微润灌对大田夏玉米、冬小麦生长的影响

微润灌灌水量微小,以管壁内外压力差为驱动力,可根据作物需水量,实现土壤水分动态平衡,其结构简单、运行费低,具有改善土壤水气环境,减少地表蒸发等优点。为实现微润灌技术的推广及应用提供理论依据,本论文通过两部分试验进行探究微润灌技术在大田的实用性。1)通过大田试验,以微润管为研究对象,探究土壤初始质量含水率、容重与压力的差异对微润管流量的影响,确定影响微润管流量的主要因素,建立微润管压力-流量关系;2)以大田夏玉米、冬小麦为研究对象,与地下滴灌、无灌溉对比研究微润灌对大田夏玉米与冬小麦的生长、产量、水分利用效率和土壤电导率的影响。试验结果如下:(1)压力是影响微润管流量的最主要因素,容重次之,土壤初始质量含水率对微润管出流影响最小;土壤初始质量含水率、容重与微润管流量呈负相关关系;在一定范围内(0～2.1 m水头),压力-流量呈显著性线性关系(P<0.05);微润灌流量系数(k)和压力为0时流量(b)均非单纯由产品自身特性决定,初始质量含水率、容重与流量系数(k),容重与压力为0的流量(b)均存在显著负相关关系(P<0.05),可用土壤初始质量含水率和容重确定流量系数(k)和压力为0时的流量(b)值;随土壤初始质量含水率与容重增大,微润管流量变化对工作压力的敏感度呈逐渐下降趋势。(2)微润管流量随土壤含水率变化有一定的自我调节作用,但微润管出流受土壤含水率变化影响较小,自我调节时间较短。随灌水时间增加,微润管流量呈先快速增加再减小后趋于稳定的状态。(3)微润灌与地下滴灌相比,作物株高、鲜干物质质量、群体增长率及产量构成因素因作物种类不同呈不同的差异性,作物株高、鲜物质质量、干物质质量、群体增长率差异性较小,夏玉米的穗粗与穗粒数显著降低(P<0.05),冬小麦的穗特性无显著性增减(P>0.05)。与无灌溉相比,微润灌株高、鲜干物质质量与群体增长率及产量构成因素均显著性提高(P<0.05)。微润管布置间距减小时,夏玉米、冬小麦株高、鲜干物质质量、作物群体增长率、穗粗特性均增加。(4)微润灌比地下滴灌节水效果极显著,灌水量约为地下滴灌的1/4～1/2,微润灌作物产量显著高于未灌溉处理,但低于地下滴灌,微润灌是作物增产和节水的有效灌水方式之一。微润管安放间距对作物产量和水分利用效率具有较大影响,随微润管布置间距的缩小,夏玉米和冬小麦产量均增长,灌溉水分利用效率减小,从灌溉水利用效率角度思考,陕西关中地区布置60 cm间距较为合理。(5)微润管布置间距对土壤电导率的影响较小,不同微润管布置间距的土壤电导率随土层深度增加的变化趋势基本一致,各处理差异性较小(P>0.05),在微润灌持续供水下,土壤有效养分分布和供给均与其他两种灌水方式一样,不存在对10～80 cm土层土壤养分的大量淋失现象。因此,大田密植型作物灌水方法宜采用微润灌。在非盐碱地夏玉米、冬小麦成熟期10～20 cm、10～80 cm土层土壤电导率之间有显著相关性,采取10～20 cm、10～80 cm土层土壤电导率均值预估作物产量具有可行性。