基于称重式蒸渗仪系统优化冬小麦节水高产栽培理论

本项目是基于称重式蒸渗仪系统对冬小麦节水高产栽培技术及理论进行深化完善，主要从三个方面进行研究：一是通过基于蒸渗仪的播期和密度试验，比较适期播种和晚播条件下的水分利用效率，并比较独杆成穗和分蘖成穗条件下的根系生长和耗水特征；二是通过基于蒸渗仪的播前底墒水、播后蒙头水和冬灌三种补墒方式对小麦生长和耗水影响的比较，确定合理的补墒方法；三是通过不同灌溉制度下的冬小麦耗水量和产量的准确测定，明确冬小麦蒸散量和产量之间的函数关系。通过本项目的研究，将可以解决如下科学问题：1）适期播种和适当晚播相比，何者拥有较高的水分利用效率？2） 依靠主茎成穗是否比依靠分蘖成穗节水？3） 播前底墒水、播后蒙头水、冬灌三种底墒补充方式到底哪种方式有利于水分利用效率的提高？4）冬小麦蒸散量（耗水量）和产量之间是否呈必然的线性关系？这些问题的解决将有助于冬小麦节水栽培决策。

从2011年10月到2015年6月，基于北京昌平小汤山镇的25套称重蒸渗仪，进行了4个生长季的冬小麦节水栽培试验，通过试验获得如下重要结果：（1）冬小麦生育期4月份（起身拔节期）耗水占总耗水的20%左右，5月份耗水（抽穗灌浆期）占总耗水的40%-50%，4月份和5月份的耗水量与冬小麦产量显著相关。（2）白天光照条件下彭曼公式计算的参比蒸散速率与蒸渗仪测定的蒸散速率相关性很强，彭曼公式计算的夜间参比蒸散速率与蒸渗仪实测结果相关性很差，彭曼公式的计算结果有时间尺度依赖性，基于每小时的基础气象数据计算的参比日蒸散速率高于基于每天的气象参数计算的参比日蒸散速率，且这种依赖性受季节影响。（3）通过小麦行间覆膜后覆土可以减少棵间蒸发量达50毫米左右，减少的棵间蒸发保证了冬小麦在抽穗灌浆期维持较高的蒸散速率和作物系数。（4）地下灌溉可以降低小麦蒸散量，但由于同时限制了表层土壤的养分吸收，地下灌溉并没有显著提高小麦的水分利用效率。（5）夜间耗水占总耗水量的11.46%。（6）灌水后小麦耗水速率迅速增加为未灌水对照的2倍左右，拔节水和开花水均未增强小麦对深层土壤水的利用能力。（7）光照强度的日动态过程呈对称分布，而空气温度的日动态过程呈午后积温高于午前积温，导致了午后蒸散量高于午前蒸散量。（8）晚播条件下，冻水的必要性下降。