5月15期

中 国 农 学 通 报 2012,28(15):106-111 Chinese Agricultural Science Bulletin 旱 地 小 麦 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 土 壤 水 分 蓄 纳 利 用 与 产 量 形 成 的 影 响 贺 立 恒, 高 志 强, 孙 敏, 李 青 ( 山 西 农 业 大 学 农 学 院, 山 西 太 谷 030801) 摘 要 : 为 了 提 高 旱 地 冬 小 麦 的 水 分 利 用 率, 采 用 大 田 试 验, 研 究 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 旱 地 冬 小 麦 土 壤 含 水 量 产 量 及 水 分 利 用 率 的 影 响 结 果 表 明, 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 可 明 显 提 高 播 前 与 越 冬 期 0~ 100 cm 100~200 cm 土 层 含 水 量, 有 利 于 旱 地 冬 小 麦 出 苗 与 越 冬 ; 同 时, 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 可 明 显 提 高 后 续 各 生 育 期 土 壤 含 水 量, 提 高 穗 数 穗 粒 数, 显 著 提 高 籽 粒 产 量 与 水 分 利 用 率, 各 处 理 下 数 据 显 示 休 闲 期 深 耕 处 理 效 果 优 于 深 松 与 免 耕 处 理 总 之, 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 均 有 利 于 旱 地 小 麦 土 壤 水 分 产 量 和 水 分 利 用 率 的 提 高, 是 实 现 旱 地 小 麦 增 产 的 有 效 措 施 关 键 词 : 旱 地 小 麦 ; 休 闲 期 ; 耕 作 ; 土 壤 水 分 ; 产 量 中 图 分 类 号 :S343.1 文 献 标 志 码 :A 论 文 编 号 :2012-0507 Effect of Ploughing in Leisure Period on Yield and Soil Water Use Efficiency of Winter Wheat in Dryland He Liheng, Gao Zhiqiang, Sun Min, Li Qing (College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801) Abstract: In order to improve water use efficiency of winter wheat in dryland, Field test was conducted to study the effect of different ploughing in leisure period on soil water content, yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat in dryland. The results showed that, soil water content was significantly increased at depth of 0-100 cm, 100-200cm especially at winter stage and before sowing according different ploughing in leisure period, obviously it was benefit for germination and winter-overing for winter wheat in dryland. Meanwhile, different ploughing in leisure period could improve soil water content, ear number, increase ear number and grain number per ear, significant increased yield and WUE in following growth stage, and the results showed that, the effect of increase was much better under deep plowing than deep tillage and notillage (CK). In a word, different ploughing in leisure period could improve soil water content, increase yield, and improve WUE, it was a better effected way to achieve