白田田，裴新涌，關小康，楊明達，張鵬鈺，王靜麗，王和洲，王同朝

( 1.河南農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，河南 鄭州 450002；2.河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450002；3.河南省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所，河南 鄭州 450002；4.中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002)

滴灌條件下秸稈覆蓋和土壤含水量對冬小麥灌漿特性的影響

白田田1，2，裴新涌3，關小康1，2，楊明達1，2，張鵬鈺1，王靜麗1，2，王和洲4，王同朝1，2

( 1.河南農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，河南 鄭州 450002；2.河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450002；3.河南省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所，河南 鄭州 450002；4.中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002)

冬小麥；秸稈覆蓋；滴灌；土壤含水量；灌漿特性；產(chǎn)量

水資源不足是制約當今農(nóng)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的核心因素，如何有效利用有限的水資源，滿足作物的正常需水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的重大問題[1-2]。冬小麥產(chǎn)量形成受多方因素的影響，其中籽粒灌漿期是冬小麥產(chǎn)量形成的關鍵時期。籽粒的灌漿期除受小麥品種自身生物遺傳學特性的影響外，水分利用效率對冬小麥籽粒灌漿進程以及冬小麥籽粒質(zhì)量都有著重要作用[3]。研究表明，在灌漿期間持續(xù)干旱會引起作物的最大灌漿速率降低，且籽粒到達最大灌漿速率的時間提前；且干旱持續(xù)時間過久還會影響其他部位營養(yǎng)往籽粒運輸?shù)谋壤?，破壞庫源關系，造成植株早衰而減產(chǎn)[4-5]。因此，研究土壤水分對冬小麥灌漿特性影響及冬小麥產(chǎn)量形成有一定的理論與實踐意義。

滴灌作為當今農(nóng)業(yè)領域先進的節(jié)水灌溉技術，以作物需水規(guī)律為依據(jù)，通過高頻率、小流量的灌水方式將作物所需水分與養(yǎng)分均勻、持續(xù)地運送至作物根部，可最大限度地降低農(nóng)田土壤水分往下滲漏及農(nóng)業(yè)用水浪費[6-7]。張潔梅等[8]通過大田試驗得出小麥產(chǎn)量和水分利用效率表現(xiàn)為滴灌>微噴>噴灌。趙志成等[9]對不同膜下滴灌方式下黃瓜水分利用效率的研究顯示，分根交替滴灌可使灌水量減少17%、水分利用效率提高18.6%。

杜堯東等[10]研究表明，在作物生長前期秸稈覆蓋可減少土壤水分蒸發(fā)；在生育后期通過秸稈覆蓋可以加強植株蒸騰作用，促進干物質(zhì)積累，為冬小麥生育后期提供大量水分、改善土體結構[11-12]、優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境[13]。秸稈覆蓋(9 000 kg/hm2)能夠顯著增加冬小麥籽粒灌漿中后期旗葉葉綠素a含量，有效抑制籽粒灌漿期旗葉光合速率的下降，提高冬小麥葉面積系數(shù)，延緩冬小麥植株衰老和光合作用下降[14-15]。而冬小麥的籽粒灌漿，是光合產(chǎn)物在籽粒中充實積累的過程，因此，可通過秸稈覆蓋延緩灌漿期。

目前，關于秸稈還田、滴灌量對冬小麥灌漿特性及產(chǎn)量影響的研究較多[16-19]，但針對黃淮海平原地區(qū)滴灌條件下秸稈覆蓋和土壤含水量互作對冬小麥灌漿特性及產(chǎn)量影響的研究較少。為此，在前人研究的基礎上，將秸稈覆蓋與水分調(diào)控結合，探究滴灌下秸稈覆蓋和土壤水分條件對冬小麥灌漿及其產(chǎn)量形成的影響，明確冬小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培機制，為黃淮海區(qū)滴灌下秸稈覆蓋結合滴灌技術的推廣和應用提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

