董志強(qiáng)，呂麗華，姚海坡，張經(jīng)廷，崔永增，張麗華，梁雙波，賈秀領(lǐng)

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 糧油作物研究所，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，河北 石家莊 050035)

不同種植模式下冬小麥水分利用特性研究

董志強(qiáng)，呂麗華，姚海坡，張經(jīng)廷，崔永增，張麗華，梁雙波，賈秀領(lǐng)

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 糧油作物研究所，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，河北 石家莊 050035)

為探討限水條件下冬小麥高產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)的種植模式，于2015-2016年研究了不同種植模式和灌溉方式相結(jié)合對(duì)冬小麥產(chǎn)量、水分利用效率、耗水特性、表層土壤水分含量、株高、最大葉面積指數(shù)和群體變化的影響。試驗(yàn)設(shè)秸稈覆蓋，微噴灌(T1)；全膜覆土穴播，微噴灌(T2)；全膜覆土穴播，滴灌(T3)；全膜覆土穴播，不灌水，肥料一次性施入(T4)；免耕寬幅溝播，微噴灌(T5)；微噴灌對(duì)照(T6)；畦灌對(duì)照(T7)；常規(guī)種植，不灌水，肥料一次性施入(T8)；空白對(duì)照，不灌水，不施肥(不種小麥，T9)共9個(gè)處理。結(jié)果表明，T2處理籽粒產(chǎn)量最高，其次為T(mén)3處理，二者較T6處理分別增加5.0%和3.3%。千粒質(zhì)量和穗粒數(shù)高是其產(chǎn)量高的主要原因，T2、T3處理千粒質(zhì)量較T6處理分別增加6.3%和7.2%，較T7處理分別增加13.1%和14.1%；T2、T3處理穗粒數(shù)較T6處理分別增加11.5%和10.2%，較T7處理分別增加7.3%和6.0%，差異均顯著。T1、T5處理總耗水量較T6處理分別減少17.3%和16.1%，土壤水消耗量較T6處理分別減少32.0%和29.8%，差異均顯著。小麥生育前期免耕溝播種植模式顯著增加耕層(0～20 cm)土壤含水量，全膜覆土穴播模式顯著增加21～60 cm土層土壤含水量。在本年度氣候條件下，秸稈覆蓋種植模式有減產(chǎn)趨勢(shì)，而全膜覆土穴播種植模式有增產(chǎn)趨勢(shì)。

冬小麥；種植模式；灌溉方式；產(chǎn)量；耗水特性

我國(guó)農(nóng)業(yè)用水存在兩大突出矛盾：一是水資源嚴(yán)重不足，二是已經(jīng)開(kāi)發(fā)利用的水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，灌溉水有效利用率低。全球性水資源日益緊缺，世界各國(guó)都在致力于發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)，研究并推廣許多行之有效的節(jié)水技術(shù)，諸如低壓管道輸水、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、發(fā)展噴灌與微灌、改變作物種植結(jié)構(gòu)和采取地膜或秸稈覆蓋等措施[1]。地膜和秸稈是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的2種覆蓋材料，地膜覆蓋和秸稈覆蓋具有減少土壤水分蒸發(fā)和養(yǎng)分損耗、保蓄雨水、保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)地溫、抑制雜草生長(zhǎng)等作用[2-7]。秸稈和地膜覆蓋栽培技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于甘肅、山西、陜西等旱地春小麥和冬小麥的生產(chǎn)中[8-10]。

