李紹輝，李春玲，李愛(ài)娟*

（1.甘肅省古浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅古浪733100；2.甘肅省武威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅武威733000）

土壤墑情作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中重要的農(nóng)情信息，是根據(jù)土壤含水量虧缺情況，確定灌水時(shí)間和灌水量，避免過(guò)量灌溉，提高水資源利用率的決策依據(jù)。本文結(jié)合武威市實(shí)際，以主要土類灌漠土為重點(diǎn)，全面分析小麥、玉米兩種作物不同生育期土壤含水量及需水規(guī)律，研究提出了武威市灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)土壤墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，因地制宜確定了不同區(qū)域不同作物的灌溉制度，為武威市灌水定額配置和農(nóng)田節(jié)水技術(shù)推廣提供參考依據(jù)。

1 土壤墑情評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容

1.1 主要評(píng)價(jià)因子收集

土壤墑情主要的評(píng)價(jià)因子是土壤質(zhì)地、土層深度、田間持水量、毛管斷裂含水量以及主要作物生育期內(nèi)氣候特征和變化規(guī)律、不同生育期的需水規(guī)律和灌溉試驗(yàn)研究、農(nóng)田水利設(shè)施條件和灌溉方式、灌溉定額、灌水定額、灌水周期等資料。在調(diào)研中廣泛收集了20 世紀(jì)70 年代以來(lái)武威氣象、水文及灌溉試驗(yàn)研究提出的主要作物不同生育期的土壤適宜含水量、毛管斷裂含水量及凋萎含水量等相關(guān)資料，進(jìn)行分類整理分析，研究建立當(dāng)?shù)刂饕魑锏耐寥缐勄樵u(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2 主要評(píng)價(jià)范圍

石羊河流域武威屬區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)。

1.3 主要評(píng)價(jià)方法

土壤墑情評(píng)價(jià)采用田間試驗(yàn)歸納法，主要是通過(guò)廣泛收集整理已有的氣象資料、作物需水特性研究資料和作物受旱表象資料，并結(jié)合長(zhǎng)期田間觀測(cè)記載資料的分析整理，依據(jù)土壤水分測(cè)定結(jié)果和不同作物不同生長(zhǎng)階段的需水要求，參照土壤田間持水量、毛管斷裂聯(lián)系含水量、凋萎含水量、土壤性狀、降水和土壤水分測(cè)定同期記載，分別分析土壤墑情適宜程度、對(duì)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量可能帶來(lái)的影響、降水和同期土壤水分變化等，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1.4 評(píng)價(jià)的土壤類型與土層深度

根據(jù)武威實(shí)際，土壤墑情評(píng)價(jià)以石羊河流域灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)廣泛分布的灌漠土為重點(diǎn)， 評(píng)價(jià)土壤質(zhì)地以中壤為主。計(jì)算的土層深度以各種作物生育期顯著受影響的土層墑情變化為中心，其中苗期計(jì)算深度為0～20 cm，生育中期計(jì)算深度0～40 cm，生育后期計(jì)算深度0～60 cm。

1.5 評(píng)價(jià)作物

土壤墑情評(píng)價(jià)作物主要以小麥、玉米為主。

1.6 土壤墑情評(píng)價(jià)等級(jí)

土壤墑情評(píng)定指標(biāo)以土壤含水量與田間持水量比值的百分?jǐn)?shù)表示。根據(jù)土壤墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)，把土壤墑情分為三個(gè)等級(jí)，即過(guò)多、適宜、不足。

“過(guò)多”為高于相對(duì)適宜含水量，土壤含水量超過(guò)作物播種或生長(zhǎng)發(fā)育階段所需適宜土壤含水量上限。

“適宜”根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況確定，介于過(guò)多和不足之間，土壤含水量滿足作物播種或生長(zhǎng)發(fā)育階段需求。

