第五期 谷子和经济作物的节水高效灌溉制度
大豆古称菽，黄、青、黑、褐、双色等各色大豆的总称。起源于中国，栽培历史悠久，根据文献记载和考古发现推算，约有5000多年的历史。大豆分布地域辽阔，凡有作物生长的地方，几乎都有栽培。就种植面积而言，大豆是我国的五大作物之一，1987年全国播种面积12667.4万亩，总产量为1218.4万吨，平均每亩产量96.2千克。我国大豆产区主要集中在东北松辽平原，华北黄淮平原及山西、陕西等地。东北地区大豆质优粒大。我国大豆集中产区在黑龙江、吉林、河南、山东、辽宁、安徽、河北、江苏、内蒙古、山西、四川等省（自治区），其中黑龙江大豆产量占全国总产量的３０％，是内销和出口大豆的基地，大豆的全国生产区域分布如图2所示。
按照大豆生产的气候自然条件、耕作栽培制度、品种生态类型、发展的历史、分布和范围的异同，对我国大豆区域采取了两级制划分：第一级以主要作物的熟制，将全国划分为5个大区；第二级按大区内地域上较大的自然条件差别划分为7个亚区。
北方春大豆区：包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、宁夏、新疆等省（区）及河北、山西、陕西、甘肃等省北部，该区分三个亚区，其中东北春大豆亚区为重要内、外销生产基地。①东北春大豆亚区：包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部四盟。②黄土高原春大豆亚区：包括河北北部、山西北部、陕西北部、内蒙古高原一部、河套灌区及宁夏。③西北春大豆亚区：基本为新疆农区。
黄淮海流域夏大豆区：该区分两个亚区。①冀晋中部春夏大豆亚区：包括河北长城以南，石家庄、天津一线以北，陕西省中部和东南部。②黄淮海流域夏大豆亚区：包括石家庄、天津一线以南，山东省、河南省大部、江苏省洪泽湖和安徽省淮河以北、山西省西南部、陕西省关中地区、甘肃省天水地区。
长江流域春夏大豆区：该区分两个亚区。①长江流域春夏大豆亚区：包括江苏、安徽两省长江沿岸部分，湖北全省，河南、陕西南部，浙江、江苏、湖南的北部，四川盆地及东部丘陵。②云贵高原春夏大豆亚区：包括云南、贵州两省绝大部分，湖南和广西的西部，四川西南部。
东南春夏秋大豆区：包括浙江省南部，福建和江西两省，台湾省，湖南、广东、广西的大部。
华南四季大豆区：包括广东、广西、云南的南部边缘和福建的南端。
大豆属于需水较多的旱作物，对土壤水分的要求比较严格，土壤水分充足与否，对大豆各生育阶段的发育及产量形成，都有较大的影响。大豆各生育期的土壤水分需求如下：
播种～出苗期：为了使大豆种子萌发和出苗良好，需要创造适宜的温度、水分和通气环境。大豆发芽需要吸收相当于本身重量120%～140%的水分。吉林省农科院室内盆栽试验表明，土壤湿度相当于田间持水量75%～95%时，出苗率最高。土壤湿度低于田间持水量的70%，出苗率降低，低于田间持水量的60%则严重缺苗。黑龙江省依兰县试验站，通过田间试验得出，土壤湿度为田间持水量的60.1%时，出苗率仅为77%，土壤湿度相当于田间持水量的79.7%时，出苗率可达94%。上述试验均表明，大豆种子萌发，土壤湿度相当于田间持水量80%左右时出苗率最高。但土壤湿度过大时，出苗率反而降低。大豆出苗后，幼苗较耐旱，土壤水分可稍低些，宜控制在田间持水量的60%～70%。
出苗～分枝期：出苗到分枝出现叫幼苗期，田间分枝数达50%为分枝期。这期间根系比地上部分生长快，根系发达，茎杆粗壮，节间短，叶片肥厚，比较耐旱。根据黑龙江省依兰县春大豆试验资料，土壤湿度占田间持水量63%时，不影响小苗发育。如果土壤湿度低于田间持水量的60%时，对幼苗生长有影响。在这一阶段，为使根系向土壤深层发展，土壤水分适宜时才有利于壮杆蹲苗。土壤湿度若超过田间持水量的75%,会导致大豆根系沿地表层发展，不利于大豆生长后期的管理。夏大豆此时期若遇多雨年份，更应注意控制土壤水分，防止烂根病发生。因此，土壤湿度应在田间持水量的60%～75%。
