淺埋滴灌水氮配施對冬小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用效率的影響

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.003

摘" 要：【目的】研究滴灌帶淺埋、水氮配施對冬小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用效率的影響。

【方法】試驗為完全區(qū)組設(shè)計，設(shè)置3個因素：覆土深度（0和5 cm）、灌水量（270、315和360 mm）、施氮量（195、255和315 kg/hm2）。

【結(jié)果】在淺埋滴灌（5 cm）下，灌溉定額為315 mm、施氮量255 kg/hm2時，冬小麥產(chǎn)量、水分利用效率及氮肥偏生產(chǎn)力提升最明顯。淺埋滴灌使冬小麥株高和葉面積指數(shù)分別提高5.58%和16.77%，產(chǎn)量、水分利用效率與氮肥偏生產(chǎn)力分別顯著提高8.32%、8.20%和8.16%。淺埋滴灌較不覆土滴灌（0 cm）處理凈收益平均增收1 092 元/hm2，淺埋滴灌下灌水315 mm、施氮255 kg/hm2凈收益最高（10 883 元/hm2）。

【結(jié)論】冬小麥較優(yōu)的灌溉施肥方案為淺埋滴灌灌水315 mm，施氮255 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：冬小麥；淺埋滴灌；水氮配施；水分利用效率；產(chǎn)量

中圖分類號：S512""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""" 文章編號：1001-4330（2024）05-1057-10

收稿日期（Received）：

2023-10-25

基金項目：

國家自然科學(xué)基金項目（52279040）；第三次新疆綜合科學(xué)考察項目（2022xjkk0500）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊項目（2019CB004）

作者簡介：

謝忠（1996-），男，江西撫州人，碩士研究生，研究方向為干旱區(qū)節(jié)水灌溉，（E-mail）xz5250207@163.com

通訊作者：

葉含春（1966-），男，新疆庫爾勒人，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為水資源開發(fā)利用，（E-mail）739301184@qq.com

0" 引 言

【研究意義】世界小麥播種面積處于谷類作物之首［1］。2022年新疆小麥種植面積約占全疆糧食播種面積的53.9%［2］。灌水和施肥是影響小麥產(chǎn)量的主要因素［3］。水氮互作改變土壤性質(zhì)及影響作物根系發(fā)育，從而提升植物吸收水分與養(yǎng)分的效率。曹彩云等［4］研究表明，小麥需水量是有一定限度的，過量灌水浪費水資源，且不益于作物增產(chǎn)。李越等［5］以春小麥為試材研究發(fā)現(xiàn)，過度施氮易造成氮素流失，長期過度施氮還降低酶活性，減少土壤中微生物群落豐富度和多樣性。而合理的施用氮肥才有利于植株莖稈、葉片的快速增長、促進(jìn)光合作用，使植株地上部分獲得較高的干物質(zhì)積累量［6］。水分作為載體向植物根區(qū)運送養(yǎng)分，水分含量高低決定養(yǎng)分的遷移速率及其養(yǎng)分轉(zhuǎn)化［7-8］，合理灌溉用水可以既節(jié)水又增產(chǎn)［9］。因地制宜灌溉施氮可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境［10-15］。滴灌具有節(jié)水節(jié)肥、省工增效及改良土壤環(huán)境等特點，為目前應(yīng)用灌水施肥組合的最佳方式［13］；Koskei等［14］研究結(jié)果表明，殘膜不僅降低土壤通透性，還減弱了土壤的透水性能，影響作物根系生長，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。葛選良等［16］研究表明，淺埋滴灌不僅可以防止玉米生育初期大風(fēng)對滴灌帶的影響，還可以減少株間土壤水分蒸發(fā)和銨態(tài)氮揮發(fā)。張雨珊等［17］研究發(fā)現(xiàn)，淺埋滴灌的玉米根系一般較膜下滴灌深10 cm，能吸收深土層水分供玉米生長，提高水分利用效率。此外，淺埋滴灌表層土壤干燥會抑制雜草生長，減少水分蒸發(fā)［18］，同時改善了土壤環(huán)境，有利于作物根系生長，提高作物產(chǎn)量［19］。淺埋滴灌技術(shù)是直接將滴灌帶埋于5～10 cm耕作層下，發(fā)揮滴灌技術(shù)優(yōu)勢［15，20］，目前已應(yīng)用于玉米、大豆和小麥?！颈狙芯壳腥朦c】新疆伊犁河谷新墾區(qū)風(fēng)力強勁，常常影響滴灌帶正常使用。需要研究淺埋滴灌水氮配施對伊犁河谷灌區(qū)冬小麥水肥利用效率的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】采用覆土深度、灌水量和施氮量三因素耦合試驗，分析淺埋滴灌水氮配施對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響，為新疆伊犁河谷灌區(qū)應(yīng)用淺埋滴灌水肥一體技術(shù)提供參考。

