張玉順，路振廣，邱新強(qiáng)，秦海霞，和 剛，張明智，孫 彬

(1.河南省水利科學(xué)研究院，鄭州 450000；2.河南省節(jié)水灌溉工程技術(shù)研究中心，鄭州 450000；3.河南省灌溉試驗(yàn)中心站，鄭州 450000；4.許昌市灌溉試驗(yàn)站，河南 許昌 461000)

作物灌溉制度中，灌水上下限的確定，直接影響灌水次數(shù)與灌水量，進(jìn)一步影響作物生長(zhǎng)及土壤水分利用。地面灌溉是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的灌水方式之一，多次地面灌水以及為提高作物產(chǎn)量大量使用化肥，使得農(nóng)田耕作層易出現(xiàn)土壤容重增大、孔隙度減小等現(xiàn)象，利用深松耕技術(shù)可有效打破犁底層，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤孔隙率，促進(jìn)作物對(duì)土壤深層水分的吸收，具有節(jié)水、抗旱、增產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)[1-4]。不同灌水上下限與深松耕作相結(jié)合，勢(shì)必對(duì)土壤水、肥、氣環(huán)境產(chǎn)生不同程度上的影響。研究表明畦灌灌水下限為田間持水率的60%有助于提高夏玉米產(chǎn)量及水分利用效率[5]，玉米產(chǎn)量隨灌水下限的減小而減小[6]；深松耕可以顯著提高玉米根系活力、產(chǎn)量與水分利用效率[7, 8]，適宜灌水定額下播前深松耕35 cm可提高作物產(chǎn)量與水分利用效率[9]。土壤播前深松和補(bǔ)灌，可提高蓄水量，有利于小麥在灌漿中后期保持較高的光合能力，提高作物干物質(zhì)積累及產(chǎn)量[10]。但灌水下限為田間持水率的80%與深松耕結(jié)合夏玉米產(chǎn)量與水分利用效率有所減小，同時(shí)降低根際土壤酶活性與微生物數(shù)量[3, 11]。

目前，隨河南省工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，農(nóng)業(yè)用水的比重日趨減少，灌溉水資源的短缺對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食生產(chǎn)的約束日益突出[5, 12]。為了有效地節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，應(yīng)對(duì)干旱及水資源緊缺造成的糧食危機(jī)，研究河南省主要作物節(jié)水高效灌溉標(biāo)準(zhǔn)，制定合理高效的灌溉制度刻不容緩。同時(shí)，有關(guān)灌溉與播前深松耕作技術(shù)結(jié)合對(duì)冬小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響研究鮮見(jiàn)，因此，本試驗(yàn)擬通過(guò)研究灌水下限與播前深松耕作技術(shù)結(jié)合對(duì)冬小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，得出適宜的灌水下限與播前深松耕深度，為冬小麥高產(chǎn)高效節(jié)水以及河南省水資源優(yōu)化配置提供理論基礎(chǔ)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2014年10月-2015年6月在河南許昌灌溉試驗(yàn)站遮雨棚內(nèi)(113°59′E、34°09′N)進(jìn)行，海拔72.8 m，該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，全年無(wú)霜期220 d，年均日照時(shí)數(shù)2 400 h。年均降雨量700 mm，且多集中在7-9月。供試土壤為黏土，100 cm 土層內(nèi)平均重量田間持水率為25.40%，體積飽和含水率38.86%，凋萎含水率為7.50%，平均土壤容重為1.53 g/cm3。該站地下水埋深12.38 m，故忽略地下水補(bǔ)給。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)考慮灌水下限和深松耕兩個(gè)因素，各因素3水平，采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共9個(gè)處理，各處理重復(fù)3次，試驗(yàn)小區(qū)共27個(gè)。

灌水下限控制：分別為田間持水率的40% (I1)、55% (I2)、70% (I3)，即40%F、55%F、70%F，灌水上限為田間持水率的90%，灌水方式采用常規(guī)灌溉方式。采用TRIME-PICO(德國(guó))測(cè)定全生育期土壤體積含水率，每隔7 d左右測(cè)定一次，分別測(cè)量0～20、20～40、40～60、60～80和80～100 cm土層深度的土壤含水率。即當(dāng)土壤含水量分別達(dá)到灌水下限時(shí)，開(kāi)始灌溉，如果土壤含水量高于控制下限，則不進(jìn)行灌溉。灌水量[8]的計(jì)算可用下式計(jì)算：

