• 技術資料
    多農業科學2004,37 (2):208-214
    Scientia Agricultura Sinica
    溝壟覆膜集雨栽培對冬小麥水分利用效率及產量的影響
    王彩絨,田霄鴻,李生秀
    (西北農林科技大學資源壞境學院,楊凌 712100)
    摘要:在半濕潤易旱地區的關中紅油土上,研究了壟上覆膜集雨保墑和溝內種植栽培方法對冬小麥(Tri ticum
    aestivum)水分利用效率及產量影響結果表明,冬小麥返青時處理100-200 cm深土層的水分與播前相比無
    變化。-100 cm土層覆膜較未覆膜多保蓄水6. 5 mm.有一定集水保水作用收獲時土層的水分都明顯減少.在
    低氮(75 kg·ha,〕、低密(23。萬株·ha,)和高氮(225 kg-ha"〕、高密(280萬株·ha-') 2種條件下,覆膜較未覆
    膜處理平均多耗水34.smm,表明小麥明顯增good了對深層水分的利用.覆膜集水和施用氮肥有顯著增產效果.覆膜
    后,高氮處理的生物產量與籽粒產量比低氮處理平均高22. 5%和22. 6%,高氮低密處理比低氮低密處理的生物產量及
    籽粒產量分別高29. 8%和29. 1%在高氮高密條件下,覆膜處理的生物產量與籽粒產量比未履膜高39. 5%和28. 9%
    以高氮低密(高氮寬壟覆膜)處理的生物產量和籽粒產量很高,水分利用效率分別達43.7和22kg。。一,·h么一'
    詞:冬小麥;半濕潤易旱區;11膜集雨;水分利用效率;產量
    }-k12- (八
    匕甘ects of尸舊stic 5neet-muicning on Kiage for Rainwater-harvesting Cultivation on WUE and Yield of Winter Wheat
    WANG Cai-rong, TIAN Xiao-hong, LI Sheng-xiu
    (College of Resources and Enviro nmental Sciences, Northwest Sci-Tech University of'Agriculture and Forestry, Yangling 712100)
    Abstract: A field experiment was conducted in a manural loessial soil in middle of Shaanxi Province, a sub-humid area
    prone to drought, to study the effects of rainwater-harvesting cultivation on water use efficiency (WUE) and yield of winter
    wheat. Ridge-furrow tillage was used, the ridge being mulched by plastic sheets for rainwater harvesting while seeding in
    the furrows. Results showed that from sowing to reviving stage of winter wheat, water stored in 0 -100 cm layer was
    significantly decre ased whereas that in 100一200 cm layer was not changed. Compare d to the non-mulching, plastic sheet-mulching retained 6.5 mm more water as an average of the two N rate treatments, having a certain effect on conserv ation of
    soil moisture. In contrast, at harv est, water was remarkably reduced in both the 0一100 cm and the 100-200 cm layers, and
    mulched plots consumed 34.8 mm more water as an average of the two treatments: low N rate (75 kg N-ha') with low plant
    density (2 300 000 plants ha') and high N rate (225 kg-ha-')with high plant density (2 800 000 plants-ha-'), in 0-200 cm layer
    than those without mulching, the former being beneficial in utilization of deep layer water. Mulching was significant in
    harv esting water and in increase of yield. Mulched with plastic sheets, biological and grain yields were 22.5% and 22.6%
    higher for the average of the high N rate than for the low N rate, and the high N rate with low plant density was 29.8% and
    29.1 % higher in both biological and grain yields than that of the low N rate with low plant density . With high N rate and high
    plant density, the mulched biological and grain yields were 39.5% and 28.9% higher than the corresponding treatments
    without mulching. Of the treatments, that with high N rate and low plant density was the highest in both biological and grain
    yields, and the water use effi ciency reached 43.7 kg-mm-'.ha' for biological yield and 22 kg-mm-'-ha' for grain yield.
