李守蕾, 楊長(zhǎng)剛, 李 福, 柴守璽, 宋亞麗,

李博文1, 常 磊1, 韓凡香1, 程宏波3, 尚 艷3

(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 蘭州730070;2.甘肅省農(nóng)牧廳, 蘭州730000; 3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 蘭州730070)

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玉米整稈帶狀覆蓋量對(duì)旱地冬小麥土壤水分利用的影響

李守蕾1, 楊長(zhǎng)剛1, 李 福2, 柴守璽1, 宋亞麗1,

李博文1, 常 磊1, 韓凡香1, 程宏波3, 尚 艷3

(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 蘭州730070;2.甘肅省農(nóng)牧廳, 蘭州730000; 3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 蘭州730070)

為明確西北黃土高原半干旱雨養(yǎng)條件下，玉米整稈帶狀覆蓋適宜的秸稈覆蓋量，以露地種植為對(duì)照(CK)，研究了4種覆蓋量(T1：6 750 kg/hm2，T2：9 000 kg/hm2，T3：11 250 kg/hm2，T4：13 500 kg/hm2)對(duì)旱地冬小麥土壤水分和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：4種覆蓋量較CK顯著增產(chǎn)12.1%～23.3%，提高水分利用效率13.4%～26.8%。產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.937)，整稈帶狀覆蓋較CK可顯著(除T3)提高單位面積穗數(shù)10.4%～19.0%，以T2單位面積穗數(shù)最高。全生育期0—200 cm土層平均含水量4種覆蓋量均顯著高于CK，較CK高0.7～1.0個(gè)百分點(diǎn)，以T1土壤水分狀況最好。4種覆蓋量可顯著改善灌漿前0—200 cm土壤墑情，但從灌漿期開始0—90 cm土壤含水量普遍不如CK。4種覆蓋量間，以T2全生育期0—60 cm土壤墑情最好，且其增產(chǎn)和提高水分利用效率效果也最顯著。

整稈帶狀覆蓋; 覆蓋量; 土壤水分; 旱地; 冬小麥

覆蓋栽培是北方旱作區(qū)提高自然降水生產(chǎn)效率的重要栽培措施，包括地膜覆蓋和秸稈覆蓋。地膜覆蓋和秸稈覆蓋均能抑蒸保墑，提高作物水分利用效率和產(chǎn)量[1-2]，但兩者相比，秸稈覆蓋具有生態(tài)效益，可以減少水土流失，且不污染土壤環(huán)境，在旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被逐步運(yùn)用[3-5]。已有研究表明，秸稈覆蓋具有改善土壤水分、調(diào)節(jié)地溫、培肥地力、改良土壤結(jié)構(gòu)等綜合作用[6-10]。在西北熱量不足的旱作區(qū)，常規(guī)秸稈覆蓋具有明顯的降溫效應(yīng)，造成土壤溫度降低、影響出苗、生長(zhǎng)發(fā)育延緩，最終導(dǎo)致作物增產(chǎn)不顯著甚至減產(chǎn)。因而，我們研發(fā)提出了秸稈帶狀覆蓋技術(shù)[11]，實(shí)踐證明具有明顯的保墑增產(chǎn)效果，解決了傳統(tǒng)秸稈覆蓋保墑與降溫效應(yīng)的矛盾，但對(duì)其適宜的覆蓋量尚未進(jìn)行研究。