本試驗于2015年10月-2016年6月在河南商丘農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站(N 34°35′13″，E 115°34′30″)大型移動式防雨棚測坑下進行。該地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候，2015-2016年冬小麥生育期內(nèi)實照時數(shù)1 282 h。該地2015，2016年的平均氣溫為13.9 ℃，全年大于10 ℃積溫4 000～4 800 ℃，無霜期205～230 d。2015-2016年平均降雨量841.9 mm，2015-2016年平均蒸發(fā)量1 735 mm。試驗地土壤呈堿性，pH值9.26，土壤0～40 cm平均容重為1.37 g/cm3，土壤0～40 cm田間持水量平均值為21%(體積含水量)。不同覆蓋處理土壤基礎養(yǎng)分如表1。

1.2 試驗設計

采用兩因素裂區(qū)試驗設計，主區(qū)為秸稈處理，設覆蓋(T)、不覆蓋(T0)2個水平，將每小區(qū)粉碎的玉米秸稈和根茬全部覆蓋還田(全量還田，9 000 kg/hm2)，均勻覆蓋于地表，地表秸稈(包括根茬)全部清除的小區(qū)作為不覆蓋；副區(qū)為灌溉：設土壤相對含水量40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、70%(W4)4個水平(表2)，每個處理組合重復3次，每個測坑為1個小區(qū)；當測定土壤相對含水量低于相應處理控制的土壤相對含水量時，通過公式計算灌溉量，灌水補充至相應控水水平。每小區(qū)面積均為6.6 m2(3.3 m×2 m)，小區(qū)四周用0.5 cm厚的鋼板圈圍防止側滲。播種前灌溉至田間持水量，冬小麥返青-拔節(jié)期控水。灌水計劃濕潤層深度：拔節(jié)前為0.6 m，拔節(jié)-成熟期間為0.8 m，其他與當?shù)胤N植習慣一致。試驗期間嚴格控制旱棚防止自然降水落入試驗小區(qū)。各小區(qū)施肥量保持一致，采用地面滴灌方式供水，水肥一體化施氮(純氮300 kg /hm2，基肥∶追肥=7∶3)，分別于冬小麥苗期和拔節(jié)期施入。滴灌帶為以色列Netafirm公司生產(chǎn)，滴頭間距離0.3 m，滴頭流量1.1 L/h，承壓1.4 ATM。供試冬小麥品種為矮抗58，播種量為165 kg/hm2。其他管理同一般大田。

表1 試驗地基礎養(yǎng)分

表2 裂區(qū)試驗處理組合

注：T0.秸稈不覆蓋；T.秸稈覆蓋；W.田間持水量。

Note：T0.No straw mulching；T.Straw mulching；W.Field capacity.

1.3 測定項目與方法

1.3.1 籽粒灌漿特性 于冬小麥開花期選擇開花時間相同的麥穗進行標記，于花后5 d開始取樣，每5 d取1次，直至小麥成熟結束。每小區(qū)取5穗(3次重復)迅速剝離籽粒(穗中部籽粒30粒)，在105 ℃條件下殺青30 min，然后置于80 ℃恒溫烘干至恒干質(zhì)量，稱重。用模型Richards擬合花后籽粒干質(zhì)量變化規(guī)律[20-21]，以灌漿時間(t)為自變量，每次測得的千粒干質(zhì)量(w)為因變量，Richards方程的表達式為：

①

式中： A為灌漿結束時所能達到的最大千粒質(zhì)量，B、K、N為方程參數(shù)，N為生長曲線的形狀參數(shù)；決定系數(shù)R2(w依t的回歸平方和占總平方和的比率)表示方程擬合優(yōu)度。通過千粒干質(zhì)量w和灌漿時間t的擬合，得出各方程參數(shù)，建立秸稈覆蓋與水分梯度互作處理籽粒灌漿過程模型。

