黃土旱塬區(qū)近40 年降水對冬小麥耗水和產(chǎn)量的影響

趙剛 王淑英 李尚中 張建軍 黨翼 王磊 李興茂 程萬莉 周剛 倪勝利 樊廷錄

摘要：冬小麥是黃土旱塬區(qū)重要口糧作物，產(chǎn)量受降水等因素影響較大，為研究降水對冬小麥耗水規(guī)律和產(chǎn)量的影響，收集、統(tǒng)計甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鎮(zhèn)原試驗站近40年冬小麥長期觀測數(shù)據(jù)，分析冬小麥產(chǎn)量、耗水量等指標隨降水變化的趨勢。結(jié)果表明，黃土旱塬區(qū)近40年冬小麥產(chǎn)量以每年51.2 kg·hm-2速度增加，但持續(xù)系數(shù)僅為0.43；10月中旬至11月中旬、3月中上旬、5月上旬和下旬降水量增加，產(chǎn)量隨之顯著增加；全生育期降水滿足率為64.4%，干旱年型僅為52.7%，不同生育時期中拔節(jié)-灌漿期滿足率最低。冬小麥生育期耗水量近40年呈降低趨勢，平均為361.3 mm，播種-返青期耗水占全生育期的34.3%，為全生育期耗水最大的時期；干旱年和平水年分別在出苗-拔節(jié)期和拔節(jié)-灌漿期降水滿足率最低，分別為36.9%和42.2%，此階段降水對冬小麥產(chǎn)量影響顯著。冬小麥產(chǎn)量相關(guān)的因素由高到低依次為耗水量>穗數(shù)>穗粒數(shù)>播前底墑>生育期降水量>全年降水量。近40年來黃土旱塬區(qū)冬小麥穩(wěn)產(chǎn)性差，原因為播種-返青期耗水占全生育期比重較大，降水滿足率低，影響了冬小麥分蘗成穗和水分高效利用。以上結(jié)果表明，保證該區(qū)冬小麥關(guān)鍵生育期降水滿足率和休閑期降水高效蓄集，是冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要保障，研究結(jié)果對冬小麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：黃土旱塬；冬小麥；產(chǎn)量；耗水規(guī)律；降水

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0783

中圖分類號：S512.1；S314 文獻標志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）03‐0164‐10

冬小麥是黃土旱塬區(qū)重要的糧食作物之一，確保其可持續(xù)發(fā)展對該區(qū)糧食安全意義重大。黃土旱塬區(qū)位于黃土高原南部半濕潤偏旱區(qū)或易旱區(qū)，該區(qū)地表水資源匱乏，地下水位深，農(nóng)業(yè)用水全部依靠有限的自然降水，50%～70% 的降水集中在7—9月，降水與冬小麥生長需求嚴重錯位[1-3]，降水時期、降水量、蒸發(fā)量與冬小麥需水量、需水時期矛盾尖銳，導(dǎo)致冬小麥水分效率低下和產(chǎn)量低而不穩(wěn)。因此，研究黃土旱塬區(qū)冬小麥產(chǎn)量與區(qū)域降水之間的關(guān)系和小麥生產(chǎn)耗水規(guī)律，對該區(qū)冬小麥增產(chǎn)和降水高效利用具有重要意義。

黃土旱塬區(qū)作物耗水規(guī)律直接影響土壤水庫變化[4‐5]，從而極大地影響作物產(chǎn)量[6‐7]。作物需水量是“土壤-作物-大氣”水分循環(huán)的重要參數(shù)[8]，關(guān)于作物耗水量變化趨勢通過模型做了大量研究[9‐10]。郭偉等[11]研究黃土高原地區(qū)冬小麥、玉米等作物需水變化，明確了各地作物需水量呈現(xiàn)出不同的變化；劉戰(zhàn)東等[12]研究指出，降雨級別影響土壤水庫；楊贊榮等[13]研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥需水和降水量影響土壤含水量，并對冬小麥耗水規(guī)律進行了分析；程立平等[14‐15]研究了黃土旱塬區(qū)旱作冬小麥耗水貢獻和底墑充足條件下水分利用規(guī)律。但是，以往研究試驗時期短，沒有進行多年系統(tǒng)分析。本研究立足黃土旱塬區(qū)氣候特點，研究了近40年不同降水情況下冬小麥耗水規(guī)律及對其產(chǎn)量的影響，對進一步明確黃土旱塬區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤水分循環(huán)規(guī)律和冬小麥產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究在國家土壤質(zhì)量鎮(zhèn)原觀測實驗站（35°30'N、107°29'E）進行。試驗地點位于甘肅省鎮(zhèn)原縣上肖鎮(zhèn)所在的黃土旱塬區(qū)，地勢平坦，海拔1197 m，屬于暖溫帶半濕潤偏旱區(qū)，區(qū)域內(nèi)土壤為黑壚土，田間持水量22.3%，孔隙度50%，土質(zhì)疏松，透氣性好，利于降水入滲和作物根系生長，地下水位120 m，不參與“植物-大氣-土壤”水分循環(huán)，為典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，冬小麥全生育期無灌溉。