有關(guān)傳統(tǒng)秸稈覆蓋適宜覆蓋量的研究較多，結(jié)果表明，在寧夏半干旱區(qū)玉米田[12]，玉米整秸稈處理的土壤貯水量較不覆蓋增加28.4 mm；有研究認(rèn)為[13]，不同玉米秸稈覆蓋量對(duì)冬小麥土壤的抑蒸效果，以覆蓋量為6 000 kg/hm2最好；另有研究認(rèn)為[14]，免耕麥秸稈覆蓋較傳統(tǒng)耕作能夠有效提高表層土壤含水量。在陜西旱作地區(qū)的研究表明[15]，以玉米秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2時(shí)冬小麥的增產(chǎn)效果最明顯；在華北地區(qū)的研究表明[16]，玉米秸稈覆蓋量過大對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育易造成負(fù)效應(yīng)，從而導(dǎo)致減產(chǎn)。由此可見，在不同區(qū)域因氣候、土壤類型、耕作管理等條件的不同，不同秸稈覆蓋量的覆蓋效果差異較大[17]。因而，探究旱作地區(qū)相似生態(tài)區(qū)域不同秸稈覆蓋量對(duì)土壤水分的影響機(jī)制，進(jìn)而明確其對(duì)作物產(chǎn)量的影響，對(duì)旱作地區(qū)秸稈覆蓋栽培技術(shù)的完善具有重要意義。

西北黃土高原半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)屬內(nèi)陸性氣候，寒旱并駐，生態(tài)條件特殊，秸稈覆蓋栽培對(duì)旱地冬小麥土壤水分及產(chǎn)量的影響與其他旱作區(qū)有一定的差異，加上本研究所采用的玉米整稈帶狀覆蓋技術(shù)也有別于傳統(tǒng)的秸稈覆蓋技術(shù)。因此，本研究在玉米整稈帶狀覆蓋免耕種植方式下，探究不同覆蓋量對(duì)冬小麥土壤水分利用及產(chǎn)量的影響，以期為玉米整稈帶狀覆蓋免耕種植冬小麥及旱作區(qū)新型秸稈覆蓋栽培措施的探索提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年10月-2015年7月在甘肅省通渭縣常河鎮(zhèn)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，該地為黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)典型代表區(qū)，土壤為典型黃綿土。試驗(yàn)基地屬半濕潤(rùn)半干旱性季風(fēng)氣候，海拔1 590 m，年日照時(shí)數(shù)2 100～2 430 h，年均溫7.4℃，無霜期120～170 d，年蒸發(fā)量>1 350 mm，年均降水量390.7 mm，其中約68.0%在6—9月集中降落。試驗(yàn)點(diǎn)多年冬小麥生育期降水量為219.6 mm，約占全年降水量的56.2%；試驗(yàn)?zāi)甓刃←溕诳偨涤炅?43.5 mm，比常年同期降雨量高56.4%。其中≥5 mm的有效降水282.5 mm，占全年降雨量的82.2%，主要集中在3—7月份。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，其中玉米整稈帶狀覆蓋不同覆蓋秸稈量處理4個(gè)(T1：6 750 kg/hm2，T2：9 000 kg/hm2，T3：11 250 kg/hm2，T4：13 500 kg/hm2)，以無覆蓋露地穴播為對(duì)照(CK)。小區(qū)面積46 m2(11.5 m×4 m)，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

玉米整稈帶狀覆蓋(T1—T4)：分秸稈覆蓋帶和種植帶，兩帶共60 cm、相間排列。秸稈覆蓋帶采用玉米整稈覆蓋，覆蓋量分別為6 750，9 000，11 250，13 500 kg/hm2，分別約等于0.75，1.0，1.25，1.5 hm2旱地玉米秸稈量。覆蓋時(shí)秸稈覆蓋帶與播種帶的兩個(gè)邊行各留2～5 cm左右間距，以防止秸稈壓苗。每播種帶平作穴播3行小麥，總寬度約27 cm，相應(yīng)預(yù)留覆蓋帶寬度約33 cm，小區(qū)共播種21行，穴距12 cm。