河北屬于嚴(yán)重資源型缺水省份，近些年河北糧食生產(chǎn)的快速發(fā)展是靠長(zhǎng)期、大量開(kāi)采地下水來(lái)維持，常年超采地下水在40億m3左右。同時(shí)，農(nóng)業(yè)灌溉制度和技術(shù)落后，大田作物仍主要采用傳統(tǒng)的地面漫灌方式，水分利用效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，這與水資源嚴(yán)重匱乏的形勢(shì)極不適應(yīng)。與傳統(tǒng)的地面漫灌相比，微灌具有能有效控制灌水定額、保持土壤結(jié)構(gòu)、改善田間生態(tài)環(huán)境、提高灌水分布均勻度和水分利用效率及增加產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)[11-12]，是干旱缺水地區(qū)作物有效的節(jié)水灌溉方式之一。河北省冬小麥平均灌水定額為228 mm[13]，微噴帶灌溉模式下平均水年灌溉量為120 mm時(shí)冬小麥籽粒產(chǎn)量最高，枯水年產(chǎn)量最高時(shí)灌溉量為150 mm[14]。冬小麥節(jié)水潛力很大，如何能實(shí)現(xiàn)在保證單產(chǎn)不減少或略減少的前提下，降低冬小麥生育期的耗水量是廣大農(nóng)業(yè)科研人員面臨的巨大挑戰(zhàn)。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于作物(尤其是小麥)微灌技術(shù)和覆蓋或免耕溝播措施相結(jié)合的節(jié)水效應(yīng)研究報(bào)道甚少，多數(shù)是分開(kāi)進(jìn)行的[15-27]。且在華北平原冬小麥夏玉米一年兩熟地區(qū)相關(guān)的研究報(bào)道更少，本研究在河北山前平原高產(chǎn)限水區(qū)把微灌和覆蓋、免耕溝播等節(jié)水技術(shù)措施有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)田間試驗(yàn)研究了不同種植模式和灌溉方式相結(jié)合對(duì)籽粒產(chǎn)量、水分利用效率、耗水特性、表層土壤水分含量、最大葉面積指數(shù)及群體動(dòng)態(tài)變化等的影響，以期為產(chǎn)量不減少的條件下降低冬小麥耗水量和提高水分利用效率提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015-2016年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所寧晉示范基地(37.62°N，114.92°E，海拔27.4 m)進(jìn)行。試驗(yàn)地耕層(0～20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)含量19.08 g/kg、全氮1.35 g/kg、全磷2.31 g/kg、堿解氮 103.8 mg/kg、速效磷32.5 mg/kg、速效鉀146.8 mg/kg。

試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)處理，分別為：T1，秸稈覆蓋(秸稈粉碎后收集起來(lái)，玉米秸稈量約為45 000 kg/hm2還田，小麥播種后秸稈均勻撒于地表)，微噴灌；T2，全膜覆土穴播，微噴灌；T3，全膜覆土穴播，滴灌；T4，全膜覆土穴播，不灌水(肥料一次性底施)；T5，免耕寬幅溝播，微噴灌；T6，微噴灌對(duì)照；T7，畦灌對(duì)照；T8，常規(guī)種植，不灌水(肥料一次性底施)；T9，空白對(duì)照(不種小麥，不旋耕地，不施肥)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積8.8 m×5.4 m，采用完全隨機(jī)排列，各處理間設(shè)1 m隔離區(qū)。其中T1、T6、T7、T8處理為15 cm等行距播種；T2、T3、T4處理為人工播種，行距均為13 cm、穴距均為16.5 cm；T5處理為免耕寬幅播種機(jī)(種肥同播)播種，平均行距為20 cm。

供試小麥品種為衡4444，前茬作物玉米收獲后秸稈全部還田。2015年10月13日播種，T2、T3、T4處理播量180 kg/hm2，T5處理播量150 kg/hm2，其他處理播量均為225 kg/hm2，2016年6月10日收獲。整地播種前施入小麥專用復(fù)合肥675 kg/hm2(含純N 19%、P2O521%、K2O 5%)，拔節(jié)期隨澆水追施尿素(含純N 46%)225 kg/hm2，其中T7處理人工撒施，微灌處理采用水肥一體化技術(shù)追施，T4、T8處理復(fù)合肥和尿素均作為底肥一次性施入。T7處理總灌水量為150 mm(拔節(jié)水、開(kāi)花水各75 mm)，其他微灌處理灌水量均為75 mm(拔節(jié)水、開(kāi)花水各37.5 mm)。前茬玉米季降水量為216 mm，本年度冬小麥生長(zhǎng)期內(nèi)總降水量為112.4 mm，其中播種-越冬前67.4 mm、返青-拔節(jié)期15.3 mm、拔節(jié)-開(kāi)花期12.1 mm、開(kāi)花-成熟期17.6 mm，其他管理采用常規(guī)大田方法。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 耗水量和水分利用效率計(jì)算方法 小麥播種前及成熟期采用烘干法測(cè)定0～200 cm土層土壤水分含量，根據(jù)SPAT理論用農(nóng)田水分平衡法[28]計(jì)算耗水量。作物生育期耗水量：ETa=P+U-R-F+ΔW+I。式中，ΔW為土壤貯水消耗量；P為該時(shí)段降水量(mm)；U為地下水通過(guò)毛管作用上移補(bǔ)給作物水量(mm)；R為地表徑流量(mm)；F為補(bǔ)給地下水量(mm)；I為灌水量(mm)。本試驗(yàn)地塊地勢(shì)平坦，地下水埋深5 m以下，降水入滲深度不超過(guò)2 m，因此U、R、F均為0；本試驗(yàn)以20 cm為一個(gè)土壤層次。水分利用效率計(jì)算公式為：WUEy=Y/ETa，式中WUEy為產(chǎn)量水分利用效率；Y為籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)；ETa為作物全生育期總耗水量(mm)[29]。

