不同灌溉水量对西藏主要农作物产量的影响分析—以拉萨市蔡公堂节水灌溉试验站灌溉试验研究为例-张位首

1不同灌溉水量对西藏主要农作物产量的影响分析—以拉萨市蔡公堂节水灌溉试验站灌溉试验研究为例张位首1代志红2贾海涛3（1西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院2西藏自治区水文水资源勘测局3西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院）摘要：本文以拉萨市蔡公堂节水灌溉试验站为研究对象，通过2011拉萨市蔡公堂节水灌溉试验站试验资料，对不同灌溉条件下的西藏主要农作物小麦、青稞和油菜进行试验分析，通过对其在非充分及充分灌溉条件下的需水规律分析，提出不同农作物不同灌溉条件下的产量，为我区制定农业灌溉用水定额提供科学依据。关键词：灌溉水量西藏农作物产量影响分析1研究背景及研究意义西藏农业生产在国民经济中占十分重要的地位，灌区建设正是西藏农业生产的保障。近年来，西藏基础设施建设取得长足发展，灌区建设也取得了很大的进步。西藏现有灌溉面积达到553.77万亩。但整个自治区至今还没有完整地开展过灌溉试验工作，由于没有详实可靠的最新灌溉试验数据可供使用，灌区工程设计采用的仍是过去内地的经验数据或是在需要考虑节水灌溉定额时，只是简单地在充分灌溉定额基础上乘以一个折算系数，这样处理的结果无疑会在一定程度上影响研究结果的科学性和可靠性，从而影响到工程效益的发挥。本项目的主要目的是开展灌溉制度试验研究工作，在灌溉项目区内进行不同农作物灌溉试验，在各种灌溉的条件下摸清各类主要作物的需水规律及用水量，探求最佳灌溉制度，为该地区水资源的统一管理、优化配置和节约灌溉用水提供科学数据，并与我区其它灌溉试验站点形成灌溉试验研究体系。2节水灌溉试验站基本情况2.1工程名称及位置“西藏拉萨市蔡公堂节水增效灌溉示范项目”位于拉萨市城西的金珠西路自治区农牧科学院农业研究所院内。工程规模为小（2）型，工程等别为Ⅴ等。所在区域交通贯穿，交通方便。2.2工程主要建设内容工程建设任务主要有：输水管道、气象场、试验小区、道路、围栏、实验管理房及附属建筑物配套等。主要包括：新增输水管道一条（二号支管），总长157米，增设出水口58处；改造原输水管道（一号、三号支管），总长487米，增设出水口128处；试验管理房四间，面积103m2；人行砼道路360米（宽3.5米）；气象场1座，面积100米2；试验小区预制混凝土隔离带安装；附属建筑物：2座泄水井、3座阀门井、320米围栏更新等。2.2工程投资及建设年限拉萨市蔡公堂节水增效灌溉示范项目总投资138.50万元（国家投资100万元，由小型农田水利资金配套资金38.50万元），资金来源为国家投资。该项目于2009年立项实施，于2010年完工，为确保项目施工质量，在本建设项目试运行一年后2011年底竣工验收。3项目区试验设计试验区共计10亩，分为两部分，其中4亩地作为灌溉试验小区，试验小区共40个，小区规格为4.5×8m，小区与小区之间设1m宽的田埂，采用土工膜防渗，并设置两排有机玻2璃用来观察田间土壤渗水过程；其余6亩地作为灌溉试验大田试验区，不采用防渗措施，便于对比试验。灌溉水源为已建大口井，采用管道输水至试验区，利用在阀门井内安装的水表测试水量。根据当地作物种植结构，首先选择青稞、小麦、蔬菜、油菜四种主要作物作为试验作物，其它作物以后根据生产需要再选定进行试验，采用田测法，以土壤含水率下限值，根据作物各生育阶段的需水要求确定土壤含水率下限值为灌溉控制指标，分为充分灌溉、轻度水分胁迫、中度水分胁迫等处理。以取土法或时域反射仪（TDR）测定土壤含水率。按《灌溉试验规范》SL13-2004要求，每个试验处理设置3个重复，采用插花法布置。所有试验小区采用相同的面积，每一处理试验小区规格为4.5m×8m。