1" 材料與方法

1.1" 材 料

試驗于2021年9月18日至2022年7月2日在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第四師可克達(dá)拉市伊犁河南岸灌區(qū)聯(lián)合試驗站（43°39′23″ N，80°42′8″ E，海拔818.2 m）進(jìn)行，年均日照時長2 943 h，年均降雨量為290.2 mm，年均氣溫9.3℃。土壤以灰鈣土為主，質(zhì)地為中壤土，薄土層會出現(xiàn)少量砂礫石。田間持水率為27.93 g/g，土壤孔隙度為36.47%，0～60 cm土層平均容重為1.56 g/cm3。土壤全氮含量、有機質(zhì)含量和pH值分別為0.82 g/kg、13.16 g/kg和7.98。供試冬小麥品種為新冬53號，2021年9月18日播種，2022年7月2日收獲，全生育期288 d。圖1

1.2" 方 法

1.2.1" 試驗設(shè)計

采用干播濕出的方式，出苗水根據(jù)灌區(qū)統(tǒng)一協(xié)調(diào)配水輪灌，種植模式為1膜4行，滴灌帶間距為60 cm，冬小麥行距為15 cm，滴頭間距30 cm，設(shè)計流量2.8 L/h，冬小麥播種深度為4～6 cm，灌水由旋翼式水表控制計量。

參考文獻(xiàn)［8，20］方法確定冬小麥的施氮量及灌溉量，以及各生育期施肥和灌溉次數(shù)。試驗設(shè)2個覆土深度：S0（0 cm）和S5（5 cm），3個施氮水平：N1（195 kg/hm2）、N2（255 kg/hm2）和N3（315 kg/hm2），以及3個灌溉水平：W1（270 mm）、W2（315 mm）和W3（360 mm），共計18個處理。每個處理3次重復(fù)，各處理小區(qū)面積為24 m2（10 m×2.4 m），小區(qū)周邊設(shè)2.5 m寬的保護行，播種后將淺埋滴灌處理將滴灌帶埋入5 cm土壤中，不覆土滴灌處理的滴灌帶置于地表。P2O5和K2O均為150 kg/hm2，試驗肥料選用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化肥為尿素（CO（NH2）2，N 46.4%），磷酸二銨（（NH4）2HPO4，P2O5 46.0%）和硫酸鉀（K2SO4，K2O 52.0%）。表1，表2

1.2.2" 測定指標(biāo)

1.2.2.1" 株高、葉面積指數(shù)及干物質(zhì)

各生育期每個小區(qū)選取長勢均勻的冬小麥3株，用鋼卷尺測量株高，并取平均值；采用精度1 mm直尺測定綠葉片長度和寬度，按照“葉面積=長×寬×0.82”公式計算單葉面積；通過單株葉面積和群體密度計算葉面積指數(shù)（Leaf Area Index，LAI）［21］。另外，在不同生育時期中，每個小區(qū)選取3株代表性小麥植株，取樣地上部分，拔節(jié)期樣品將莖和葉分離，開花期、灌漿和成熟期樣品將莖、葉和穗分離，放入105℃烘箱中殺青0.5 h，降至80℃烘干至恒重，使用LE204E/02型電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司生產(chǎn)）稱干重，測定地上部干物質(zhì)量。

葉面積指數(shù)LAI=單株葉面積×每公頃莖數(shù)×10-8.

1.2.2.2" 產(chǎn)量和水氮利用效率

在成熟期，每個小區(qū)選取10株冬小麥統(tǒng)計穗粒數(shù)，并取3個1 m2樣區(qū)調(diào)查有效穗數(shù)，脫粒曬干測定籽產(chǎn)，再從各小區(qū)收獲籽粒中取1 000粒測定千粒重。