1.2.2 小麥群體和籽粒產(chǎn)量 小麥出苗后選取長(zhǎng)勢(shì)一致、有代表性的一米雙行定點(diǎn)，分別在出苗后、冬前、拔節(jié)期和收獲成熟期計(jì)數(shù)定點(diǎn)區(qū)域小麥群體，且定點(diǎn)區(qū)域植株測(cè)定生物產(chǎn)量；小麥起身期每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的地塊定為測(cè)產(chǎn)區(qū)，面積3 m2左右，脫粒后曬干稱重并測(cè)量籽粒含水率，換算成13%水分時(shí)的產(chǎn)量，折合成公頃產(chǎn)量。

1.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SAS軟件計(jì)算、作圖、統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響

由表1可以得出，冬小麥籽粒產(chǎn)量以T2處理最高，其次為T(mén)3處理，千粒質(zhì)量和穗粒數(shù)高是其產(chǎn)量高的主要原因，二者的共同特點(diǎn)是全膜覆土穴播和微灌相結(jié)合。同為全膜覆土穴播，T2、T3處理較小麥生育期不灌水的T4處理產(chǎn)量分別增加9.5%和7.7%，差異均達(dá)顯著水平；T2處理較T6處理增加5.0%，差異顯著，T3處理較T6處理增加3.3%，差異不顯著。T1處理籽粒產(chǎn)量較T6處理減少6.9%，差異顯著，收獲穗數(shù)明顯降低是其產(chǎn)量減少的最主要原因，其收獲穗數(shù)較T6處理減少12.4%，差異顯著。全膜覆土穴播+微灌模式能顯著提高冬小麥千粒質(zhì)量，T2、T3處理千粒質(zhì)量較T6處理分別增加6.3%和7.2%，差異顯著；較T7處理分別增加13.1%和14.1%，差異亦顯著。T4處理產(chǎn)量較T8處理增加15.5%，差異顯著，說(shuō)明在全生育期不灌溉的條件下，全膜覆土穴播種植模式較常規(guī)種植模式能大幅提高冬小麥的產(chǎn)量。上述結(jié)果表明，在本年度氣候條件下，秸稈覆蓋種植模式有減產(chǎn)趨勢(shì)，而全膜覆土穴播+微灌種植模式有增產(chǎn)趨勢(shì)。

表1 產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率的變化Tab.1 Changes in grain yield，yield components and water use efficiency

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上差異顯著。表2-4、圖1-2同。

Note：Different letters in the same column indicate significant differences among the treatments at 0.05 level. The same as Tab. 2-4，F(xiàn)ig.1-2.