3.1试验地的基本情况（1）实验区土壤情况验区土壤质地为粘性砂壤土，干容重γ＝1.45g/cm3，田间持水率Fc=20.41%（占干土重量百分比），适宜土壤含水率上限=90%（占干土重量百分比），适宜土壤含水率下限=65%（占干土重量百分比），土壤允许入渗速率为10mm/h，最大冻土层深度11.3cm。土壤粘重，有机质含量高。试验田为土壤速效N为104mg/Kg，有效P为30.9mg/Kg，速效K为49mg/Kg，全N为0.39g/kg，全P为0.75g/kg，全K为15.9g/kg，有机质为22.16g/kg，PH值为8.2。2011年4月下旬～9月，全生育期降雨为379.51mm，平均气温14。46℃，最高气温25.12℃,最低气温4.86℃。（2）主要农业技术措施试验施肥量：试验场地需施一定量的有机肥来改良土壤（2000kg/亩）。播前底肥施尿素15kg/亩，磷酸二铵15kg/亩。生育期内视当时作物实际生长情况而定量追肥2-3次。供试品种：小麦为藏春951、青稞为藏青320、油菜为藏油5号。播期播量：青稞播期为4月17日，小麦播期为4月13日，油菜播期为4月5日。青稞、小麦、油菜的播量分别为15kg/亩、14kg/亩、0.5kg/亩。（3）田间管理中耕除草：在小麦、青稞三叶时期，油菜第一片真叶时期进行第一次中耕，中耕不仅可除草，还可疏松土壤，增温保墒，促进幼苗生长的作用，同时可除去多余的弱苗；在小麦、青稞孕穗时期，油菜现蕾时期进行第二次中耕，培土拥苗，促进根系发育。病虫害防治：我地区主要虫害有蝼蛄、地老虎、等地下害虫和麦钩刺蛾、粘虫、草地螟等食叶害虫。对病虫害的防治以农业措施为主，采取轮作，倒茬和深耕等措施，在小麦、青稞拔节期，油菜蕾薹期要喷洒1～2次生物农药，清除田间地畔的病残植株和杂草。（4）观察记载一是田间调查要固定专人，由经过培训的技术人员或从事试验工作的专职技术人员担任。整个生育期间要按照统一的调查项目、标准、方法进行逐项调查记载。二是试验记载人员和试验管理人员实行签字制度。要根据试验方案做好实验设计、田间管理、项目记载、统计分析等工作，完成试验报告。三是记录田间管理、施肥、浇水、中耕等情况。四是若在试验期间发生影响试验的意外事件，必须如实记录事件经过和对试验的影响程度。（5）土壤水分测定土壤水份的采集分为6个时期进行，小麦、青稞分别为播种前、三叶一心期末期、分蘖期末期、拔节末期、灌浆末期和收获后。油菜分为播种前、定苗期末期、蕾苔末期、开花末期、角果末期和收获后。3采用取土烘干法测定土壤含水量时，土钻取土，每10cm土层取一个土样，共取至30cm土层。取其算术平均值作为该测点的土壤含水率。土样采集完成后，土壤中留下的空洞要用细土回填密实，并做标记，以便下一次采土样时参考定位。在同一试验小区内前后两次采集土样点的直线距离应控制在50～100cm之内。土壤耗水量的计算:小麦全生育期耗水量=总灌水量+全生育期有效降雨量+播种前土壤计划层的原有储水量-生育末期土壤计划层的储水量。总灌水量是各次灌水后土壤计划层储水量与灌水前土壤计划层储水量差值的和。3.2试验方案设计固定每次灌水时期及定额，采用不同的灌水时期，试验设不同生育期灌水，5个处理，3次重复。小麦、青稞设为三叶一心期不灌水（X24）、分蘖期不灌水(X23)、拔节期不灌水(X22)、灌浆期不灌水(X21)、充分灌水(X20)。油菜设为定苗期不灌水Y24、苔期不灌水Y23、开花期不灌水Y22、角果期不灌水Y21、充分灌水Y20。灌水量以水表来控制，全生育期总共灌4次水。当地作物经验灌溉制度详见表3.1～表3.3。表3.1小麦节水灌溉试验处理设计单位：（m3/亩）处理号三叶一心期分蘖期拔节期灌浆期对照X2050505050处理X21505050-处理X225050-50处理X2350-5050处理X24-505050表3.2青稞节水灌溉试验处理设计表单位：（m3/亩）处理号三叶一心期分蘖期拔节期灌浆期对照Q2050505050处理Q21505050-处理Q225050-50处理Q2350-5050处理Q24-505050表3.3油菜节水灌溉试验处理设计表单位：（m3/亩）处理号定苗水现蕾期开花期角果期对照Y2050605050处理Y21506050-处理Y225060-50处理Y2350-5050对照Y24-6050504试验结果与分析本项研究工作主要是研究青稞、小麦和油菜在不同生育期间需水量对青稞、小麦和油菜4产量的影响规律。