M=10 (0.9θF-θi)H

(1)

式中：M為次灌水量，mm；θF為土壤田間持水率(體積含水率)；θi為H土層內(nèi)的平均含水率(體積含水率)；H為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m。

土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度在苗期、拔節(jié)期、抽穗期與灌漿成熟期分別取0.6、1.0、1.0與1.0 m，根據(jù)灌水上限和計(jì)劃濕潤(rùn)層深度計(jì)算出灌水量。

深松耕：采用多功能深松機(jī)(江蘇農(nóng)豐機(jī)械有限公司)松土，播前深松耕深度20 cm (R1)、40 cm (R2)、60 cm (R3)。播前根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求對(duì)各小區(qū)進(jìn)行整體均勻深松。

各處理在全生育期灌水量見(jiàn)表1。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)寬為2.8 m×4.0 m，各小區(qū)間距1 m，小區(qū)間埋設(shè)1 m 深建筑防水膜苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)隔離，以防止土壤水分橫向滲透運(yùn)移。冬小麥品種于豫麥49-198，行距20 cm，10月21日播種，6月2日收獲。播種前施基肥：雞糞6 kg/m2；復(fù)合肥750 kg/hm2(N、P、K≥15%)。施肥方式均為撒施。播種前對(duì)種子進(jìn)行篩選并灌水至田間持水率的90%，以保證出苗。

表1 試驗(yàn)方案及各處理灌溉定額

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 植株特性指標(biāo)

株高：分別在返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期、成熟期用米尺測(cè)量；每個(gè)處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的10株小麥測(cè)量株高，抽穗前為土面至最高葉尖的高度，抽穗后由土面量至雄穗頂端的高度。不選邊行的植株觀測(cè)，每處理最好取樣掛牌固定測(cè)定株高和葉面積的植株。

葉面積指數(shù)。單株葉面積計(jì)算公式為：

(2)

式中：a為系數(shù)，取0.83；Li為第i片葉長(zhǎng)；Wi為第i片葉寬；i為第i片葉；n為葉片數(shù)。

每個(gè)點(diǎn)或處理定點(diǎn)掛牌進(jìn)行測(cè)量10株，與株高和數(shù)苗同步進(jìn)行。

莖粗：在灌漿成熟期用游標(biāo)卡尺于植株基部測(cè)量。

作物干物質(zhì)質(zhì)量：各小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性的冬小麥5株，取其鮮質(zhì)量后，將其放入烘箱中105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒質(zhì)量并采用1/100天平稱質(zhì)量。并分析不同處理對(duì)單植株干物質(zhì)質(zhì)量的影響[13, 14]。

1.3.2 穗特性指標(biāo)

成熟后每小區(qū)收獲10 株果穗用于穗部相關(guān)性狀的考察, 考察的性狀包括：穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、無(wú)效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。

1.3.3 產(chǎn)量及水分利用效率

產(chǎn)量：在收獲期分區(qū)收割，進(jìn)行脫粒獲得所有籽粒，待風(fēng)干后測(cè)其產(chǎn)量，kg/hm2。

作物水分利用效率[15]WUE：指作物單位耗水量產(chǎn)出的籽粒產(chǎn)量，用下式計(jì)算：

WUE=Y/ETa

(3)

式中：WUE為作物水分利用效率，kg/(hm2·mm)；Y為作物籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；ETa為作物生育期耗水量，mm。

灌溉水分利用效率[16]，單位灌溉水量消耗所獲得的籽粒產(chǎn)量，可用下式計(jì)算：

iWUE=Y/I

(4)