求式①一階導數(shù)，得冬小麥籽粒灌漿速率(Vt)方程：

②

求式①二階導數(shù)，并令其為0，可以求出達到最大灌漿速率(Vmax)時的日期(Tmax)：

③

將Tmax代入式②即得Vmax。

④

⑤

將灌漿過程劃分為前、中、后期，生長速率方程Vt出現(xiàn)2個拐點，對其求t得二階導數(shù)，并令其為0，可得2個拐點在t坐標上的值t1和t2，公式如下：

⑥

⑦

假定達到99%A為實際灌漿終止期t3，則

⑧

可得：t2階段為灌漿后期T3。

1.3.2 土壤體積含水量 作物生長全生育期采用TRIME(TRIME-FM，IMKO，Ettlingen，DE，Germany)土壤水分測定儀測定土壤0～80 cm剖面土壤體積含水量(V%)，深度間隔為20 cm。

作物耗水量根據(jù)土壤體積含水量計算冬小麥生育期耗水量，作物耗水量采用土壤水量平衡法，其公式為：

ET=P+I+G+R0+ΔW

⑨

式中：ET為冬小麥生育期耗水量(mm)，包括作物蒸騰失水和土壤蒸發(fā)水；P為有效降雨量(mm，本試驗在旱棚下進行，可忽略不計)；I為生育期內(nèi)灌水量(mm)；G為地下水補給量(mm，忽略不計)；R0為地表徑流量(mm，無地表徑流)；ΔW(mm)為播前土壤貯水量與收獲后土壤貯水量的差值。因此，耗水量公式可簡化為：

ET=I+ΔW

⑩

土壤貯水量根據(jù)土壤體積含水量計算冬小麥田0～80 cm(20 cm為1層)土壤總貯水量，其公式如下：

W=r×h×10

式中：W為0～80 cm土層總貯水量(mm)；r為土壤體積含水量(%)；h為土層間隔的厚度(cm)。

土壤灌水量依據(jù)測定土壤含水量計算冬小麥不同生育時期灌水量(mm)。水分處理階段灌水量依據(jù)公式計算。由于測坑填土為分層填土，每個土層與外界大田基本一致，拔節(jié)期后土壤水分計算用0～40 cm容重。

式中：M為灌水量(mm)；h 為土層厚度(cm)；p為土壤容重(g/cm3)；30為0～80cm田間持水量(M/%)；Xi為設置的土壤水分控制水平(Xi=40%，50%，60%，70%)；V0為灌溉前土壤含水量(%)。冬小麥全生育期灌水時期及灌水量如表3所示。由表3可知秸稈不覆蓋下各處理冬小麥全生育期灌水量分別比秸稈覆蓋高0.57%，22.85%，12.24%，3.10%。

表3 不同處理灌水時期及灌水量

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素 在冬小麥成熟期對小區(qū)樣點進行調(diào)查，計算3個樣點平均穗數(shù)。每個小區(qū)隨機選取10株，進行考種；同時每個小區(qū)選取1 m2樣方進行收割、脫粒計產(chǎn)。

產(chǎn)量水平的水分利用效率(WUE，(kg/(hm2·mm))(Water use efficiency)如公式所示：

式中：Y表示籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)；ET表示全生育期總耗水量(mm)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Office Excel 2010進行處理，利用Origin 8.0進行線性擬合(GLM Model)和圖表制作，采用SAS V8.0統(tǒng)計分析軟件進行裂區(qū)試驗的方差分析(Duncan test)，冬小麥灌漿特性采用Curve Expert 1.6.5軟件進行Richard模型模擬。

2 結果與分析

2.1 秸稈覆蓋與土壤水分互作對冬小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構成因素及水分利用效率的影響

