不同種植模式對冬小麥產(chǎn)量及水分利用特性的影響

董志強(qiáng)，呂麗華，崔永增，申海平，張經(jīng)廷，姚艷榮，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)觀測實(shí)驗(yàn)站，河北石家莊 050035)

不同種植模式對冬小麥產(chǎn)量及水分利用特性的影響

董志強(qiáng)，呂麗華，崔永增，申海平，張經(jīng)廷，姚艷榮，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)觀測實(shí)驗(yàn)站，河北石家莊 050035)

為探討適宜河北山前平原高產(chǎn)限水區(qū)冬小麥節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)的種植模式，于2014-2015年研究了不同種植模式對最大葉面積指數(shù)、群體變化、表層土壤水分含量、耗水特性、產(chǎn)量及水分利用效率的影響。試驗(yàn)設(shè)秸稈覆蓋(微噴灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、壟上覆膜(膜側(cè)條播，淋灌)、免耕溝播(每溝淋灌)、免耕溝播(隔溝淋灌)、微噴灌對照、畦灌對照共7個處理，畦灌對照灌水量為150 mm(越冬水和拔節(jié)水各75 mm)，各微灌處理灌水量均為30 mm(拔節(jié)水)。結(jié)果表明，秸稈覆蓋處理較微噴灌對照增產(chǎn)2.1%，差異不顯著，水分利用效率二者相同；秸稈覆蓋處理冬前、返青期、拔節(jié)期表層土壤水分含量均高于微噴灌對照。秸稈覆蓋處理、微噴灌對照較畦灌對照分別減產(chǎn)0.6%和2.6%，差異不顯著，而水分利用效率同為31.7 kg·hm-2·mm-1，較畦灌對照增加32.1%，差異極顯著。秸稈覆蓋處理成穗率顯著高于微噴灌對照，微噴灌對照成穗率顯著高于畦灌對照；秸稈覆蓋處理冬前0～20 cm土層含水量較微噴灌對照、畦灌對照分別增加6.36%和5.92%，差異均顯著。秸稈覆蓋處理下冬小麥生育期土壤水消耗量略低于膜側(cè)條播處理，而高于其他微灌處理，說明秸稈覆蓋模式在降水量偏少的年份有利于冬小麥利用0～2 m土壤貯水。