露地種植(CK)：不覆蓋，小區(qū)平作穴播21行小麥，行距20 cm，穴距12 cm。各小區(qū)播種和施肥量相同，冬小麥供試品種為蘭天26號(hào)，播種量均為225 kg/hm2，施肥量均為純氮150 kg/hm2，P2O5120 kg/hm2。因本試驗(yàn)為二茬免耕，各處理播前7 d采用穴播的方式將肥料施入；播種時(shí)同樣采用免耕穴播的方式種植小麥。各處理所施氮肥為尿素，磷肥為磷酸二銨。冬小麥生育期在灌漿前期將葉面肥、殺蟲劑和殺菌劑等混合噴施用于防止后期病蟲害、干熱風(fēng)和冬小麥植株早衰。

1.3 土壤水分測(cè)定及相關(guān)指標(biāo)計(jì)算

在小麥冬前、返青、拔節(jié)、抽穗、開花、灌漿和成熟期，按0—20，20—40，40—60，60—90，90—120，120—150，150—180，180—200 cm 共8個(gè)土層，從小麥種植行間取樣，用烘干法測(cè)定土壤含水量。0—200 cm土壤含水量為8個(gè)土層含水量的加權(quán)平均值。土壤含水量=(土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量)/土壤干質(zhì)量×100%。

W=10(h×ρ×ω)

式中：W為土壤貯水量(mm)；h為土層深度(cm)；ρ為土壤容重(g/cm3)；ω為土壤含水量(%)。

ET =(W1-W2)+P

式中：ET為作物生育期耗水量(mm)；P為作物生育期≥5 mm有效降雨量；，W1，W2分別為播前和收獲時(shí)的土壤貯水量(mm)。

WUE=Y/ET

式中：WUE為水分利用效率[kg/(hm2·mm)]；Y為小麥籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)。

1.4 小麥產(chǎn)量及農(nóng)藝指標(biāo)測(cè)定

小麥成熟前1周，從每小區(qū)選3點(diǎn)測(cè)定單位面積穗數(shù)；成熟后按小區(qū)收獲，脫粒后曬干稱重，計(jì)算產(chǎn)量，籽粒含水量約為12.5%。從各小區(qū)隨機(jī)取20株室內(nèi)考種，按國標(biāo)方法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 16.0軟件處理和分析數(shù)據(jù)，用LSD法進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量和主要農(nóng)藝指標(biāo)差異

從表2可見，玉米整稈帶狀覆蓋較無覆蓋(CK)可顯著提高冬小麥籽粒產(chǎn)量，4種覆蓋量較CK顯著增產(chǎn)12.1%～23.3%，以T2增產(chǎn)幅度最高，顯著高于其他3種覆蓋量。

玉米整稈帶狀覆蓋增產(chǎn)的原因主要是顯著提高單位面積穗數(shù)，而穗粒數(shù)和千粒重均與CK無顯著差異。單位面積穗數(shù)以產(chǎn)量最高的T2最高、較CK顯著高19.0%，其余3種覆蓋量較CK高7.0%～11.0%，但T3與CK無顯著差異。單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重處理間的變異系數(shù)依次為：6.2%，1.6%和0.7%，表明處理間產(chǎn)量差異主要由穗數(shù)差異引起，而穗粒數(shù)和千粒重處理間差異較小。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.937)，而與穗粒數(shù)(r=0.025)及千粒重(r=-0.398)相關(guān)不顯著。

株高是反映營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況最直觀的指標(biāo)(表2)，4種覆蓋量顯著提高株高7.4～10.9 cm，表明玉米整稈帶狀覆蓋能顯著影響營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況。收獲指數(shù)能衡量營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為生殖生長(zhǎng)的效率。比較收獲指數(shù)，發(fā)現(xiàn)4種覆蓋量均與CK無顯著差異?？梢姡衩渍拵罡采w雖顯著影響營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為生殖生長(zhǎng)的效率并未改變。

比較與CK耗水量的差異，4種覆蓋量全生育期耗水量均與CK無顯著差異；但4種覆蓋量水分利用效率較CK顯著提高13.4%～26.8%。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與水分利用效率呈極顯著正相關(guān)(r=0.977)，而與耗水量(r=-0.276)相關(guān)不顯著。