1981—2019 年近40 年平均年降水量為522.1 mm，降水年際間差異較大，變異系數(shù)為21.5%。冬小麥生育期為9月底至次年6月底，期間平均降水量約占全年46.7%，另53.3% 的降水集中在7—9月（圖1），此時恰逢冬小麥休閑期和高溫天氣，降水保蓄率不足40%。

1.2 數(shù)據(jù)來源及試驗方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源和試驗方法 1981—2000 年逐旬降水量來源于鎮(zhèn)原試驗站人工（量筒法）測定數(shù)據(jù)，2001—2019年為氣象站記錄數(shù)據(jù)；冬小麥產(chǎn)量、耗水量來源于鎮(zhèn)原試驗站實測積累數(shù)據(jù)。

為了保證研究準確性，除了原有積累數(shù)據(jù)外，本研究選用了2009—2019年定位試驗數(shù)據(jù)，分析冬小麥各生育期耗水情況。定位試驗設(shè)置為大區(qū)試驗（67 m2），冬小麥品種為當?shù)刂髟云贩N‘隴鑒386；施肥量為當?shù)赝扑]量，即純氮180 kg·hm-2、P2O5 105 kg·hm-2；其他管理同當?shù)卮筇铩７謩e在冬小麥播前、返青期、拔節(jié)期、灌漿期和收獲期采用土鉆法取樣測定0—200 cm土層土壤水分。

1981—2019 年冬小麥產(chǎn)量為試驗田小區(qū)實打?qū)嵤沼洰a(chǎn)；冬小麥播前和收獲后分別用土鉆法測定試驗區(qū)0—200 cm土層含水量，轉(zhuǎn)化為播前和收獲土壤貯水量；2009—2019年分別在冬小麥返青期、拔節(jié)期、灌漿期加測0—200 cm土層土壤含水量。試驗地地勢平坦，降水不產(chǎn)生徑流，地下水埋藏較深，均不參與水分平衡。

利用土壤水分平衡方程計算作物耗水量（evapo transpiration，ET），公式如下。

1.2.2 不同時期冬小麥品種及產(chǎn)量 1981—2019年間不同時期的主栽冬小麥品種及其產(chǎn)量如表1所示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003軟件制圖和處理數(shù)據(jù)，采用SPSS Statiostics17.0 進行方差和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水量變化規(guī)律分析

全年降水量為小麥生長周期的降水量（本年7月至次年6月），1981—2019年全年降水量呈降低趨勢，平均為522.1 mm。生育期降水量為9月下旬至次年7月上旬的降水量，39年的平均降水量為240.0 mm，總體呈減少趨勢，占全年降水量46.0%，每10年減少量為14.7 mm（圖2）。

根據(jù)年度生育期降水量與39年的平均增減程度，將所有年份劃分為干旱年、平水年和豐水年3個類型。降水量大于15%的定為豐水年，小于-15% 的定為干旱年，介于15% 到-15% 的為平水年，其中15年為豐水年、9年為平水年、16年為干旱年，所占比例分別為38.5%、20.5%和41.0%；豐水年集中在2000 年以前，占豐水年的66.7%；2000年以后干旱年份占全部干旱年份的62.5%。

2.2 冬小麥產(chǎn)量變化趨勢

依據(jù)1981—2019年本區(qū)域長期實打?qū)嵤諟y產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，得出近40年間冬小麥產(chǎn)量呈增加趨勢（圖3），每年增加51.2 kg·hm-2。產(chǎn)量浮動區(qū)間為1 470.5～8 084.9 kg·hm-2，持續(xù)系數(shù)為0.43。20世紀80、90年代和21世紀00、10年代冬小麥平均產(chǎn)量分別為4 453.4、4 688.0、4 577.6和5 538.7kg·hm-2，每10年平均產(chǎn)量呈波動變化趨勢，20世紀80年代產(chǎn)量最低，90年代緩慢增加，21世紀初產(chǎn)量有所回落，10年代迅速增加。上述4個年代全年降水量分別為561.3、490.2、470.7和547.5 mm，20世紀80年代受限于栽培技術(shù)和品種增產(chǎn)效果不足，降水量雖然高，但產(chǎn)量低；20世紀90年代由于抗逆、高產(chǎn)品種和覆蓋、深翻保墑技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)量逐漸增加；進入21世紀00年代，降水減少，產(chǎn)量有所回落，說明降水減少對產(chǎn)量的副效應(yīng)大于品種和技術(shù)進步產(chǎn)生的正效應(yīng)；20世紀10年代降水增加，加之豐產(chǎn)抗旱品種和精量播種等技術(shù)的應(yīng)用，增產(chǎn)效益顯著。