種植模式；冬小麥；籽粒產(chǎn)量；水分利用效率；耗水特性

河北山前平原地區(qū)冬小麥生育期間一般年份降水量為110 mm左右[1]，而耗水量約為450 mm[2-3]，進(jìn)行補(bǔ)充灌溉成為該地區(qū)冬小麥獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。長期以來，生產(chǎn)中采用地面大水漫灌方式補(bǔ)充灌水，水資源浪費(fèi)較大，整個華北平原缺水現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此，如何合理高效地利用自然降水和有限的地下水資源，提高水分生產(chǎn)效率是目前冬小麥生產(chǎn)中需要迫切解決的難題[4]。農(nóng)田節(jié)水調(diào)控主要目的是通過科學(xué)的灌水方式和各種農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的實(shí)施，減少作物棵間土壤蒸發(fā)的無效耗水[5]。與傳統(tǒng)地面灌溉相比，微灌能有效控制灌水定額，改善田間生態(tài)環(huán)境，提高灌水分布均勻系數(shù)、籽粒產(chǎn)量和水分利用效率[6-8]。農(nóng)田覆蓋保墑技術(shù)作為非工程節(jié)水的重要措施之一，近年來備受關(guān)注[9]。地膜覆蓋和秸稈覆蓋是提高灌溉水利用效率的有效措施[10-11]，具有減少土壤蒸發(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、抑制雜草生長等作用[12-17]。方日堯等[18]研究表明，冬小麥在生長期采用滲水地膜、秸稈、常規(guī)地膜覆蓋技術(shù)均有顯著增產(chǎn)效果。河北山前平原農(nóng)區(qū)玉米秸稈的利用途徑主要是秸稈還田，即冬小麥播種時隨深耕或旋耕翻壓至耕層，其保墑效應(yīng)明顯低于秸稈覆蓋。前人對小麥微灌技術(shù)和覆蓋免耕措施節(jié)水方面的研究大多是分開進(jìn)行的[19-33]，把二者相結(jié)合的研究報(bào)道甚少。本試驗(yàn)把微灌技術(shù)和農(nóng)藝措施(覆蓋、免耕)結(jié)合起來，研究了7種不同種植模式對冬小麥生長發(fā)育、籽粒產(chǎn)量及水分利用的影響，以期為農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)在冬小麥生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014-2015年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所藁城堤上試驗(yàn)站(37.56°N，114.43°E，海拔51.2 m)進(jìn)行。試驗(yàn)地耕層(0～20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)含量為11.60 g·kg-1，全氮含量為0.83 g·kg-1，全磷含量為1.85 g·kg-1，堿解氮含量為75.0 mg·kg-1，速效磷含量為32.1 mg·kg-1，速效鉀含量為106.9 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7種種植模式：C1，秸稈覆蓋(秸稈粉碎后長為3～5 cm收集起來，小麥播種后均勻撒于地表，秸稈覆蓋量為4 500 kg·hm-2)，微噴帶灌溉(以下簡稱微噴灌)；C2，全膜覆土穴播，不灌水；C3，壟上覆膜，膜側(cè)條播，淋灌；C4，免耕溝播，淋灌，每溝均灌水；C5，免耕溝播，淋灌，隔溝灌水；C6，微噴灌對照；C7，畦灌對照。微噴帶上并列斜5孔，孔徑0.8 mm，帶寬40 mm，噴射角范圍45°～70°，微噴帶鋪設(shè)間距1.8 m；畦灌對照采用PE軟管灌溉，即每個小區(qū)用兩根直徑為63 mm的軟管(軟管間距2.5 m)輸送至小區(qū)中部。淋灌模式采用容積為300 L的機(jī)動噴藥機(jī)灌溉，去掉噴槍頭，用軟管將水引至溝內(nèi)，人工手持軟管來回移動，噴藥機(jī)中的水快用完時，及時用軟管從出水井口往其加水)。

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)4次，小區(qū)采用完全隨機(jī)排列，小區(qū)面積6.5 m×5.6 m，處理間設(shè)1 m隔離區(qū)。其中C1、C6和C7處理等行距播種，行距15 cm；C2處理行距、穴距均為15 cm(每穴7～8粒種子)；C3處理壟寬30 cm，溝寬30 cm，溝內(nèi)播種3行小麥，平均行距20 cm；C4、C5處理平均行距15 cm。小麥品種為冀麥585，2014年10月16日播種，C2、C3處理播量為330萬·hm-2，其他處理播量均為450萬·hm-2，2015年6月10日收獲。夏玉米收獲后、冬小麥播種前，底施史丹利復(fù)合肥675 kg·hm-2(含純N 23%、P2O520%、K2O 8%)，拔節(jié)期追施尿素(含純N 46%)225 kg·hm-2。C7處理冬小麥生育期灌水量為150 mm(越冬水和拔節(jié)水各灌75 mm)，其他微灌處理灌水量均為30 mm(拔節(jié)水)。前茬玉米季降水量為246 mm，本年度冬小麥生長期內(nèi)總降水量為95.7 mm，其中播種至越冬前7.5 mm，返青至拔節(jié)期16.5 mm，拔節(jié)至開花期66.1 mm，開花至成熟期5.6 mm，其他管理采用常規(guī)方法。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 耗水量和水分利用效率的測定