單位面積穗數(shù)的變化為T(mén)7>T6>T4>T2>T3>T8>T1>T5(表1)，其中T7處理顯著高于T6處理，而二者均顯著高于其他處理；穗粒數(shù)T5>T2>T3>T1>T7>T4>T6>T8，其中T5處理顯著高于T2、T3、T1處理，而這3個(gè)處理顯著高于除T5處理外的其他處理，T2、T3處理較T6處理分別增加11.5%和10.2%，較T7處理分別增加7.3%和6.0%。千粒質(zhì)量T3>T2>T4>T6>T5>T8>T7>T1，T3處理較T2處理增加0.8%，差異不顯著，二者均顯著高于其他處理，說(shuō)明全膜覆土穴播+微灌種植模式能顯著提高冬小麥的千粒質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)系數(shù)的變化趨勢(shì)和穗粒數(shù)相似，T2、T3處理低于T5處理，而高于其他處理，其中顯著高于T4處理，較T4處理分別增加10.4%和9.1%；T6、T7處理經(jīng)濟(jì)系數(shù)較T8處理分別增加0.6%和1.7%，差異均不顯著。結(jié)果表明，常規(guī)種植模式下不灌水處理冬小麥經(jīng)濟(jì)系數(shù)較畦灌、微噴灌處理降低的幅度遠(yuǎn)小于全膜覆土穴播種植模式下不灌水處理較微噴灌、滴灌處理降低的幅度。水分利用效率T1處理最高，其次為T(mén)5處理，二者均顯著高于其他處理，較對(duì)照(T6處理)分別增加12.7%和9.4%。T2、T3、T4和T6處理間水分利用效率相近，這4個(gè)處理均顯著高于T7、T8處理，T7處理較T8處理增加12.5%，差異顯著。

2.2 不同種植模式對(duì)耗水組成及其占總耗水量比例的影響

如表2所示，T7處理小麥由于采用地面漫灌方式，故其總耗水量最高，較其他處理增加3.4%～78.0%，其次為T(mén)2、T3處理；T9處理未種小麥，總耗水量最低，較其他處理減少25.9%～43.8%，差異均顯著。灌水量相同情況下，T2處理總耗水量較T6處理增加5.3%，差異顯著，T3較T6處理增加3.1%，差異不顯著；在灌溉模式和灌水量均相同的情況下，T1、T5處理總耗水量較T6處理分別減少17.3%和16.1%，差異均達(dá)顯著水平，二者土壤水消耗量低是總耗水量較低的主要原因。土壤水消耗量T8處理最高，其次為T(mén)4處理，原因是二者冬小麥生育期未灌溉，植株生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)更多的利用土壤貯水。T2、T3處理土壤水消耗量高于灌溉量均為75 mm的其他處理，較T6處理分別增加9.8%和5.8%，差異均顯著。T1、T5處理土壤水消耗量較T6處理分別減少32.0%和29.8%，差異均顯著。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈覆蓋和寬幅免耕溝播種植模式能大幅度降低冬小麥總耗水量，但本試驗(yàn)中二者小麥籽粒產(chǎn)量均較低，如何在不增加灌水量的前提下提高這2種種植模式冬小麥產(chǎn)量是下一步研究的重點(diǎn)。

表2 不同種植模式耗水組成及其占總耗水量的比例Tab.2 Water consumption composition and its proportion to total water consumption of different cropping patterns

2.3 不同種植模式對(duì)表層土壤重量含水量變化的影響

由圖1可見(jiàn)，在小麥播種時(shí)土壤墑情相同且播種-起身期未澆水的情況下，起身期全膜覆土穴播模式0～20 cm土壤含水量較T1、T7處理分別增加1.9%和2.7%，差異不顯著；21～40 cm土壤含水量顯著高于其他處理，較T1、T5、T7處理分別增加8.9%，12.3%，12.7%；41～60 cm土壤含水量較T1、T5、T7處理分別增加9.7%，11.8%，11.2%，差異均顯著。0～20 cm土壤含水量T5處理最高，較T1、T3、T7處理分別增加16.0%，13.8%，16.9%，差異均顯著。結(jié)果表明，免耕溝播種植模式能顯著增加冬小麥生育前期耕層(0～20 cm)的土壤含水量，而全膜覆土穴播模式能顯著增加21～60 cm土層土壤含水量。

