淮北平原不同地下水埋深对作物生长发育及产量的影响.pdf
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1、现代农业科技2023 年第 23 期农艺学淮北平原不同地下水埋深对作物生长发育及产量的影响胡永胜1,2(1安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院(安徽省水利工程质量检测中心站),安徽蚌埠 233000;2水利水资源安徽省重点实验室,安徽蚌埠 233000)摘要地下水埋深对作物生长有较大影响。为探明不同作物最适宜的地下水埋深,在五道沟水文水资源实验站开展了系列原型观测试验。在砂姜黑土和黄潮土两种土壤中分别种植冬小麦、夏大豆、夏玉米,探寻最优地下水埋深控制。结果表明,不同作物在不同土壤上种植的最优地下水埋深不同:冬小麦和夏大豆在两种土壤中种植的最优地下水埋深均为 1.0 m;夏玉米在砂姜黑土
2、中种植的最优地下水埋深为 0.6 m,在黄潮土中种植的最优地下水埋深为 1.0 m。土质对作物产量的影响:种植冬小麦条件下,砂姜黑土产量比黄潮土高;种植夏大豆条件下,砂姜黑土产量比黄潮土低;种植夏玉米条件下,在 0.2,0.6 m 埋深区间,砂姜黑土产量比黄潮土高,在1.0,5.0 m 埋深区间,砂姜黑土产量比黄潮土低。关键词作物;地下水埋深;生长发育;产量;淮北平原中图分类号S274文献标识码A文章编号 1007-5739(2023)23-0034-05DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2023.23.009开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effects of
3、 Different Groundwater Burial Depths on Crop Growth and Yield inHuaibei PlainHU Yongsheng1,2(1Anhui Province(The Huaihe River Commission of the Ministry of Water resources,P.R.C.)Institute of HydraulicResearch(Anhui Water Resources Engineering Quality Inspection Centre),Bengbu Anhui 233000;2Key Labo
4、ratory of Water Conservancy and Water Resources of Anhui Province,Bengbu Anhui 233000)AbstractGroundwater burial depth has a great impact on crop growth.In order to determine the most suitablegroundwater burial depth for different crops,a series of prototype observation experiments were conducted at
5、 theWudaogou Hydrological and Water Resources Experimental Station.The optimal groundwater burial depth control wasexplored by planting winter wheat,summer soybean,and summer corn in Shajiang black soil and yellow fluvo-aquicsoil.The results showed that the optimal groundwater burial depth for diffe
6、rent crops planted in different soils wasdifferent:the optimal groundwater burial depth for winter wheat and summer soybean planted in both two types of soilswas 1.0 m;the optimal groundwater burial depth was 0.6 m for summer corn planted in Shajiang black soil,and was1.0 m for summer corn planted i
7、n yellow fluvo-aquic soil.The effect of soil texture on crop yield was as follows:underwinter wheat planting conditions,the yield was higher in Shajiang black soil than that in yellow fluvo-aquic soil;undersummer soybean planting conditions,the yield was lower in Shajiang black soil than that in yel
8、low fluvo-aquic soil;under summer corn planting conditions,the yield was higher in Shajiang black soil than that of yellow fluvo-aquic soil,within the groundwater burial depth range of 0.2,0.6 m,and the yield was lower in Shajiang black soil than that ofyellow fluvo-aquic soil,within the groundwater