“不足”為低于相對(duì)毛管斷裂含水量，土壤含水量不能滿足作物播種或相應(yīng)生長(zhǎng)發(fā)育階段的需求，小于土壤適宜含水量的下限。

2 主要土壤水分基本特征分析

主要土壤類型：灌漠土。

灌漠土主要分布在石羊河流域，即洪積、沖積扇組成的傾斜平原和沖擊洪積細(xì)土平原部分。成土母質(zhì)主要是洪積沖積物和部分黃土，土層深厚。灌漠土是在漠土的自然成土條件下，經(jīng)過(guò)人類長(zhǎng)期的灌溉、耕作、施肥等培育而成的農(nóng)業(yè)土壤。土壤顆粒組成以粉沙粒為主，0.001～0.01 mm 的粘粒約占28.88%～37.1%，＞0.01 mm 的粉沙粒約占62.89%～71.12%，質(zhì)地輕壤—中壤。土壤容重1.3～1.6 g/cm3，空隙率為52%，田間持水量21%～23.5%，常年地下水位40 m 左右，pH 值8.4～8.6。其中，厚層灌漠土質(zhì)地均一，土層深厚，均大于2 m；熟化層60～100 cm，土壤肥沃，蚯蚓活動(dòng)旺盛，通透性好，耕性好，水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)，無(wú)障礙層位，適種性廣，是全區(qū)灌溉區(qū)的中高產(chǎn)土壤。薄層灌漠土一般熟化層厚度30～60 cm，其下為原始土層；耕作土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，土壤肥力較低，大部分土壤土層較厚，但有僵板現(xiàn)象。有的土壤有異質(zhì)層或障礙層，如夾沙、夾粘、漏沙和硬盤(pán)層。生產(chǎn)性能較低，屬綠洲灌溉區(qū)的低產(chǎn)土壤類型。

3 主要農(nóng)作物需水規(guī)律與各生育期對(duì)土壤水分的要求

3.1 春小麥

3.1.1 春小麥需水規(guī)律 春小麥從播種至收獲全生育期間麥田耗水量約4 500 m3/hm2。其中，幼苗期耗水約占全生育期7.5%，分蘗期占8.8%，拔節(jié)期占29.8%，孕穗期占33.6%，灌漿期占20.1%。第一水的土壤含水量與播種期土壤含水率緊密相關(guān)，播種期土壤含水量的高低直接影響第一水前（三葉期）土壤含水量的變化，中高產(chǎn)的土壤水分下限其含水率不低于14%。第二水前分蘗末期土壤含水量在13%～14%均高產(chǎn)，而低于12%時(shí)則明顯減產(chǎn)。在拔節(jié)期中土壤含水量變動(dòng)在11.1%～19.9%，在這一范圍內(nèi)產(chǎn)量好的都集中在13%左右。第二水后，從抽穗—灌漿期產(chǎn)量高的土壤含水量大都分布在12%～13%。

3.1.2 春小麥各生育期對(duì)土壤水分的要求 根據(jù)春小麥需水規(guī)律，結(jié)合石羊河流域灌溉農(nóng)區(qū)的氣候特點(diǎn)、土壤性狀等實(shí)際情況，確定了春小麥各生育期適宜下限。

3.1.2.1 播種—出苗。為了確保出苗整齊、苗全、苗壯，0～40 cm 的土壤相對(duì)濕度下限為75%～80%。

3.1.2.2 出苗—三葉。為了使苗期良好發(fā)育，促進(jìn)個(gè)體發(fā)育，增加有效分蘗，0～40 cm 的土壤相對(duì)濕度下限為65%。

3.1.2.3 三葉—拔節(jié)。為了提高作物的抗倒伏能力，控制群體結(jié)構(gòu)和延長(zhǎng)拔節(jié)過(guò)程，0～60 cm 的土壤相對(duì)濕度下限為60%。

3.1.2.4 拔節(jié)—抽穗。為促進(jìn)花粉和子房發(fā)育良好，提高結(jié)實(shí)率和穗粒數(shù)，0～60 cm 的土壤相對(duì)濕度下限為60%。

3.1.2.5 抽穗—灌漿。為使作物順利灌漿，增加千粒重并防止倒伏，0～80 cm 的土壤相對(duì)濕度下限為50%～55%。

3.1.2.6 灌漿—成熟。為促進(jìn)成熟落黃一致，0～80 cm的土壤相對(duì)濕度下限為50%。

3.2 玉米

3.2.1 玉米需水規(guī)律 玉米不同生育時(shí)期對(duì)水分的要求不同，整個(gè)生育期內(nèi)，水分的消耗因土壤、氣候條件和栽培技術(shù)有很大的變動(dòng)。在武威玉米產(chǎn)量12 000 kg/hm2生產(chǎn)水平下，玉米全生育期需水量約為6 000～6 750 m3/hm2，每生產(chǎn)1 kg 籽粒需水0.5～0.56 m3。玉米從播種發(fā)芽到出苗，需水量少，占總需水量的3.1%～6.1%。播種時(shí)耕層土壤必須保持在田間持水量的60%～70%才能保證良好的出苗。玉米在出苗到拔節(jié)的幼苗期間，植株矮小，生長(zhǎng)緩慢，葉面蒸騰量較少，所以耗水量也不大，約占總需水量的15.6%～17.8%。這一階段應(yīng)控制土壤水分在田間持水量的60%左右，可以為玉米蹲苗創(chuàng)造良好的條件，對(duì)促進(jìn)根系發(fā)育、莖稈增粗、減輕倒伏和提高產(chǎn)量都能起到一定的作用。玉米植株開(kāi)始拔節(jié)以后，生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛階段，玉米對(duì)水分的要求比較高，約占總需水量的29.6%～34.96%。這一階段土壤水分以保持田間持水量的70%～80%為宜。玉米抽穗開(kāi)花期對(duì)土壤水分十分敏感，玉米植株的新陳代謝最為旺盛，對(duì)水分的要求達(dá)到最高峰，稱為玉米需水的“臨界期”。這時(shí)需水量因抽穗到開(kāi)花的時(shí)間短，所占總需水量的比率比較低，約為13.8%～27.8%。這一階段土壤水分以保持田間持水量的80%左右為最好。玉米進(jìn)入灌漿和乳熟的生育后期時(shí)，仍需相當(dāng)多的水分才能滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，約占總需水量的4%～10%來(lái)維持植株的生命活動(dòng)，保證籽粒的最終成熟。