計算灌溉水利用效率（Irrigation Water-Use Efficiency，IWUE，kg/m3）［22］。

IWUE=0.1×YI. （1）

式中，Y為相應(yīng)處理冬小麥產(chǎn)量（kg/hm2）；I為相應(yīng)處理生育期灌水量（mm）。

計算氮肥偏生產(chǎn)力（Nitrogen Partial Factor Productivity，PFPN）［23］：

PFPN=YN. （2）

式中，Y為相應(yīng)處理冬小麥產(chǎn)量（kg/hm2）；N為相應(yīng)處理施氮量（kg/hm2）。

1.2.2.3" 經(jīng)濟效益

投入包括冬小麥種子、肥料、農(nóng)藥、施肥灌、滴灌帶、農(nóng)機作業(yè)費、水電費及人工費。

凈收益=產(chǎn)出-投入（價格均參照伊犁地區(qū)2022年市場平均水平）。

1.3" 數(shù)據(jù)處理

通過Microsoft Excel 2010整理數(shù)據(jù)，使用Origin 2022作圖，SPSS 22進(jìn)行方差分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥生長發(fā)育影響

2.1.1" 株 高

研究表明，W1水平下，不同覆土埋深條件下的施氮處理間（即N1S0和N1S5或N2S0和N2S5）株高不存在顯著差異，但W2和W3水平下，不同覆土埋深條件下施氮處理間均存在顯著差異（P＜0.05）。同一施氮水平下，不同覆土埋深條件下的灌水處理間基本存在顯著差異（P＜0.05）。株高隨著灌水量、施氮量和覆土深度的增加而增大。W3水平冬小麥株高較W1和W2水平分別平均增加13.07%和5.76%，W2水平冬小麥株高較W1水平增加9.50%，N3水平冬小麥株高較N1和N2水平分別平均增加10.88%和2.61%，N2水平冬小麥株高較N1水平增加8.05%，淺埋滴灌較不覆土滴灌處理冬小麥株高平均增加5.10%。3個灌水量水平下，與不覆土滴灌處理比較，淺埋滴灌W1、W2和W3水平下冬小麥株高平均分別增加3.46%、6.21%和5.50%。圖2

2.1.2" 葉面積指數(shù)

研究表明，全生育期各處理冬小麥葉面積指數(shù)均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢；返青期至拔節(jié)期快速增長，至開花期達(dá)到最大，最大是W2N2S5處理（5.93 m2/m2）。各生育期灌水量、施氮量和覆土深度對冬小麥葉面積指數(shù)影響達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。冬小麥平均葉面積指數(shù)表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1，N2＞N3＞N1，S5＞S0。在W1、W2和W3水平下，N2水平的冬小麥葉面積指數(shù)較N1水平分別顯著平均增加20.28%、27.91%和28.47%（P＜0.05），較N3水平分別平均增加9.61%，14.01%和18.69%。與不覆土滴灌處理比較，淺埋滴灌N1、N2和N3水平下冬小麥葉面積指數(shù)分別平均增加13.83%、20.53%和15.79%。圖3

2.1.3" 地上部干物質(zhì)

研究表明，拔節(jié)期冬小麥地上部干物質(zhì)積累量各處理間差異不顯著，而開花期后各處理間差異逐漸顯著，地上部干物質(zhì)積累量最大是W2N2S5處理（2 025.00 g/m2）。冬小麥地上部干物質(zhì)積累量隨覆土深度增大而增加，而隨灌水量和施氮量增加表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1，N2＞N3＞N1。與不覆土滴灌處理相比，淺埋滴灌處理冬小麥地上部干物質(zhì)積累量平均提高4.33%，與W1水平相比，W2和W3水平分別顯著增加15.88%和12.39%（P＜0.05）；N2水平較N1和N3水平冬小麥地上部干物質(zhì)總量分別平均增加7.78%和4.58%。覆土淺埋W1、W2和W3水平下冬小麥較不覆土處理地上部干物質(zhì)積累量分別平均增加5.71%、4.18%和3.29%。圖4

2.2" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成和水氮利用效率的影響

2.2.1" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

研究表明，灌水量、施氮量和覆土深度對冬小麥穗粒數(shù)、千粒重、穗數(shù)和產(chǎn)量均有極顯著影響（P＜0.01）；高灌水量提高了冬小麥的穗數(shù)和產(chǎn)量，W3水平較W1和W2水平產(chǎn)量分別顯著平均增加23.00%和4.42%（P＜0.05）。同一灌水量