由于不同處理小麥拔節(jié)水有未灌溉的、微灌的、畦灌的，且灌水量也不完全相同，故開(kāi)花期不同種植模式淺層土壤含水量的差異較大(圖2)。0～20 cm土壤含水量以T9處理最高，較其他處理增加53.0%～84.7%，差異均顯著。T8處理最低，顯著低于其他處理，較T1、T2、T3、T4、T6、T7處理分別減少13.1%，15.1%，16.9%，16.3%，9.8%，17.2%。T4、T8處理同為小麥生育期不灌溉，T4處理0～20 cm土壤含水量較T8處理增加19.5%，差異顯著；T4處理略低于T7處理而顯著高于T6處理。不同處理21～40 cm土壤含水量變化趨勢(shì)和0～20 cm基本相同，T9處理顯著高于其他處理，T7處理顯著高于除T9處理外的其他處理，較T1、T2、T3、T4、T6、T8處理分別增加8.7%，10.5%，17.1%，24.1%，17.2%，21.4%。41～60 cm土壤含水量變化趨勢(shì)不同于0～20 cm，21～40 cm，其中以T7處理最高，顯著高于其他處理，較其他處理增加7.2%～46.6%，其次為T(mén)9、T2處理；T4處理最低，顯著低于其他處理。結(jié)果表明，小麥開(kāi)花期全膜覆土穴播+不灌溉模式較常規(guī)種植不灌溉模式顯著提高耕層土壤含水量而降低21～40 cm土壤含水量、顯著降低41～60 cm土壤含水量；畦灌模式較微灌模式顯著增加21～60 cm土壤含水量。

測(cè)定時(shí)間為2016年3月15日，且所有處理播種至取土?xí)r均未灌溉。Measurement time was March 15，2016，and all treatments were not irrigation from sowing to borrow.

測(cè)定時(shí)間為2016年5月4日，且在澆開(kāi)花水前；拔節(jié)水、開(kāi)花水灌溉時(shí)間分別為2016年4月7日和2016年5月4日；由于T5處理澆水時(shí)間為5月2日，故本次未測(cè)定。

Measurement time was May 4，2016，and before the flowering water；The jointing water and the flowering water irrigation time was April 7，2016 and May 4，2016，respectively；Since the T5 treatment watering time was May 2，so this was not measured.

圖2 開(kāi)花期不同處理0～60 cm土壤重量含水量的變化
Fig.2 Changes of 0-60 cm soil water content of different treatments in anthesis stage

2.4 不同種植模式對(duì)小麥株高和最大葉面積指數(shù)的影響

不同生育時(shí)期小麥株高及最大葉面積指數(shù)的變化見(jiàn)表3。起身期和拔節(jié)期全膜覆土穴播種植模式(T2、T3、T4)小麥株高平均值顯著高于其他處理，起身期較其他處理增加33.3%～62.3%，拔節(jié)期較其他處理增加8.0%～20.6%；開(kāi)花期T2、T3處理小麥株高平均值較除T4處理外的其他處理增加10.1%～21.4%；成熟期T2處理小麥株高較T6處理增加4.8%，差異顯著，T3處理較T6處理增加3.4%，差異不顯著。結(jié)果說(shuō)明，在小麥播種-開(kāi)花期全膜覆土穴播種植模式能明顯促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育。T1處理起身期小麥株高在所有處理中最矮，拔節(jié)期其株高低于全膜覆土穴播模式而高于其他種植模式，說(shuō)明秸稈覆蓋種植模式在小麥播種-起身期這段時(shí)間對(duì)小麥生長(zhǎng)有抑制作用，而起身-拔節(jié)期較常規(guī)種植模式對(duì)小麥生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。除成熟期外，T6、T7處理各生育時(shí)期小麥株高相比差異均較小且差異不顯著，表明常規(guī)種植模式下微噴灌對(duì)小麥株高的影響很小。小麥孕穗期最大葉面積指數(shù)T7>T1>T6=T2>T3>T4>T8>T5，其中T7處理較T6處理增加14.5%，差異顯著；T6處理較T3、T4處理分別增加1.2%和2.1%，差異不顯著；T2處理最大葉面積指數(shù)較T5、T8處理分別增加31.8%和23.3%，差異顯著，由上述結(jié)論和產(chǎn)量結(jié)果(表1)可以得出，適宜的最大葉面積指數(shù)是小麥高產(chǎn)的有力保障。

表3 不同種植模式株高和最大葉面積指數(shù)的變化Tab.3 Changes in plant height and the maximum leaf area index of different cropping patterns

注：葉面積指數(shù)測(cè)定日期為2015年4月30日。

Note：The measurement date of leaf area index was April 30，2016.