2.3 降水對冬小麥生長發(fā)育滿足率的影響

對39年間冬小麥生育期降水滿足率隨時間的變化規(guī)律進行分析（圖4）發(fā)現(xiàn)，隨著年限增加，降水滿足率呈顯著減小趨勢（P<0.05），每10年滿足率減小5.19個百分點，其中2000年以前滿足率基本呈持平狀態(tài)，2000年以后每10年降低8.93個百分點。因此，21世紀冬小麥栽培受干旱脅迫越來越嚴重。

2009—2019年冬小麥播種-返青期、返青-拔節(jié)期、拔節(jié)-灌漿期、灌漿-成熟期的降水滿足率分別為55.9%、59.5%、54.4% 和93.8%，全生育期平均滿足率為64.4%，灌漿-成熟期逐漸進入雨季，降水增多，滿足率增加，灌漿期之前，均低于全生育期平均值（圖5）。干旱年、平水年和豐水年冬小麥全生育期降水滿足率分別為52.7%、70.7%和69.6%；其中豐水年降水滿足率低于平水年，主要由于豐水年降水集中在冬小麥灌漿-成熟期，該階段降水滿足率達到了103.5%；而灌漿前期降水滿足率平均為60.5%，該階段平水年達到65.1%；干旱年播種-返青期、返青-拔節(jié)期平均降水滿足率分別為35.4%、38.4%，進入灌漿-成熟期為80.2%。

生育期降水滿足率呈顯著下降趨勢。近10年冬小麥降水滿足率平均為64.4%，出苗-灌漿期降水滿足率不足60%，冬小麥生長發(fā)育供水40%以上需要土壤水庫提供。干旱年全生育期降水滿足率為52.7%，干旱年、平水年和豐水年降水滿足率最低分別為出苗-返青-拔節(jié)期（36.9%）、拔節(jié)-灌漿期（42.2%）、返青-拔節(jié)期（57.5%）。

2.4 冬小麥產(chǎn)量與降水量的關(guān)系分析

降水量與冬小麥產(chǎn)量關(guān)系密切，為進一步明確降水對產(chǎn)量的貢獻，分析冬小麥產(chǎn)量和黃土旱塬區(qū)逐旬降水量之間的關(guān)系，由于12月至次年2月土壤處于封凍期，只分析了這3個月的逐月降水量與產(chǎn)量的關(guān)系。逐月降水量與產(chǎn)量關(guān)系結(jié)果顯示（表2），3和4月降水量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），其他月份降水量與冬小麥產(chǎn)量之間均無顯著相關(guān)性；逐旬分析顯示，11月中下旬、3月下旬、4月中旬、5月上旬和6月中旬降水量與產(chǎn)量均呈顯著正相關(guān)，此時分別為冬小麥越冬前、返青期、拔節(jié)期、灌漿期和乳熟期，表明這些時期降水對黃土旱塬區(qū)冬小麥產(chǎn)量形成均有重要作用。

冬小麥生育期為270 d左右，期間降水分布嚴重不均，根據(jù)降水時期與產(chǎn)量關(guān)系分為3個階段。第1階段為冬小麥越冬前11月中下旬，此階段降水與冬小麥產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。黃土高原地區(qū)冬前生長期是土壤耗水量第2耗水高峰[16]，越冬前冬小麥地上部分較小，根系生長較快，苗期主要利用淺層土壤水分[17]，可能是越冬前降水有效蓄集后被冬小麥充分利用，該生育階段降水對冬小麥產(chǎn)量形成至關(guān)重要。第2階段為3月下旬和4月中旬，該階段仍為返青期和拔節(jié)期，是冬小麥小穗、花芽開始分化的時期，決定冬小麥穗數(shù)。返青-拔節(jié)期灌溉使冬小麥產(chǎn)量顯著增加[18]，因此該階段降水補充，對冬小麥產(chǎn)量極其重要。第3階段為5月上旬和6月中旬，此階段冬小麥處在開花期和乳熟期，決定冬小麥千粒重。開花期灌溉使小麥籽粒產(chǎn)量增加[19]，對于黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)來說，開花期降水相對較少，土壤表層水分不足，此時恰好是冬小麥需水的生理生態(tài)臨界期[20]，因此，開花期降水對冬小麥產(chǎn)量至關(guān)重要；灌漿期降水同樣影響冬小麥產(chǎn)量，該時期降水有效增加小麥千粒重。灌漿期水分脅迫導(dǎo)致千粒重降低[21]，這與本研究觀點一致。隨著生育期不斷推移，降水量對冬小麥產(chǎn)量貢獻逐漸降低。