下，穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量隨施氮量增加表現(xiàn)為先

增加后減小的規(guī)律，產(chǎn)量最大值是W3N2S5處理；而千粒重和穗粒數(shù)最大值均為W2N2S5處理。3個灌水量水平下，與不覆土滴灌處理相比，淺埋滴灌W2水平對穗粒數(shù)、千粒重、穗數(shù)和產(chǎn)量提升最明顯，分別提升了13.76%、7.09%、6.85%和7.40%。3個施氮水平下，與不覆土滴灌處理相比，淺埋滴灌N2水平對穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量提升最大，分別為11.78%、6.15%和11.68%，而穗數(shù)在淺埋滴灌N3水平下提升最顯著，提升了5.15%。表3

2.2.2" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥灌溉水利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力的影響

研究表明，灌水量、施氮量和覆土深度對冬小麥IWUE和PFPN有極顯著影響（P＜0.01）。隨灌水量的增加，PFPN增大，而IWUE呈先增加后減小的趨勢；W3水平較W1和W2水平PFPN顯著分別平均增加23.00%和4.64%，IWUE顯著平均降低7.75%和8.64%（P＜0.05）。同一灌水量下，隨施氮量的增加IWUE先增加后減小，而PFPN逐漸減小，IWUE在W2N2S5處理達(dá)到最大，PFPN最大為W3N1S5處理。淺埋滴灌處理較不覆土滴灌處理IWUE和PFPN分別平均增加8.20%和8.16%。同一灌水量下，淺埋滴灌N2水平較不覆土滴灌處理IWUE和PFPN提升最高，分別為11.52%和11.68%。表3

2.3" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥的經(jīng)濟效益

研究表明，與不覆土滴灌處理比較，淺埋滴灌處理投入平均增加225 元/hm2。淺埋滴灌明顯提高了冬小麥產(chǎn)出，較不覆土滴灌處理產(chǎn)出平均增加1 317 元/hm2。凈收益是衡量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益的綜合性指標(biāo)，凈收益大小在施氮量水平上表現(xiàn)為N2＞N3＞N1，在不覆土滴灌處理灌水量水平上表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1，淺埋滴灌處理凈收益均高于不覆土滴灌處理。W2N2S5處理凈收益最高，較W2N2S0處理的凈收益提升最多，提升了2 158 元/hm2。表4

3" 討 論

3.1" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥生長的影響

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冬小麥株高隨著施氮量和灌水量的增加而增加，而地上部干物質(zhì)積累量和葉面積指數(shù)隨施氮量和灌水量的增加呈先增后減的趨勢［24-25］；水分過量將促進(jìn)小麥莖稈部分細(xì)胞快速的生長，造成小麥莖葉變細(xì)，而葉片面積和莖數(shù)直接影響葉面積指數(shù)，葉片光合作用是植株形成干物質(zhì)的基礎(chǔ)［26］。小麥徒長葉面積指數(shù)降低，植株光合作用減弱，進(jìn)而降低了小麥地上部干物質(zhì)積累量。而適量的灌水施氮可以保持土壤中良好的水氣環(huán)境，促進(jìn)土壤養(yǎng)分便于植物吸收，提高了地上部干物質(zhì)積累量［27］。

地下滴灌能有效解決殘膜污染，但存在滴灌帶堵塞等問題［28］。滴灌帶埋深3～7 cm基本不堵塞，而埋深10 cm以下常造成滴灌帶堵塞［29］。試驗中淺埋滴灌（5 cm）處理下的冬小麥的株高、葉面積指數(shù)和地上部干物質(zhì)積累量較不覆土滴灌處理分別提高了5.58%、16.77%和4.33%，是因為淺埋滴灌形成的濕潤峰更接近冬小麥初生根分布范圍區(qū)域［30］，提高了冬小麥根系對水分和養(yǎng)分的吸收，從而促進(jìn)了冬小麥各器官的生長發(fā)育。此外，淺埋滴灌能長期確保冬小麥根區(qū)土壤濕潤，促進(jìn)了土壤中的有益微生物大量繁殖，從而提高土壤中速效養(yǎng)分［31］。

3.2" 淺埋滴灌水氮配施對冬小麥產(chǎn)量及灌溉水利用效率的影響

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高灌水量能提高冬小麥穗數(shù)和產(chǎn)量，但顯著降低冬小麥穗粒數(shù)、千粒重、灌溉水利用效率及氮肥偏生產(chǎn)力，是因為高灌水量下促進(jìn)小麥分蘗，增加了單位面積穗數(shù)［32］，而伊犁河谷氣候特殊，生育后期冬小麥?zhǔn)艿綇婏L(fēng)襲擊，細(xì)稈易彎折影響作物水分和養(yǎng)分的運輸，最終導(dǎo)致穗粒數(shù)、千粒重減少。另一方面，高灌水量不僅導(dǎo)致土壤蒸發(fā)量增加，還加劇土壤氮素淋洗［33］，造成了灌溉水利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力降低。而過度施氮會引起土壤中氮素的積累，冬小麥貪長生殖器官發(fā)育不好，產(chǎn)量偏低，與樊吳靜［34］等研究結(jié)果一致。