2.5 不同種植模式對(duì)不同時(shí)期小麥群體的影響

不同種植模式冬小麥成穗率的變化趨勢(shì)和播量正好相反：T5>T4>T2>T3>T1>T7>T8>T6(表4)，其中T5處理較其他處理增加33.9%～51.0%，差異均顯著，原因是其基本苗顯著小于其他處理，小麥田間行寬大、通風(fēng)透光性好，利于主莖和分蘗的成穗；T6處理成穗率最小的原因可能是小麥拔節(jié)后葉片寬大，造成田間長(zhǎng)勢(shì)郁閉，通風(fēng)透光差，不利于中下層的分蘗成穗。T1、T6處理播量相同、播前土壤墑情相同，基本苗T1處理較T6處理減少13.9%，差異顯著，表明播種后秸稈覆蓋會(huì)抑制冬小麥的出苗。T2、T3處理基本苗平均值較T6、T7處理平均值減少21.5%，而收獲穗數(shù)平均值較T6、T7處理平均值減少11.8%(表1)，成穗率在所有處理中僅低于T5處理和種植模式相同小麥生育期不灌水的T4處理。結(jié)果表明，全膜覆土穴播+微灌模式不同生育時(shí)期小麥群體均處于較優(yōu)水平，是其產(chǎn)量較高的基礎(chǔ)。

3 討論與結(jié)論

地膜覆蓋處理能明顯改善冬小麥孕穗前0～200 cm土壤水分條件，從孕穗期開(kāi)始隨氣溫增高和小麥生長(zhǎng)加速，植株蒸騰，棵間蒸發(fā)加強(qiáng)，覆膜處理0～200 cm土壤貯水量迅速降低，顯著低于對(duì)照；覆膜處理促進(jìn)土壤水分的時(shí)空再分配，使冬小麥對(duì)深層土壤水分的利用增加，生育期耗水量顯著增加[18]。本研究結(jié)果表明，在灌水量相同情況下全膜覆土穴播+微噴灌模式小麥生育期總耗水量較微噴灌對(duì)照增加5.3%，差異顯著；全膜覆土穴播+滴灌模式較微噴灌對(duì)照增加3.1%，差異不顯著，這與上述結(jié)論基本一致。旱作條件下，全膜覆土穴播模式總耗水量較對(duì)照減少3.1%，與上述結(jié)論相反。微灌(微噴灌和滴灌)條件下，冬小麥全生育期地膜覆蓋較常規(guī)種植是否有利于植株利用0～200 cm土壤貯水有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。播種時(shí)土壤墑情相同且播種-起身期未澆水的情況下，起身期全膜覆土穴播模式較常規(guī)種植模式顯著增加21～60 cm土壤含水量，而免耕溝內(nèi)寬幅播種模式顯著增加耕層(0～20 cm)土壤含水量。結(jié)果還表明，微噴灌條件下秸稈覆蓋模式、免耕溝內(nèi)寬幅勻播模式冬小麥生育期的總耗水量顯著低于對(duì)照，較對(duì)照分別減少17.3%和16.1%；二者水分利用效率顯著高于對(duì)照，較對(duì)照分別增加12.7%和9.4%。

一年兩熟灌溉區(qū)秸稈覆蓋處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量影響的結(jié)果存在一定差異，陳素英等[22-24]通過(guò)4年的研究指出，秸稈覆蓋會(huì)導(dǎo)致冬小麥平均減產(chǎn)7.0%左右；而方文松等[21]研究結(jié)果表明，秸稈覆蓋處理可使冬小麥產(chǎn)量增加8.1%～10.7%。本研究中，秸稈覆蓋+微噴灌模式小麥產(chǎn)量較微噴灌對(duì)照減少6.9%，差異顯著，結(jié)果與陳素英等的結(jié)論相一致，而與方文松等的結(jié)論相反；秸稈覆蓋模式降低了冬小麥有效穗數(shù)，增加了穗粒數(shù)，這與張俊鵬等[17]的研究結(jié)論相同，而千粒質(zhì)量的變化與張俊鵬等的結(jié)論存在一定差異。秸稈覆蓋對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響受多種因素影響，如秸稈覆蓋量、供試小麥品種特性、降水、積溫等，故眾研究者即使在同一地區(qū)所得出的結(jié)論也可能存在較大差異。