    Key words: Winter wheat; Sub-humid area prone to drought; Plastic sheet mulch; WUE; Yield
    收稿日期
    荃金項目:
    作者簡介
    2003-01-06
    國家自然科學基金重大資助項目(49890330),國家自然科學基金重點資助項目(30230230)。農業傾斜資助項目(30070429)
    和國家重點基礎研究發展規劃資助項目(G1999011707)
    王彩絨(197。一),女,陜西扶風人,助研,博卜研究生,卞要從事上壤與植物養分循環研究。李牛秀為通訊作者,
    Tel: 029-87092797: 5-mail: li一,K@263. -,
    萬方數據
    2期 工彩絨等:溝壟覆膜集雨栽培對冬小麥水分利用效率及產量的影響
    我國北方旱農地區有耕地0.34億ha,占國耕
    地1/3。其中,0. 23億ha因水資源短缺無法灌溉
    【'」。天然降水是該地區[7]利用的土要水資源,80%
    以上的農作物生長是靠250--600 mm的天然降水。
    由于降水時空分布不勻,降水期與作物需水期錯
    位,能被作物利用的降水僅為總降水量的30%一
    40%,而60%-70%的降水以地表徑流和無效蒸發
    的方式損失,降水利用效率僅為3.6 kg-mm' ha,,
    農業生產低而不穩(21隨著人口增長和工業用水增
    加,農業將面臨供水危機。高效利用現有水資源
    生產糧食以滿足人口增長的需求是迫切需要解決的
    問題。國內外經驗證明,降雨250.500 mm地區
    充分利用降水是農業可持續發展的根本途徑[[ I],對
    改善和提高環境質量也有重要意義川。我國半干早
    地區高效利用天然降水做過大量研究和推廣工作,
    集雨農業在甘、寧、陜、晉等省區興起[[ a.5]。
    在降水條件較為優越的半濕潤易旱區,則一直依賴
    灌溉以補充水分不足。當地表水和地下水資源日益
    緊缺時,人們重視少灌或節灌技術研究[6],而對不
    靠補充灌溉,靠收集雨水、減少蒸發的栽培措施
    研究較少。筆者根據半濕潤易旱地區的降雨特征和
    氣候特點,借鑒其它地區經驗,開展農田溝壟覆
    蓋集雨種植方法,探討提高降水生產效率、發展
    抗早、保墑、穩產的節水農業措施。
    1材料與方法
    1.1試驗設計
    試驗在楊凌頭道源西北農林科技大學農作一站
    進行,海拔525 m,年均氣溫13 0C,蒸發量993
    mm、降水量550600 mm,主要集中在7, 8, 9月,
    常有冬旱和伏旱發生。試驗于2000年10月至2001
    年6月進行。其中2000年10月至2001年5月月
    降水量依次為:32.02, 13.97, 6.35, 10.41,
    7.85, 0.51, 21.59和28. 2,。,總降水量120. 9
    mm,需水期(( 4-5月)降水50 mm,為缺水
    年(該地區冬小麥生育期多年平均降水量為310
    mm,需水期降水量為65 mm),
    供試土壤為紅油土,耕層(0-20 cm)有機
    質15. 8 g-kg-',氮0. 66 g-kg',磷(P,05)
    0. 21 g-kg一 ',堿解氮68 mg-kg-',有效磷(P) 16
    mg-kg-',速效鉀145 mg-kg-'o
    試驗設覆膜與不覆膜2組處理。覆膜組采用壟
    溝種植,壟上覆膜集雨保墑、溝內播種。設氮肥
    用量及種植密度2個因子。氮素又州氏氮(75 kg-ha-')、
    高氮(225 kg-ha')2種用量;密度分高、低2種
    水平。高密度壟寬25。。,溝寬20 cm,播量187
    kg-ha -',基本苗280萬株;低密度壟寬40 cm、溝
    寬20 cm,播量140. 3 kg-ha',基本苗230萬株。田
    間采用2X2完方案,共4個處理:低氮高密;
    低氮低密;高氮高密;高氮低密。未覆膜組為對照,
    亦設4個處理:低氮低密;高氮高密;無氮高密;無
    氮低密。前二者是覆膜的對照,后二者是施氮的對
    照。4個對照采用不完方案。田間共設18個小區,
    覆膜組重復3次,未覆膜組施氮處理重復2次,未施