4.1小麦结果分析（1）小麦各生育期降雨量及土壤含水量变化0510152025播种水三叶末分蘖水分蘖末拔节水拔节末灌浆水灌浆末成熟水三叶分蘖缺水拔节缺水灌浆缺水全灌图4.1小麦各生育期降雨量及土壤含水量变化图（2）小麦方差分析本试验经过测产得出在不同灌水条件下小麦产量见表4.1。表4.1小麦各处理试验小区产量表单位（kg/亩）试验小区ⅠⅡⅢ平均X24270.01237.35271.35259.57X23223.34213.34196.01210.90X22180.01171.14190.01180.39X21270.01256.68274.15266.95X20356.68306.68365.35342.91进行方差分析可以看出，表4.2表明，不同灌水条件对小麦经济产量的影响差异极其显著，是造成小麦产量不同的主要原因。表4.2小麦方差分析表差异源SSdfMSFFcrit组间46086.60411521.6533.156173.47805组内3474.9610347.4964总计49561.5614（3）小麦不同灌水处理产量与水分利用率的影响表4.3小麦不同灌水处理产量与水分利用率的影响表小麦各生育期降雨量表020406080100120140160180三叶分蘖拔节灌浆成熟降雨量（mm）5作物试验小区产量kg/亩耗水量m3.亩水分利用效率kg/亩.m3小麦X24259.57232.151.12X23210.9217.20.97X22180.39224.660.8X21266.95220.641.21X20342.91256.961.33结论：从上表4.3中可以看出，灌水能有效的提高小麦的水分利用效率，充分灌溉也就是耗水量最多的对照地块的作物水分利用效率最高，非充分灌溉下在小麦灌浆期的限水灌溉使得作物的水分利用效率最高，其次是苗期限水灌溉下水分利用率，而拔节期和分蘖期的限水灌溉下的作物水分生产效率有所降低。由此看出拔节期和分蘖期灌水对小麦水分利用效率的提高贡献较大，一定时期的灌水还是能较为有效的提高作物的产量。4.2青稞试验结果分析（1）青稞各生育期降雨量及土壤含水量变化0510152025播种水三叶末分蘖水分蘖末拔节水拔节末灌浆水灌浆末成熟水三叶分蘖缺水拔节缺水灌浆缺水全灌图4.2青稞各生育期降雨量及土壤含水量变化图（2）青稞方差分析本试验经过测产得出在不同灌水条件下青稞产量见表4.4。青稞各生育期降水量表020406080100120140160三叶分蘖拔节灌浆成熟降雨量（mm）6表4.4青稞各处理试验小区产量表单位（kg/亩）试验小区ⅠⅡⅢ平均Q24226.68210.01150.01195.57Q23266.68263.35323.35284.46Q22116.67220.01100.01145.56Q21253.35326.68376.69318.90Q20326.68346.68320.02331.13进行方差分析可以看出，表4.5表明，不同灌水条件对青稞产量的影响差异极其显著，是造成青稞产量不同的主要原因。表4.5青稞方差分析表差异源SSdfMSFFcrit组间78767.88419691.978.933.48组内22061.47102206.15总计100829.314（2）青稞同灌水处理产量与水分利用率的影响表4.6青稞不同灌水处理产量与水分利用率的影响表作物试验小区产量kg/亩耗水量m3.亩水分利用效率kg/亩.m3青稞X24195.57228.170.86X23284.46230.651.23X22145.56213.540.68X21318.9210.721.51X20331.13233.561.42结论：从上表4.6中可以看出，充分灌溉也就是耗水量最多的对照地块的作物水分利用效率最高，非充分灌溉下在青稞灌浆期的限水灌溉使得作物的水分利用效