小麥播種前及成熟期用CNC503B型中子土壤水分儀測定0～200 cm土層土壤水分含量，根據(jù)SPAC理論用農(nóng)田水分平衡法[34]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為該時段降水量(mm)；U為地下水通過毛管作用上移補(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)。試驗(yàn)地地勢平坦，地下水埋深5 m以下，降水入滲深度不超過2 m，因此U、R、F均為0 mm；本試驗(yàn)以20 cm為一個土層。水分利用效率計(jì)算公式：WUE=Y/ETa，式中WUE為產(chǎn)量水分利用效率；Y為籽粒產(chǎn)量(kg·hm-2)[35]。

1.3.2 小麥群體和籽粒產(chǎn)量的測定

小麥出苗后選取長勢一致、有代表性的1 m2行區(qū)或3行定點(diǎn)，分別在出苗后、冬前、起身末期和成熟期調(diào)查定點(diǎn)區(qū)域小麥群體；成熟后，從每小區(qū)隨機(jī)收割3個1.2 m2小麥植株，脫粒后曬干稱重并測定籽粒含水量，換算為13%水分時的產(chǎn)量，并折合成每公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)和作圖，采用DPS 7.05軟件統(tǒng)計(jì)分析，用LSD(α=0.05)法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植模式對小麥株高和最大葉面積指數(shù)(LAI)的影響

C2處理小麥株高在返青期和拔節(jié)期均顯著高于其他處理(表1)，返青期較其他處理增加24.2%～61.2%，拔節(jié)期增加13.0%～31.2%，成熟期株高略高于C7處理，差異不顯著，除C7處理外顯著高于其他處理，較其他處理增加3.4%～5.2%，表明全膜覆土穴播種植模式能顯著增加小麥株高，生育前期效果好于后期。C4、C5處理返青期小麥株高顯著高于C1、C3、C6、C7處理，而拔節(jié)期則顯著低于上述4個處理，表明在氣溫較低的情況下，免耕溝播模式能明顯促進(jìn)小麥植株生長，在氣溫升高后該模式植株生長較其他模式緩慢。這可能是由地溫不同造成的。C7處理成熟期小麥株高顯著高于其他微灌處理，不同微灌處理間均無顯著差異。

表1 不同處理下小麥的株高及最大葉面積指數(shù)

Table 1 Plant height and maximum leaf area index of wheat under different treatments

處理Treatment最大葉面積指數(shù)MaximumLAI株高 Plantheight/cm返青期Re-greeningstage拔節(jié)期Jointingstage成熟期MaturestageC16.58b12.5de41.7b80.5bC26.52b19.5a50.5a83.2aC36.26c14.1c44.7b79.1bC46.05c15.5b38.8d79.4bC56.13c15.7b38.5d79.1bC66.76b12.1e41.2c79.6bC77.17a12.8d40.9c83.1a

葉面積指數(shù)測定日期為2015年4月30日。同列數(shù)據(jù)后字母不同表示處理間在0.05水平上差異顯著。下表同。

The measurement date of leaf area index was on April 30, 2015. Different letters in the same column indicate the significant differences among the treatments at 0.05 level. The same as in the following tables.

孕穗期小麥LAI達(dá)到最大。最大LAI表現(xiàn)為C7>C6>C1>C2>C3>C5>C4，C7處理與其他處理差異均顯著，較其他處理增加6.1%～18.5%；C6處理較C3、C5、C4處理分別增加8.0%、10.3%、11.7%，差異均顯著；C1處理較C3、C5、C4處理分別增加5.1%、7.3%、8.8%，差異均顯著。