2.5 冬小麥全生育期及階段耗水量變化

對1981—2019年冬小麥生育期耗水量變化趨勢進行分析（圖6）發(fā)現(xiàn)，39年間冬小麥平均耗水量為361.3 mm，隨著年份推移冬小麥耗水量呈顯著減小趨勢（P<0.05），耗水量每年減少3.3 mm。分階段來看，平均耗水量1981—2000 年為397.2 mm，2001—2019 年為342.1 mm；2000 年前耗水量平均每年減少4.6 mm。進入21世紀，耗水量與20 世紀以來的變化規(guī)律恰好相反，2001—2019年呈增加趨勢，平均每年增加3.8 mm，但增加量低于整體減少量，因此整體呈降低趨勢。進入21世紀，冬小麥平均產(chǎn)量增加300 kg·hm-2，加之氣候持續(xù)干暖化，無效蒸發(fā)增加，耗水量呈增加趨勢。但是，前20年耗水量減小趨勢較大，抵消了后19年耗水增加值，因此39年間耗水量整體呈減小趨勢。

根據(jù)定位試驗數(shù)據(jù)分析2010—2019年冬小麥不同生育期耗水量變化，由圖7可知，全生育期耗水量變異系數(shù)為27.9%；播種-返青期、返青-拔節(jié)期、拔節(jié)-灌漿期和灌漿-成熟期平均耗水量分別占全生育期的34.2%、17.1%、27.0% 和21.7%，變異系數(shù)分別為34.0%、52.6%、40.4% 和55.5%。干旱年、平水年和豐水年耗水量分別為281.6、369.3和429.1 mm，不論降水多少，播種-返青期耗水量占全生育期29.5%～38.2%，占比最高。播種-返青期耗水量較大，多年結(jié)果基本一致，冬小麥此時處在苗期，蒸騰小，耗水以蒸發(fā)損失為主。返青-成熟期耗水量年際間變化較大，在品種、栽培技術(shù)一致情況下，氣候條件成了影響耗水量變化的主要因子。因此，冬小麥生育期在減少苗期耗水的同時，保障土壤水庫穩(wěn)定供應(yīng)是冬小麥穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的關(guān)鍵。

2.6 冬小麥產(chǎn)量因素相關(guān)分析

由表3可知，產(chǎn)量與全年降水量、生育期降水量、穗粒數(shù)、穗數(shù)、耗水量、播前底墑之間均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性由高到低依次為耗水量>穗數(shù)>穗粒數(shù)>播前底墑>生育期降水量>全年降水量；全年降水量與穗數(shù)、耗水量之間呈顯著正相關(guān)；耗水量與穗數(shù)也成顯著正相關(guān)。各因素與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果顯示，關(guān)聯(lián)序依次為穗數(shù)>穗粒數(shù)>耗水量>播前底墑>生育期降水量>全年降水量>千粒重。

3 討 論

在全球氣候變暖的情況下，近40年降水逐年降低，關(guān)于作物耗水量的變化趨勢觀點不同。Mo等[9]研究發(fā)現(xiàn)，1951—2006年華北地區(qū)作物耗水量呈增加趨勢；而劉曉英等[22]認為，1950—2000年華北地區(qū)主要作物耗水量呈下降趨勢。黃土高原地區(qū)冬小麥耗水量變化趨勢各研究結(jié)果不盡相同，武永利等[23]認為，山西1951—2005 年冬小麥耗水量呈下降趨勢；而郭偉等[11]認為，冬小麥耗水量均呈增加趨勢。本研究中，旱塬區(qū)近40年冬小麥耗水量呈降低趨勢，這與許多已有結(jié)果一致[22-24]；但是冬小麥產(chǎn)量變化趨勢與耗水量恰好相反，近40年每年產(chǎn)量以51.2 kg·hm-2速度增加，當?shù)剡x育的耐寒新品種‘慶豐1號、抗銹病品種‘隴鑒196、高產(chǎn)抗旱品種‘隴鑒386等品種更替和覆蓋保墑、深翻蓄水等栽培方式轉(zhuǎn)變是冬小麥增產(chǎn)的主要方式，然而受自然氣候變化影響，產(chǎn)量變幅較大，持續(xù)系數(shù)僅為0.43。黃土旱塬區(qū)地下水位深，冬小麥生長耗水全靠天然降水，本研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥產(chǎn)量與全年降水量呈顯著正相關(guān)，全年降水量與冬小麥產(chǎn)量關(guān)系更為密切。