分枝～花期：从花芽开始分化到花开放称为花芽分化期。花萼原基出现是大豆植株由营养生长进入生殖生长的形态学标志，需水量逐渐加大，应及时供应养分和水分，以促进根系和茎叶正常生长。从各地春、夏大豆灌溉试验成果得出：在这时期土壤湿度低于田间持水量的65%时，影响开花；土壤湿度低于田间持水量的60%时，大豆生长受到抑制，落花率明显增加。试验表明，土壤湿度每下降田间持水量的1%，落花率增加0.6%～0.8%。铁岭市龙山灌溉试验站的试验表明，土壤湿度控制下限不应低于田间持水量的70%。以土壤湿度相当于田间持水量的60%为对照，土壤湿度为田间持水量70%时增产27.8%，占田间持水量75%时增产14.8%。因此，土壤湿度应占田间持水量的70%～80%为宜。当土壤湿度达到田间持水量的84.7%时，则易出现烂根，下部叶片发黄，底花脱落，故此期间土壤水分不应超过田间持水量的84%为好。
花期～鼓粒期：开花株数达10%时的日期为始花期，从始花到终花为开花期，从幼荚出现到拉板完成为结荚期。由于大豆开花与结荚是并进的，因此又可将这两个时期通称开花结荚期。此期植株生长发育最旺盛，干物质积累也最多，在茎叶迅速增长的同时，株体内贮藏的营养物质和新同化的光合产物大量地向花荚积聚，此期乃是决定花荚数的关键期。这期间大豆需水量加大，日需水强度达到顶峰。吉林省农科院在田测试验表明：当开花～鼓粒期平均土壤湿度为田间持水量的73%以上时，产量最高，落花最少，结荚数也最高。黑龙江依兰县试验站五年试验的结果：土壤湿度在田间持水量75%～80%时，能促进早开花，多开花，少落花，多结荚。辽宁省铁岭市灌溉资料证明，花荚期土壤湿度控制在田间持水量75%以上时，较土壤湿度占田间持水量65%时大豆增产24%。因此，对于春大豆来说，此期土壤湿度应在75%～85%为宜。对于夏大豆来说，其作物需水状况与春大豆基本相同。由于花荚期一般处在8月，此期降雨较多，遇到降雨偏多的年份，土壤湿度过大，豆苗易于徒长。安徽省水科所根据试验成果提出，夏大豆花荚期最优土壤湿度，在计划湿润层（0～40厘米）应保持在田间持水量的70%～75%为好，以保证土壤有良好的透气性。
鼓粒～成熟期：大豆从开花结荚到鼓粒阶段，没有明显的界限。在田间调查记载，把豆荚由扁形趋圆，籽粒显著突起的植株达50%以上时，称为鼓粒期。当种子变圆、变硬，最终呈现本品种故有的形状和色泽时即为成熟。成熟期大豆株体的营养生长停止，全部转入生殖生长，种子成为光合产物和茎杆营养物质转运及积累中心，可溶性物质增长很快，豆荚先增长度后长宽度，荚内豆粒逐渐膨大。需水强度虽比花荚期有所下降，但株体快速的生殖生长也需要足够的水分。为防止大豆早衰而影响产量，保持土壤有足够的湿度是十分必要的。我国黑龙江省依兰县水利试验站研究认为，后期土壤湿度低于田间持水量65%时，影响大豆晚期长势，粒重相应下降，百粒重降低2.9克。铁岭市水科所通过不同土壤湿度探求该阶段土壤水分控制标准，以田间持水量60%为对照，结果湿度占田间持水量70%的处理，增产幅度较大，比对照增产26.7%，干物重比对照增加32.8%。降到田间持水量65%时，比对照增产14.0%，干物重增加12.4%。安徽省水科所试验证明，对于夏大豆，这一时期0～40厘米土层内，平均含水量应在田间持水量的60%～70%，否则影响籽粒饱满度。
综上所述，大豆不同生育时期计划湿润层的适宜土壤湿度：播种时应在田间持水量的80%；出苗后控制在田间持水量60%～70%；出苗～分枝期，为田间持水量的65%～75%；分枝～开花期，为田间持水量的70%～80%;花期～鼓粒期为田间持水量的75%～85%；鼓粒～成熟期在田间持水量的65%～75%。夏大豆花荚～鼓粒期土壤湿度低于春大豆10%、鼓粒成熟期低5%外，其它各生育期与春大豆基本相同。
大豆节水高效效度的制定，应从提高水的利用效益出发，测定不同灌水处理对产量构成因素的影响，根据各地在节水条件下不同时期（及其组合）灌水的增产效益，分区确定大豆的关键灌水时期及节水高效灌溉制度。
从大豆的需水规律来看，各生育阶段需水量按大小排列顺序是：花期～鼓粒期大于鼓粒～成熟期大于分枝～花期大于苗期～分枝期。大豆开花结荚期，茎叶生长旺盛，叶面积最大，蒸腾与光合作用最强，干物质积累也最多，需要大量补充水分，否则会导致大量落花，影响到粒数和粒重的增加。因此，花荚期既是需水最多的时期，也是大豆各生育阶段中灌水效果最佳的时期，必需保证充足灌水。在不能满足充分供水灌溉的地区，大豆的各生育阶段土壤水分下限（占田间持水量的百分数）可适当降低，除播种期保持70%～75%，开花结荚期不低于65%外，其它阶段土壤水分下限可降至60%。可以根据以上原则，制定大豆的节水高效灌溉制度。
