耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥產(chǎn)量形成的影響

李瑞雅，孫 敏，任愛(ài)霞，林 文，秦基偉，李 蕾，盧鵬飛，高志強(qiáng)

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801；2.省部共建黃土高原特色作物優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，山西 太谷 030801)

小麥?zhǔn)屈S土高原主要糧食作物之一，播種面積占全國(guó)麥田面積的45%，且主要是旱地小麥，其生產(chǎn)對(duì)保障黃土高原糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)意義重大。旱作麥區(qū)唯一的水分來(lái)源是自然降水，主要集中于休閑期7—9月，且蒸發(fā)量大，降水利用效率低，從而導(dǎo)致小麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)效益低。因此，如何將休閑期降水和生育期的有限降水蓄積于土壤而實(shí)現(xiàn)降水資源高效利用，一直是旱作栽培工作者的研究課題，其對(duì)我國(guó)旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。

耕作是旱作麥區(qū)蓄積休閑期自然降水的主要蓄水保墑措施[1]。休閑期深翻可打破旱地麥田犁底層，增加土壤集水與保墑能力，加快土壤滲水速率[2]，提升土壤貯備水平[3]，促進(jìn)形成冬前壯苗[4]，蓄積的水分可延續(xù)利用至孕穗期[5]，優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而增加產(chǎn)量[6]。旱地小麥采用休閑期耕作蓄水保墑技術(shù)的穩(wěn)產(chǎn)效果顯著，為進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素和提高產(chǎn)量，可通過(guò)結(jié)合適宜的播種方式實(shí)現(xiàn)。

20世紀(jì)70年代從日本引進(jìn)地膜覆蓋栽培技術(shù)，該技術(shù)可增加生育期土壤溫度，抑制雜草生長(zhǎng)，同時(shí)將生育期的有限降水充分蓄積，促進(jìn)拔節(jié)～開(kāi)花和開(kāi)花～成熟階段土壤耗水量的增加，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)量[7]。進(jìn)入21世紀(jì)，極端天氣(干旱、倒春寒、高溫)經(jīng)常出現(xiàn)，因此科學(xué)工作者研發(fā)了探墑溝播播種技術(shù)，該技術(shù)是采用旋耕、播種、施肥、鎮(zhèn)壓為一體的播種機(jī)械[8]，具有條帶旋耕、硬茬播種、精準(zhǔn)施肥、定向鎮(zhèn)壓、抗旱保墑、節(jié)省灌溉水等優(yōu)點(diǎn)，可提高旱地小麥播種質(zhì)量。董飛等[9]研究表明，探墑溝播利于麥田蓄水保墑，增加地表溫度，提高有效穗數(shù)和產(chǎn)量；趙杰等[10]研究表明，探墑溝播利于提高小麥生育期總耗水量，從而提高產(chǎn)量和水分利用效率；劉小麗等[11]研究表明，探墑溝播小麥功能葉片持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且灌漿高峰開(kāi)始早，增加了千粒重，從而提高產(chǎn)量。任愛(ài)霞等[12]研究表明，探墑溝播可提高旱地小麥產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量及其產(chǎn)量。地膜覆蓋、探墑溝播技術(shù)均已被作為主推技術(shù)在小麥生產(chǎn)中應(yīng)用。但地膜覆蓋增加了地膜投入、后期人工揭膜等費(fèi)用，還可能因揭膜不完全殘留于土壤造成環(huán)境污染[13-14]。目前，旱地小麥休閑期蓄水保墑結(jié)合不同播種方式的綜合研究較少，探墑溝播播種技術(shù)下土壤蓄水、用水規(guī)律鮮有報(bào)道。