黃土旱塬區(qū)為典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，冬小麥需水靠土壤水庫提供，然而地下水無法補給土壤水庫，降水成了土壤水庫唯一來源。旱塬區(qū)承載了區(qū)域內(nèi)糧食安全重任，該區(qū)域冬小麥生育期處在旱季，尤其3—5月小麥生長旺盛季，降水僅為105.5 mm，耗水量為161.9 mm，導(dǎo)致區(qū)域土壤水庫虧缺加劇，進一步導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化[25]。黃土旱塬區(qū)降水逐年減少，尤其小麥生育期降水不足，本研究發(fā)現(xiàn)，近40年冬小麥耗水量逐年降低。冬小麥生育期降水量減少，因此土壤水庫成為冬小麥產(chǎn)量的保證，這與程立平等研究結(jié)果一致[15]。降水量無法補給土壤水庫，其水分長期虧缺導(dǎo)致深層水分出現(xiàn)干燥化，從而影響區(qū)域內(nèi)一系列生態(tài)問題。

冬小麥產(chǎn)量受氣候、土壤等多因素影響[26-28]。史國安等[27]研究認為，底墑水對產(chǎn)量的作用大于生育期降水。本研究分析了冬小麥各因素與產(chǎn)量的相關(guān)性，其中與播前底墑的相關(guān)系數(shù)為0.66（P<0.05），生育期降水量、全年降水量與產(chǎn)量顯著相關(guān)，全年降水量與穗數(shù)和耗水量顯著相關(guān)，全年降水量對小麥產(chǎn)量提升貢獻主要通過提高穗數(shù)實現(xiàn)。旱塬區(qū)降水集中在7—9月，此時降水有利于增加播前底墑。本研究結(jié)果顯示，播前底墑每增加1 mm 貯水量，產(chǎn)量則增加11.9 kg·hm-2，這與Zhang 等[18] 的研究一致，雨養(yǎng)小麥水分消耗的60%～80%來自于播前水分。播前土壤含水量為冬春干旱季節(jié)冬小麥生長耗水提供了保障，能有效促進冬小麥分蘗和返青前花芽分化，保證了單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)。因此，冬小麥播前底墑增加，夏休閑期降水蓄集是增加播前含水量的重要措施[29‐30]。穗數(shù)、穗粒數(shù)對產(chǎn)量貢獻較大，這與已有研究結(jié)果一致[31‐32]。旱塬區(qū)冬春季降水有限，在保證冬小麥主莖成穗情況下，分蘗成穗和促進花芽分化是產(chǎn)量提升的重要因素。因此，全年降水量顯著影響冬小麥耗水量、產(chǎn)量和穗數(shù)，通過耗水量和穗數(shù)提升增加產(chǎn)量。

品種改良和栽培措施調(diào)控是小麥產(chǎn)量提高的重要措施[33]。本研究區(qū)20世紀80年代主栽冬小麥耐寒、高產(chǎn)品種‘慶豐1號，進入90年代病害與干旱頻發(fā)，‘隴鑒196應(yīng)運而生[34]；到21世紀育成高產(chǎn)、抗旱、條銹病免疫品種‘隴鑒386，產(chǎn)量達到4 500 kg·hm-2，支撐了該區(qū)冬小麥產(chǎn)量增加[35]；由開始耐寒高成穗品種向豐產(chǎn)、高抗品種轉(zhuǎn)變，品種更替每年增產(chǎn)幅度為26.9 kg·hm-2，貢獻率為52.6%。黃土旱塬區(qū)抗旱栽培措施是提高冬小麥產(chǎn)量的重要手段，休閑期綠色覆蓋[29]、夏覆膜周年覆蓋栽培[36]等技術(shù)有效增加生育期土壤含水量，增產(chǎn)效果顯著。本研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵生育期降水對產(chǎn)量貢獻為16.7～93.8 kg·hm-2，然而黃土旱塬區(qū)季節(jié)性降水差異大，如1994 年4 月降水為13.3 mm，本年產(chǎn)量僅為2 856.7 kg·hm-2。雖然品種和栽培技術(shù)持續(xù)促進了冬小麥產(chǎn)量增加，但是冬小麥產(chǎn)量持續(xù)性差，任何栽培措施和品種增產(chǎn)效果均受到降水因素的限制。Zhang等[18]研究提出，小麥耗水主要來自土壤水庫，如何高效利用有限降水資源，提高土壤水庫是冬小麥穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵。

近40年冬小麥生育期耗水呈降低趨勢，每年平均減少3.1 mm，尤其是進入21世紀，減少量為4.6 mm，這與陳博等[37]研究結(jié)果一致。冬小麥生育期耗水量為361.3 mm，與產(chǎn)量、穗數(shù)顯著相關(guān)，耗水量對產(chǎn)量的貢獻同樣依靠提升穗數(shù)來實現(xiàn)。不論哪種降水年型，播種-返青期耗水占比最高，此時恰好進入冬季，土壤封凍，冬小麥生長緩慢，但經(jīng)歷時間較長，水分消耗較大，該期多年耗水量變異系數(shù)為34.0%，相對其他時期變化量最小，說明該階段冬小麥耗水量較大且相對穩(wěn)定，但是此階段水分對冬小麥干物質(zhì)形成作用不大，因此，如何降低播種-返青期無效蒸發(fā)，對水分利用效率提升具有重要意義。