yield increase of winter wheat in dryland. Key words: wheat in dryland; leisure period; ploughing; soil water content; yield 0 引 言 在 广 大 的 西 北 旱 作 麦 区, 小 麦 生 育 期 间 降 水 少 蒸 发 量 大, 水 分 供 给 不 足 成 为 制 约 产 量 的 主 要 因 素 [1] 由 于 受 季 风 的 影 响, 黄 土 高 原 旱 作 麦 区 年 降 水 有 着 明 显 的 季 节 性, 大 约 常 年 降 水 的 60% 集 中 分 布 在 7 8 9 月 [2-5], 此 时 正 是 该 地 区 旱 地 小 麦 的 休 闲 期 由 于 受 自 基 金 项 目 : 农 业 部 现 代 小 麦 产 业 技 术 体 系 项 目 (CARS-3-1-24); 山 西 省 留 学 人 员 科 技 活 动 项 目 择 优 资 助 经 费 项 目 旱 地 小 麦 休 闲 期 土 壤 深 层 水 肥 耦 合 的 效 应 研 究 (2011 山 西 省 人 力 资 源 和 社 会 保 障 厅 专 项 ); 山 西 省 回 国 留 学 人 员 科 研 项 目 旱 地 小 麦 休 闲 期 土 壤 深 层 水 氮 耦 合 对 根 系 构 成 的 影 响 ; 山 西 农 业 大 学 引 进 人 才 科 研 启 动 项 目 旱 地 小 麦 休 闲 期 土 壤 水 分 动 态 及 节 水 高 效 利 用 研 究 (XB2010015); 山 东 农 业 大 学 博 士 后 专 项 (106702) 第 一 作 者 简 介 : 贺 立 恒, 男,1974 年 出 生, 山 西 兴 县 人, 讲 师, 博 士, 主 要 从 事 小 麦 旱 作 栽 培 及 逆 境 生 理 方 面 的 研 究 通 信 地 址 :030801 山 西 省 太 谷 县 山 西 农 业 大 学 农 学 院,E-mail:gsshlh@126.com 通 讯 作 者 : 高 志 强, 男,1964 年 出 生, 山 西 中 阳 人, 教 授, 博 士 生 导 师, 农 业 部 小 麦 专 家 指 导 组 成 员, 现 代 小 麦 产 业 体 系 岗 位 科 学 家, 主 要 从 事 小 麦 旱 作 栽 培 研 究 通 信 地 址 :030801 山 西 农 业 大 学 农 学 院,Tel:0354-6288373,E-mail:gaozhiqiang1964@126.com;gsshlh@163.com 收 稿 日 期 :2012-01-23, 修 回 日 期 :2012-04-23

贺 立 恒 等 : 旱 地 小 麦 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 土 壤 水 分 蓄 纳 利 用 与 产 量 形 成 的 影 响 107 然 降 水 条 件 的 制 约, 旱 地 小 麦 在 生 育 期 试 图 通 过 水 肥 措 施 调 节 来 达 到 增 产 目 的 在 很 大 程 度 上 受 到 了 限 制 然 而, 黄 土 高 原 的 地 质 特 性 决 定 了 旱 地 小 麦 的 耗 水 量 约 50% 是 靠 土 壤 的 贮 水 [2], 以 此 满 足 小 麦 中 后 期 旱 季 时 对 水 分 的 需 求 因 此, 通 过 科 学 的 耕 作 或 栽 培 措 施 最 大 限 度 地 蓄 纳 休 闲 期 的 自 然 降 水 研 究 休 闲 期 的 水 分 高 效 储 备 利 用 机 制 就 成 为 旱 地 小 麦 高 产 的 关 键 所 在 这 一 研 究 对 形 成 相 对 稳 产 品 质 优 良 的 旱 地 小 麦 生 产 意 义 重 大 多 年 来 的 实 践 与 研 究 表 明, 在 旱 地 小 麦 有 限 的 年 降 水 条 件 下, 科 学 适 当 的 耕 作 与 栽 培 措 施 是 提 高 旱 地 小 麦 产 量 与 水 分 利 用 率 的 有 效 措 施 [6-10] 刘 恒 耀 [11] 李 [12] 洪 文 等 研 究 表 明, 麦 田 播 前 早 耕 能 够 改 善 土 壤 结 构, 提 高 其 蓄 水 能 力, 并 促 进 小 麦 根 系 对 深 层 土 壤 水 分 的 [13] 吸 收, 提 高 产 量 和 水 分 利 用 率 许 国 钧 等 研 究 表 明, 麦 田 有 效 的 耕 作 措 施 可 以 改 善 耕 层 的 有 效 厚 度 耕 层 紧 实 度 从 而 提 高 小 麦 根 系 对 水 肥 的 充 分 吸 收, 实 现 旱 地 小 麦 的 增 产 适 当 的 耕 作 措 施 还 可 以 改 善 旱 地 麦 田 地 表 状 况, 切 断 土 壤 蒸 发 面 与 大 气 之 间 水 分 交 换 的 通 道 减 少 无 效 蒸 发, 减 少 地 表 径 流, 降 低 土 壤 水 分 的 无 效 损 耗 [14-15] 耕 作 措 施 还 可 以 改 善 耕 层 水 的 有 效 供 给 水 平, 耕 