本研究還發(fā)現(xiàn)，全膜覆土穴播+微噴灌、全膜覆土穴播+滴灌2種種植模式小麥產(chǎn)量較微噴灌對(duì)照分別增加5.0%和3.3%，產(chǎn)量增幅明顯小于旱地小麥全膜覆土穴播種植模式[30-32]的增幅，這2種種植模式降低了冬小麥單位面積有效穗數(shù)，增加了穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，這與張俊鵬等[17]研究結(jié)論一致。冬小麥全生育期不灌溉條件下，全膜覆土穴播模式的產(chǎn)量較常規(guī)種植模式增加15.5%，差異顯著，說(shuō)明在河北山前平原高產(chǎn)限水區(qū)全膜覆土穴播+不灌溉模式是冬小麥節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)的較佳種植模式。在本年度氣候條件下(平水年)，冬小麥秸稈覆蓋種植模式有減產(chǎn)趨勢(shì)，而全膜覆土穴播種植模式有增產(chǎn)趨勢(shì)，豐水年和枯水年有無(wú)此趨勢(shì)有待進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

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Study on Water Use Characteristics of Winter Wheat under Different Cropping Patterns

DONG Zhiqiang，Lü Lihua，YAO Haipo，ZHANG Jingting，CUI Yongzeng，ZHANG Lihua，LIANG Shuangbo，JIA Xiuling

(Institute of Cereal and Oil Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China，Ministry of Agriculture，Shijiazhuang 050035，China)

In order to explore the suitable water-saving cropping pattern of winter wheat with high or stable yield，the effects of different cropping patterns and irrigation methods on yield，water use efficiency，water consumption characteristics，surface soil moisture content，plant height，the maximum leaf area index and population changes were studied in 2015-2016. The experiment was set with straw mulching，micro-sprinkler irrigation (T1); the whole film casing dibble seeding，micro-sprinkler irrigation (T2); the whole film casing dibble seeding，drip irrigation (T3); the whole film casing dibble seeding，no irrigation，full fertilizer application (T4); no-till wide furrow sowing，micro-sprinkler irrigation (T5); micro-sprinkler irrigation(T6); border irrigation (T7); conventional planting，no irrigation，full fertilizer application(T8) and blank control，no irrigation，no fertilizer (T9) total nine treatments. The results showed that the yield of T2 treatment was highest，followed by T3 treatment，the two treatments compared with T6 treatment increased by 5.0% and 3.3%，respectively. The main reason for the high yield was high 1000-grain weight and grain number per spike，the 1000-grain weight of T2，T3 treatment compared with T6 treatment increased by 6.3% and 7.2%，respectively，and compared with T7 treatment increased by 13.1% and 14.1%，respectively; the grain number of T2，T3 treatment compared with T6 treatment increased by 11.5% and 10.2%，respectively，compared with the T7 treatment increased by 7.3% and 6.0%，respectively，the difference all reached significant level. The total water consumption of T1 and T5 compared with T6 treatment was decreased by 17.3% and 16.1%，respectively，and the soil water consumption reduced by 32.0% and 29.8%，respectively，the difference all reached significant level.No-till wide furrow sowing pattern significantly increased in topsoil (0-20 cm) soil moisture，and the whole film casing dibble seeding pattern significantly increased 21-60 cm soil water content in early stage of wheat growth. In this year′s climatic conditions，straw mulching planting pattern had cut yield trend，and the whole film casing dibble seeding pattern had increased yield trend.

Winter wheat; Cropping patterns; Irrigation method; Yield; Water consumption characteristics

2017-07-10

河北省財(cái)政項(xiàng)目(A2015060104；2015045083)；河北省渤海糧倉(cāng)科技示范工程

董志強(qiáng)(1981-)，男，河北正定人，助理研究員，碩士，主要從事小麥玉米微灌節(jié)水栽培技術(shù)研究。

梁雙波(1961-)，男，河北大名人，研究員，主要從事作物農(nóng)機(jī)農(nóng)藝一體化技術(shù)研究。 賈秀領(lǐng)(1964-)，女，河北正定人，研究員，博士，主要從事作物高產(chǎn)與資源高效利用研究。

S512.01

A

1000-7091(2017)04-0225-07

10.7668/hbnxb.2017.04.035