    氮處理重復1次。小區面積18m2(3.45 mX5.2耐。
    磷肥用三料磷肥,每公頃施P201 225 kg;氮肥為
    尿素,按設計用量,均作基肥一次施入。蝴日舀起
    壟,壟面弓形,壟高15二,膜厚0.08 mm。供試小麥
    品種為小堰22號。2000年10月18日播種,2001
    年6月9日收獲。小麥生育期不灌溉。
    1.2樣品采集及收獲
    在小麥不同生長時期從每區中間行隨機選取1
    行,并從該行隨機選取17 cm樣段,取其地上部烘
    干稱重,計算生物量。取0^20 cm根系,計算根系
    生物量。定期采0^200 cm土樣,每20 cm一層,
    用烘干法測定含水量,直至收獲。小麥成熟時選2個
    重復,由每小區中隨機選0.2 m2(邊行除外)植株
    樣進行考種。收獲時除去邊行,收中間部分計產,
    高、低密度處理的收獲面積分別為14. 1 m2和
    12. 54 m2。千粒重由收獲籽粒中隨機取樣測定。
    2結果與分析
    2.1不同處理對產量構成的影響
    覆膜集雨種植的4個處理中,2個高密度處理
    每公頃平均穗數為562 X 100,低密度處理每公頃
    穗數為467 X 10" ha',前者比后者增28%(表1).
    本試驗條件下,穗數、粒數和粒重三者相互作用
    表現為:高密度處理的穗數多,但每穗粒數減少,
    粒重降低,產量不高;低密度處理的穗數較少,但
    每穗粒數較多,粒重增加,產量顯著高于或略高于
    同一施氮水平的高密度處理。方差分析表明,覆膜
    比未覆膜的增產顯著。覆膜時,低氮低密處理的生
    物量與籽粒產量比未覆膜分別提高9.5%和5. 5%;高
    氮高密度處理分別比未覆膜提高39.5%和30.6%,覆
    膜與否,氮素作用顯著。覆膜時,兩種密度高氮
    區比低氮區的生物量和籽粒產量分別提高22. 5%和
    萬方數據
    多農業科 學 37卷
    22. 6%。高氮低密度的籽粒產量和生物產量很高,
    低氮時密度高低的產量差異不顯著。未覆膜時,氮
    肥增產作用依然突出,相同密度時,低氮比無氮區
    生物量和籽粒產量分別增27.8%和12.9%;高氮比
    無氮區的生物量和籽粒產量分別增8. 1%和11. 7%e
    不施氮肥區,密度間差異不顯著。
    表1不同處理的冬小麥產量構成})
    Table 1 Yield composition of winter wheat with different treatments
    處理
    Treatment
    株高
    Plant hoight
    (em)
    產量構成 Yield comoosition 產量Yield (ka-he')
    穗數
    Head number
    (,I甲書aL)
    穗粒數
    Kernels
    nPrh-d
    千粒重
    1 000-kernel
    weight(9)
    tL 黑
    籽較 莖桿
    Grain stem
    876C
    085C
    7618
    H9日A
    授膜Mulching with plastic sheets
    低氮高密Low N, high density
    低氮低密Lnw N, law density
    高氮高密High N, high density
    高抓低密High N, low density
    未覆膜Non-mulching
    低抓低密Low N, low density
    高氮高密High N, high density
    無氮高密No N, high density
    無氮低密No N, low density
    569.8
    425.7
    593.2
    5W 0
    25. 6
    33.04
    265
    359
    396.2 32.1
    584.0 23.2
    522.5 23.1
    4031 29R
    {;:::
    :::;
    陰70 陡臼
    段膜處理的籽粒產A均為3次重復的均值,未a膜處理為2次重復均值。粗膜處理的方差分析結果:F=59.