由表4可知，除穗粒數(shù)外，秸稈覆蓋、土壤相對含水量及二者之間的交互作用對冬小麥的成穗數(shù)、產(chǎn)量、總耗水量、水分利用效率均有顯著或極顯著影響；秸稈覆蓋對千粒質(zhì)量的影響不顯著,土壤相對含水量和二者間的交互作用對千粒質(zhì)量影響達極顯著水平。相同水分條件下，TW1、TW2、TW3、TW4的產(chǎn)量較T0W1、T0W2、T0W3、T0W4組合分別高18.43%，14.77%，-2.43%，11.15%，說明相同水分條件下通過秸稈覆蓋可以增加作物產(chǎn)量；TW1、TW2、TW3、TW4的WUE較T0W1、T0W2、T0W3、T0W4分別高7.02%,7.21%,4.28%,15.85%，說明秸稈覆蓋還能夠顯著提高冬小麥產(chǎn)量水平的WUE。在相同覆蓋模式下，隨著控水水平的提高T0與T成穗數(shù)增加，均表現(xiàn)為W4水分條件下成穗數(shù)最高，分別較W1高66.87%，54.68%；TW1、TW2、TW3、TW4 4個處理組合下的冬小麥千粒質(zhì)量較T0W1、T0W2、T0W3、T0W4分別高4.29%，-9.58%，3.62%，7.05%。由此可見，造成冬小麥產(chǎn)量增加的主要原因是成穗數(shù)增多，千粒質(zhì)量增大。而且TW3和TW4產(chǎn)量差異不顯著，水分利用效率差異顯著，在TW3時WUE最高(29.02 kg/(hm2·mm))，較TW4處理WUE提高5.3%產(chǎn)量和水分利用效率同步提高。

由圖1可知，耗水量與籽粒產(chǎn)量和WUE均呈二次曲線關系：

YPY=-0.194 3x2+134.2x-14 822

R2=0.884 7；

YWUE=-0.001 5x2+ 0.757 6x-71.979

R2= 0.488 1。

由圖1可以看出，水分利用效率和產(chǎn)量隨耗水量變化的趨勢并不同步，產(chǎn)量和水分利用效率在耗水量240 mm處有一交點，為二者理論上的最佳結合點，可以得出在耗水量240～270mm能夠達到產(chǎn)量和水分利用效率雙高的效果。

表4 不同處理對冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響

注：表中數(shù)據(jù)采用平均值，同一指標同列數(shù)值間的不同字母表示差異顯著性，*.P≤0.05，**.P≤0.01)，NS表示無顯著差異。圖4、表6同。

Note：The data in the table are presented with the mean，and values with in the same column with different lower case letters mean significant difference at 0.05 levels，* means significant difference atP≤0.05，**means significant difference.atP≤0.01，NS means no significant difference。The same as Fig.4，Tab.6.

圖1 冬小麥產(chǎn)量、水分利用效率與耗水量的關系

2.2 不同處理組合冬小麥籽粒灌漿數(shù)學模型的建立

采用非線性最小二乘法，對秸稈覆蓋及水分交互作用下冬小麥花后灌漿時間t與千粒干質(zhì)量w的關系采用Richards方程進行模擬，各方程參數(shù)見表5。由表5可知各處理方程的R2處于0.977 5～0.999 6，這說明用Richards模型描述秸稈覆蓋與水分梯度互作下冬小麥籽粒灌漿增重過程是合適的。

由圖2可以看出，Richards生長模型是由N的大小決定的一簇曲線，01時，速率曲線右偏。同一水分條件下不同覆蓋模式間，整體表現(xiàn)為秸稈不覆蓋下的N小于秸稈覆蓋，說明秸稈覆蓋處理的生長曲線更為右偏。相同覆蓋模式下，秸稈覆蓋下各時期平均千粒質(zhì)量較不覆蓋處理低46.32%，36.60%，25.75%，10.70%，4.60%，7.10%，-0.97%，隨著灌漿時間的增長，秸稈不覆蓋處理在30 d時提前降低，而秸稈覆蓋處理在35 d仍有增加的趨勢，說明秸稈覆蓋可以延緩灌漿時間。