表1 產(chǎn)量及主要農(nóng)藝指標(biāo)

注：不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)；mean：所有處理平均值；CV：所有處理間變異系數(shù)；ASF：覆蓋量處理均值。同列不同小字母表示差異顯著(p<0.05) ，下同。

2.2 全生育期0-200 cm土壤平均含水量差異

比較全生育期0—200 cm土壤平均含水量(圖1)，4種覆蓋量均顯著高于CK(p<0.05)，較CK高0.7～1.0個(gè)百分點(diǎn)，以T1土壤水分狀況最好，T2次之，各處理土壤平均含水量依次為：T1(14.02±0.19%)>T2(13.96±0.10%)>T3(13.79±0.16%)>T4(13.77±0.11%)>CK(13.04±0.40%)。4種覆蓋量全生育期0—200 cm土壤平均墑情好于CK，這可能與播前玉米整稈帶狀覆蓋能保蓄更多降水有關(guān)，播種期4種覆蓋量0—200 cm貯水量均高于CK，依次為：T1(429.9 mm)>T2(425.8 mm)>T4(417.2 mm)>T3(410.1 mm)>CK(403.6 mm)，4種覆蓋量平均較CK高18.9 mm。

2.3 各生育期0-200 cm土壤水分差異

比較各生育期0—200 cm土壤含水量變化(圖2)，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)和作物的生長(zhǎng)，各處理抽穗前土壤含水量總體下降，處理間差異明顯；抽穗期后土壤含水量總體變化不大，處理間差異減小。具體來看，處理間差異以返青期和抽穗期最大、開花期最?。辉诜登嗥诤统樗肫?，處理間變異系數(shù)分別為4.5%和5.2%，極差分別為1.7(T3與CK)，1.6個(gè)百分點(diǎn)(T1與CK)；在其他時(shí)期，處理間變異系數(shù)為2.4%～4.2%，極差為0.8～1.5個(gè)百分點(diǎn)。覆蓋對(duì)各時(shí)期土壤水分差異產(chǎn)生顯著影響，不同時(shí)期處理間土壤水分的差異大小，與各處理隨氣溫變化、土壤蒸發(fā)和植株蒸騰耗水量不同密切相關(guān)。

圖1 全生育期0-200 cm土壤平均含水量比較

4種覆蓋量較CK均在灌漿期前具有顯著的增墑效應(yīng)，從灌漿期開始土壤墑情則與CK無顯著差異。分階段來看，在苗期至開花期，4種覆蓋量0—200 cm土壤含水量平均較CK顯著高1.1個(gè)百分點(diǎn)，4種覆蓋量中以T1和T2增墑效果最顯著，各生育時(shí)期中以拔節(jié)期和抽穗期增墑效果普遍最顯著。開花后，玉米整稈帶狀覆蓋增墑效應(yīng)開始減弱；在灌漿期，T1和T2土壤墑情仍略高于CK，T3和T4處理則明顯不如CK；完熟期由于降水的補(bǔ)充，土壤含水量回升，4種覆蓋量土壤墑情又好于CK。

4種覆蓋量間比較，以灌漿期差異最大、抽穗期最小。在灌漿期，處理間變異系數(shù)為4.0%，極差為1.1個(gè)百分點(diǎn)(T1與T4)；在其他時(shí)期，處理間變異系數(shù)為0.4%～2.3%，極差為0.3～0.8個(gè)百分點(diǎn)。

比較0—200 cm土壤含水量生育時(shí)期間的變異系數(shù)，各處理依次為T4(15.0%)>T3(13.8%)>T2(13.4%)>T1(13.3%)>CK(12.6%)，表明玉米整稈帶狀覆蓋可加劇冬小麥生育期間土壤水分的波動(dòng),覆蓋量以T4的土壤含水量波動(dòng)最大,T1最小;處理間以CK的供水能力最為穩(wěn)定。