黑龙江省大豆节水高效灌溉制度（见表6、表7）
| 灌溉方式 | 分区 | 水文年份 | 灌水定额（立方米/亩） | 灌溉定额（立方米/亩） | 产量水平（千克/亩） | ||
| 播种期 | 分枝开花 | 鼓粒 | |||||
| 地面灌溉 | Ⅰ1区-松嫩低平原干旱区 | 湿润年 | 30～40 | 28～35 | 20～25 | 78～100 | 155 |
| 一般年 | 40～55 | 28～45 | 28～38 | 96～138 | 146 | ||
| 干旱年 | 48～65 | 40～55 | 30～40 | 118～160 | 125 | ||
| Ⅰ2区-松嫩高平原半干旱区 | 湿润年 | 28～35 | 25～30 | 18～25 | 71～90 | 158 | |
| 一般年 | 30～48 | 28～40 | 20～30 | 78～118 | 141 | ||
| 干旱年 | 45～60 | 40～55 | 30～40 | 115～155 | 122 | ||
| Ⅱ区—三江平原半湿润区 | 湿润年 | 24～30 | 20～28 | 15～20 | 59～78 | 172 | |
| 一般年 | 30～40 | 25～38 | 20～28 | 75～106 | 160 | ||
| 干旱年 | 45～60 | 38～50 | 28～38 | 111～148 | 130 | ||
| Ⅲ区——东南部丘陵半湿润区 | 湿润年 | 20～30 | 20～25 | 15～20 | 55～75 | 160 | |
| 一般年 | 30～42 | 25～38 | 20～28 | 75～108 | 148 | ||
| 干旱年 | 40～55 | 35～48 | 25～35 | 100～138 | 125 | ||
| Ⅳ区——北部大、小兴安岭山地湿润区 | 湿润年 | 20～30 | 18～25 | 15～20 | 53～75 | 140 | |
| 一般年 | 28～38 | 25～35 | 18～25 | 71～98 | 130 | ||
| 干旱年 | 38～45 | 32～45 | 24～35 | 94～125 | 110 | ||
| 灌溉方式 | 分区 | 水文年份 | 灌水定额（立方米/亩） | 灌溉定额（立方米/亩） | 产量水平（千克/亩） | ||
| 播种期 | 分枝开花 | 鼓粒 | |||||
| 管路灌溉 | Ⅰ1区-松嫩低平原干旱区 | 湿润年 | 22～28 | 20～25 | 15～18 | 57～71 | 155 |
| 一般年 | 30～48 | 25～40 | 20～30 | 75～118 | 146 | ||
| 干旱年 | 35～55 | 30～45 | 22～35 | 87～135 | 125 | ||
| Ⅰ2区-松嫩高平原半干旱区 | 湿润年 | 20～24 | 15～20 | 15～20 | 50～64 | 158 | |
| 一般年 | 22～35 | 20～30 | 15～25 | 57～90 | 141 | ||
| 干旱年 | 30～50 | 28～45 | 20～30 | 78～125 | 122 | ||
| Ⅱ区—三江平原半湿润区 | 湿润年 | 18～22 | 15～20 | 15～20 | 48～62 | 168 | |
| 一般年 | 20～35 | 18～30 | 15～25 | 53～90 | 160 | ||
| 干旱年 | 30～48 | 25～40 | 20～30 | 75～118 | 130 | ||
| Ⅲ区——东南部丘陵半湿润区 | 湿润年 | 15～20 | 15～20 | 15～20 | 45～60 | 160 | |
| 一般年 | 20～35 | 18～30 | 15～22 | 53～87 | 148 | ||
| 干旱年 | 30～42 | 25～38 | 20～28 | 75～108 | 125 | ||