层 水 是 作 物 最 直 接 的 供 水 资 源, 也 是 肥 料 赖 以 分 解 转 化 被 作 物 吸 收 利 用 的 唯 一 介 质 和 载 体 而 耕 层 水 的 纳 蓄 运 行 调 节 利 用 又 直 接 与 耕 作 措 施 有 关 因 此, 耕 层 水 调 节 归 根 结 底 仍 然 是 耕 作 问 题 李 玉 山 [1] 等 的 研 究 表 明 : 播 前 储 存 在 100 cm 土 层 以 下 的 土 壤 水 分, 有 很 高 的 生 物 有 效 性 对 小 麦, 特 别 在 拔 节 - 抽 穗 - 灌 浆 期 大 量 需 水 阶 段, 构 成 不 可 忽 视 的 重 要 水 源 [16] 在 深 层 储 水 丰 富 情 况 下, 遇 有 生 育 期 干 旱, 仍 能 取 得 较 好 的 产 量 [17-19] 同 时, 在 试 验 条 件 下, 生 育 期 有 常 量 降 水 补 给, 不 能 克 服 深 层 储 水 欠 缺 造 成 的 不 良 影 响 这 些 研 究 均 表 明, 耕 作 可 以 改 善 土 壤 的 水 分 储 备 与 利 用, 但 这 些 研 究 多 在 作 物 生 育 期, 耕 作 措 施 大 都 在 临 近 播 前 进 行, 而 有 关 旱 地 小 麦 休 闲 期 的 有 效 的 耕 作 措 施 对 蓄 水 纳 墒 以 及 提 高 水 肥 综 合 储 备 与 供 给 水 平 的 研 究 内 容 很 少 见 到 黄 土 高 原 旱 地 麦 区 向 来 十 年 九 旱, 且 60% 的 降 雨 集 中 在 休 闲 期 (7 9 月 ) [3-4], 此 期 土 壤 存 储 的 水 量, 决 定 着 旱 地 小 麦 播 前 底 墒 的 丰 欠 罗 [20] [21] 俊 杰 等 韩 恩 明 等 研 究 结 果 表 明, 播 前 底 墒 与 冬 小 麦 产 量 显 著 相 关, 在 降 水 量 相 对 较 低 时 底 墒 可 以 起 到 稳 产 作 用 基 于 山 西 省 的 气 候 特 点 与 小 麦 的 用 水 规 律, 为 了 减 少 休 闲 期 土 壤 水 分 的 无 效 蒸 发, 将 有 限 的 自 然 降 水 最 大 限 度 的 蓄 纳 在 土 壤 中, 提 高 播 前 底 墒 及 自 然 降 水 的 利 用 效 率 在 前 人 研 究 的 基 础 上, 笔 者 拟 从 根 本 上 改 变 旱 地 小 麦 生 产 上 在 休 闲 期 免 耕 直 到 播 种 前 1~2 天 才 翻 耕 土 地 的 传 统 耕 作 方 式, 在 充 分 调 查 研 究 的 基 础 上, 结 合 多 年 对 旱 地 小 麦 生 产 的 研 究 成 果, 提 出 前 茬 小 麦 收 获 后 提 前 在 休 闲 期 深 耕 深 松 耕 作 技 术 措 施, 以 利 土 壤 蓄 雨 纳 墒, 通 过 耕 作 保 水 蓄 水 的 协 调 互 作 实 现 麦 作 休 闲 期 伏 雨 深 蓄 跨 季 节 利 用 在 此 基 础 上 研 究 分 析 休 闲 期 耕 作 措 施 对 旱 地 冬 小 麦 产 量 及 水 分 利 用 的 影 响, 以 期 为 旱 地 小 麦 高 产 栽 培 提 供 理 论 与 实 践 依 据 1 材 料 方 法 1.1 试 验 地 概 况 试 验 于 2010 2011 在 山 西 农 业 大 学 现 代 小 麦 产 业 技 术 体 系 - 小 麦 冬 春 混 播 区 实 验 基 地 进 行, 采 用 大 田 试 验 试 验 区 为 典 型 的 黄 土 高 原 旱 作 麦 区, 降 水 50%~ 60% 集 中 于 夏 秋 季 (7 8 9 月 ); 试 验 地 为 夏 闲 地, 处 理 前 土 壤 0~300 cm 土 层 含 水 量 为 321.39 mm, 约 为 旱 地 麦 田 同 期 常 年 平 均 水 平 土 壤 肥 力 : 有 机 质 8.35 g/kg, 全 氮 0.84 g/kg, 碱 解 氮 33.31 mg/kg, 速 效 磷 2.12 mg/kg 1.2 试 验 设 计 本 试 验 立 足 旱 地 小 麦 休 闲 期 的 耕 作 措 施, 在 小 麦 收 获 后 2 周, 提 前 进 行 休 闲 期 深 耕 (25~30 cm) 深 松 (30~35 cm) 或 免 耕 (CK) 的 技 术 措 施, 研 究 不 同 耕 作 措 施 在 提 高 土 壤 的 蓄 水 保 水 能 力, 改 善 土 壤 结 构 及 提 高 旱 地 小 麦 产 量 的 综 合 作 用 设 深 耕 深 松 免 耕 (CK)3 个 水 平, 每 个 处 理 重 复 3 次, 小 区 面 积 25 m 4 m=100 m 2, 每 个 处 理 间 设 作 业 道 与 保 护 隔 离 带 基 施 氮 ( 尿 素 ) 磷 ( 过 磷 酸 钙 ) 钾 肥, 纯 氮 150 kg/hm 2,P 2O 5 150 kg/hm 2,K 2O 150 kg/hm 2,9 月 23 日 播 种, 供 试 品 种 为 临 旱 536 基 本 苗 306 10 4 株 /hm 