2.4 各土層全生育期平均土壤水分差異

比較各土層全生育期平均土壤含水量變化(圖3)，隨著土層加深，土壤含水量呈先降后升的趨勢(shì)，拐點(diǎn)為90 cm土層處。

比較各土層全生育期平均含水量差異，處理間90 cm以上土層整體大于90 cm以下土層，最大差異出現(xiàn)在40—60 cm和120—150 cm土層，而最小差異處理出現(xiàn)在150—180 cm。在40—60 cm土層，處理間變異系數(shù)為6.8%，極差為1.8個(gè)百分點(diǎn)(T2與T4)；120—150 cm土層，處理間變異系數(shù)為7.6%，極差為2.9個(gè)百分點(diǎn)(T1與CK)。其他6個(gè)土層，處理間變異系數(shù)為2.6%～5.0%，極差為0.8～1.4個(gè)百分點(diǎn)。

注：誤差線代表LSD0.05，下同。SD：苗期；RV：返青期；JT：拔節(jié)期；HD：抽穗期；FL：開花期；GF：灌漿期；MT：成熟期。

圖2 不同生育時(shí)期0-200 cm土壤含水量變化

比較4種覆蓋量平均值與CK的差異，各土層4種覆蓋量平均都高于CK，具有普遍增墑效應(yīng)，增墑幅度為0.4～1.7個(gè)百分點(diǎn)。其中以120—150 cm，180—200 cm和0—20 cm土層增墑幅度較大，分別較CK高1.7，1.2，1.0個(gè)百分點(diǎn)；以60—120 cm增墑幅度最小，僅較CK高0.4個(gè)百分點(diǎn)。具體到各覆蓋量處理，僅T1，T2和T4分別于60—90，90—120，40—60 cm分別較CK略低0.1，0.1，0.2個(gè)百分點(diǎn)。

4種覆蓋量間比較，最大差異出現(xiàn)在40—60 cm和120—150 cm土層，而最小差異出現(xiàn)在180—200 cm土層。在40—60 cm土層，處理間變異系數(shù)為6.7%，極差為1.8個(gè)百分點(diǎn)(T2與T4)；120—150 cm土層，處理間變異系數(shù)為6.3%，極差為2.1個(gè)百分點(diǎn)(T1與T3)。其他6個(gè)土層，4種覆蓋量間變異系數(shù)為1.1%～5.4%，極差為0.4～1.4個(gè)百分點(diǎn)。

4種覆蓋量間全生育期0—60 cm土層含水量以T2最好，T4相對(duì)較差；90—120 cm土層含水量以T4相對(duì)較好，T2相對(duì)較差；120 cm以下土層含水量則以T1較好，T3相對(duì)較差。

2.5 不同土層和生育時(shí)期土壤水分變化

比較處理間在各時(shí)期、各土層的時(shí)空動(dòng)態(tài)差異，發(fā)現(xiàn)玉米整稈帶狀覆蓋在不同土層和生育時(shí)期均存在增墑和降墑的雙重效應(yīng)(圖4)?？傮w看，玉米整稈帶狀覆蓋可顯著改善灌漿前0—200 cm各土層土壤墑情；從灌漿期0—200 cm各土層含水量由上層至下層逐漸出現(xiàn)低于CK的情況，且90 cm以上各土層4種覆蓋量土壤墑情不如CK的幾率較90 cm以下土層更為普遍。