試驗中淺埋滴灌處理較不覆土滴灌處理冬小麥產(chǎn)量和凈收益分別平均提升8.32%和15.73%，是因為試驗地早春風(fēng)力強勁常造成地表滴灌帶交叉纏繞甚至刮斷，降低了小麥對水分的吸收能力，導(dǎo)致不覆土處理滴灌帶管控區(qū)域的小麥出苗率低［17］，而淺埋滴灌處理始終保證良好的濕潤土壤環(huán)境，小麥出苗率高，植株長勢強健，最終收獲更高產(chǎn)量［35］。淺埋滴灌處理較不覆土滴灌處理灌溉水利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力分別平均增加8.20%和8.16%，是因為淺埋滴灌單次灌溉流量小、灌溉頻次多，增大了土壤孔隙度，根系呼吸作用旺盛，進(jìn)而促進(jìn)小麥根系對水分養(yǎng)分吸收利用。

4" 結(jié) 論

4.1

同一施氮水平下，灌水量增加提高了冬小麥株高、穗數(shù)、產(chǎn)量和氮肥偏生產(chǎn)力，冬小麥葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、穗粒數(shù)、千粒重和灌溉水利用效率隨著灌水量增加表現(xiàn)為先增加后減小趨勢；同一灌水水平下，隨著施氮量的增加，除氮肥偏生產(chǎn)力逐漸減小外，株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和灌溉水利用效率均呈先增加后減小的趨勢。

4.2

淺埋滴灌處理較不覆土滴灌處理的冬小麥株高、葉面積指數(shù)和地上部干物質(zhì)積累量分別增加5.58%、16.77%和4.33%，產(chǎn)量、灌溉水利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力分別顯著增加8.32%、8.20%和8.16%（P＜0.05）。

4.3

覆土淺埋滴灌處理下灌溉定額315 mm，施氮量255 kg/hm2為適宜新疆伊犁河南岸灌區(qū)的淺埋滴灌水肥一體化管理模式。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］

范玲玲. 中國小麥空間格局演變及區(qū)域水資源利用效應(yīng)研究［D］. 北京： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 2021.

FAN Lingling. Spatio-Temporal Variation of Wheat Cultivation and It’s Effects on Regional Water Resources Utilization in China［D］.Beijing：Chinese Academy of Agricultural Sciences， 2021.

［2］ 張龑， 王永剛， 肖菁， 等. 引進(jìn)春小麥品種（系）芽期抗旱性評價［J］. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2020， 57（12）： 2186-2196.

ZHANG Yan， WANG Yonggang， XIAO Jing， et al. Evaluation of drought resistance of introduced spring wheat varieties （lines） at bud stage［J］. Xinjiang Agricultural Sciences，" 2020， 57（12）： 2186-2196.

［3］ 張彩霞， 張芮， 王引弟， 等. 水肥氣熱耦合在農(nóng)業(yè)灌溉中的研究進(jìn)展［J］. 水利規(guī)劃與設(shè)計， 2020，（9）： 66-70， 159.

ZHANG Caixia， ZHANG Rui， WANG Yindi， et al. Research progress of water-fertilizer-gas-heat coupling in agricultural irrigation［J］. Water Resources Planning and Design， 2020，（9）： 66-70， 159.

［4］ 曹彩云， 黨紅凱， 鄭春蓮， 等. 水肥管理模式對小麥氮素吸收及轉(zhuǎn)運的影響［J］. 麥類作物學(xué)報， 2022， 42（11）： 1367-1380.

CAO Caiyun， DANG Hongkai， ZHENG Chunlian， et al. Effect of irrigation and fertilizer management mode on nitrogen uptake and transfer of winter wheat［J］. Journal of Triticeae Crops， 2022， 42（11）： 1367-1380.

［5］ 李越， 李根東， 陳志君， 等. 基于氮收支平衡的河套灌區(qū)春小麥農(nóng)田灌溉和施氮策略［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2022， 38（17）： 61-72.