2.3 不同處理下冬小麥籽粒灌漿特征分析

根據(jù)Richards模型計算出不同處理冬小麥籽粒灌漿特征參數(shù)如表6所示，秸稈覆蓋和水分調(diào)控及二者之間的交互作用對除最大灌漿速率和平均灌漿速率外其他冬小麥籽粒灌漿特征參數(shù)的影響達到顯著或極顯著水平。在同一水分條件下，秸稈覆蓋下各處理平均灌漿速率較不覆蓋相應分別提高13.02%，1.91%，-6.18%，17.91%，最大灌漿速率Vmax較不覆蓋分別高13.61%，2.98%，-10.19%，20.97%，說明秸稈覆蓋能夠提高冬小麥籽粒灌漿速率。在相同覆蓋模式下，秸稈不覆蓋區(qū)W3灌漿速率Vmax最大為2.513 mg/d，最高平均灌漿速率為1.634 mg/d；秸稈覆蓋區(qū)處理W3有最長的灌漿持續(xù)期T(51.91 d)，較長的灌漿中期持續(xù)期T2(15.230 d)和灌漿后期持續(xù)期T3(26.556 d)，較大的灌漿中期灌漿速率R2(0.897 mg/d)和灌漿后期灌漿速率R3(1.365 mg/d)。

表5 不同處理下冬小麥籽粒灌漿過程模擬方程參數(shù)及擬合效果

注：A.最大千粒質(zhì)量；B、K、N.Richards方程參數(shù)；R2.決定系數(shù)。

Note：A.Largest thousand seed weight；B，K，N.The arguments of Richards equation；R2.Determination coefficient.

圖2 不同處理下冬小麥灌漿期籽粒干物質(zhì)積累的“S”型曲線

表6 不同處理冬小麥籽粒灌漿特征參數(shù)

Tab.6 Parameters of grain filling properties of winter wheat under different treatments

處理Treatments最大灌漿速率出現(xiàn)時間/dTmax最大灌漿速率/(mg/d)Vmax灌漿持續(xù)期/dT灌漿前期持續(xù)期/dT1灌漿前期灌漿速率/(mg/d)R1灌漿中期持續(xù)期/dT2灌漿中期灌漿速率/(mg/d)R2灌漿后期持續(xù)期/dT3灌漿后期灌漿速率/(mg/d)R3平均灌漿速率/(mg/d)V活躍生長期/dDT0W116.5652.02043.779.4660.73514.1991.03320.1021.3071.35931.015T0W219.3872.38238.6113.3920.86211.9910.78413.2300.8531.57028.690T0W320.3372.51335.9215.0470.88710.5780.66910.2990.6601.63426.880T0W415.9032.06535.959.6951.04912.4161.17713.8411.2521.36229.574TW119.1032.29541.4012.9330.63412.3390.59616.1300.8661.53627.623TW220.3562.45335.4915.3220.76910.0670.51210.1030.5131.60025.188TW317.7372.25751.9110.1210.46615.2300.89726.5561.3651.53331.886TW420.1902.49832.9515.5840.8649.2110.5858.1530.5661.60624.639T**NS*****NS*****NSNSW*****************NS**T×W**NS**************NS**

注：灌漿速率=籽粒增加質(zhì)量(W1、W2、W3)/灌漿持續(xù)期(T1、T2、T3)。

Note: Grain filling rate=Increased grain quality(W1, W2, W3) / Grain filling duration (T1, T2, T3).