    法用于處理間多重比較,L嘰,-409. 7, L欺e,=620. 5下同
    Yields for the mulching treatment are average of 3 replicates, those of non -mulching a
    variance analysis far mulching treatments are as follows: F=59.1"" (T,。, 4.76,氣。之,.78):
    L域=409.7, L域。一620.5.The same as below
    1..(氣-4. 76, F, o,-9. 78):很小顯著差
    averages
    Ls'n asadofar
    duplicate
    ma(tiple
    Results of
    comparl5on
    2.2不同生育期小麥根系和地上部狀況
    小麥生長發育和產量形成在很大程度上取決于根
    系對深層土壤水分的利用川。已有的研究表明,根
    重是小麥根系特性的重要指標[[ al。冬小麥根系主要
    分布在0^-40 cm,其中0^.20 cm土層根量占總根
    重的70%-80 % [91。據此,筆者采取0^20 cm的土
    層根系估計其生物量。表2表明,在小麥生育過程
    中根重不斷變化,由返青至抽穗期根重逐漸增加,
    至抽穗期達到高峰,此后下降。覆膜處理的根重下
    降速度快且降幅大,未覆膜區下降緩慢且幅度小。
    無論是否覆膜,高密度區根重始終大于低密度區根
    重。氮肥對根系的效果與覆膜有關:覆膜后氮肥對
    低密度區的根系生長有促進作用,而對高密度區無
    顯著影響;未覆膜,氮肥對高、低密度區根系前
    期生長有一定效果,而后期不施氮肥區的根系反而
    發達。
    返青期不同處理區地上部生物量比較接近,表
    明水分、養分對苗期小麥生長影響較小。拔節以
    后,地上部生物量大幅度增加,并于灌漿期達很大
    值。覆膜改變了作物生長的微氣候條件,有利于小
    麥生長。在氮肥用量和密度相同區,覆膜后植株地
    七部生物量明顯高于未覆膜區,灌漿期覆膜處理植
    株地上部生物量大小依次為:高氮低密、高氮高
    密、低氮高密、低氮低密。未覆膜處理,高密度
    區地上部生物量仍高于低密度區,施氮區明顯高
    于未施氮區。
    2.3覆膜和密度對土壤水分的影響
    前人研究表明,小麥返青前主要影響0-40 cm
    的土壤水分。但筆者發現,不論覆膜與否,0一
    100 cm的土壤水分含量都有明顯變化,而100-200
    cm土層基本相同。0^-40 cm是根系分布的主要土
    層,根系的吸收、表層蒸發和降水會使該層土壤水
    分不斷變化。但土壤水分是一個整體,上層水分變
    化必然會引起下層水分上升或下移。因此在評價某
    一時期土壤水分的消耗應以所影響的土層為依據。
    基于這一考慮,評價播種至返青期水分含量的變
    化時采用0-100。的土層,而評價播種至收獲期
    采用0-200 cm土層(表3).
    比較返青期覆膜與未覆膜2個相同處理(低氮
    高密和高氮高密)0^-100二土壤水分含量的平均
    值(表3)可見,覆膜區貯水245. 5 mm,未覆膜區
    為239二,表明覆膜有一定集水保水效能。實地觀
    察發現,降水時,雨水順地膜直接流到播種溝
    中,即使較小降水也可聚集到小麥根部供利用。
    寬膜面大,集雨保墑的效果好。不論覆膜與
    否,小麥苗期生長緩慢,土壤又有較高的供氮能
    力,因而施氮肥對土壤水分的影響不明顯,而高
    密度區耗水96. 7 mm,低密度區為93. 8 mm.