LI Yue， LI Gendong， CHEN Zhijun， et al. Irrigation and N application strategies for spring wheat fields in the Hetao irrigation district based on N balance［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2022， 38（17）： 61-72.

［6］ Shah A N， Iqbal J， Tanveer M， et al. Nitrogen fertilization and conservation tillage： a review on growth， yield， and greenhouse gas emissions in cotton［J］. Environmental Science and Pollution Research International， 2017， 24（3）： 2261-2272.

［7］ Zhang H Z， Zhao Q， Zhong W， et al. Effects of nitrogen fertilizer on photosynthetic characteristics， biomass， and yield of wheat under different shading conditions［J］. Agronomy， 2021， 11（10）： 1989.

［8］ 張麗霞， 楊永輝， 尹鈞， 等. 水肥一體化對小麥干物質(zhì)和氮素積累轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量的影響［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2021， 52（2）： 275-282， 319.

ZHANG Lixia， YANG Yonghui， YIN Jun， et al. Effects of drip fertigation on accumulation and translocation of dry matter and nitrogen together with yield in wheat［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2021， 52（2）： 275-282， 319.

［9］ Akbarzadeh A， Shahnazari A， Ziatabar Ahmadi M， et al. Partial root zone drying increases peppermint essential oil yield and water productivity［J］. Agricultural Water Management， 2022， 263： 107459.

［10］ Wang T， Wang Z， Zhang J， et al. An optimum combination of irrigation amount， irrigation water salinity and nitrogen application rate can improve cotton （for fiber） nitrogen uptake and final yield［J］. Industrial Crops and Products， 2022， 187： 115386.

［11］ 張新燕， 王浩翔， 牛文全. 水氮供應(yīng)對溫室滴灌番茄水氮分布及利用效率的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2020， 36（9）： 106-115.

ZHANG Xinyan， WANG Haoxiang， NIU Wenquan. Effects of water and N-fertilizer supplies on the distribution and use efficiency of water and nitrogen of drip-irrigated tomato in greenhouse［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（9）： 106-115.

［12］ 姚振憲. 我國滴灌創(chuàng)新發(fā)展綜述［J］. 農(nóng)業(yè)工程， 2022， 12（1）： 75-78.

YAO Zhenxian. Summary of innovation and development of drip irrigation in China［J］. Agricultural Engineering， 2022， 12（1）： 75-78.

［13］ Qi Y L， Ossowicki A， Yang X M， et al. Effects of plastic mulch film residues on wheat rhizosphere and soil properties［J］. Journal of Hazardous Materials， 2020， 387： 121711.

［14］ Koskei K， Munyasya A N， Wang Y B， et al. Effects of increased plastic film residues on soil properties and crop productivity in agro-ecosystem［J］. Journal of Hazardous Materials， 2021， 414： 125521.

［15］ Afzal M S， Cheema M J M， Shahid M A， et al. Optimization of subsurface drip lateral depths and irrigation levels for best yield response of onion （allium cepa l.）［J］. The Journal of Animal and Plant Sciences，" 2020， 30（3）： 702-712.

［16］ 葛選良， 楊恒山， 張雨珊， 等. 淺埋滴灌下不同施氮量對玉米產(chǎn)量和花后氮代謝的影響［J］. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 2022， 28（9）： 1603-1613.

GE Xuanliang， YANG Hengshan， ZHANG Yushan， et al. Effects of nitrogen application rate on maize yield and nitrogen metabolism after anthesis under shallow buried drip irrigation［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers， 2022， 28（9）： 1603-1613.

［17］ 張雨珊， 楊恒山， 葛選良， 等. 增密種植下淺埋滴灌水氮減量對玉米根、冠物質(zhì)分配與水氮利用效率的影響［J］. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2022， 40（2）： 129-136， 196.

ZHANG Yushan， YANG Hengshan， GE Xuanliang， et al. Effects of reduction of nitrogen and water of shallow drip irrigation on material distribution of root and canopy and utilization efficiency of water and nitrogen of maize under dense planting［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2022， 40（2）： 129-136， 196.

［18］ Wu Y， Bian S F， Liu Z M， et al. Drip irrigation incorporating water conservation measures： effects on soil water–nitrogen utilization， root traits and grain production of spring maize in semi-arid areas［J］. Journal of Integrative Agriculture， 2021， 20（12）： 3127-3142.

［19］ Wang S F， Jiao X Y， Guo W H， et al. Adaptability of shallow subsurface drip irrigation of alfalfa in an arid desert area of Northern Xinjiang［J］. PLoS One， 2018， 13（4）： e0195965.