在旱塬區(qū)降水資源逐漸減小的情況下，冬小麥產(chǎn)量增加，其原因不能只考慮生育期降水總量、降水時期等單一因素，因為冬小麥耗水量、產(chǎn)量不僅是氣候變化的作用，還是節(jié)水品種選育和抗旱栽培措施改善的綜合反饋作用。氣候變暖大背景下，隨著科技進步，降水資源化利用率逐漸增加，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的旱塬區(qū)降水資源對冬小麥耗水的影響可能有限，區(qū)域口糧嚴峻形勢可能來自人口增加和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

參 考 文 獻

［1］ 田展， 梁卓然， 史軍， 等. 近50年氣候變化對中國小麥生產(chǎn)

潛力的影響分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報， 2013， 29（9）： 61-69.

TIAN Z， LIANG Z R， SHI J， et al.. Analysis of impact on China

wheat potential productivity of climate change during 1961—2010

[J]. Chin. Agric. Sci. Bull.， 2013， 29（9）： 61-69.

［2］ 鄧振鏞， 王強， 張強， 等. 中國北方氣候暖干化對糧食作物

的影響及應(yīng)對措施[J]. 生態(tài)學(xué)報， 2010， 30（22）： 6278-6288.

DENG Z Y， WANG Q， ZHANG Q， et al .. Impact of climate

warming and drying on food crops in northern China and the

countermeasures [J]. Acta Ecol. Sin.， 2010， 30（22）： 6278-6288.

［3］ LI S X， WANG Z H， LI S Q， et al .. Effect of plastic sheet

mulch heat straw mulch， and maize growth on water loss by

evaporation in dryland areas of China [J]. Agric. Water

Manage.， 2013， 116（2）： 39-49.

［4］ 胡良軍， 邵明安. 黃土高原植被恢復(fù)的水分生態(tài)環(huán)境研究

[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2002， 13（8） ： 1045-1048.

HU L J， SHAO M A. Review on water eco-environment in

vegetation restoration in Loess Plateau [J]. Chin. J. Appl. Ecol.，

2002，13（8） ： 1045-1048.

［5］ 張瑞， 李展鵬， 王力. 黃土旱塬區(qū)土壤水分狀況與作物生長、

降水的關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2019， 30（2） ： 359-369.

ZHANG R， LI Z P， WANG L. Relationship between soil

moisture dynamics， crop growth and precipitation in rain-fed

area of the Loess Tableland， China [J]. Chin. J. Appl. Ecol.，

2019， 30（2）： 359-369.

［6］ 王力， 邵明安， 王久全， 等. 黃土區(qū)土壤干燥化研究進展[J].

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2004， 19（5）： 27-31.

WANG L， SHAO M A， WANG J Q， et al .. Review of research

on soil desiccation in the Loess Plateau [J]. Trans. Chin. Soc.

Agric. Eng.， 2004，19（5）： 27-31.

［7］ 邵明安， 賈小旭， 王云強， 等. 黃土高原土壤干層研究進展

與展望[J]. 地球科學(xué)進展， 2016， 31（1）： 14-22.

SHAO M A， JIA X X， WANG Y Q， et al .. A review of studies

on dried soil layers in the Loess Plateau [J]. Prog. Geogr.， 2016，

31（1）： 14-22.

［8］ 王鶴齡，?？×x，王潤元，等.氣候變暖對河西走廊綠洲灌區(qū)

主要作物需水量的影響[J].草業(yè)學(xué)報， 2011， 20（5）：245-251.

WANG H L， NIU J Y， WANG R Y， et al .. Impact of climate

change on water requirement of main crops in irrigated oasis of

Hexi Corridor [J]. Acta Pratac. Sin.， 2011， 20（5）： 245-251.

［9］ MO X G， LIU S X， LIN Z H， et al .. Regional crop yield， water

consumption and water use efficiency and their responses to

climate change in the North China Plain [J]. Agric. Ecosys.

Environ.， 2009，134： 67-78.

［10］ ALLEN R G， PEREIRA L S， RAES D. Crop

Evapotranspiration-Guidelines for Computing Crop Water

Requirement [M]. Rome： Food and Agriculture Organization of

the United Nations， 1998： 41-56.

［11］ 郭偉， 楊愛琴， 賀潔穎， 等. 山西省玉米小麥需水量的變化

特征及對氣候變暖的響應(yīng)[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報， 2015， 31（30）：

273-278.

