程主要發(fā)生在該土層內(nèi)，隨土層深度增加，其變異性減小。此外，硝態(tài)氮在小麥返青、拔節(jié)、灌漿期需求量較多，因此剖面上此階段變化幅度較大，即施用氮肥對提高旱地作物利用土壤水分有重要作用。

3.2 作物產(chǎn)量及考種結(jié)果

冬小麥2012年度產(chǎn)量及考種結(jié)果見表2。

表2 2012年度小麥產(chǎn)量及考種

通過2012年和2013兩個年度的田間試驗，分析比較各種灌溉施肥方案，全年不灌溉的處理10，水分養(yǎng)分不足，產(chǎn)量明顯低于其他灌水施肥處理，說明灌水施肥有明顯的增產(chǎn)作用；在同樣的灌水條件下，高肥的處理6產(chǎn)量不及低肥、中肥的其他處理，說明在基礎(chǔ)肥力較高的小區(qū)地塊，再增加施肥量對產(chǎn)量的增加影響不大。

4 結(jié)論

第一，經(jīng)過對實測資料進(jìn)行分析計算表明，小麥生育期內(nèi)土壤中養(yǎng)分主要集中在0~60 cm的土層內(nèi)；小麥在返青、拔節(jié)、灌漿期對水分和養(yǎng)分的需求量較大，剖面上水分養(yǎng)分在這一階段變幅較大。

第二，經(jīng)過對冬小麥兩個生長期的動態(tài)觀測，對于隨機排列的小區(qū)處理，高肥處理耕作層硝態(tài)氮含量相對較高些。

第三，大田旱地處理10產(chǎn)量偏低，說明在小麥生育期不采取灌水追肥措施，會使小麥產(chǎn)量顯著降低。

第四，通過近兩年來系統(tǒng)監(jiān)測，對施肥動態(tài)決策只在生育期1次追肥中考慮，如果追肥2~3次產(chǎn)量是否會更高需進(jìn)一步展開研究。