    萬方數據
    2期 王彩絨等:溝壟覆膜集雨栽培對冬小麥水分利用效率及產量的影響 211
    裹2不同時期0^-20 cm根千重和地上部干物重(kg ha')
    Table 2
    處理
    Troatmcul
    Dry weight of root in 0-20 cm and dry weight of top land in different stage
    粗膜Mulching with plastic sheets 未段膜without mulchiug
    低佩高密
    Low N,
    high density
    1tE黔
    low density
    高氮高密
    High N,
    high density
    高氮低密
    High N,
    low density
    低氮低密
    Low N,
    low density
    高抵高密 無氮高密 無氮低密
    High N, High density Low density
    high density withoutN withoutN
    根Roots
    返青期Rcviv叱
    拔節期Jointing
    孕稼期Booting
    抽穆期日coding
    灌槳期Filling
    成熟期motor工ng
    地上部Shoots
    返青期Rev1, ing
    拔節期Jointing
    孕翻期Hooting
    抽翻期Heading
    雇漿期Filling
    成熟期Maturing
    83
    200
    279
    35日
    283
    108
    50
    130
    147
    310
    167
    60
    71
    175
    188
    379
    271
    9fi
    73
    163
    167
    321
    210
    90
    40
    207
    257
    280
    213
    147
    67
    271
    329
    37l
    225
    125
    75
    217
    258
    304
    292
    275
    33
    180
    203
    230
    270
    z10
    1 297
    5 671
    8 7A3
    9 729
    16 940
    12 632
    1 170
    4 fl 53
    了563
    9 045
    13 803
    13 083
    1 314
    6 A51
    9 720
    12 366
    19 206
    14.535
    1 234
    5 769
    8 585
    14 042
    19 764
    16474
    862
    4 465
    7 346
    9 005
    10 757
    11 9.52
    1 131
    4 829
    9 160
    11 483
    14 177
    10 420
    917
    3 637
    6 317
    6 949
    9 383
    9 641
    809
    3 017
    7 385
    8 107
    9 874
    9352
    表3播種到返青及播種到收獲土坡水分變化及耗水
    Table 3 Soil water changes and water consumption from sowing to reviving and to harvest
    土層
    Soil depth
    (cm)
    播前貯水 降水 搜膜gulching with D1a.tic Sheets 未段膜Without mulching
    S,#- sawing Rainfall
    (cm)
    低氮高密
    Low N.
    high
    density
    低氮低密
    Lox N low
    density
    高氮高密
    HighN,
    high
    density
    高氮低密
    High N,
    low
    density
    低氮低密高抓高密 無撅高密 無旅低密
    Low N, High N, High Low
    low high density density
    density density without N without
    由播種到返育
    幽水分變化
    Sail water
    changes from
    sawing to
    revivilsstage
    01-100
    由播種到返青
    消耗的水分
    Consumed water
    from sowing
    to reviving
    stage
    0--100
    由播種到收獲
    土墉水分變化
    Soil water
    changes from
    sowing to
    re vl ving stage
    0-100
    0^200
    由搖種到收獲
    土壤消耗的水分
    Consumed water
    from sowing to
    revving stage
    0-100
    D^ 2DD
    (cm1
    272_0 706 247_2 247_2 243 8 250.5 236-3 241. 7
    100.9
    245.0
    95.4 95.4 98.8 106.3 97. 6
    ::::: ;: ;: ;: ;; ;: ;:;::;::_{
    :: ::_;:): ::::_::::;::;
    成熟期土壤水分消耗嚴重,0.140 cm的土壤
    水分含量約在10%左右,覆膜區水分含量明顯低于
    未覆膜區。0^-200 cm土壤中,覆膜區殘存水
    分278.4 mm,未覆膜區為313. 2。。,前者比后
    者多耗水34.8。。。顯然,覆膜區小麥生長良好,
    生長后期可有效地利用土壤水分。覆膜條件下,
    高密度區耗水361.8二,低密度區耗水358. 9 mm,
    未覆膜條件下,同一氮水平條件下密度區耗水量
    萬方數據
    多農業科學 37卷
    無明顯差異。而施氮肥顯著地增加了水分消耗:施
    氮區平均耗水328. 3 mm,未施氮區為324. 5 mm.