2.4 不同處理下冬小麥灌漿期0～80 cm土壤水分變化特征

2.4.1 土壤總貯水量變化 由圖3可以看出，在相同覆蓋模式下，秸稈覆蓋與不覆蓋均表現(xiàn)為W4>W3>W2>W1。在同一水分調(diào)控下，秸稈覆蓋下各水分處理較秸稈不覆蓋分別高6.23%,5.45%,-5.50%,4.30%，說明秸稈覆蓋可以增加土壤貯水量。

2.4.2 土壤耗水量變化 由圖4可知，秸稈覆蓋與水分調(diào)控間的交互作用對冬小麥0～80 cm土壤耗水量的影響表現(xiàn)為：W3處理間差異不顯著外，W1、W2、W4處理間差異顯著。在相同水分條件下，秸稈覆蓋下土壤耗水量較秸稈不覆蓋分別高30.26%，21.47%，-1.59%，-14.10%。在相同覆蓋模式下，秸稈覆蓋下土壤耗水量隨著水分梯度的增高先增后降，秸稈不覆蓋下土壤耗水量依次增高。

土壤貯水量為0～80 cm各土層貯水量之和。Soil water storage was the sum of each soil layer.

圖4 不同處理下冬小麥灌漿期0～80 cm土壤耗水量變化

3 結論與討論

土壤水分利用效率是影響作物生理特性和生長活動的重要生態(tài)因子，其供應狀況與作物的生長發(fā)育有著密切的聯(lián)系，最終影響作物產(chǎn)量[22-23]。而籽粒灌漿是作物產(chǎn)量形成的關鍵過程，籽粒灌漿強度、灌漿速率決定著冬小麥庫容的充實程度[17]。姚素梅、孟兆江等[24-25]采用Richards模型對冬小麥籽粒灌漿過程進行擬合，方程的R2均在0.990 0以上，說明用Richards模擬冬小麥籽粒的灌漿過程是合適的。本試驗采用Richards生長模型對秸稈覆蓋與水分調(diào)控下冬小麥籽粒灌漿過程進行模擬，結果顯示冬小麥灌漿過程均符合“S”型生長曲線，R2在0.977 5～0.999 6。因此Richards能夠準確地反映出秸稈覆蓋與水分調(diào)控互作下冬小麥籽粒灌漿增重的過程。

冬小麥的籽粒灌漿過程是光合產(chǎn)物在籽粒中的充實和積累，受外界條件影響較大，因此，必須了解在特定處理下冬小麥的灌漿持續(xù)時間及灌漿速率，從而選擇適宜的農(nóng)藝措施，達到節(jié)水、高產(chǎn)、高效的目的。分析Richards模型計算出的與產(chǎn)量形成密切相關的特征參數(shù)，選擇產(chǎn)量與WUE雙高的處理組合。劉培等[26]通過對冬小麥灌漿過程進行不同程度水分脅迫處理發(fā)現(xiàn)，冬小麥籽粒重量的形成取決于灌漿速率，而與灌漿持續(xù)時間無顯著相關。楊茹等[17]通過對不同灌溉模式下春小麥灌漿過程進行模擬，得出千粒質(zhì)量與快增期、緩增期以及整個灌漿持續(xù)期顯著相關，而與灌漿速率無顯著相關。本研究通過秸稈覆蓋與水分調(diào)控互作，對比分析了冬小麥灌漿期各處理間灌漿特征參數(shù)：TW3有最長的灌漿持續(xù)期T(51.91 d)，較長的灌漿中期持續(xù)期期T2(15.230 d)和灌漿后期持續(xù)期T3(26.556 d)，較大的灌漿中期灌漿速率R2(0.897 mg/d)和灌漿后期灌漿速率R3(1.365 mg/d)。本試驗條件下，造成TW3籽粒質(zhì)量與籽粒灌漿有極顯著影響的原因可能與土壤水分有關。前人研究表明，秸稈覆蓋可使土壤蓄水增加45.2～69.3 mm，土壤蒸發(fā)量減少21.5%～63.2%[27]；滴灌比傳統(tǒng)灌溉增產(chǎn)204.15 kg/hm2，總耗水量減少32.91 mm，水分利用效率增加0.73 kg/(mm·hm2)[28]。鄧振鏞等[29]在黃土高原地區(qū)研究了土壤貯水量與農(nóng)田耗水量對冬小麥產(chǎn)量的影響，認為冬小麥產(chǎn)量與農(nóng)田耗水量間的關系呈顯著正相關，農(nóng)田耗水量每增加1 mm生物產(chǎn)量就增加1.416 kg。本研究結果表明，秸稈覆蓋下各水分處理土壤貯水量較秸稈不覆蓋分別高6.23%，5.45%，-5.50%，4.30%，秸稈覆蓋下土壤貯水量高。雖然秸稈不覆蓋下各處理冬小麥全生育期灌水量分別比秸稈覆蓋高0.57%，22.85%，12.24%，3.10%，TW3灌漿期耗水量所占比重最高，通過蒸騰作用可以帶給植株充足的水分，從而達到延長灌漿持續(xù)時間的目的。