2, 行 距 20 cm, 机 械 条 播 1.3 取 样 及 测 定 方 法 分 别 于 休 闲 期 及 各 生 育 期 用 土 钻 取 土, 取 土 样 深 度 为 300 cm, 每 20 cm 为 一 个 土 层 水 分 测 定 单 元, 采 用 烘 干 法 测 定 土 壤 水 分 成 熟 期 每 小 区 取 2 m 2 计 算 经 济 产 量, 取 25 株 进 行 考 种, 测 定 穗 数 每 穗 粒 数 及 千 粒 重 土 壤 含 水 量 (mm)=[( 湿 土 重 - 烘 干 土 重 )/ 烘 干 土 重 100] 土 层 厚 度 (mm) 各 土 层 容 重 休 闲 期 降 雨 补 给 率 =[( 休 闲 期 末 土 壤 储 水 量 - 休 闲 期 处 理 前 土 壤 储 水 量 )/ 休 闲 期 降 雨 量 ] 100% 总 耗 水 量 (mm)= 休 闲 期 处 理 前 土 壤 储 水 量 + 休 闲 期 降 水 量 + 生 育 期 降 雨 量 - 收 获 期 土 壤 储 水 量 水 分 利 用 率 [kg/(hm 2 mm)]= 单 位 面 积 小 麦 产 量 / 总 耗 水 量

108 中 国 农 学 通 报 http://www.casb.org.cn 1.4 数 据 分 析 方 法 试 验 数 据 采 用 Excel DPS 进 行 数 据 计 算 绘 图 与 统 计 分 析 2 结 果 与 分 析 2.1 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 播 前 与 越 冬 前 土 壤 水 分 含 量 的 影 响 2.1.1 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 播 前 土 壤 水 分 含 量 的 影 响 由 表 1 可 知, 特 别 是 播 前 80~100 cm 土 层, 蓄 水 增 量 无 论 是 深 耕 还 是 深 松 均 出 现 了 峰 值, 深 耕 比 免 耕 蓄 水 增 加 53.97%, 而 深 松 则 比 免 耕 蓄 水 增 加 15.98% 随 着 土 层 加 深,100~200 cm 土 层 在 播 前 也 显 示 出 了 较 为 高 效 的 蓄 墒 保 水 能 力, 在 这 一 土 层 范 围 内, 深 耕 比 免 耕 总 的 蓄 水 增 加 25.48%, 而 深 松 则 比 免 耕 蓄 水 增 加 6.85% 土 层 再 加 深, 到 200~300 cm 范 围 内, 数 据 显 示 蓄 水 增 量 减 小, 各 处 理 间 差 异 不 显 著 2.1.2 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 越 冬 期 土 壤 水 分 含 量 的 影 响 由 表 2 可 知, 越 冬 期 各 土 层 蓄 水 增 量 变 化 趋 势 基 本 与 播 前 蓄 水 量 变 化 相 似, 土 壤 含 水 量 随 土 层 深 度 的 增 加 也 呈 低 - 高 - 低 的 变 化 趋 势, 但 与 播 前 各 土 层 相 对 增 量 大 小 不 同 以 外, 蓄 水 增 量 峰 值 无 论 是 深 耕 还 是 深 松 却 出 现 了 下 移 现 象, 其 中 100~200 cm 土 层, 深 耕 比 免 耕 蓄 水 增 加 28.08%, 而 深 松 则 比 免 耕 蓄 水 增 加 16.26%, 在 越 冬 期 显 示 出 了 蓄 水 增 量 峰 值 随 土 层 深 度 增 加 而 下 移 的 趋 势 2.2 休 闲 期 耕 作 对 各 生 育 期 0~300 cm 土 壤 水 分 含 量 的 影 响 由 图 1 可 看 出, 随 生 育 进 程 的 推 移, 在 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 下, 从 休 闲 期 到 成 熟 期 各 处 理 0~300 cm 土 壤 总 含 水 量 均 呈 先 升 高 后 降 低 的 单 峰 曲 线 变 化 趋 势, 且 在 越 冬 期 达 到 峰 值 ; 从 播 前 到 成 熟 前 各 生 育 期 土 壤 含 水 量 均 表 现 为 深 耕 > 深 松 > 免 耕, 且 从 播 种 到 抽 穗, 随 着 土 层 深 度 的 增 加, 各 处 理 间 差 异 呈 先 大 后 小 的 趋 势, 土 壤 蓄 水 量 的 变 化 幅 度 随 生 育 期 推 后 而 减 小 表 1 不 同 耕 作 方 式 对 播 前 0~300 cm 不 同 土 层 土 壤 蓄 水 量 的 影 响 土 层 深 度 /cm 深 耕 蓄 水 量 /mm 深 松 蓄 水 量 /mm 免 耕 蓄 水 量 /mm 深 耕 比 免 耕 (CK) 深 松 比 免 耕 (CK) 0~20 31.60 27.08 29.29 2.31 7.88-2.20-7.53 20~40 33.57 32.12 30.11 3.46 11.49 2.01 6.68 40~60 34.77 31.33 