    2.4不同處理對水分利用效率的影響
    作物生長期間的耗水量和水分利用效率是衡量
    水分利用的重要指標"。J。水分利用效率(water
    use efficiency, WUk)指單位面積(ha)消耗
    每毫米水生產的干物質量或籽粒產量(kg) o測定結
    果表明(表4),小麥生長過程中千物質的水分利用
    效率不斷上升,灌漿期很高,收獲期有所下降。
    覆膜和施用氮肥都可提高其效率:覆膜和未覆膜
    相同處理(低氮低密和高氮高密)灌漿期水分利
    用效率平均值分別54.6和40.2 kg-mm'-ha-',前者
    比后者高出35. 8%;覆膜區高氮和低氮處理自水
    分利用效率平均值分別為56.5和48. 5 kg-mm l-ha 1,
    前者比后者高出16.5%;未覆膜區施氮與未施氮的
    平均水分利用效率分別為40.2和30.5 kg·二,ha ',
    前者比后者高出31.8%。在這些處理中,覆膜區的
    高氮高密和高氮低密處理的水分利用效率均為56. 5
    表4不同生育期水分利用效率
    kg mm "ha',居處理之位。
    覆膜和施氮重要的是提高了籽粒水分利用效
    率(表5)。無論是否覆膜,施氮比不施氮、高氮比
    低氮都能使籽粒水分利用效率大幅度提高。覆膜區
    高氮水分利用效率平均為20. 1 kg-mm-1-ha',低氮
    區平均為16. 9 kg-mm'ha-',前者比后者高18. 9%;
    未覆膜區施氮平均為17 kg-mm'-ha',未施氮平均
    為14.4 kg-nni'.ha-',前者比后者高出18.1%.覆膜與
    適量氮肥配合其效果突出:覆膜區高氮高密處理
    的耗水量很高,比未覆膜區相同處理多耗水22.9%,
    但產量卻提高28. 9%;覆膜區的高氮低密處理比高
    氮高密處理少耗水11.7二,產量卻提高了16.8%,
    水分利用效率提高20.9%。在覆膜條件下,高氮低
    密處理的水分利用效率達22 kg-mm'-ha'。由此可
    見,在起壟覆膜集雨種植條件下,合理施肥,降低
    種植密度,可有效提高降水利用效率,實現作物產
    量和水分利用效率的同步提高。
    Table 4 Water use efficiency (WUE) at different growing stage (kg-mm'-ha')
    返青期
    Reviving
    拔節期
    Jointing 黔gHeading r, Al Filing
    成熟玲
    Maturing
    247 242 樸補
    處理
    Trcatment
    覆膜Mulching with ula., iic sheets
    低氮高密Low N, high density
    低氮低密Low N, low density
    高氮高密High、.high density
    高氮低密High N, low density
    未段膜Without mulching
    低氮低密Low N. low density
    高氮高密High N, high density
    無氮高密High density without N
    無氮低密Law density without N
    lg 1
    {:
    表5不同處理的籽粒水分利用效率。
    Table 5 Water use efficiency (WOE) of wheat grain with different treatments
    夕日坐
    rreatmant
    籽粒產量
    Grain yield
    (kg h.-')
    播前長壤水分
    Soil xater
    't sowi,R(mm)
    收獲時土墩水分
    Soil water
    at harvest(-)
    生育期降水量
    Rainfall
    1;t耗水很
    Total water
    水分利用效率
    WOF
    Consumption(Imfl) (kg mm'ha')
    :;: :::
    120.9
    120.9
    120.9
    1209
    120.9
    120.9
    120.9
    120_9 :;:;
    覆膜枷lching with plastic sheets
    低氮高密Low N, high density
    低氮低密Low N, law density
    高氮高密High N, high density
    高氮低密High N, low density
    未潑膜Without mulching
    低氮低密Low N, low density
    高氮高密High N, high density
    無氮高密High density without N
    無氮低密Law density without N
    519.2
    519.2
    519.2
    519.2
    519.2
    519.2
    519.2
    319.2