| Ⅳ区——北部大、小兴安岭山地湿润区 | 湿润年 | 15～20 | 15～20 | 15～20 | 45～60 | 140 | |
| 一般年 | 20～30 | 15～25 | 12～20 | 47～75 | 130 | ||
| 干旱年 | 25～40 | 25～35 | 18～25 | 68～100 | 110 | ||
| 喷灌 | Ⅰ1区-松嫩低平原干旱区 | 湿润年 | 15～20 | 15～20 | 10～15 | 40～55 | 155 |
| 一般年 | 20～35 | 20～30 | 15～22 | 55～87 | 146 | ||
| 干旱年 | 24～38 | 20～32 | 15～24 | 59～94 | 125 | ||
| Ⅰ2区-松嫩高平原半干旱区 | 湿润年 | 12～18 | 10～15 | 10～15 | 32～48 | 158 | |
| 一般年 | 15～28 | 15～25 | 10～18 | 40～71 | 141 | ||
| 干旱年 | 20～35 | 20～30 | 15～25 | 55～90 | 122 | ||
| Ⅱ区—三江平原半湿润区 | 湿润年 | 12～18 | 10～15 | 10～15 | 32～48 | 172 | |
| 一般年 | 15～25 | 12～20 | 10～15 | 37～60 | 160 | ||
| 干旱年 | 20～35 | 10～30 | 15～25 | 45～90 | 130 | ||
| Ⅲ区——东南部丘陵半湿润区 | 湿润年 | 10～15 | 10～15 | 10～15 | 30～45 | 160 | |
| 一般年 | 15～24 | 15～22 | 10～15 | 40～61 | 148 | ||
| 干旱年 | 20～30 | 18～28 | 15～20 | 53～78 | 125 | ||
| Ⅳ区——北部大、小兴安岭山地湿润区 | 湿润年 | 10～15 | 10～12 | 10～12 | 30～39 | 140 | |
| 一般年 | 15～20 | 10～20 | 10～15 | 35～55 | 130 | ||
| 干旱年 | 20～30 | 15～25 | 15～20 | 50～75 | 110 | ||
内蒙古地区大豆节水高效灌溉制度
大豆也是内蒙古地区的主要作物，近年播种面积在1000万亩左右，占全区粮食播种面积的17％。主要分布的地区是东部地区。节水高效灌溉制度见表8。
| 分区 | 水文年份 | 灌水定额（立方米/亩） | 灌溉定额（立方米/亩） | 产量水平（千克/亩） | ||||
| 苗期 | 分枝 | 开花 | 鼓粒 | 灌浆 | ||||
| 通辽井灌区 | 湿润年 | |||||||
| 一般年 | 50 | 40 | 90 | 176 | ||||
| 干旱年 | 40 | 50 | 40 | 130 | ||||
山西省大豆节水高效灌溉制度（见表9）
| 水文年份 | 灌水定额（立方米/亩） | 灌溉定额（立方米/亩） | 产量水平（千克/亩） | ||||
| 苗期 | 分枝 | 开花 | 鼓粒 | 灌浆 | |||
| 湿润年 | 45 | 45 | 210 | ||||
| 一般年 | 50 | 40 | 90 | 200 | |||
| 干旱年 | 50 | 40 | 40 | 130 | 180 | ||
福建省大豆节水高效灌溉制度
大豆一般需要控制水量，保持土壤含水率在12%-18%，特别是分枝期如果水肥充足，会出现分枝繁叶茂盛，容易使大豆冲削、长藤，因此，大豆开花以前要控制灌水量，达到培育壮苗，分枝多；鼓粒期至灌浆期要保持土壤含水率在15%-20%，有利于大豆灌浆饱满，达到节水高产（见表10）。
| 水文年份 | 灌水定额(立方米/亩) | 灌溉定额(立方米/亩) | 产量水平(千克/亩) | ||||
| 苗期 | 分枝 | 开花 | 鼓粒 | 灌浆 | |||
| 湿润年 | 40 | 40 | 40 | 80 | 200 | 240 | |
| 一般年 | 40 | 45 | 45 | 45 | 90 | 265 | 220 |
| 干旱年 | 50 | 55 | 55 | 55 | 110 | 325 | 209 |