27.65 7.12 25.75 3.68 13.30 60~80 35.89 32.71 30.46 5.43 17.83 2.25 7.39 80~100 36.49 27.49 23.70 12.79 53.97 3.79 15.98 100~200 145.36 123.77 115.84 29.52 25.48 7.93 6.85 200~300 130.21 128.28 126.99 3.22 2.54 1.29 1.02 0~100 172.32 150.73 141.21 31.11 22.03 9.52 6.74 0~200 317.67 274.50 257.05 60.62 23.58 17.45 6.79 0~300 447.89 402.78 384.04 63.85 16.6 18.74 4.88 表 2 不 同 耕 作 方 式 对 越 冬 期 0~300 cm 不 同 土 层 土 壤 蓄 水 量 的 影 响 土 层 深 度 /cm 深 耕 蓄 水 量 /mm 深 松 蓄 水 量 /mm 免 耕 蓄 水 量 /mm 深 耕 比 免 耕 (CK) 深 松 比 免 耕 (CK) 0~20 33.86 30.16 28.78 5.08 17.65 1.38 4.79 20~40 31.37 30.07 28.73 2.64 9.19 1.34 4.66 40~60 34.46 33.70 30.67 3.79 12.36 3.03 9.88 60~80 38.12 36.81 34.07 4.05 11.89 2.74 7.39 80~100 37.26 35.03 33.60 3.66 10.00 1.43 4.26 100~200 158.14 143.55 123.47 34.67 28.08 20.08 16.26 200~300 146.38 141.91 138.76 7.62 5.49 3.15 2.27 0~100 175.07 165.77 155.85 19.22 12.33 9.92 6.37 0~200 333.21 309.32 279.32 53.89 19.29 30.00 10.74 0~300 479.59 451.23 418.08 61.51 14.71 33.15 7.93

贺 立 恒 等 : 旱 地 小 麦 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 土 壤 水 分 蓄 纳 利 用 与 产 量 形 成 的 影 响 109 0~300 土 壤 水 分 含 量 深 耕 深 松 免 耕 播 前 越 冬 拔 节 抽 穗 开 花 成 熟 生 育 期 图 1 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 小 麦 各 生 育 期 0~300 cm 土 壤 水 分 含 量 的 影 响 2.3 休 闲 期 耕 作 措 施 对 产 量 及 其 构 成 的 影 响 由 表 3 可 看 出, 休 闲 期 的 耕 作 措 施 可 显 著 增 加 籽 粒 产 量, 增 加 穗 粒 数, 且 在 深 耕 和 免 耕 处 理 下 显 著 增 加 穗 数, 在 深 耕 和 深 松 处 理 下 显 著 增 加 千 粒 重 在 试 验 条 件 下 穗 粒 数 籽 粒 产 量 与 千 粒 重 均 表 现 为 深 耕 > 深 松 > 免 耕, 且 处 理 间 差 异 显 著 ; 穗 数 以 深 耕 处 理 最 高, 免 耕 居 中, 深 松 最 低 表 3 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 旱 地 冬 小 麦 产 量 及 其 构 成 的 影 响 表 4 播 前 不 同 土 层 土 壤 含 水 量 与 产 量 及 其 构 成 因 素 的 相 关 性 土 层 深 度 /cm 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100 100~120 穗 数 0.1834 0.6803 0.7866 * 0.6467 0.6639 0.6313 穗 粒 数 0.6479 0.9238 ** 0.9113 ** 0.8327 * 0.8588 * 0.8412 * 千 粒 重 0.4664-0.0905-0.2163-0.1832-0.1459-0.1003 产 量 0.6225 0.9038 ** 0.8864 * 0.8715 * 0.8089 * 0.8143 * 耕 作 措 施 穗 数 /( 10 4 /hm 2 ) 穗 粒 数 千 粒 重 /g 产 量 /(kg/hm 2 ) 120~140 140~160 0.7562 0.3524 0.8934 * 0.5236-0.1782 0.2297 0.8692 * 0.6607 深 耕 413.25 a 33.26 ab 36.94 b 3718.23 a 160~180 0.3853 0.6325 0.1153 0.7153 深 松 389.16 b 32.18 