2.2 種植模式對小麥群體的影響

小麥成穗率表現(xiàn)為C3>C4>C5>C1>C2>C6>C7，冬前分蘗和拔節(jié)期分蘗期的變化趨勢與成穗率相反，即冬前群體和拔節(jié)期群體越大，成穗率越低(表2)。其中C3、C4、C5處理成穗率顯著高于灌水量相同的C1和C6處理，原因是這三個處理小麥拔節(jié)期群體較小，田間通風(fēng)透光性好，有利于長勢較弱的分蘗成穗。C7處理成穗率在所有處理中最低，較其他處理減少6.5%～23.4%，原因是小麥拔節(jié)期C7處理進(jìn)行了充分灌溉，進(jìn)而導(dǎo)致群體過大，田間植株長勢郁閉，不利于弱小分蘗成穗。同是微噴灌模式，C1處理的成穗率顯著高于C6處理，其冬前分蘗、拔節(jié)分蘗在所有處理中排第二、三位，說明秸稈覆蓋+微噴灌模式下小麥不同生育時期群體均較合理，為其高產(chǎn)奠定了一定基礎(chǔ)。

2.3 種植模式對土壤含水量的影響

由圖1可見，在小麥播種時土壤墑情相同情況下，冬前C1、C2和C4處理表層土壤含水量顯著高于C6處理，較C6處理分別增加7.4%、7.4%和7.2%，表明這3種種植模式可明顯增加麥田冬前表層土壤水分，為麥苗安全越冬提供一定的保障。由于C7處理灌溉了越冬水，而其他微灌處理均未灌溉，故其返青期表層土壤含水量較C1、C3、C6處理分別增加18.6%、17.9%和24.8%，差異均顯著；C7處理較C4、C5處理分別增加8.6%和6.5%，差異均不顯著。C2處理返青期表層土壤含水量較C7處理減少1.6%，差異不顯著，而顯著高于C1、C3、C6處理。小麥拔節(jié)期C2處理表層土壤含水量較C7處理增加4.0%，差異不顯著，但顯著高于C1、C5、C6處理，較C1、C5、C6處理分別增加14.2%、12.4%和13.7%。以上結(jié)果表明，全膜覆土穴播模式可有效地抑制小麥生育前期棵間表層土壤水分的無效蒸發(fā)，進(jìn)而顯著增加返青至拔節(jié)期麥田表層土壤水分。

2.4 種植模式對小麥耗水組成及其占總耗水量比例的影響

由于C7處理(畦灌對照)采用大水漫灌方式，故其小麥生育期總耗水量最高，顯著高于其他6個微灌處理，較其他處理增加31.4%～40.8%(表3)；C7處理的土壤水消耗量最少，顯著低于C1、C3處理，較C1、C3處理分別減少13.5%和13.9%；土壤水消耗量占總耗水量的比例較其他處理減少17.2%～20.5%。C2處理由于小麥生育期未澆水，其總耗水量顯著低于其他處理，較其他處理減少10.1%～36.5%；土壤水消耗量略高于C4、C7處理，而低于其他處理，表明全膜覆土穴播模式具有較大的節(jié)水潛力。C4、C5處理同為免耕溝播模式，C5處理土壤水消耗量較C4處理增加8.6%，而產(chǎn)量較C4處理減少2.5%，表明免耕溝播+每溝均灌水模式較佳。C1處理土壤水消耗量略低于C3處理，而高于其他微灌處理，說明秸稈覆蓋+微噴灌模式在降水量偏少的年份較其他種植模式有利于冬小麥利用0～2 m的土壤貯水。

表2 不同生育期小麥群體的變化

Table 2 Changes of wheat population at different growth stages

處理Treatment群體數(shù)量Populationsize/(×104·hm-2)基本苗Basicseedling冬前分蘗Tilleringbeforewinter拔節(jié)分蘗Jointingtiller成穗率Spikerate/%C1460a1413a1830b42.9bC2209c1010c1365c40.9cC3332b1106b1275d49.1aC4449a1364a1470c48.6aC5446a1352a1425c47.5aC6457a1389a1905b40.2cC7452a1431a2150a37.6d

澆越冬水、拔節(jié)水時間分別為2014年11月21日和2015年4月7日；圖柱上不同字母表示處理間在0.05水平上差異顯著。

Pre-wintering and jointing irrigation time were November 21, 2014 and April 7, 2015；Bars superscripted by different letters are significantly different at the 0.05 probability level among treatments.