因此，本研究于2015—2017年連續(xù)2 a在黃土高原東部山西晉南聞喜旱地小麥試驗(yàn)示范基地進(jìn)行旱地小麥不同耕作模式和播種方式試驗(yàn)，分析休閑期深翻與免耕兩種耕作模式下探墑溝播、膜際條播、常規(guī)條播3種播種方式對(duì)旱地小麥各生育時(shí)期土壤蓄水、耗水、產(chǎn)量形成和經(jīng)濟(jì)效益的影響，旨在明確休閑期蓄水保墑后探墑溝播技術(shù)的蓄水、用水增產(chǎn)機(jī)理，為小麥旱作栽培高效高產(chǎn)技術(shù)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2015—2017年在山西省聞喜旱地小麥試驗(yàn)示范基地(111°17′ E，35°20′ N)進(jìn)行。試驗(yàn)地位于黃土高原東部，屬于半干旱半濕潤(rùn)冬小麥種植區(qū)，海拔450～700 m，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年日照時(shí)數(shù)2 300 h，年均氣溫12℃～14℃，無(wú)霜期200 d，一年一熟，夏季為休閑期。水分來(lái)源為天然降水，無(wú)灌溉條件。2015年6月15日測(cè)定0～20 cm土壤肥力為：有機(jī)質(zhì)10.55 g·kg-1、全氮0.68 g·kg-1、堿解氮37.65 mg·kg-1、速效磷17.64 mg·kg-1；2016年6月10日測(cè)定0～20 cm土壤肥力為：有機(jī)質(zhì)10.62 g·kg-1、全氮0.68 g·kg-1、堿解氮38.22 mg·kg-1、速效磷15.28 mg·kg-1。2015—2017年試驗(yàn)點(diǎn)降水量見(jiàn)表1，2005—2015年平均降水量471.1 mm，2015—2016年降水量為386.8 mm，較2005—2015年休閑期降雨量減少204.7 mm，播種～越冬期降水量增加55.3 mm，開(kāi)花～成熟期降水量增加66.6 mm；2016—2017年降水量為406.3 mm，較2005—2015年休閑期降雨量減少134.0 mm，播種～越冬期降水量增加44.6 mm，越冬～拔節(jié)降水量增加38.6 mm。可見(jiàn)，兩年試驗(yàn)期都屬于降水較少年份[15]。

表1 2015—2017年全年降水量和10 a平均降水量及其分布/mm

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為晉麥92，由聞喜縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供。前茬小麥?zhǔn)斋@時(shí)留高茬(20～30 cm)。采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，以休閑期耕作方式為主區(qū)，分別為深翻(DP)和免耕(NT，休閑期不進(jìn)行耕作)兩個(gè)耕作方式；以播種方式為副區(qū)，設(shè)探墑溝播(FS)、膜際條播(FM)和常規(guī)條播(DS)3種播種方式，共6個(gè)處理，重復(fù)3次。其中，休閑期深翻處理是指分別于2015年7月20日、2016年7月24日進(jìn)行深翻，深度25～30 cm，同時(shí)將有機(jī)肥(1 500 kg·hm-2)和秸稈深埋還田；探墑溝播是選用帶有鋸齒圓盤(pán)開(kāi)溝器的播種機(jī)，一次完成滅茬、開(kāi)溝、起壟、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)。開(kāi)溝深度7～8 cm，起壟高度3～4 cm，秸稈殘?jiān)捅硗练蛛x于壟背上，化肥條施于溝底部中央，種子分別著床與溝底3～4 cm處、溝內(nèi)兩側(cè)的濕土中，形成寬行20～25 cm，窄行10～12 cm的寬窄行種植模式。膜際條播是選用起壟、覆膜、播種一次完成。膜厚度0.08 cm，壟寬40 cm，高10 cm，壟頂成圓弧形。地膜覆蓋在壟上，膜兩側(cè)覆土。壟間溝寬20 cm，壟和溝組成60 cm的帶；壟溝膜兩側(cè)種植小麥，因此田間有20 cm的窄行和40 cm 的寬行兩種行距。于開(kāi)花期后25 d左右(次年5月中旬)人工揭膜。常規(guī)條播為傳統(tǒng)種植方式，行距20 cm(圖1)。全部處理于8月25日淺旋、耙耱、平整土地，等待播種。10月1日播種，播前基施氮、磷、鉀肥，純氮為150 kg·hm-2，P2O5為150 kg·hm-2，K2O為150 kg·hm-2，基本苗為225·104株·hm-2，常規(guī)管理。

圖1 不同種植模式簡(jiǎn)易圖

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤蓄水量測(cè)定 于播種前、開(kāi)花期用土鉆取0～300 cm土樣(每20 cm為一土層)，樣品采集后立即裝入鋁盒，稱(chēng)鮮土質(zhì)量，105℃烘至恒重，計(jì)算土壤蓄水量[16]。

1.3.2 群體動(dòng)態(tài)測(cè)定 于旱地小麥三葉期，每小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的3行小麥為調(diào)查樣段，每樣段面積為0.667 m2，于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開(kāi)花期及成熟期調(diào)查樣段內(nèi)群體總莖數(shù)。