GUO W， YANG A Q， HE J Y， et al .. Variation characteristics

of water requirement of corn and wheat in Shanxi province and

their response to climate warming [J]. Chin. Agric. Sci. Bull.，

2015， 31（30）： 273-278.

［12］ 劉戰(zhàn)東， 秦安振， 寧東峰， 等. 降雨級別對農(nóng)田蒸發(fā)和土壤

水再分布的影響模擬[J]. 灌溉排水學(xué)報， 2016， 35（8）：1-8.

LIU Z D， QIN A Z， NING D F， et al .. Effective of simulated

different rainfall intensities on soil evaporation and water

redistribution in crop field [J]. J. Irrig. Drain.， 2016， 35（8）：1-8.

［13］ 楊贊榮， 王龍， 余航， 等. 小麥生育期內(nèi)田間土壤水分動態(tài)

變化過程及其模型研究[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)），

2020， 35（4）： 717-725.

YANG Z R， WANG L， YU H， et al .. The dynamic process and

model simulation of soil moisture in wheat growth period [J]. J.

Yunnan Agric. Univ. （Nat. Sci.）， 2020， 35（4）： 717-725.

［14］ 程立平， 林文， 王亞萍， 等. 深層土壤水分對黃土旱塬區(qū)旱

作冬小麥耗水貢獻[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2020，38（5）：

136-142.

CHENG L P， LIN W， WANG Y P， et al .. Contributions of soil

water in deep soil layers to water consumption of dryland

winter wheat on the Loess Tableland [J]. Agric. Res. Arid

Areas， 2020， 38（5）： 136-142.

［15］ 程立平， 劉文兆.黃土塬區(qū)不同土層土壤水分對旱作冬小麥

耗水的貢獻[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2017， 28（ 7） ： 2285-2291.

CHENG L P， LIU W Z. Contribution of soil water at various

depths to water consumption of rainfed winter wheat in the

Loess tableland China [J].Chin. J. Appl. Ecol.， 2017， 28（ 7） ：

2285-2291.

［16］ 蒲金涌， 王潤元， 李曉薇， 等. 甘肅黃土高原土壤水分變化

對冬小麥產(chǎn)量的影響[J]. 地理學(xué)報， 2012， 67（5）：710-718.

PU J Y， WANG R Y， LI X W， et al .. Impact of soil water

variations on wheat yields on the Loess Plateau of Gansu [J].

Acta Geogr. Sin.， 2012， 67（5）：710-718.

［17］ 鄧振鏞， 張強， 王強， 等. 黃土高原旱塬區(qū)土壤貯水量對冬

小麥產(chǎn)量的影響[C]//第28屆中國氣象學(xué)會年會-S11氣象與

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)論文集. 廈門：中國氣象年會， 2011：159-170.

［18］ ZHANG X Y， WANG Y Z， SUN H Y， et al .. Optimizing the

yield of winter wheat by regulating water consumption during

vegetative and reproductive stages under limited water supply

[J]. J. Irrig. Sci.， 2013， 31（5）： 1103-1112.

［19］ XU X X， ZANG M， LI J P， et al .. Improving water use

efficiency and grain yield of winter wheat by optimizing

irrigations in the North China Plain [J]. Field Crop Res.， 2018，

221：219-227.

［20］ 張勝全， 方保停， 王志敏， 等. 春灌模式對晚播冬小麥水分利

用及產(chǎn)量形成的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報， 2009， 29（4）： 2035-2044.

ZHANG S Q， FANG B T， WANG Z M， et al .. Influence of

different spring irrigation treatments on water use and yield

formation of late-sowing winter wheat [J]. Acta Ecol. Sin.，

2009， 29（ 4） ： 2035-2044.

［21］ 黃彩霞， 柴守璽， 趙德明， 等. 不同水分處理對冬小麥產(chǎn)量

和水分利用效率的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報， 2010， 19（5）：196-203.

HUANG C X， CHAI S X， ZHAO D M， et al .. Effects of

irrigation on grain yield and water use efficiency of winter

wheat [J]. Acta Pratac. Sin.， 2010， 19（5）：196-203.

［22］ 劉曉英， 李玉中， 郝衛(wèi)平. 華北主要作物需水量近50 年變化

趨勢及原因[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2005， 21（10）： 155-159.

LIU X Y， LI Y Z， HAO W P. Trend and causes of water

requirement of main crops in North China in recent 50 years

[J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Eng.， 2005， 21（10） ：155-159.

［23］ 武永利， 劉文平， 馬雅麗， 等.山西冬小麥作物需水量近45

年變化特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009， 37（16）： 7380-7383.

WU Y L， LIU W P， MA Y L， et al ..Study on characteristics of

winter wheat water requirements in 45 years in Shanxi [J]. J.

