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微喷带带长对冬小麦灌溉的影响123

影响我国黄淮和北部冬小麦生产的主要原因是水资源短缺。因为该地区的大部分降水都集中在了夏季,以致小麦生长期间的降雨很少,影响小麦的正常发育。为了小麦能够正常的生长发育,需要进行补水灌溉。

对于传统的畦灌,灌水量很难控制,很容易导致灌水过多,水资源不能有效的被利用。而现代的喷灌和滴灌就能有效的控制灌水定额,明显的降低了灌水量,提高了水资源利用率和小麦产量。微喷带灌溉就是利用微喷带将水均匀地喷洒在田间,这是在喷灌和滴灌的基础上发展起来的一种新型的灌溉方式。这种灌溉方式所用设施相对简单、廉价,而且易于收放。微喷带为管状带结构,水流通过微喷带时会产生沿程压力损失。研究表明,相同工作压力下,在一定微喷带长范围内,增加带长,单位时间内灌溉面积增大,但微喷带过长,压力损失增大,导致微喷带首尾两端压力差增大,微喷带不能均匀喷水。

通过对微喷带水力性能的研究表明,在确保微灌小区内每个出水孔的流量偏差在20%范围内的基础上,设定地面坡度为0时,带宽为32mm、喷孔孔径为0.7mm、喷孔组间距为37cm、最小喷射角为35°的微喷带最大铺设长度为58m,喷水均匀度为75%。小麦属密植作物,条播种植行距一般为23cm左右,行距较窄,在小麦生育中后期采用较小喷射角的微喷带灌溉,喷出的水流会被密集的小麦茎秆阻挡,灌水均匀度严重降低。

据了解,长度为12.7m的微喷带沿程压力损失为0.0012MPa,微喷带尾端节点流量降低0.25 L/h,而长度为91.02m的微喷带沿程压力损失达0.038MPa,微喷带尾端节点流量降低9.1L/h。还有研究表明,带长由10m增加至70m,出流均匀度降低16%。微喷带带长过长,沿程压力损失增大,导致微喷带中后段喷孔流量降低是长微喷带喷水均匀度降低的原因。该项研究是在冬小麦拔节期小麦茎秆相对较低时,采用40和60m带长的微喷带灌溉,均有利于自畦首起0~40m范围内各小麦行间上层土壤水分的均匀分布,且60m带长微喷带灌溉处理在畦尾处的喷灌均匀度也较高。但在开花期小麦秆较高(约80~90cm) 时,60和80m带长微喷带灌溉处理在距畦首40m之后的区域,各小麦行间上层土壤水分分布不均。说明在田间有作物覆盖条件下采用不同带长的微喷带灌溉,灌溉水分布均匀度不仅受沿程压力损失的影响,还受到小麦株高的影响。小麦对土壤贮水的利用状况取决于不同深度土层中根系的分布、吸水速率及土壤有效水含量。另一研究表明,40~100cm土层土壤水分状况对冬小麦生育中后期土壤水分消耗和籽粒灌浆具有重要作用,该土层土壤干旱,会促使根系向下生长,加大对100cm以下土层土壤水分的消耗,但产量和水分利用效率却显著降低。

结果表明,在拔节期和开花期采用80m带长微喷带补灌,微喷带中后段区域的灌溉水分布不均,其中,距离微喷带较远的小麦行间主要根层的土壤水分亏缺,影响籽粒灌浆和产量形成,并增加了对深层土壤贮水的消耗,这是80m带长微喷带灌溉处理土壤贮水消耗量较高而产量较低的原因。冬小麦籽粒产量和水分利用效率与耗水量均呈二次函数关系,总耗水量随灌水量的增加而升高。增加灌溉水量,总耗水量由489.87mm增加至520.73mm,籽粒产量和水分利用效率都有所提高,继续增加灌水量,总耗水量升高,籽粒产量和水分利用效率反而下降。在拔节期和开花期采用微喷带测墒补灌,在40~80m 带长处理范围内,各处理总耗水量在383.63 ~ 475.16 mm,且表现为随微喷带带长缩短,开花期灌水量和总灌水量减少,总耗水量显著减少,而籽粒产量和水分利用效率显著增加的变化趋势,与采用较短的微喷带补灌,提高了灌溉水分布均匀系数,创造了均衡适宜的麦田土壤水分条件,显著降低了拔节至开花期土壤贮水消耗量,减少了开花期补灌水量有关。

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