bc 36.63 b 3310.41 b 180~200 0.4107 0.8768 * 0.2182 0.7208 免 耕 396.37 ab 30.35 c 35.52 c 2835.39 c 200~220 0.1672 0.5791 0.3845 0.5578 注 : 不 同 小 写 字 母 表 示 0.05 水 平 差 异 显 著, 下 同 220~240 0.3113 0.7216 0.1689 0.6214 从 表 4 中 可 以 看 出, 播 前 0~300 cm 土 壤 含 水 量 与 旱 地 小 麦 穗 数 穗 粒 数 产 量 呈 显 著 正 相 关 20~ 140 cm 各 土 层 土 壤 含 水 量 与 产 量 和 穗 粒 数 相 关 性 均 达 到 显 著 或 极 显 著 水 平, 且 在 20~40 cm 土 层 达 到 极 显 著 水 平 ; 而 0~300 cm 各 土 层 土 壤 蓄 水 量 与 穗 数 呈 正 相 关, 且 在 40~60 cm 土 层 达 到 显 著 水 平 ; 各 土 层 水 分 含 量 与 千 粒 重 相 关 性 不 显 著 总 之, 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 均 有 利 于 旱 地 小 麦 底 墒 和 产 量 的 提 高, 且 以 休 闲 期 深 耕 效 果 最 好 240~260 260~280 280~300 0~300 2.4 不 同 耕 作 措 施 对 休 闲 期 降 雨 补 给 率 及 自 然 降 水 利 用 率 的 影 响 0.3340 0.2312 0.0552 0.6516 0.5515 0.3347 0.5632 0.8643 * 0.4473 0.2692 0.2109-0.0537 * ** 注 : 表 中 和 分 别 表 示 达 5% 和 1% 显 著 水 平 0.7856 0.5247 0.3379 0.8352 由 表 5 可 看 出, 耕 作 可 提 高 休 闲 期 降 雨 补 给 率, 显 著 提 高 休 闲 期 土 壤 储 水 量 与 自 然 降 水 利 用 率 ; 休 闲 期 表 5 休 闲 期 耕 作 对 休 闲 期 降 雨 补 给 率 及 自 然 降 水 利 用 效 率 的 影 响 耕 作 休 闲 期 前 土 壤 储 水 量 /mm 休 闲 期 降 水 量 /mm 休 闲 期 末 土 壤 储 水 量 /mm 休 闲 期 降 雨 补 给 率 /% 生 育 期 降 雨 量 /mm 收 获 期 土 壤 储 水 量 /mm 总 耗 水 量 /mm 水 分 利 用 率 /[kg/(hm 2 mm)] 深 耕 447.89 77.88 a 331.04 297.64 12.49 a 深 松 321.39 162.41 402.78 50.11 b 144.88 325.47 303.21 10.92 b 免 耕 384.04 38.58 ab 301.13 327.55 8.66 c

110 中 国 农 学 通 报 http://www.casb.org.cn 的 耕 作 措 施 对 休 闲 期 降 雨 补 给 率 与 自 然 降 水 水 分 利 用 率 均 表 现 为 深 耕 > 深 松 > 免 耕, 且 深 耕 深 松 与 免 耕 对 照 处 理 间 差 异 显 著 3 结 论 与 讨 论 [22] 张 树 清 等 研 究 认 为, 深 耕 是 旱 地 农 田 蓄 水 保 墒 的 重 要 措 施, 旱 地 深 耕, 可 以 打 破 犁 底 层, 增 加 土 壤 孔 隙 度, 提 高 土 壤 渗 水 速 度, 有 利 于 最 大 限 度 地 接 纳 雨 水, 增 加 土 壤 蓄 水 容 量, 达 到 秋 雨 春 用 的 目 的, 并 调 节 土 壤 水 肥 气 热 状 况 从 而 实 现 增 产 相 关 研 究 还 表 明, 深 耕 的 时 间 应 与 当 地 雨 季 的 来 临 相 吻 合, 西 北 农 林 科 技 大 学 在 陕 西 省 蒲 城 县 的 试 验 结 果 表 明, 伏 前 耕 翻 的 小 麦 产 量 比 伏 后 增 产 62.4%; 土 壤 耕 层 越 厚 越 疏 松, 越 有 利 于 雨 季 贮 水 蓄 墒 [23-25] 本 研 究 表 明, 休 闲 期 耕 作 可 不 同 程 度 的 提 高 旱 地 小 麦 各 生 育 期 0~300 cm 土 壤 蓄 水 量, 蓄 水 增 量 随 土 层 深 度 表 现 为 先 升 高 后 降 低 的 趋 势 ; 且 随 着 土 层 深 度 的 增 加, 峰 值 出 现 后 移 现 象, 土 壤 蓄 水 量 的 变 化 范 围 减 小 休 闲 期 耕 作 可 明 显 增 加 了 播 前 与 越 冬 期 的 土 壤 蓄 水 量, 其 次 为 拔 节 期, 对 开 花 期 成 熟 期 的 土 壤 蓄 水 量 影 响 较 小 ; 蓄 水 量 在 越 冬 期 达 到 峰 值, 特 别 是 0~ 200 cm 土 层 蓄 水 增 量 明 显, 因 而 增 加 了 底 墒, 