［20］ 田旭浪， 王振華， 李文昊， 等. 覆土淺埋滴灌對春小麥耗水特性及水分利用效率的影響［J］. 土壤通報， 2022， 53（2）： 315-323.

TIAN Xulang， WANG Zhenhua， LI Wenhao， et al. Effects of shallow drip irrigation with covering soil on water consumption and water use efficiency of spring wheat［J］. Chinese Journal of Soil Science， 2022， 53（2）： 315-323.

［21］ 薛麗華， 胡銳， 賽力汗， 等. 滴灌量對冬小麥耗水特性和干物質(zhì)積累分配的影響［J］. 麥類作物學(xué)報， 2013， 33（1）： 78-83.

XUE Lihua， HU Rui， SAI Lihan， et al. Effect of different amount of drip irrigation on water consumption characteristics and dry matter accumulation and distribution in winter-wheat［J］. Journal of Triticeae Crops， 2013， 33（1）： 78-83.

［22］ 雷宏軍， 金翠翠， 潘紅衛(wèi)， 等. 水氣互作對辣椒根系形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響效應(yīng)［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2022， 53（12）： 344-352.

LEI Hongjun， JIN Cuicui， PAN Hongwei， et al. Integrative effects of irrigation and aeration on root morphology， yield and quality of pepper［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2022， 53（12）： 344-352.

［23］ 王振華， 陳瀟潔， 呂德生， 等. 水肥耦合對加氣滴灌加工番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2020， 36（19）： 66-75.

WANG Zhenhua， CHEN Xiaojie， LYU Desheng， et al. Effects of water and fertilizer coupling on the yield and quality of processing tomato under aerated drip irrigation［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（19）： 66-75.

［24］ 王洋洋， 賀利， 任德超， 等. 基于主成分-聚類分析的不同水分冬小麥晚霜凍害評價［J］. 作物學(xué)報， 2022， 48（2）： 448-462.

WANG Yangyang， HE Li， REN Dechao， et al. Evaluations of winter wheat late frost damage under different water based on principal component-cluster analysis［J］. Acta Agronomica Sinica， 2022， 48（2）： 448-462.

［25］ 李易玲， 彭西紅， 陳平， 等. 減量施氮對套作玉米大豆葉片持綠、光合特性和系統(tǒng)產(chǎn)量的影響［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2022， 55（9）： 1749-1762.

LI Yiling， PENG Xihong， CHEN Ping， et al. Effects of reducing nitrogen application on leaf stay-green， photosynthetic characteristics and system yield in maize-soybean relay strip intercropping［J］. Scientia Agricultura Sinica， 2022， 55（9）： 1749-1762.

［26］ Hu T， Li K， Xiong K， et al. Research Progress on Water–Fertilizer Coupling and Crop Quality Improvement and Its Implication for the Karst Rock Desertification Control［J］. Agronomy， 2022， 12（4）： 903.

［27］ 段佳宏， 李楠楠， 王軍， 等. 滴灌帶埋設(shè)深度對無膜棉產(chǎn)量形成的影響［J］. 棉花學(xué)報， 2021， 33（5）： 404-411.

DUAN Jiahong， LI Nannan， WANG Jun， et al. Effect of embedded depth of drip irrigation belt on the yield of cotton without plastic mulching［J］. Cotton Science， 2021， 33（5）： 404-411.

［28］ 王榮蓮， 張智超， 嘉曉輝， 等. 地下滴灌濕潤體變化規(guī)律及滴灌帶篩選初步研究［J］. 節(jié)水灌溉， 2017，（11）： 34-37.

WANG Ronglian， ZHANG Zhichao， JIA Xiaohui， et al. A preliminary study on wetting body change rule under subsurface drip irrigation and selection of drip irrigation belt［J］. Water Saving Irrigation， 2017，（11）： 34-37.

［29］ Resende R S， Cintra F L D， Pacheco E P， et al. Soil penetration resistance and sugarcane rooting under subsuperficial drip irrigation levels［J］. Sugar Tech， 2023， 25（1）： 99-109.

［30］ 房琴， 高影， 王紅光， 等. 密度和施氮量對超高產(chǎn)夏玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的影響［J］. 華北農(nóng)學(xué)報， 2015， 30（S1）： 133-138.