1.3.3 成熟期農(nóng)藝性狀測(cè)定 選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株10株，調(diào)查株高、葉面積、穗長(zhǎng)、單穗可孕小穗數(shù)及不可孕小穗數(shù)。

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成測(cè)定 于成熟期選取每個(gè)小區(qū)內(nèi)0.667 m2調(diào)查產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(穗數(shù)、每穗平均粒數(shù)及千粒重)。每個(gè)小區(qū)選擇20 m2收獲測(cè)產(chǎn)，按照國(guó)標(biāo)要求的含水量換算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 計(jì)算與統(tǒng)計(jì)方法

1.4.1 計(jì)算方法

SWSi=Wi×Di×Hi×10/100

(1)

式中，SWSi為第i土層土壤蓄水量(mm)；Wi為第i土層土壤質(zhì)量含水量(%)；Di為第i土層土壤容重(g·cm-3)；Hi為第i土層厚度(cm)[18]。

(2)

式中，WSE為土壤蓄水效率；D為耕作前至播種前0～300 cm增加的蓄水量(mm)；R為耕作前至播前降水量(mm)。

ΔW=W1-W2

(3)

式中，ΔW為各生育階段土壤貯水減少量(mm)；W1和W2分別為旱地小麥生育階段初和階段末的土壤蓄水量。

TWE=ΔW+P+K

(4)

式中，TWE為生育期總耗水量(mm)；P為有效降水量(mm)，K為地下水補(bǔ)給量(mm)。本試驗(yàn)地下水埋深在5 m以下，故K值可忽略不計(jì)。

莖蘗成穗率=成熟期穗數(shù)/分蘗盛期莖數(shù)×100%

(5)

總收入(元·hm-2)=籽粒產(chǎn)量(kg·hm-2)×市場(chǎng)價(jià)值(元·kg-1)

(6)

經(jīng)濟(jì)效益(元·hm-2)=總收入-總投入

(7)

試驗(yàn)?zāi)攴?015—2017年的旱地小麥?zhǔn)袌?chǎng)價(jià)值為2.4元·kg-1。

1.4.2 統(tǒng)計(jì)方法 試驗(yàn)采用Microsoft Excel 2010處理數(shù)據(jù)，采用Origin 8.5軟件進(jìn)行作圖，采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)用LSD法，顯著性水平設(shè)定為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥土壤蓄水的影響

2.1.1 休閑期降水的土壤蓄水效率 兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，休閑期深翻較免耕均顯著增加旱地小麥休閑期0～300 cm土壤蓄水量、播前0～300 cm土壤蓄水量，增幅分別達(dá)37.10～49.04、32.06～46.20 mm，顯著提高休閑期土壤蓄水效率43%～258%，尤其是2015—2016年度(表2)?？梢?jiàn)，旱地小麥休閑期深翻有利于蓄積休閑期降水，提高土壤蓄水效率，改善播前底墑。

表2 耕作模式對(duì)休閑期0～300 cm土壤蓄水效率的影響/mm

2.1.2 各生育時(shí)期土壤蓄水量 兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，休閑期深翻較免耕均顯著提高旱地小麥各生育時(shí)期0～300 cm土壤蓄水量(表3)。無(wú)論休閑期深翻與否，探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播可提高旱地小麥越冬期0～300 cm土壤蓄水量，降低成熟期0～300 cm土壤蓄水量，且探墑溝播高于膜際條播；2015—2016年，探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播降低拔節(jié)期至開(kāi)花期0～300 cm土壤蓄水量，2016—2017年，探墑溝播較常規(guī)條播顯著提高拔節(jié)期0～300 cm土壤蓄水量；降低了深翻條件下開(kāi)花期0～300 cm土壤蓄水量，提高了免耕條件下0～300 cm開(kāi)花期土壤蓄水量，但差異均不顯著?？梢?jiàn)，休閑期深翻有利于蓄積水分的延續(xù)利用，且生育期采用探墑溝播更利于生育前期水分的蓄存。

