通过增加灌溉春小麦滴灌支管的间距来形成地表垄沟,从而提高产量

《Agricultural Water Management》:Soil surface ridging for improved yield with wider spacing of drip laterals in irrigated spring wheat

【字体: 时间:2025年11月12日 来源:Agricultural Water Management 6.5

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  扩大滴灌 lateral spacing 结合覆土(10°和15°)显著提升小麦边行产量及整体效益,优化了水分分布与光合效率。

  本研究围绕滴灌春小麦在半干旱地区新疆的种植实践展开,重点探讨了不同滴灌配置下土壤表面的垄沟处理对小麦产量及生长特性的影响。新疆地区属于干旱和半干旱地带,水资源短缺对农业生产构成了重大挑战,而滴灌技术因其高效的水分利用和资源节约特性,被广泛应用于该区域。然而,传统滴灌系统中,滴灌管与小麦行之间的间距往往较窄,导致较高的水资源消耗。因此,本研究尝试通过增加滴灌管间距并优化垄沟设置,以降低整体成本,同时维持或提高小麦产量。

在研究中,采用的滴灌系统包括不同滴灌管与小麦行的比例(TR4、TR6S、TR8S等),并结合垄沟处理(R10和R15),对小麦的产量、生物量、收获指数(HI)以及光合特性等进行了系统性评估。实验设置在石河子大学的试验站进行,为期三年(2021至2023),旨在观察不同处理方式在不同生长阶段对小麦生长和产量的影响。此外,还特别关注了不同行距下土壤水分分布的差异,以及垄沟如何影响水肥在土壤中的扩散和植物的光合能力。

实验结果显示,非垄沟处理下的滴灌管间距较大(如80厘米和100厘米)时,产量显著下降,尤其是最远行(R3和R4)受到的影响更为明显。然而,当引入15度的垄沟处理后,产量得到了明显提升,尤其在100厘米间距的处理中,其提升幅度达到6.5%。尽管如此,15度垄沟处理的产量仍然未能完全达到传统滴灌系统的水平(TR4)。这一结果表明,虽然垄沟处理在一定程度上缓解了水资源不足对边行的影响,但仍然存在一定的限制。

进一步的分析发现,垄沟处理不仅改善了边行的土壤水分状况,还显著提高了其生物量和收获指数。这表明,通过垄沟处理,边行能够更有效地吸收水分和养分,从而促进生长和产量形成。同时,研究还发现,不同行距下植物的光合特性存在显著差异,垄沟处理有助于提升边行的光合效率,包括单叶光合速率、叶面积指数(LAI)和冠层光合能力(CAP)。这些指标的提升进一步支持了垄沟处理对小麦生长和产量的积极作用。

然而,研究也指出,100厘米间距的垄沟处理在某些年份(如2021和2022)未能完全弥补因水分供应不足而导致的产量损失。这可能与边行在开花后阶段的光合能力下降有关,同时也表明,尽管垄沟处理能够改善水分分布,但在某些情况下,其效果仍受环境条件的制约。因此,未来的灌溉策略需要进一步优化,以确保不同行距下水分和养分的合理分配,从而提高整体产量和水分利用效率。

此外,研究还强调了土壤水分和养分的动态变化对小麦生长的影响。在非垄沟处理中,边行的水分供应不足,导致其生长受限,而在垄沟处理下,水分和养分的分布更加均匀,从而提升了边行的光合能力和生物量。这种改善对于提高小麦产量具有重要意义,尤其是在水资源有限的半干旱地区。

综上所述,本研究揭示了垄沟处理在优化滴灌系统、提高小麦产量和改善水分利用效率方面的潜力。尽管在某些情况下,100厘米间距的垄沟处理未能完全达到传统滴灌系统的产量水平,但其对边行的积极影响不容忽视。通过进一步的试验和优化,有望在未来的农业实践中实现更高效的水分管理和更高的产量,从而为半干旱地区的粮食安全提供新的解决方案。
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