    播前及收獲時的土坡貯水f指0--200 cm土層內的k'7Ji:降雨A為試驗地附近水利灌溉實驗站的實際觀測結果
    Suil eater storage was determined at sowing and harvest in the layer of 0-200 cm and rainfall data obtained from the irrigation
    experimental station near the experimental field
    萬方數據
    2期 王彩絨等:溝壟覆膜集雨栽培對冬小麥水分利用效率及產量的影響
    3討論
    小麥產量取決于單位面積穗數、每穗粒數和粒
    重,這3種因素的很佳組合與水分和養分的供應密
    切相關。作為早地的主要脅迫因子,水分供應不足
    是小麥產量的主要限制因子,而養分,是氮素
    供應不足又在很大程度上限制了水分作用的發揮。
    要充分發揮降水的生產潛力,保蓄天然降水、供應
    充分而適量的養分,科學地調整作物密度,協調作
    物的需求和水分供應之間的關系是其。
    筆者采用覆膜集水種植,在低密度條件下實行寬
    壟覆膜(壟溝寬度分別為40, 20 cm)栽培,能
    有效地減少士壤水分的蒸發消耗,利于保水「51 1];
    也能匯集降水,供作物利用,集水面越大,集水量
    越大[121。供水相對充分,不但能增加小麥冬前分
    葵r提高分葵成穗率,也有利于根系發育。當小麥
    生育進入旺盛時期上層土壤水分供不應求時,發達
    的根系可利用深層士壤貯水,緩解干旱威脅,
    生長發育的需要。大量試驗和實踐已證明了覆膜防
    止水分蒸發,保水、增溫、增產的效果[4,',〕。
    在寬壟窄溝栽培條件下,即使播種量與常規栽
    培相同,種植溝內的有限空間仍密集了大量植株,
    引起了對水分和養分的good烈競爭;加上播種偏
    晚,溫度降低,小麥分粟顯著減少(覆膜條件下,
    高密度的有效分縈與低密度差別不大;未覆膜條
    件下低密度略有增加)。在這種基本苗和分孽都較
    少的情況下,營養生長消耗較少水分,使有限的
    水分在籽粒形成中發揮了大作用。
    氮素供應對小麥起重要作用。旱農地區,同
    一降水條件下不同田塊的產量差別很大說明了土壤
    肥力,即養分供應的作用。雖然盆栽和模擬試驗都
    認為水分脅迫限制旱地農業生產,而田間試驗表明
    養分的作用大,是限制產量的主要因子〔131。筆者
    經多點試驗表明,即使在降水偏少的早年,灌水
    僅在養分供應充分的土壤上顯示效果,而大部分耕
    地,是中等或膺薄土地,灌水效果甚微。本
    試驗中的端例子顯示,覆膜條件下,高氮低密
    比低氮低密產量相差1 813 kg-ha',說明養分供應
    的重要性。
    水分供應和養分供應是作物生長的基礎,而要
    獲得高產還有賴于作物管理。在早地,作物的群
    體密度加重要,既影響作物生長的健壯程度,也
    影響作物對土壤水分和養分的消耗以及營養和生殖
    生長的協調。過大的群體密度〔包括基本苗和分
    孽)會因競爭陽光而引起作物生長衰弱,導致后
    期倒伏;還會在作物營養生長階段消耗過多水
    分,減少生殖生長時期土壤水分供應量,使作物
    在這一階段受到水分脅迫,影響穗數、粒數和粒
    重,很終影響產量。過低的群體密度則不能發揮
    水分和養分的生產潛力。本試驗清楚地顯示了密
    度對營養生長與生殖生長水分供應影響,從而對
    產量影響。從返青到孕穗,高氮高密處理的生物
    量都大于低氮低密處理,對土壤水分的消耗也很
    good烈;收獲時耗水371 mm,遠高于其它處理。由
    于營養生長階段過多地消耗土壤中水分,導致了
    生殖生長階段水分不足;單位面積的穗數雖大于
    低密處理,但發育不良,穗粒數大幅度降低,粒
    重也明顯下降。相反,低密度處理,分孽到孕穗
    期間生物量較低,水分消耗較少。較多的土壤水
    分可使孕穗以后的生長加快,生物量反而比較相
    應的高密度處理;后期營養體較大而不早衰,又
    會提供充分光合產物,有利光合產物向籽粒運
    輸,這就為穗粒形成創造了有利條件。穗數雖
    少,但粒多粒重;產量反而高于相同條件下的高
    密度處理。
    本試驗中的很高產量雖然難與小麥高產國家或
    很高產量紀錄相比[[ 141,但在水分利用效率上值得
    重視。在灌溉條件下,小麥的水分利用效率多為
    10^-12 kg-mm 1-ha ILI",高產i4l 驗有的達到14^1P'l,
    1216["〕或15^19 kg-mm '.ha 1[111。據報道,灌
    溉條件下小麥水分利用效率很高曾為19 kg-mm'-ha
    1[191。在未灌水早作麥田,我國試驗小區小麥的水
    分利用效率很高達20.3 kg-mm'-ha-'>z 以色列很
    高達18 kg二一'-ha-' [211。本試驗所得水分利用效率
    的結果均高于這些報道。這表明,旱地水分有較大
    利用潛力,以有效措施管理水分有重大意義。
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