小麦测墒补灌节水栽培机理的研究

黄淮海麦区是我国小麦的主产区，水资源不足已成为该区小麦生产的主要限制因素，实现节水与高产相统一是亟待解决的问题。本项目采用植物生理生化、同位素示踪、土壤学、酶学等方法，在防雨棚（无降水）和年降水量600mm左右（550-650mm）两种条件下，研究测墒补灌获得每公顷产9000kg小麦高产和高水分利用率的耗水规律，小麦测墒补灌节水高产的生理机制，包括水分生理、光合生理、营养生理、根系生长与衰老特性、籽粒中淀粉积累特性及相关酶活性，明确测墒补灌实现节水与高产相统一的生理基础。研究测墒补灌条件下小麦-土壤-大气系统中水分循环特点，灌溉水、降水和土壤贮水的利用特点，主要生育时期0-200cm土层的土壤水分动态运动规律。研究计算测墒补灌灌水量所需土层的土壤相对含水量的简易测定原理及方法和一次灌溉量小于45mm均匀灌溉的技术原理及关键技术，创建黄淮海麦区小麦测墒补灌节水高产栽培新技术。

黄淮海麦区是我国小麦的主产区，水资源不足已成为该区小麦生产的主要限制因素，实现节水与高产相统一是亟待解决的问题。传统灌溉没有考虑灌水前土壤含水量，一般采用大水漫灌，造成灌水过多；或采用定量灌溉，但是没有考虑即时的土壤墒情仍定量灌溉，有一定的盲目性，均造成水资源浪费。. 测墒补灌技术在灌水前先测定土壤含水量，依据小麦关键生育时期的目标土壤相对含水量与此时测定的土壤含水量的差值进行补充灌溉，既保证了籽粒产量，又节约了水资源。研究确定了小麦关键生育时期的目标土壤相对含水量，明确了年降水量不同的生态区目标土壤相对含水量的数值；建立了测墒补灌的灌水量计算公式；明确了土壤相对含水量的测定方法，确定了SU-LA型土壤水分测定仪是测定土壤含水量简而易行的方法。. 研究明确了小麦测墒补灌节水高产的生理机制：可以减少灌溉用水，促进小麦对0-200cm土层土壤贮水的消耗利用，同时降低了60-200cm土层硝态氮含量，减少了硝态氮向深层土壤的淋溶，有利于小麦对硝态氮的吸收利用；增强了灌浆中后期的根系活力，提高了旗叶光合速率，延缓了旗叶衰老，提高开花至成熟期干物质积累量及其占粒重的百分数。在产量600kg/亩左右的水平，比定量节水灌溉减少灌水量15%-35%，水分利用效率提高10%以上，籽粒产量高于或等于定量灌溉。. 创建了测墒补灌节水栽培技术，在山东茌平、陵县、鄄城、定陶、兖州、汶上、无棣县和河北武强县连续进行了多年试验示范，比当地习惯灌溉节水20%-60%，水分利用效率提高10%以上，籽粒产量高于或等于习惯灌溉，亩产达550-600公斤。山东农学会邀请有关专家组成评价组，对 “小麦测墒补灌节水栽培技术”进行了成果评价，认为本项技术科学性强，创新性突出，具有节水、高产、减少氮素流失等综合效果，适宜于在黄淮海麦区推广应用。发表标注本项目的研究论文25篇，其中国际SCI论文6篇，国内核心期刊19篇。培养博士研究生6名、硕士研究生12。