表3 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥各生育時(shí)期土壤蓄水量的影響/mm

2.2 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥各生育階段土壤耗水量及耗水占比的影響

兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，休閑期深翻較對(duì)照均顯著提高旱地小麥播前～拔節(jié)期、拔節(jié)～開(kāi)花期、開(kāi)花～成熟期0～300 cm土壤耗水量，分別達(dá)2.89～19.32、5.00～12.30、4.91～25.60 mm(表4)，從而顯著提高總耗水量。2015—2016年，探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播顯著提高了旱地小麥播前～拔節(jié)期土壤耗水量，提高了拔節(jié)～開(kāi)花期土壤耗水量，探墑溝播較常規(guī)條播提高了休閑期深翻條件下開(kāi)花～成熟期土壤耗水量及其比例，而膜際條播較常規(guī)條播降低了開(kāi)花～成熟期土壤耗水量及其比例。探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播顯著提高生育期總耗水量，且膜際條播高于探墑溝播。2016—2017年，探墑溝播較常規(guī)條播降低了旱地小麥播前～拔節(jié)期土壤耗水量及其所占比例，提高了拔節(jié)～開(kāi)花、開(kāi)花～成熟階段土壤耗水量及其所占比例。膜際條播較常規(guī)條播提高了旱地小麥播前～拔節(jié)、拔節(jié)～開(kāi)花階段土壤耗水量及所占比例，且播前～拔節(jié)期處理間差異顯著；降低了開(kāi)花～成熟階段土壤耗水量及其所占比例；休閑期深翻條件下，探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播顯著提高生育期總耗水量，且探墑溝播顯著低于膜際條播?？梢?jiàn)，旱地小麥休閑期深翻后探墑溝播處理有利于減少前、中期耗水比例，增加后期耗水比例。

表4 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥各生育階段耗水量及其所占比例的影響

2.3 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥產(chǎn)量形成的影響

2.3.1 群體總莖數(shù)和莖蘗成穗率 兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，隨生育進(jìn)程的推移，旱地小麥群體總莖數(shù)呈“低-高-低”的趨勢(shì)，且拔節(jié)期達(dá)峰值(圖2)。休閑期深翻較免耕顯著提高小麥莖蘗成穗率(圖3)，提高各生育時(shí)期小麥群體總莖數(shù)。探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播顯著提高旱地小麥莖蘗成穗率，且探墑溝播高于膜際條播；膜際條播較探墑溝播、常規(guī)條播提高各生育時(shí)期小麥群體總莖數(shù)，且探墑溝播與膜際條播孕穗期、開(kāi)花期小麥群體總莖數(shù)差異不顯著?？梢?jiàn)，休閑期深翻后采用探墑溝播利于提高莖蘗成穗率，為穗數(shù)提高奠定了基礎(chǔ)。

注：BS：孕穗期。不同小寫(xiě)字母表示各生育時(shí)期處理間差異顯著(P<0.05)。

注：不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.3.2 穗部性狀 兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，休閑期深翻較免耕均提高了旱地小麥的成熟期穗長(zhǎng)、可孕小穗數(shù)，增幅分別達(dá)9.44 cm、19.00個(gè)，降低了不可孕小穗數(shù)(圖4)。探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播均顯著提高了成熟期穗長(zhǎng)和可孕小穗數(shù)，膜際條播高于探墑溝播。而不可孕小穗數(shù)以探墑溝播顯著最低?？梢?jiàn)，休閑期深翻能促進(jìn)穗部生長(zhǎng)，采用探墑溝播技術(shù)更有利于增加穗長(zhǎng)、降低不可孕小穗數(shù)，為成熟期穗粒數(shù)的提高奠定基礎(chǔ)。

圖4 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥成熟期農(nóng)藝性狀的影響

2.4 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響

兩試驗(yàn)?zāi)甓乳g，休閑期深翻較免耕提高了旱地小麥穗數(shù)3.32%～7.22%、穗粒數(shù)3.67%～6.53%、千粒重1.11%～3.61%和產(chǎn)量10.23%～13.16%，且穗數(shù)和產(chǎn)量均達(dá)顯著水平；顯著提高了收獲指數(shù)(表5)。探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播均顯著提高了旱地小麥穗數(shù)，達(dá)5.28%～15.75%，膜際條播顯著高于探墑溝播；顯著提高了穗粒數(shù)和產(chǎn)量，分別達(dá)1.51%～11.25%、12.45%～25.98%。探墑溝播較常規(guī)條播顯著增加了千粒重，而膜際條播較常規(guī)條播顯著降低了千粒重。最終，探墑溝播和膜際條播較常規(guī)條播的收獲指數(shù)在休閑期深翻條件下無(wú)顯著變化，免耕條件下顯著提高，但探墑溝播和膜際條播間無(wú)顯著差異。可見(jiàn)，休閑期深翻后采用探墑溝播可通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)量三要素實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

表5 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響

2.5 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥階段耗水量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性分析