圖1 不同處理0～20 cm土層土壤含水量的變化

Fig.1 Changes of 0-20 cm soil water content under different treatments

表3 不同處理耗水組成及其占總耗水量的比例

Table 3 Water consumption composition and its proportion to total water consumption under different treatments

處理Treatment總耗水量Totalwaterconsumptionamount/mm土壤水 Soilwater消耗量Consumptionamount/mm比例Proportion/%灌溉水 Irrigation灌溉量Irrigationamount/mm比例Proportion/%降水 Precipitation降水量Precipitation/mm比例Proportion/%C1297b171ab57.63010.19632.3C2250d154c61.600.09638.4C3300b174a58.13010.09631.9C4278c152c54.83010.89634.4C5290c164bc56.63010.39633.1C6290bc165abc56.73010.39633.0C7394a148c37.615038.19624.3

2.5 種植模式對小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率的影響

由表4可見 ，C7處理冬小麥籽粒產(chǎn)量最高，其次為C1、C6處理，C7處理較C1、C6處理分別增產(chǎn)0.6%和2.7%，差異均不顯著，三個處理均顯著高于C2、C3、C4、C5處理，成穗數(shù)較多是其高產(chǎn)的主要原因。C2處理產(chǎn)量最低，顯著低于除C5處理外的其他處理，成穗數(shù)偏少是其產(chǎn)量低的主要原因。成穗數(shù)的變化趨勢和籽粒產(chǎn)量基本相同，C7、 C1、 C6處理顯著高于其他處理，除C3處理外穗數(shù)越高，產(chǎn)量就越高。穗粒數(shù)表現(xiàn)為C3>C2>C6>C1>C5>C7>C4，其中C3處理略高于C2處理，二者均顯著高于其他處理。千粒重表現(xiàn)為C3>C2>C7>C6>C1= C5>C4，C3處理較C2處理增加0.5%，差異不顯著，二者均顯著高于其他處理。C3處理的穗數(shù)高于C2處理，而低于其他所有處理，但其穗粒數(shù)和千粒重均最高，故其產(chǎn)量高于C3、C4處理。C1、C6處理水分利用效率相同，均為所有處理中最大值，其次為C2處理。C1處理水分利用效率顯著高于灌水總量相同的C3、C4、C5處理，較C3、C4、C5處理分別增加8.9%、8.9%和10.5%；C7處理水分利用效率最低，較其他處理降低16.4%～24.3%，差異均達(dá)顯著水平。在所有處理中C1處理水分利用效率第一，產(chǎn)量第二，即在灌水量很小的情況下(30 mm)可獲得較高籽粒產(chǎn)量，故初步確定秸稈覆蓋+微噴灌模式可作為適宜河北山前平原高產(chǎn)限水區(qū)冬小麥節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)的種植模式。

表4 不同種植模式下小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率的變化

Table 4 Changes in wheat grain yield, yield components and water use efficiency under different cropping patterns

處理Treatment穗數(shù)Earnumber/(×104·hm-2)穗粒數(shù)Grainnumberperspike千粒重1000-grainweight/g籽粒產(chǎn)量Grainyield/(kg·hm-2)WUE/(kg·hm-2·mm-1)C1784a29.3bc41.5bc9381a31.7aC2558d32.4a43.4a7836d31.4aC3626c32.5a43.6a8736b29.1bC4714b28.2c41.2c8288c29.1bC5676b28.9c41.5bc8085cd28.7bC6766a30.4b42.0b9192a31.7aC7806a28.8c42.1b9438a24.0d