式中：iWUE為作物灌溉水分利用效率，kg/(hm2·mm)；Y為作物籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；I為作物生育期灌溉定額，mm。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 22.0進(jìn)行均值誤差分析，采用OriginPro 9.0作圖，差異顯著分析采用F檢驗(yàn)，顯著水平設(shè)置為P<0.05，圖表中數(shù)據(jù)除特殊標(biāo)注外均為所有重復(fù)的平均值，為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉與深松耕對(duì)冬小麥株高的影響

冬小麥株高受氣候條件、遺傳、土壤條件及耕作栽培技術(shù)等因素的影響較大，株高是形成產(chǎn)量的基礎(chǔ)，與作物抗旱性及籽粒產(chǎn)量密切相關(guān)，就增長(zhǎng)速率而言，基本服從苗期均勻增長(zhǎng)，拔節(jié)前快速增加，抽穗期增速放緩至灌漿成熟期基本停止生長(zhǎng)的時(shí)間變化規(guī)律，因此，選取不同生育期不同處理冬小麥株高進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化分析，見(jiàn)表2。

表2 不同處理對(duì)冬小麥株高的影響 cm

注:同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異顯著性水平P<5%。*和**分別為P<5%和P<1%水平上差異顯著，ns表示差異不顯著(P>5%)，下表同。

由表2可知，冬小麥株高隨生育進(jìn)程的推進(jìn)逐漸增加。單變量顯著性分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限對(duì)各生育期冬小麥株高有顯著影響(P<0.05)；深松耕在拔節(jié)期、抽穗期對(duì)冬小麥株高有顯著影響(P<0.05)；然而，兩因素交互作用僅在返青期對(duì)冬小麥株高有顯著影響(P<0.05)。隨冬小麥生育期的推進(jìn)，灌水下限的F-value值呈減小趨勢(shì)，深松耕的F-value值呈先增加后減小趨勢(shì)。

通過(guò)單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限、深松耕兩因素在冬小麥全生育期株高達(dá)最優(yōu)組合為I3S處理，I1S1組合效果最差。灌水下限一定時(shí)，隨松土深度的增加，冬小麥株高呈增加趨勢(shì)，各處理間顯著性差異性較小。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥株高呈增加趨勢(shì)，灌水下限為55%F與70%F的株高顯著高于40%F(P<0.05)，然而55%F與70%F之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

2.2 灌溉與深松耕對(duì)冬小麥葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)是小麥理想株型育種的一個(gè)重要性狀指標(biāo)，灌溉與深松耕條件下冬小麥葉面積指數(shù)均有所改變，所以對(duì)本研究冬小麥葉面積指數(shù)進(jìn)行分析，見(jiàn)表3。

由表3可知，冬小麥葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先增加后減小趨勢(shì)。單變量顯著性分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限對(duì)冬小麥各生育階段葉面積指數(shù)有顯著影響(P<0.05)；深松耕在拔節(jié)期與抽穗期對(duì)冬小麥各階段葉面積指數(shù)有顯著影響(P<0.05)； 兩因素交互作用對(duì)冬小麥莖粗影響較小(P<0.05)。

通過(guò)單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限、深松耕兩因素在冬小麥各生育期葉面積指數(shù)達(dá)最優(yōu)組合為I3S2處理，該處理顯著性高于I1S1處理。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥葉面積指數(shù)呈增加趨勢(shì)，灌水下限為55%F與70%F的葉面積指數(shù)顯著高于40%F(P<0.05)，55%F與70%F之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。灌水下限一定時(shí)，隨深松耕深度的增加，冬小麥葉面積指數(shù)基本呈增加趨勢(shì)，各處理間顯著性差異較小(P>0.05)。

表3 不同處理對(duì)冬小麥葉面積指數(shù)的影響

2.3 灌溉與深松耕對(duì)冬小麥地上干物質(zhì)積累的影響

作物籽粒產(chǎn)量則是由生物產(chǎn)量即由干物質(zhì)積累的多少?zèng)Q定，干物質(zhì)積累越多，籽粒產(chǎn)量也就越高，因此，研究深松耕條件下調(diào)虧灌溉對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累及其分配的差異有利于揭示影響冬小麥產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)[17]。故對(duì)冬小麥干物質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。