耕作模式結(jié)合播種方式下，播種～拔節(jié)階段土壤耗水量與穗數(shù)、拔節(jié)～開(kāi)花階段土壤耗水量與穗粒數(shù)、開(kāi)花～成熟階段土壤耗水量與千粒重均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而開(kāi)花～成熟階段土壤耗水量還與不可孕小穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖5)?？梢?jiàn)，旱地小麥前期土壤耗水顯著影響著穗數(shù)，中期耗水顯著影響著穗粒數(shù)，后期耗水顯著影響著千粒重。

注：圖中氣泡與圖例顏色相對(duì)應(yīng)，-0.8≥R>-1或1>R≥0.8表示顯著相關(guān)關(guān)系。氣泡大小與相關(guān)性成正比。X1：穗長(zhǎng)；X2：可孕小穗數(shù)；X3：不可孕小穗數(shù)；X4：穗數(shù)；X5：穗粒數(shù)；X6：千粒重；X7：產(chǎn)量

2.6 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

休閑期深翻較免耕增加總投入750元·hm-2、總收入837.94～1 402.86元·hm-2，提高經(jīng)濟(jì)效益21.02～352.84元·hm2(表6)。膜際條播較探墑溝播和常規(guī)條播可增加總投入900～1 200元·hm-2、總收入363.79～2 039.18元·hm-2，而經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為膜際條播顯著高于常規(guī)條播，但顯著低于探墑溝播，達(dá)621.91～754.06元·hm-2?？梢?jiàn)，休閑期深翻后采用探墑溝播由于減少了旋耕、地膜及花后回收地膜費(fèi)用，更利于提升經(jīng)濟(jì)效益、降低環(huán)境污染。

表6 耕作模式和播種方式對(duì)旱地小麥經(jīng)濟(jì)效益的影響/(Yuan·hm-2)

3 討 論

3.1 休閑期深翻與探墑溝播對(duì)旱地小麥各生育期土壤蓄水量的影響

雨養(yǎng)條件下，提高土壤蓄水能力并延續(xù)利用水分至后期是作物穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的有效途徑，其中耕作因可改變土壤的物理性狀，如孔隙度、容重、田間持水量等而成為蓄水保墑的常用措施。在黃土高原東部，旱地麥田休閑期深翻可提高播前0～300 cm土壤底墑，尤其欠水年增加63～91 mm，蓄水效率提高147%～205%[17]。本文研究結(jié)果與前人結(jié)果一致，休閑期深翻提高2015—2016年(休閑期降水量94.7 mm)蓄水效率224.40%～258.22%、2016—2017年(休閑期降水量165.4 mm)45.51%～48.36%，從而提高底墑37～46 mm。

播種方式對(duì)土壤水分蓄保的影響表現(xiàn)為：地膜覆蓋在作物生育前期可以改善土壤水溫條件，在后期則會(huì)導(dǎo)致土壤水分狀況惡化，影響產(chǎn)量的形成和水分利用[18]；探墑溝播可提高100～200 cm土壤蓄水量，且溝播對(duì)土壤蓄水量的高低受生育期降雨量影響較大[19]。本團(tuán)隊(duì)前期研究表明，旱地麥田休閑期深翻后采用地膜覆蓋，蓄水保墑效果可延續(xù)至孕穗期[20]，本次研究結(jié)果除地膜覆蓋蓄水保墑效果外還表明，休閑期深翻后采用探墑溝播蓄水保墑效果可延續(xù)至拔節(jié)期，這與降水時(shí)間分布有關(guān)，兩年度降水均在拔節(jié)前(2015—2016年度休閑期、播種～越冬期、越冬～拔節(jié)期分別為94.7、101.2、11.0 mm，2016—2017年度休閑期、播種～越冬期、越冬～拔節(jié)期分別為165.4、95.5、66.8 mm)。說(shuō)明不論膜際條播還是探墑溝播，生長(zhǎng)期間的降水量顯著影響著蓄水保墑效果。