有 利 于 适 期 播 种, 有 利 于 返 青 期 早 发 苗 早 分 蘖 早 长 根, 在 一 定 程 度 上 能 够 减 缓 生 育 期 间 的 干 旱 影 响, 从 而 有 效 解 决 了 旱 地 小 麦 趁 雨 过 早 播 种 造 成 冬 前 旺 苗 或 等 雨 播 种 导 致 冬 前 弱 苗 的 问 题, 为 培 育 冬 前 壮 苗, 降 低 旱 灾 冻 灾 造 成 的 损 失, 提 高 旱 地 小 麦 产 量 打 下 坚 实 的 基 础 [2,5] 苗 果 园 等 研 究 表 明 : 采 用 四 早 三 多 精 细 耕 作 可 使 播 前 0~200 cm 土 层 内 多 蓄 水 20.3 mm, 蓄 水 量 增 加 10.5%, 可 使 小 麦 的 根 量 增 加, 可 改 善 麦 田 产 量 结 构, 增 加 产 量, 其 结 论 与 本 研 究 结 果 相 似 旱 地 小 麦 休 闲 期 耕 作 对 各 生 育 期 0~300 cm 土 壤 蓄 水 量 增 加 效 应 均 表 现 为 深 耕 > 深 松 > 免 耕, 这 可 能 与 休 闲 期 深 耕 改 善 了 土 壤 孔 隙 结 构 更 有 利 于 降 水 下 渗 有 关, 从 而 提 高 了 土 壤 蓄 水 量 不 同 生 育 时 期 各 土 层 水 分 含 量 的 差 异 与 动 态 变 化 可 能 与 小 麦 在 不 同 生 育 期 的 耗 水 特 性 季 节 性 地 表 蒸 发 特 性 以 及 生 育 期 土 壤 蓄 纳 降 水 特 性 等 因 素 有 关 研 究 表 明, 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 均 可 不 同 程 度 的 提 高 休 闲 期 降 雨 补 给 率 并 提 高 水 分 利 用 率, 水 分 利 用 效 率 取 决 于 耗 水 量 和 籽 粒 产 量, 通 过 提 高 水 分 利 用 率 可 增 加 产 量 在 旱 作 麦 区, 自 然 降 水 决 定 了 旱 地 小 麦 土 壤 水 分 盈 亏, 而 休 闲 期 降 水 占 全 年 降 水 的 50%~ 60%, 此 期 是 土 壤 贮 水 的 关 键 时 期 [2,4], 休 闲 期 耕 作 能 明 显 提 高 休 闲 期 降 雨 补 给 率, 从 而 提 高 水 分 利 用 率 播 前 0~300 cm 土 壤 含 水 量 与 旱 地 小 麦 穗 数 穗 粒 数 产 量 呈 显 著 正 相 关, 可 见 播 前 土 层 土 壤 含 水 量 的 提 高, 对 小 麦 穗 数 与 穗 粒 数 的 形 成 有 重 要 意 义 休 闲 期 不 同 的 耕 作 措 施 正 是 通 过 提 高 播 前 与 各 生 育 期 的 土 壤 水 分 含 量 以 此 提 高 了 水 分 利 用 率 从 而 促 使 穗 数 穗 粒 数 的 增 加, 并 最 终 促 进 了 籽 粒 产 量 的 提 高 因 此, 休 闲 期 耕 作 措 施 是 提 高 旱 地 小 麦 成 穗 数 穗 粒 数 与 产 量 的 有 效 措 施 在 本 试 验 中 不 同 耕 作 措 施 对 产 量 产 量 构 成 及 水 分 利 用 率 的 影 响 均 表 现 为 深 耕 大 于 深 松 与 免 耕, 其 具 体 作 用 机 理 有 待 进 一 步 研 究 总 之, 休 闲 期 有 效 的 耕 作 措 施 有 利 于 增 加 旱 地 小 麦 底 墒, 提 高 播 前 及 各 生 育 期 土 壤 蓄 水 量, 有 利 于 提 高 土 壤 水 分 利 用 率, 从 而 提 高 籽 粒 产 量 通 过 休 闲 期 有 效 的 耕 作 调 节 能 够 达 到 旱 地 小 麦 伏 雨 春 夏 用 的 目 的, 这 一 措 施 是 提 高 旱 地 小 麦 产 量 的 有 效 途 径, 在 旱 作 麦 区 的 生 产 实 践 中 有 一 定 的 推 广 与 应 用 价 值 参 考 文 献 [1] 李 玉 山, 喻 宝 屏. 土 壤 深 层 储 水 对 小 麦 产 量 效 应 的 研 究 [J]. 土 壤 学 报,1980,17(1):43-54. [2] 苗 果 园, 高 志 强, 尹 钧, 等. 晋 南 丘 陵 旱 地 麦 田 土 壤 水 分 特 征 及 其 运 行 规 律 [J]. 作 物 学 报,2004,30(7):644-650. [3] 李 新 平, 李 素 俭. 黄 土 高 原 旱 作 土 壤 水 分 动 态 及 提 高 水 分 利 用 率 的 研 究 [J]. 土 壤 侵 蚀 与 水 土 保 持 学 报,1997,3(1):75-79. [4] 周 乃 键, 苗 果 园, 正 王 义. 晋 南 丘 陵 旱 地 小 麦 不 同 降 水 模 拟 条 件 下 土 壤 水 分 变 化 规 律 的 研 究 [J]. 山 西 师 大 学 报,1996,10(3):58-63. [5] 苗 果 园, 张 云 亭, 尹 钧, 等. 黄 土 高 原 旱 地 冬 小 麦 根 系 生 长 规 律 的 研 究 [J]. 