圖1 不同處理對(duì)冬小麥干物質(zhì)質(zhì)量的影響

由圖1可知，冬小麥地上干物質(zhì)質(zhì)量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈增加趨勢(shì)。單變量顯著性分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限對(duì)冬小麥返青期、拔節(jié)期、抽穗期與灌漿成熟期的干物質(zhì)質(zhì)量有顯著影響(P<0.05)，深松耕對(duì)冬小麥各生育期干物質(zhì)質(zhì)量也有顯著影響(P<0.05)，返青期、拔節(jié)期除外。地上干物質(zhì)質(zhì)量隨冬小麥生育期的推進(jìn)，灌水下限與深松耕的F-value值基本均呈增加趨勢(shì)。

通過(guò)單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限、深松耕兩因素在冬小麥全生育期地上干物質(zhì)質(zhì)量達(dá)最優(yōu)組合為I3S處理，I1S1處理最差。播前深松耕深度一定時(shí)，地上干物質(zhì)質(zhì)量隨灌水下限的增加呈增加趨勢(shì)，除返青期外，灌水下限為55%F與70%F的地上干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于40%F(P<0.05)，同時(shí)55%F與70%F之間無(wú)顯著性差異；灌水下限一定時(shí)，隨松土深松耕深度的增加，冬小麥地上干物質(zhì)質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，抽穗期與灌漿成熟期各處理之間顯著性差異較大。

2.4 灌溉與深松耕對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同處理對(duì)冬小麥的產(chǎn)量構(gòu)成性狀有不同程度的影響，采用單因素方差與顯著性分析方法對(duì)各處理進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表4。

表4 不同處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4可知，單變量顯著性分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限對(duì)冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重有顯著性影響(P<0.05)；深松耕對(duì)冬小麥穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)與千粒重有顯著影響(P<0.05)；然而兩因素交互作用對(duì)其影響較小。

通過(guò)單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，灌水下限、深松耕兩因素在冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、小穗數(shù)、無(wú)效穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重達(dá)最優(yōu)組合的處理分別為I3S、I3S3、IS1、I1S1、I3S與I3S1，從節(jié)水效率與深松耕施工難易角度綜合考慮，與最優(yōu)組合處理相比，不存在顯著性降低冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、小穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重的最佳處理為IS。

灌水下限一定時(shí)，隨松土深度的增加，冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重均呈增加趨勢(shì)，小穗數(shù)、無(wú)效穗數(shù)呈先增加后減小趨勢(shì)，其中深松耕60 cm處理冬小麥穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)與千粒重穗分別顯著性高于20 cm處理7.62%、17.42%、6.56%(P<0.05)。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重均呈增加趨勢(shì)，小穗數(shù)、無(wú)效穗數(shù)呈先增加后減小趨勢(shì)，其中灌水下限為40%F處理的冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重分別顯著性低于灌水下限為55%F與70%F處理4.43%與8.59%、8.97%與12.65%、13.95%與24.03%、5.44%與7.85%(P<0.05)，然而灌水下限為55%F與70%F差異性較小。

2.5 灌溉與深松耕對(duì)冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響

灌溉與播前深松耕技術(shù)結(jié)合對(duì)冬小麥的產(chǎn)量、作物水分利用效率及灌溉水分利用效率有不同程度的影響，采用單因素方差與顯著性分析方法對(duì)各處理進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表5。

由表5可知，灌水下限與深松耕對(duì)冬小麥產(chǎn)量、耗水量與灌溉水分利用效率有顯著性影響，對(duì)作物水分利用效率影響較小。I3S、I3S、I1S1與I1S1處理分別使的冬小麥產(chǎn)量、耗水量、作物水分利用效率及灌溉水分利用效率達(dá)到峰值，從節(jié)水效率與深松耕施工難易角度綜合考慮，同時(shí)與最優(yōu)組合處理相比，IS處理可不顯著性降低冬小麥產(chǎn)量，同時(shí)提高作物水分利用效率以灌溉水分利用效率。