3.2.2 玉米各生育期對(duì)土壤水分的要求 由于玉米在不同生育期中的生理特點(diǎn)，缺水對(duì)玉米產(chǎn)量的影響程度不同，不同生育期對(duì)土壤水分的要求不同。

3.2.2.1 播種期。玉米播種后，在適宜的濕度條件下才能吸水膨脹開(kāi)始發(fā)芽，在此期間土壤需要有足夠的水分，由于武威特干旱荒漠氣候的影響，玉米播期土壤失墑?shì)^快，土壤相對(duì)含水量應(yīng)保持在70%～80%為宜。

3.2.2.2 苗期。玉米出苗后，植株小，葉片數(shù)少，蒸騰量低，需水較少，土壤相對(duì)含水量在55%～60%較為適宜。因此，苗期除十分缺水的情況下，不澆水多中耕，可促進(jìn)根系生長(zhǎng)健旺，適當(dāng)?shù)母珊祵?duì)玉米的生育是有益的，利于蹲苗。

3.2.2.3 拔節(jié)期。拔節(jié)后，植株生長(zhǎng)迅速，莖、葉的增長(zhǎng)量很大，雌、雄穗不斷分化形成，干物質(zhì)累積增加，蒸騰量大，對(duì)水分的要求極為迫切，需水量增加，供水不足對(duì)產(chǎn)量有明顯的影響，這一時(shí)期適宜的土壤相對(duì)含水量為65%～80%。

3.2.2.4 大喇叭口期。玉米抽雄前10～15 d，是穗分化的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)缺水最為敏感，被稱為需水“臨界期”。因此，這一時(shí)期土壤水分的多少對(duì)玉米產(chǎn)量起著決定性的作用，土壤相對(duì)含水量宜在70%～80%。

3.2.2.5 灌漿、蠟熟期。這一時(shí)期是莖葉中有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽類輸送到籽粒中轉(zhuǎn)化累積的過(guò)程，籽粒體積已達(dá)最大，籽粒含水量在45%～75%，即“乳熟期”，持續(xù)時(shí)間15～20 d，時(shí)間越長(zhǎng)，灌漿越充分，籽粒的絕對(duì)重量越大，產(chǎn)量也越高。隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的累積，再經(jīng)12～15 d 左右，籽粒的干重已接近最大值，籽粒含水量為25%～45%，即“蠟熟期”。該期間需水仍然較多，對(duì)土壤水分的要求高，一般仍保持在70%～80%的土壤相對(duì)含水量較為適宜。

3.2.2.6 成熟期。蠟熟期后，籽粒持續(xù)失水，對(duì)土壤水分的要求也逐漸降低，土壤相對(duì)含水量宜保持在60%～70%，因此該時(shí)期晴朗的天氣和稍微干燥的氣候有利于籽粒的脫水與形成。

3.3 灌溉制度

依據(jù)武威氣候、灌溉設(shè)施和栽培條件，玉米生育期灌水4～6 次，灌水定額5 250～7 200 m3/hm2。其中，在平川綠洲灌區(qū)玉米生育期灌水4～5 次，灌水定額5 250～6 000 m3/hm2；在沙漠沿線區(qū)玉米生育期灌水5～6 次，灌水定額6 000～7 200 m3/hm2。

4 墑情評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)實(shí)際，依據(jù)武威近年土壤水分測(cè)定結(jié)果和主要作物小麥、玉米等不同作物不同生長(zhǎng)階段的需水要求，參照土壤田間持水量、毛管斷裂聯(lián)系含水量、凋萎含水量、土壤性狀（容重、質(zhì)地等）、降水和土壤水分同期記載，對(duì)區(qū)域土壤墑情適宜程度、對(duì)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量可能帶來(lái)的影響、降水和同期土壤水分變化等進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，制定了石羊河流域灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)土壤墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，詳見(jiàn)表1。

表1 石羊河流域灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)土壤墑情評(píng)價(jià)指標(biāo)