Anhui Agric. Sci.， 2009， 37（16） ： 7380-7383.

［24］ 周賀玲， 田小飛， 李建軍. 氣候變化對冬小麥需水量的影響

研究[C]//全國農(nóng)業(yè)氣象與生態(tài)環(huán)境學(xué)術(shù)年會論文集. 南昌：

江西省氣象學(xué)會， 2006： 150-152.

［25］ 房世波， 譚凱炎， 任三學(xué). 夜間增溫對冬小麥生長和產(chǎn)量影

響的實驗研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010， 43（15）： 3251-3258.

FANG S B， TAN K Y， REN S X. Winter wheat yields decline

with spring higher night temperature by controlled experiments

[J]. Sci. Agric. Sin.， 2010， 45（15）： 3251-3258.

［26］ 郭建平，高素華. 濃度與土壤干旱對植物體內(nèi)硫積累及分配

的影響研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2005，13（1）：108-110.

GUO J P， GAO S H. Impacts of CO2 enrichment and soil

drought on the S accumulation and distribution of plants [J].

Chin. J. Eco-Agric.， 2005，13（1）：108-110.

［27］ 史國安， 魏良友， 陳明燦， 等. 模擬不同降水類型旱地冬小麥

產(chǎn)量性狀的通徑分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2000，18（3）：64-69.

SHI G A， WEI L Y， CHEN M C， et al .. A path anlysis of

relative yield characters of winter wheat in dryland under

simulated rainfall conditions [J]. Agric. Res. Arid Areas， 2000，

18（3）：64-69.

［28］ ZHANG X Y， PEI D， CHEN S Y. Root growth and soil water

utilization of winter wheat in the Nonth China Plain [J].

Hydryol. Processes， 2004，18（12）： 2275-2287

［29］ 趙剛， 樊廷錄， 李尚中， 等. 夏休閑期復(fù)種油菜對旱地土壤

水分和小麥產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2013， 24（10）：

2807-2813.

ZHAO G， FAN T L， LI S Z， et al .. Effects of rape cropping in

summer fallow period on dryland soil moisture content and winter

wheat yield [J]. Chin. J. Appl. Ecol.， 2013， 24（10）： 2807-2813.

［30］ FRENCH R J. The effect of fallowing on the yield of wheat Ⅱ.

The effect on grain yield [J]. Aust. J. Agrci. Res.， 1978， 29（4）：

669-684.

［31］ 劉朝暉，李江偉，喬慶洲，等. 黃淮南片小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的

相關(guān)分析[J]. 作物雜志，2013（5）： 58-61.

LIU Z H， LI J W， QIAO Q Z， et al .. Correlation analysis on the

yield and yield components of wheat in south Huang-Huai

River [J]. Corps， 2013（5）：58-61.

［32］ 盧彬. 渭北旱塬小麥產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分

析[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，65（11）：1-2.

LU B. Grey correlation analysis of wheat yield and main

agronomic characters in Weibei Dryland [J]. Shaanxi J. Agric.

Sci.， 2019，65（11）：1-2.

［33］ 黃彩霞. 不同栽培技術(shù)措施對甘肅小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量形成影

響效應(yīng)的研究[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

HUANG C X. Study of different cultivation technology on yield

and yield formation of wheat in Gansu [D]. Lanzhou： Gansu

Agriculture University， 2016.

［34］ 雍致明， 張國宏. 冬小麥新品種隴鑒196、隴鑒46、隴鑒64

推廣工作簡報[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技， 1996（1）： 4-5.

［35］ 張成. 隴東黃土高原旱地冬小麥生產(chǎn)影響要素及育種目標

與策略[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2006， 24（2）： 39-42.

ZHANG C. Influence factors of wheat production and its

breeding objectives and strategies on Loess Plateau of east

Gansu [J]. Agric. Res. Arid Areas， 2006， 24（2）： 39-42.

［36］ 王勇， 樊廷錄， 王立明， 等. 小麥周年覆膜穴播栽培技術(shù)研

究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 1999， 17（1）： 13-19.

WANG Y， FAN T L， WANG L M， et al.. Winter wheat with

bunching sowing cultivation techniques of perennial film mulching

in dryland [J]. Agric. Res. Arid Areas， 1999， 17（1）： 13-19.

［37］ 陳博， 歐陽竹， 程維新， 等. 近 50 a 華北平原冬小麥-夏玉米

耗水規(guī)律研究[J]. 自然資源學(xué)報， 2012， 27（7）： 1186-1199.

CHEN B， OUYANG Z， CHENG W X， et al .. Water

consumption for winter wheat and summer maize in the North

China plain in recent 50 years [J]. J. Nat. Resour.， 2012， 27（7）：

1186-1199.

（責任編輯：胡立霞）