3 討 論

已有研究表明，秸稈覆蓋處理能減少冬小麥生育前期的土壤水分消耗，增加冬小麥生育后期的階段耗水量，使覆蓋與不覆蓋處理總耗水量差異不大[19]。在一年兩熟灌溉區(qū)，秸稈覆蓋對冬小麥產(chǎn)量影響的研究結(jié)果不盡一致。方文松等[20]在河南鄭州的研究表明，秸稈覆蓋可使冬小麥增產(chǎn)8.08%～10.71%。朱自璽等[21]指出秸稈覆蓋可改變作物的耗水規(guī)律，在作物生長前期抑制土壤蒸發(fā)，生長后期增加植株蒸騰，促進(jìn)干物質(zhì)積累，保證作物生育后期需水，有利于提高作物產(chǎn)量和水分利用效率。伊德里薩等[22]研究表明，充分灌溉、輕度水分脅迫和重度水分脅迫條件下，秸稈覆蓋均使冬小麥產(chǎn)量增加，與無秸稈覆蓋相比分別增加0.98%、16.42%和24.32%。而陳素英等[23-25]在河北欒城實(shí)驗(yàn)站的多年研究結(jié)果顯示，秸稈覆蓋處理有效地抑制了土壤蒸發(fā)，冬小麥生育期內(nèi)覆蓋處理的土壤蒸發(fā)平均比對照減少了30.7%，秸稈覆蓋處理春季的低溫效應(yīng)導(dǎo)致冬小麥生育期推遲3～7 d，加上后期的干熱風(fēng)，造成冬小麥非正常成熟，引起減產(chǎn)，4 年平均減產(chǎn)7%左右。汪丙國等[36]在河北冬小麥試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，秸稈量為4 500 kg·hm-2的處理較對照未增產(chǎn)；在河北省黑龍港地區(qū)，秸稈覆蓋處理的冬小麥產(chǎn)量低于不覆蓋處理，但差異不顯著[26]。李全起等[27]在山東禹城研究發(fā)現(xiàn)，不論有無灌溉，秸稈覆蓋均趨于降低冬小麥產(chǎn)量。前人研究結(jié)果存在一定差異的主要原因可能是試驗(yàn)地和年度間光溫水資源不同，從而使小麥生育期的生長條件差異較大，其次是不同供試小麥品種對秸稈覆蓋的反應(yīng)以及秸稈覆蓋量多少也存在較大差異。本研究結(jié)果表明，微噴灌模式下秸稈覆蓋處理的冬前、返青期、拔節(jié)期表層土壤水分含量均高于不覆蓋處理，而其總耗水量較不覆蓋處理增加6 mm，說明秸稈覆蓋可減少冬小麥生育前期土壤水分消耗，而增加生育后期的階段耗水量，這和李全起等[19]的研究結(jié)論相同。微噴灌模式下，秸稈覆蓋處理的冬小麥籽粒產(chǎn)量較對照增加2.1%，差異不顯著，二者水分利用效率相同。灌溉模式不同、灌水量的多少均會導(dǎo)致秸稈覆蓋對小麥產(chǎn)量的影響存在一定差異。本試驗(yàn)中微噴灌模式下冬小麥生育期灌水量僅為30 mm，灌溉量小，且微噴灌類似自然降雨，該模式下秸稈覆蓋春季的低溫效應(yīng)可能小于傳統(tǒng)畦灌模式。有關(guān)微噴灌模式下不同灌水量對秸稈覆蓋麥田地溫的影響有待進(jìn)一步的研究。在河北、山東和河南等地的免耕覆蓋條件下, 小麥產(chǎn)量比對照減產(chǎn)18%～30%[28-32]。本研究中，免耕覆蓋溝播種植模式下冬小麥產(chǎn)量較畦灌對照減少9.2%～12.0%，略低于上述減產(chǎn)幅度。

