不同深蓄储水灌溉量对冬小麦磷素利用和磷素下渗流失风险的影响

[目的]汛前储水灌溉是陕西关中地区雨洪资源高效利用的重要方式。研究不同深蓄储水灌溉量对农田土壤磷素利用、累积与流失状况的影响,以实现农田的“高”磷吸收和“低”磷淋溶。[方法]在陕西宝鸡峡灌区进行小麦田间试验,供试小麦品种为‘小偃22’。设置储水灌溉量分别为0、80、120、140、160和180 cm,分别记为CK、D80、D120、D140、D160、D180,共6个处理。在小麦拔节期、开花期和成熟期,测定冬小麦植株各营养器官生物量、磷素含量及农田0—200 cm土层土壤速效磷含量,计算冬小麦吸磷量、磷肥利用效率和磷素盈亏。[结果]与CK处理相比,D80、D120、D140、D160、D180处理冬小麦产量分别提高了8.85%、24.71%、30.99%、17.91%、9.90%,成熟期籽粒磷素累积量分别提高了37.55%、46.34%、38.09%、28.23%、22.11%,小麦植株磷素吸收效率分别增加10.10%、12.47%、10.25%、7.59%、5.95%,有效磷表观盈余量分别降低了13.82%、17.05%、14.02%、10.39%、8.13%。随着储水灌溉量的增加,成熟期小麦植株磷素累积量呈先增加后降低的趋势,以D120处理磷素累积量最高,显著高于D160和D180处理,因此其磷素表观盈余量最低(78.83 kg/hm^(2)),显著低于D160、D180处理。D120处理相较D160和D180有助于小麦花前磷素转运和花后磷素累积;D80处理相较D120处理小麦花前磷素转运有所降低,但在花后磷素累积上表现出补偿作用;D140处理虽然降低了花后的磷素累积,但通过提高花前磷素转运实现了平衡。值得注意的是,D80、D120和D140处理之间的成熟期植株磷素累积量与籽粒磷素累积量差异不显著。另外,由于土壤中20-100 cm土层速效磷含量远低于该地磷素淋溶的环境阈值(39.9 mg/kg),尽管存在高水平的磷盈余,在适宜储水灌溉量下也不会引发磷淋失。然而,当储水深度大于160 cm时,对深层土壤中速效磷产生了明显的影响,导致土壤磷素发生淋失。[结论]在西北地区,适宜的储水灌溉量为80~140 cm,既可以提高小麦磷素吸收,又可以控制土壤中速效磷含量处于适宜范围,降低土壤磷素盈余,进而获得较低的土壤磷素环境风险。

深蓄储水灌溉对冬小麦籽粒灌浆及生长产量的影响

深蓄储水灌溉一方面可以充分发挥土壤水库作用,同时也可以将农田作为地下水回灌补给区,增加雨洪资源利用率。以“小偃22”为供试品种、雨养(CK)为对照,设置80 cm(D80)、120 cm(D120)、140 cm(D140)、160 cm(D160)和180 cm(D180)5个深蓄储水深度处理,分析不同处理对冬小麦干物质累积分配、产量和籽粒灌浆进程的影响。结果表明:各处理较CK分别增产8.9%(D80)、24.7%(D120)、31.0%(D140)、17.9%(D160)和9.9%(D180);深蓄储水灌溉提高了籽粒在干物质中的分配量和占比,其中D140处理籽粒分配比例较CK提高了2.46%;Logistic方程能较好地拟合不同深蓄储水深度冬小麦籽粒灌浆进程,拟合方程决定系数均大于0.99,深蓄储水处理较对照提高了平均灌浆速率,最大灌浆速率出现时间延长了1.65~3.32 d。深蓄储水灌溉有利于冬小麦籽粒灌浆及产量形成,本研究可为充分利用雨洪资源改善农田地下水环境、实现作物高产提供参考。

深蓄灌溉对夏玉米农田水分动态的影响

为探究深蓄灌溉利用汛期雨洪资源补充土壤水和地下水的可行性,于2020年6—10月在玉米田间小区开展试验研究,监测不同计划储水深度(T1:H p=60 cm;T2:H p=90 cm;T3:H p=120 cm;T4:H p=150 cm;T5:H p=180 cm)且以饱和含水率为灌水上限的一次深蓄灌溉条件下土壤水分动态变化特征,研究量化补充土壤水的农田水分动态,为制定有效补给土壤储水的深蓄灌溉制度提供依据。结果表明:深蓄灌溉可有效补充农田土壤水分,灌溉10天后不同处理0—200 cm土层平均含水率增幅范围为11.90%~40.85%,T5处理含水率增幅最高;随着计划储水深度的增加,夏玉米农田蒸散量先增加后降低最后上升至最高水平,在计划储水深度为90 cm的处理达到最大;计划储水深度为60,90 cm时,补充水量主要用于补给浅层土壤和农田蒸散,不利于进行土壤储水;计划储水深度为120 cm以上时,灌水及降雨对深层土壤水分补给量达243.39 mm以上,占总供水比重27.29%以上。综上,深蓄灌溉是有效补充土壤水的灌水方式,选择120 cm以上计划储水深度进行深蓄灌溉可有优化水资源配置,补充土壤储水乃至浅层地下水。