3.2 休閑期深翻與探墑溝播對(duì)旱地小麥土壤耗水的影響

不同生育階段土壤耗水量均會(huì)影響不同時(shí)期作物的生長(zhǎng)，只有有效促進(jìn)降水-土壤蓄水-作物的良性循環(huán)，滿(mǎn)足作物對(duì)水分的需求，才能優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)[21]。有研究表明，休閑期深翻可提高旱地小麥生育期總耗水量[22]，主要表現(xiàn)為減少了生育前期耗水，增加了生育中、后期耗水[23-24]。探墑溝播可增加旱地小麥生育期總耗水量，主要是增加了生育中、后期土壤耗水，優(yōu)化了穗數(shù)及穗粒數(shù)，從而增產(chǎn)16%～19%[25-26]。本研究結(jié)果表明，旱地麥田休閑期深翻后，探墑溝播、膜際條播較常規(guī)條播均可提高生育前期和中后期耗水量，但探墑溝播則降低了生育前、中期耗水比例，顯著增加了后期耗水比例?？梢?jiàn)，旱地麥田休閑期深翻蓄水保墑的同時(shí)采用探墑溝播播種的土壤水分消耗規(guī)律與僅休閑期深翻或探墑溝播的耗水規(guī)律有一定差異，主要表現(xiàn)在中期耗水比例降低，說(shuō)明旱地麥田整個(gè)生育期采用蓄水保墑技術(shù)，更利于將前期和中期的水分保存下來(lái)供給后期利用，能抵御后期干旱、保證千粒重。

3.3 休閑期深翻與探墑溝播對(duì)旱地小麥產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

群體莖蘗構(gòu)成及其動(dòng)態(tài)是反映小麥群體質(zhì)量的最重要指標(biāo)，掌握群體莖蘗結(jié)構(gòu)變化有助于有效地調(diào)控群體生長(zhǎng)[27]。在常規(guī)條播條件下，過(guò)高的基本苗數(shù)導(dǎo)致單株?duì)I養(yǎng)面積降低，部分植株因生長(zhǎng)不良而遭淘汰，單位面積成穗數(shù)并不能顯著增加[28]。趙紅梅等[29]研究表明，休閑期深翻使旱地麥田蓄保的降水可應(yīng)用到抽穗期，從而增加群體總莖數(shù)，促進(jìn)有效分蘗形成，提高成穗率。譚培珍等[30]、薛遠(yuǎn)賽等[31]研究表明，溝播小麥可充分利用土壤水分，利于形成冬前壯苗，抑制無(wú)效分蘗，群體動(dòng)態(tài)變化平穩(wěn)，從而通過(guò)增加穗數(shù)提高產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，探墑溝播較膜際條播、常規(guī)條播有利于旱地小麥群體總莖數(shù)的穩(wěn)定，減少生育前期無(wú)效分蘗，提高莖蘗成穗率，為穗數(shù)的提高奠定基礎(chǔ)。這與前人研究結(jié)果基本一致。此外，本文研究結(jié)果還表明，休閑期深翻能促進(jìn)穗部生長(zhǎng)，采用探墑溝播更有利于增加穗長(zhǎng)、降低不可孕小穗數(shù)。最終顯著提高旱地小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)達(dá)5%～15%、2%～11%，顯著增加千粒重，優(yōu)化了產(chǎn)量三要素，增產(chǎn)12%～16%。相關(guān)性分析還表明，旱地麥田前、中、后期土壤耗水分別顯著影響著成熟期的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，說(shuō)明整個(gè)生育期的耗水規(guī)律決定著旱地小麥產(chǎn)量三要素的高低，從而決定產(chǎn)量水平。

綠色、高效生產(chǎn)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的宗旨。本研究中，膜際條播雖然總收入為最高，但因旋耕、地膜費(fèi)用及開(kāi)花后地膜回收費(fèi)，使成本增加1 050元·kg-2，而探墑溝播雖產(chǎn)量較低，但因成本較低，且地膜覆蓋產(chǎn)量的增加無(wú)法抵消覆膜產(chǎn)生的額外花費(fèi)，最終較探墑溝播經(jīng)濟(jì)效益降低626.81～861.91元·hm-2。這與毛安然等[32]研究結(jié)果一致。另外，殘膜遺留在土壤中會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)的改變，使?jié)B水性下降，從而阻礙根系發(fā)育，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[33-34]。因此，旱地麥田采用探墑溝播種植方式，是產(chǎn)量保持一定水平、經(jīng)濟(jì)效益有所提升的綠色高效生產(chǎn)栽培技術(shù)措施。

4 結(jié) 論

1)通過(guò)2 a田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，降水較少年份，旱地麥田休閑期深翻可蓄積休閑期降水，且采用探墑溝播可高效合理利用土壤水分，減少生育前期土壤耗水，增加中后期土壤耗水。

2)休閑期深翻采用探墑溝播提高莖蘗成穗率，利于可孕小穗數(shù)的形成，最終優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成，提升產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。且該技術(shù)可減少環(huán)境污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。