作 物 学 报,1989,15(2):104-115. [6] 张 正 斌, 徐 萍, 董 宝 娣, 等. 水 分 利 用 效 率 未 来 农 业 研 究 的 关 键 问 题 [J]. 世 界 科 技 研 究 与 发 展,2005,27(1):52-61. [7] 赵 世 伟, 管 秀 娟, 吴 金 水. 不 同 生 育 期 干 旱 对 冬 小 麦 产 量 及 水 分 利 用 效 率 的 影 响 [J]. 灌 溉 排 水 学 报,2001,20(4):56-59. [8] 陈 培 元, 李 英, 陈 建 军, 等. 限 量 灌 溉 对 冬 小 麦 抗 旱 增 产 和 水 分 利 用 的 影 响 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,1992,10(1):48-52. [9] 张 正 斌. 小 麦 水 分 利 用 效 率 若 干 问 题 探 讨 [J]. 麦 类 作 物,1998,18(1): 35-38. [10] 王 建 政. 旱 地 小 麦 保 护 性 耕 作 对 土 壤 水 分 的 影 响 [J]. 水 土 保 持 科 学,2007(10):71-74. [11] 刘 恒 耀, 张 宪 初, 寇 志 强. 旱 地 小 麦 耕 作 施 肥 技 术 研 究 [J]. 河 南 农 业 科 学,1994(7):21-22. [12] 李 洪 文, 陈 君 达, 等. 旱 地 表 土 耕 作 效 应 研 究 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究, 2000,18(2):13-18. [13] 许 国 钧, 田 宏 启, 陈 昌 奉, 等. 谈 小 麦 耕 作 与 施 肥 效 果 [J]. 现 代 化 农 业, 1994,180(7):9-10. [14] 任 杨 俊, 李 建 牢, 赵 俊 侠, 等. 国 内 外 雨 水 资 源 利 用 研 究 综 述 [J]. 水 土 保 持 学 报,2002,14(1):88-92. [15] 武 继 承, 王 志 和, 何 方, 等. 不 同 技 术 措 施 对 降 水 和 土 壤 养 分 的 影 响 [J]. 华 北 农 学 报,2005,20(6):73-76.

贺 立 恒 等 : 旱 地 小 麦 休 闲 期 不 同 耕 作 措 施 对 土 壤 水 分 蓄 纳 利 用 与 产 量 形 成 的 影 响 111 [16] 王 淑 芬, 张 喜 英, 裴 冬. 不 同 供 水 条 件 对 冬 小 麦 根 系 分 布 产 量 及 水 分 利 用 效 率 的 影 响 [J]. 农 业 工 程 学 报,2006,22(2):27-32. [17] 池 宝 亮, 陈 奇 恩. 旱 地 农 业 实 用 技 术 [M]. 北 京 : 金 盾 出 版 社,2002: 92-131,136-142. [18] 张 建 国, 晋 京 串, 肖 宁 月. 山 西 旱 地 农 业 降 水 高 效 利 用 技 术 探 讨 [J]. 山 西 农 业 科 学,2009,37(1):52-54. [19] 亢 秀 丽, 王 娟 玲, 马 爱 平, 等. 冬 小 麦 田 间 集 雨 模 式 对 土 壤 水 分 动 态 和 水 分 利 用 效 率 的 影 响 [J]. 水 土 保 持 学 报,2010,24(8):167-170. [20] 罗 俊 杰, 王 勇, 樊 廷 录, 等. 早 地 不 同 生 态 型 冬 小 麦 水 分 利 用 效 率 对 播 前 底 墒 的 响 应 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,2010,28(1):62-66. [21] 韩 恩 明, 王 虎 全. 旱 作 地 膜 覆 盖 穴 播 小 麦 底 墒 与 产 量 关 系 [J]. 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报,2001,29(2):91-94. [22] 张 树 清, 孙 大 鹏. 甘 肃 省 旱 作 土 壤 蓄 水 保 墒 培 肥 综 合 技 术 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,1998,16(3):11-14. [23] 廖 允 成, 温 晓 霞, 韩 思 明, 等. 黄 土 台 原 旱 地 小 麦 覆 盖 保 水 技 术 效 果 研 究 [J]. 中 国 农 业 科 学,2003,36(5):548-552. [24] 陈 万 金, 信 殖 诠. 中 国 北 方 早 地 农 业 综 合 发 展 与 对 策 [M]. 北 京 : 中 国 农 业 出 版 社,1994:56-62. [25] 陈 光 斗, 赵 万 春, 安 成 立. 不 同 降 水 年 份 渭 北 早 塬 小 麦 高 产 栽 培 优 化 模 式 研 究 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,1995(3):23-25.