分階段分析，苗期至抽穗期，4種覆蓋量0—90 cm土層含水量普遍高于CK。其中，在苗期、返青期、拔節(jié)期和抽穗期4種覆蓋量平均分別較CK顯著高1.1，1.3，1.1，1.5個(gè)百分點(diǎn)；在開花期除T4較CK低0.7個(gè)百分點(diǎn)外，其余3種覆蓋量平均較CK高0.6個(gè)百分點(diǎn)。從灌漿期開始，各覆蓋量處理各土層墑情出現(xiàn)不同程度低于CK的情況?？傮w看，在灌漿期，T1和T2在0—90 cm土層含水量仍分別較CK略高0.3，0.6個(gè)百分點(diǎn)，但T3，T4均比CK低0.5個(gè)百分點(diǎn)；90 cm以下土層墑情4種覆蓋量均出現(xiàn)不同程度低于CK的情況，其中T2和T4普遍不如CK。到成熟期，T2和T3在0—60 cm含水量分別較CK略高0.4，0.3個(gè)百分點(diǎn)，而T1和T4分別較CK低0.7，0.4個(gè)百分點(diǎn)，60 cm以下各土層墑情4種覆蓋量普遍好于CK。

從試驗(yàn)結(jié)果與分析，4種覆蓋量顯著改善灌漿前0—90 cm土壤墑情，表明整稈帶狀覆蓋能夠使小麥根系主要生長(zhǎng)層土壤保持長(zhǎng)期濕潤(rùn)，避免冬小麥遭受旱害，利于冬小麥成苗和生長(zhǎng)發(fā)育。從灌漿期開始，玉米整稈帶狀覆蓋下冬小麥生長(zhǎng)明顯好于CK，對(duì)土壤水分的消耗量也較CK多，因而0—200 cm土壤耗水量逐漸低于CK。4種覆蓋量間比較，T2全生育期0—60 cm土壤墑情整體最好，T4相對(duì)最差；90 cm以下土層含水量在抽穗至灌漿期以T1相對(duì)較好，其余各時(shí)期4種覆蓋量間無明顯規(guī)律。

圖3 不同土層全生育期平均含水量

圖4 不同生育時(shí)期和土層的土壤含水量

3 討論與結(jié)論

陳素英等[8]認(rèn)為，當(dāng)玉米秸稈覆蓋量為3 000 kg/hm2時(shí)，冬麥田0—200 cm土壤儲(chǔ)水量較不覆蓋明顯提高4.8個(gè)百分點(diǎn)；蔡太義等[18]則認(rèn)為，不同玉米秸稈覆蓋量可明顯提高春玉米田0—200 cm土壤貯水量，以生育前期0—60 cm的保水效果最明顯。本研究在玉米整稈帶狀覆蓋免耕種植方式下，通過對(duì)冬小麥全生育期土壤水分變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)表明，4種覆蓋量灌漿前0—200 cm土壤含水量較CK顯著提高0.7～1.0個(gè)百分點(diǎn)，這與前人研究結(jié)果基本一致[8,15]。試驗(yàn)結(jié)果表明，整稈帶狀覆蓋較傳統(tǒng)秸稈覆蓋在冬小麥生長(zhǎng)前期更有助于抑制土壤水分無效蒸發(fā)，保蓄更多降水，以供后期籽粒形成與灌漿階段使用。從灌漿期開始0—200 cm土壤含水量則與CK無顯著差異，主要原因是開花以后隨氣溫升高小麥生長(zhǎng)加速，4種覆蓋量處理冬小麥后期有效生理蒸騰消耗得到加強(qiáng)，農(nóng)田耗水明顯多于CK。