FANG Qin， GAO Ying， WANG Hongguang， et al. Effect of planting density and nitrogen rate on dry matter accumulation and yield formation of super highly-yielding summer-sowing maize［J］. Acta Agriculturae Boreali-Sinica， 2015， 30（S1）： 133-138.

［31］ 李雪， 尹光華， 馬寧寧， 等. 淺埋滴灌水氮運籌對春玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響［J］. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2019， 37（2）： 172-178.

LI Xue， YIN Guanghua， MA Ningning， et al. Effects of water and nitrogen management on yield and water use efficiency of spring maize under shallow-buried drip irrigation［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2019， 37（2）： 172-178.

［32］ Li X B. Salt leaching and Iris germanica L. growth in two coastal saline soils under drip irrigation with saline water［J］. Scientia Horticulturae， 2018， 237： 164-168.

［33］ 樊吳靜， 楊鑫， 何虎翼， 等. 水氮耦合對旱藕產(chǎn)量、生理特性和土壤理化性狀的影響［J］. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2022， 35（5）： 1069-1078.

FAN Wujing， YANG Xin， HE Huyi， et al. Effect of water and nitrogen coupling on the yield and physiology characteristics of edible canna and the physical and chemical properties of soil［J］. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2022， 35（5）： 1069-1078.

［34］ 賈瓊， 史海濱， 李瑞平， 等. 西遼河平原覆膜和淺埋對滴灌玉米生長的影響［J］. 水土保持學(xué)報， 2021， 35（3）： 296-303， 311.

JIA Qiong， SHI Haibin， LI Ruiping， et al. Effects of mulched and soil covered drip irrigation on growth of maize in West Liaohe Plain［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2021， 35（3）： 296-303， 311.

［35］ 張明偉， 楊恒山， 范秀艷， 等. 淺埋滴灌下水氮減量對春玉米干物質(zhì)積累及水氮利用效率的影響［J］. 玉米科學(xué)， 2021， 29（2）： 149-156.

ZHANG Mingwei， YANG Hengshan， FAN Xiuyan， et al. Effect of reduction of nitrogen and irrigation on dry matter accumulation and utilization efficiency of water and nitrogen of spring maize in shallow drip irrigation［J］. Journal of Maize Sciences， 2021， 29（2）： 149-156.

Effects of water and nitrogen application on winter wheat growth， yield， and water use efficiency under shallow buried drip irrigation

XIE Zhong， YE Hanchun， WANG Zhenhua， LI Haiqiang， LIU Jian， CHEN Rui， XU Yushuang

（College of Water amp; Architectural Engineering/Key Laboratory of Modern Water-Saving Irrigation of Xinjiang Production amp; Construction Group/Key Laboratory of Northwest Oasis Water-Saving Agriculture， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shihezi Xinjiang 832000， China）

Abstract：【Objective】 This project aims to discuss the effects of shallow burial drip irrigation belt， irrigation and nitrogen application on the growth， yield and water use of winter wheat.

【Methods】" In this study， three factors were set up： soil depth （0 and 5 cm）， irrigation amount （270，315 and 360 mm）， and nitrogen application （195，255 and 315 kg/hm2）.

【Results】 The results showed that， when the irrigation quota was 315 mm and the nitrogen application rate was 255 kg/hm2， the yield， irrigation water use efficiency and nitrogen fertilizer partial productivity increased most obviously.Shallow buried drip irrigation increased the plant height and leaf area index of winter wheat by 5.58% and 16.77%， respectively， and the yield， irrigation water use efficiency and nitrogen partial factor productivity significantly increased by 8.32%， 8.20% and 8.16%， respectively.The net income of shallow buried drip irrigation increased by 1，092 yuan per hectare on average compared with that of no soil cover drip irrigation （0 cm）.The net income of shallow buried drip irrigation with 315 mm of water and 255 kg/hm2 of nitrogen was the highest， （10，883 yuan/hm2）.

【Conclusion】" The best irrigation and fertilization schemes are as follows： 315 mm of irrigation water and 255 kg/hm2 of nitrogen under shallow drip irrigation.

Key words：winter wheat; shallow buried drip irrigation; water and nitrogen combined application; water use efficiency; yield

Fund projects：National Natural Science Foundation of China （52279040）；The Third Xinjiang Scientific Expedition Program （2022xjkk0500）;Innovation Team Project in Key Areas of XPCC （2019CB004）

Correspondence author：YE Hanchun（1966-）， males， from Korla， Xinjiang， professor， master instructor， research direction：the development and utilization of water resources，（E-mail）739301184@qq.com