在冬小麥生育后期(4月22 日以后)，水分消耗由以土壤蒸發(fā)為主轉(zhuǎn)為以植株蒸騰為主，不論灌溉與否，秸稈覆蓋處理的葉面積指數(shù)都明顯高于不覆蓋處理，說明秸稈覆蓋可促進(jìn)冬小麥后期的生長發(fā)育[33]。本研究中，秸稈覆蓋處理下拔節(jié)前小麥株高略高于不覆蓋處理，葉片發(fā)黃，長勢較弱；孕穗期小麥最大葉面積指數(shù)略低于不覆蓋處理，這與李全起等[19,33]的結(jié)論存在一定差異。微噴灌條件下，秸稈覆蓋處理和微噴灌對照的籽粒產(chǎn)量較畦灌對照(不覆蓋)分別減少0.6%和2.6%，但小麥生育期灌水總量較畦灌對照均減少120 mm，水分利用效率較畦灌對照均增加32.1%，表明在冬小麥生育期降水量偏少的年型下，這兩種種植模式的籽粒產(chǎn)量和水分利用效率均較高。冬小麥籽粒灌漿及產(chǎn)量形成受土壤水分及環(huán)境的影響相對較大, 秸稈覆蓋是一個長期的效應(yīng)，不同降水年型微噴灌和秸稈覆蓋相結(jié)合對冬小麥產(chǎn)量、生長發(fā)育等的影響有待進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

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Effect of Different Cropping Patterns on Yield and Water Use Characteristics of Winter Wheat

DONG Zhiqiang,Lü Lihua,CUI Yongzeng,SHEN Haiping,ZHANG Jingting,YAO Yanrong, JIA Xiuling

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

In order to explore the suitable water-saving cropping pattern of winter wheat in Hebei piedmont plain, the effects of different cropping patterns on the maximum leaf area index, population changes, surface soil moisture content, water consumption characteristics, grain yield and water use efficiency were studied in 2014-2015. The experiment was set with seven treatments: straw mulching with micro-sprinkler irrigation, the whole film casing dibble seeding with no irrigation, the ridge covered with plastic film with film side drilling and leaching irrigation, no-till furrow sowing with each ditch irrigation, no-till furrow sowing with isolation ditch spray irrigation, micro-sprinkler irrigation and border irrigation as controls.Border irrigation amount was 150 mm (pre-wintering and jointing) and each micro-irrigation treatment irrigation were 30 mm (jointing). The results show that the grain yield of straw mulching treatment was increased by 2.1%, with no significant difference, compared to that of micro-sprinkler irrigation, and water use efficiency of both treatments was the same. The surface soil moisture content of pre-wintering, re-greening and jointing of straw mulching treatment were higher than those of micro-sprinkler irrigation. The grain yield of straw mulching treatment and micro-sprinkler irrigation were decreased by 0.6% and 2.6%, respectively, compared to that of border irrigation, with no significant difference. While the water use efficiency of straw mulching and micro-sprinkler irrigation were both 31.7 kg·hm-2·mm-1, which was increased by 32.1% with significant difference, compared to that of border irrigation. The percentage of earbearing tiller of straw mulching treatment was significantly higher than that of micro-sprinkler irrigation, followed by that of border irrigation. The 0-20 cm soil moisture content of straw mulching treatment before winter was increased by 6.36% and 5.92%,respectively, compared to those of micro-sprinkler irrigation and border irrigation, with significant difference. The soil water consumption of straw mulching treatment was slightly lower than that of the film side drilling treatment but higher than those of other micro-irrigation treatments during winter wheat growing period, indicating that straw mulching mode is beneficial to utilize 0-2 m soil water storage of winter wheat in low rainfall years.

Cropping patterns; Winter wheat; Grain yield; Water use efficiency; Water consumption characteristics

時間：2016-11-04

2016-04-22

2016-05-27

國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303133-1-1)；河北省財(cái)政項(xiàng)目(A2015060104，2015045083)

E-mail：woshidongzhiqiang81@126.com

賈秀領(lǐng)(E-mail：jiaxiuling2013@163.com)

S512.1；S318

A

1009-1041(2016)11-1532-08

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