9、 burial depth range of 1.0,5.0 m.Keywordscrop;groundwater burial depth;growth and development;yield;Huaibei plain第一作者 胡永胜(1987),男,中级工程师,从事水文水资源基础实验研究工作。E-mail:收稿日期 2023-03-28安徽省是农业大省,研究该地区不同地下水埋深对作物产量的影响,对于作物灌溉制度制定、水资源规划、农田水量转化研究和提高作物产量等方面都有着十分重要的意义。地下水埋深对作物产量有较大影响,国内外众多34学者研究了地下水埋深对作物产量的影响。Ayars等1通
10、过大田试验发现,棉花等作物可以利用一定量的浅层地下水来满足生长要求。abdzki 等2研究了波兰不同农业气候区域气象干旱对作物水分亏缺和作物减产的影响。Salem 等3评估了气候变化对孟加拉国西北部地下水依赖性灌溉地区灌溉成本的影响。结果表明,通常气候变化引起的地下水位波动对作物生产成本的影响很小,但在地下水位快速下降的地方可能会有很大影响。巴比江等4进行了 6 种地下水埋深控制下的春玉米试验,结果表明,埋深 1.0 m 时春玉米产量和水分利用率最高。瞿益民等5实测了 4 种地下水埋深处理下蔬菜的腾发量、地下水利用量和产量,研究了蔬菜与地下水埋深间的变化规律。刘 健等6研究了晚播天数对大豆生长
11、发育的影响,结果表明,晚播对大豆产量影响较大,晚播越迟,大豆减产越多。孔晓民等7研究了深松、常规旋耕、免耕 3 种耕作方式对玉米产量的影响,结果表明,3 种耕作方式下产量大小依次为深松常规旋耕免耕。李 辉等8选取东北地区 19812009 年气象和玉米产量资料,采用多元线性回归法分析了玉米产量对气候变化的敏感性。王 柳等9选取 19812006 年温度、降水、辐射数据资料,评估了各个气象因子变化对玉米产量的影响。张 凯等10研究了不同灌溉方式和种植结构对小麦产量、耗水量的影响,并探讨了不同生产方式对小麦产量以及粮食安全的影响。吴启侠等11在冬小麦孕穗期、灌浆期分别开展了遭受浅地下水埋深和先涝后
12、渍胁迫试验,以确定冬小麦关键生育期的适宜地下水埋深。翟 振等12以冬小麦夏玉米轮作农田为研究对象,设置 4 个犁底层厚度处理,分析了不同犁底层破除程度对作物产量的影响。研究地下水埋深对作物的影响具有重要意义。不同作物在不同的生长环境下适宜地下水埋深不同,需要进行合理的水位控制,为作物创造适宜的土壤水分环境,以提高产量。本文在淮北平原两种典型土壤砂姜黑土(54%)和黄潮土(33%)条件下,对3 种典型作物冬小麦、夏大豆和夏玉米开展不同地下水埋深的试验,探讨浅埋区不同地下水埋深对作物生长的影响,为作物在适宜地下水埋深下生长提供指导。1区域与方法1.1试验区概况本试验在安徽省蚌埠市五道沟水文水资源实
13、验站开展。该站是淮北平原区大型综合实验站,地处东经 11721,北纬 3309,位于安徽省蚌埠市北 28 km处的安徽省新马桥原种场境内,属于封闭式平原实验站。大型地中蒸渗仪配有砂姜黑土、黄潮土两种土壤的原状土样。砂姜黑土 02 m 土壤颗粒分布:土壤粒径 0.010.05 mm 的占 40%,粒径 0.0010.005 mm 的占 25%,土壤容重 1.36 g/cm3,渗透系数 24.2 mm/h。黄潮土 02 m 土壤颗粒分布:黏粒(0.002 mm)为126.8142.3 g/kg,粉 粒(0.002 0.02mm)为 263.3284.1 g/kg,砂粒(0.022.0 mm)为 5
14、70.4605.2 g/kg,土壤容重 1.42 g/cm3,渗透系数 20.2 mm/h。1.2试验设计根据试验需要,每年播种冬小麦、夏大豆或者玉米。种植作物条件下砂姜黑土和黄潮土潜水埋深分别各设有 0.2、0.4、0.6、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 m 共 8 种处理。1.3数据观测与资料选择据水量平衡原理,逐日观测各测筒的降水入渗量、潜水蒸发量以及地表径流量。本文冬小麦试验资料共选用 8 年(20052006 年、20062007 年、20072008 年、20082009 年、20092010 年、20112012 年、20122013 年、20152016 年)考种资料齐
15、全的数据,夏大豆选用 2006 年、2007 年、2008 年、2009 年、2012 年考种资料齐全的数据,夏玉米选用 2016 年、2017 年考种资料齐全的数据,分析3 种作物产量随地下水位变化过程。2结果与分析2.1冬小麦两种土壤 8 个不同年份冬小麦产量随地下水位变化过程如图 1 所示。可以看出,两种土壤冬小麦产量均在 0.2,1.0 m 埋深区间随埋深的增大而波动性增加,在 1.0,5.0 m 埋深区间随埋深的增大而减小趋势,大部分在埋深 1.0 m 处达最大值。地下水位埋深太深或太浅小麦产量均不高;埋深太深,表层土壤含水率过高,高于作物适宜生长含水率,导致作物根系缺氧,呼吸困难;
16、埋深太浅,表层土壤含水率过低,低于作物适宜生长含水率,会造成作物缺水。两种土壤不同地下水位条件下冬小麦多年平均株高、穗长及产量结果见表 1。可以看出,两种土壤小麦大部分指标在埋深 1.0 m 处达最大值,可认为 1.0 m是冬小麦的最优地下水位埋深。胡永胜:淮北平原不同地下水埋深对作物生长发育及产量的影响35现代农业科技2023 年第 23 期农艺学土壤质地与养分含量、土壤通气、保肥、持水等方面有密切关系13,在不同土壤上种植的作物,其生理指标、产量等方面会有一定的差异。对两种土壤种植的冬小麦株高、穗长和产量进行对比发现,不同埋深 处理冬小麦的株高和穗长差距不大,但各个埋深(除埋深 0.4 m
17、 外)对应的产量砂姜黑土均比黄潮02004006008000.51.01.52.02.53.03.54.04.55.020052006 年20152016 年20062007 年20072008 年20082009 年20092010 年20112012 年20122013 年产量/(kghm-2)埋深/m0200400600800产量/(kghm-2)0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0埋深/m20052006 年20152016 年20062007 年20072008 年20082009 年20092010 年20112012 年20122013 年ab注:a 为砂
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