節(jié)水農(nóng)業(yè)追求的主要目標是作物產(chǎn)量與水分利用效率同步提高。研究表明，水分利用效率與產(chǎn)量的最高點并不重合，水分利用效率早于產(chǎn)量達到最高點[30-31]。本研究表明，水分利用效率和產(chǎn)量隨耗水量變化的趨勢并不同步，產(chǎn)量和水分利用效率在耗水量240 mm處有一交點，為二者理論上的最佳結合點，可以得出在耗水量240～270 mm能夠達到產(chǎn)量和水分利用效率雙高的效果。本試驗中，秸稈覆蓋條件下，W3水分處理(TW3)時冬小麥的產(chǎn)量與TW4處理間差異不顯著，且TW3水分處理組合時水分利用效率最高為29.02 kg/(mm·hm2)，與TW4的水分利用效率間差異顯著，TW3為本試驗條件下最好的節(jié)水高產(chǎn)灌溉組合。秸稈覆蓋與水分互作，可以減小土壤水與大氣的接觸面積，降解的秸稈可增大有機質(zhì)含量，從而促進土壤中團粒結構的形成[32]，增大冬小麥根系在土壤中的分布，能夠保持冬小麥根際的水分與養(yǎng)分[14]。同時，土壤貯水量還是冬小麥生產(chǎn)力的重要因素，與產(chǎn)量呈正相關[29]。本試驗將秸稈覆蓋與水分調(diào)控結合，以Richards模型擬合冬小麥籽粒灌漿過程，研究結果顯示，秸稈覆蓋與水分互作條件下冬小麥籽粒灌漿過程符合“S”型生長曲線，秸稈覆蓋下水分調(diào)控W3(田間持水量的60%)可以延長冬小麥籽粒灌漿持續(xù)期、增大灌漿中后期的灌漿速率、延長灌漿時間提高籽粒千粒質(zhì)量，從而提高作物產(chǎn)量。

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Effects of Straw Mulching and Soil Water Content on Grain Filling Characteristics of Winter Wheat under Drip Irrigation

BAI Tiantian1，2，PEI Xinyong3，GUAN Xiaokang1，2，YANG Mingda1，2，ZHANG Pengyu1，WANG Jingli1，2，WANG Hezhou4，WANG Tongchao1，2

(1.Agricultural College，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002， China；2.Henan Food Crops Collaborative Innovation Center，Zhengzhou 450002，China；3.Agricultural Economy of Information Research Center，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；4.Farmland Irrigation Research Institute,ChineseAcademy of Agricultural Sciences,Xinxiang 453002，China)

Winter wheat；Straw-mulching；Drop irrigation；Soil water content；Grain-filling characteristics；Yield

2016-12-28

國家自然科學基金項目(31471452)

白田田(1990-),女,河南洛陽人,在讀碩士,主要從事旱作節(jié)水理論與技術研究。

王同朝(1964-),男,河南社旗人,教授,博士,主要從事作物抗旱節(jié)水栽培理論與技術研究。

S152.7;S141

A

1000-7091(2017)02-0171-08

10.7668/hbnxb.2017.02.026