在冬小麥生育期內(nèi)4種覆蓋量處理的保水效果存在一定的時(shí)空差異，本研究結(jié)果顯示，整稈帶狀覆蓋對(duì)灌漿前0—90 cm土層含水量影響較大，從灌漿期開始不如CK，這與范穎丹[19]的研究結(jié)果相似。當(dāng)覆蓋量達(dá)9 000 kg/hm2(T2)時(shí)，冬小麥全生育期0—200 cm 土壤含水量顯著提高，尤其以全生育期0—60 cm土壤墑情最好，T4相對(duì)較差。這主要是由于不同覆蓋量對(duì)農(nóng)田降雨入滲、土壤水分蒸發(fā)以及冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育等的影響不同而造成的，其規(guī)律有待進(jìn)一步研究。此外，在冬小麥生長(zhǎng)需水的關(guān)鍵時(shí)期和主要土層，以T2處理的保水效果最明顯，也更加有助于形成冬小麥高產(chǎn)。因而，在本研究在玉米整稈帶狀覆蓋免耕種植條件下，4種覆蓋量均可顯著提高冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率，且產(chǎn)量和水分利用效率呈極顯著正相關(guān)(r=0.977)?？梢?，玉米整稈帶狀覆蓋在冬小麥生長(zhǎng)前期能夠抑制土壤水分蒸發(fā)，增加土壤水分積累，使更多水分用于作物后期蒸騰耗水，提高蒸騰/蒸發(fā)比，最終使冬小麥增產(chǎn)12.1%～23.3%，水分利用效率提高13.4%～26.8%。

此外，從田間生產(chǎn)考慮，本研究所采用的玉米整稈進(jìn)行局部覆蓋，田間取材方便、節(jié)約成本、同時(shí)覆蓋時(shí)間也較靈活?？傊?，從理論和實(shí)際操作等方面綜合考慮，玉米整稈帶狀覆蓋技術(shù)是一種行之有效的保墑、增產(chǎn)和提高水分利用效率的新型栽培措施，可以作為秸稈覆蓋新技術(shù)在半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)推廣。

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Effects of Whole Maize Straw Mulching Amounts on Soil Water Use of Winter Wheat in Dry Land

LI Shoulei1, YANG Changgang1, LI Fu2, CHAI Shouxi1, SONG Yali1, LI Bowen1, CHANG Lei1, HAN Fanxiang1, CHENG Hongbo3, SHANG Yan3

(1.CollegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity/GansuProvincialKeyLabofAridLandCrop,Lanzhou730070,China; 2.GansuProvincialDepartmentofAgricultureandAnimalHusbandry,Lanzhou730000,China; 3.CollegeofLifeScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

In order to determine the appropriate mulching straw amounts of whole maize straw mulching in a semiarid rainfed area of the Loess Plateau, Northwest China, we studied the effects of four different mulching modes(T1：6 750 kg/hm2, T2：9 000 kg/hm2, T3：11 250 kg/hm2, T4：13 500 kg/hm2) on the soil moisture and winter wheat yield in dryland with the comparison of no muching (CK). The results show that, compared with CK, the wheat yield was increased by 12.1%～23.3% and the water use efficiency was increased by 13.4%～26.8%. The production and number of spike were significantly positive correlated (r=0.937), compared with CK, the mulching whole maize straw can significantly improve the number of spike(in addition to T3), and the number of spike of T2was highest. In the four mulching modes, the average soil water storage in 0—200 cm layer was significantly higher than that of CK in the whole stages with an increase of 0.7%～1.0%, and the soil moisture condition of T1was the best. The soil moisture in 0—200 cm layer was obviously improved before filling stage, but the soil moisture in 0—90 cm layer was generally lower from start of filling stage. Among the four mulching modes, the soil moisture of T2in 0—60 cm layer was the highest in the whole growth period, and the improvement of the production and water use efficiency of T2was also the most significant.

whole maize straw mulching; straw mulching amounts; soil moisture; dry land; winter wheat

2015-12-15

2016-01-22

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目(201303104);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(CARS-3-2-49);盛彤笙科技創(chuàng)新基金(GSAU-STS-1512);甘肅省自然基金(145RJZA228)

李守蕾(1990—),男,甘肅平川人,碩士研究生,主要從事作物栽培與生態(tài)生理研究。E-mail:525357367@qq.com

柴守璽(1962—),男,甘肅會(huì)寧人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事小麥栽培育種和生態(tài)生理研究。E-mail:sxchai@126.com

S512.1+1；S152.7

A

1005-3409(2016)06-0122-06