灌水下限一定時(shí)，隨深松耕深度的增加，冬小麥產(chǎn)量與耗水量呈增加趨勢(shì)，作物水分利用效率及灌溉水分利用效率基本均呈減小趨勢(shì)，其中深松耕60與40 cm產(chǎn)量顯著性高于20 cm約9.22%與4.98%；深松耕60與20 cm相比，耗水量顯著性增加12.27%，然而20與40 cm相比無(wú)顯著性差異；深松耕20與60 cm相比灌溉水分利用效率顯著性提高10.19%，深松耕40與60 cm相比灌溉水分利用效率也顯著性提高4.03%，40與20 cm相比灌溉水分利用效率差異性較小。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥產(chǎn)量與耗水量均呈增加趨勢(shì)，作物水分利用效率與灌溉水分利用效率基本均呈減小趨勢(shì)。灌水下限為55%F與70%F處理的冬小麥產(chǎn)量是灌水下限為40%F的1.12與1.14倍(P<0.05)，灌水下限為55%F與70%F處理冬小麥耗水量顯著性高于灌水下限為40%F約為15.45%與23.50%(P<0.05)，灌水下限為55%F與40%F處理的冬小麥灌溉水分利用效率分別顯著高于灌水下限為70%F的1.24與1.26倍(P<0.05)，灌水下限55%F與40%F處理間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

表5 不同處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響

3 討 論

灌水下限與播前深松耕直接或間接的影響土壤微環(huán)境，例如土壤水、熱、氣、肥、作物根際土壤酶活性及微生物數(shù)量等，從而對(duì)作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量產(chǎn)生不同程度的影響。

(1)灌溉與深松耕對(duì)冬小麥生長(zhǎng)的影響。根系生長(zhǎng)層土壤含水率的適宜度決定作物能否正常生長(zhǎng)，是土壤中確保作物高產(chǎn)關(guān)鍵因素，在一定范圍內(nèi)隨土壤含水率的增加，作物產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，若低于或者高于則限制或抑制作物正常生長(zhǎng)[18, 19]。本研究發(fā)現(xiàn)隨灌水下限的增加，冬小麥株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)質(zhì)量均呈增加趨勢(shì)，與胡燕哲[20]對(duì)冬小麥生長(zhǎng)、袁宇霞[19]對(duì)番茄生長(zhǎng)的研究結(jié)果不一致，可能是由于本試驗(yàn)播前深松耕增加土壤空隙率，提高土壤通氣性，減少高灌水引起作物根系無(wú)氧呼吸的影響，增加根際土壤酶活性與微生物數(shù)量，提高根系對(duì)土壤樣養(yǎng)分的吸收，從而導(dǎo)致冬小麥生長(zhǎng)指標(biāo)提高[3, 11]，還可能由于本研究最高灌水下限設(shè)置較低以及試驗(yàn)區(qū)域的差異性造成。與仝國(guó)棟[21]在一定灌水下限范圍內(nèi)變化，干物質(zhì)的積累呈增加趨勢(shì)基本一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，隨深松耕深度的增加，冬小麥株高、葉面積指數(shù)與干物質(zhì)質(zhì)量基本呈增加趨勢(shì)。由于深松耕改變土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤蓄水能力與通氣性，增加根系體積，較大根系體積根系分泌物和細(xì)胞脫落物的增多，供給微生物充足的能源與養(yǎng)料，使得土壤微生物及酶活性較高，從而提高土壤養(yǎng)分利用率，宏觀上則表現(xiàn)為植物的生長(zhǎng)差異[3, 22-24]。晉鵬宇、張哲元等[25, 26]對(duì)玉米研究發(fā)現(xiàn)深松耕40 cm比常耕20 cm或免耕能夠提高株高、葉面積指數(shù)與干物質(zhì)，與本研究基本一致，由此說(shuō)明深松耕對(duì)冬小麥株高、葉面積指數(shù)與干物質(zhì)確實(shí)有顯著影響。本研究還發(fā)現(xiàn)深松耕60 cm株高、葉面積指數(shù)與干物質(zhì)質(zhì)量增加幅度較小，這可能是由于深松耕60 cm時(shí)，打破犁底層，犁地層為非耕作土壤養(yǎng)分較低，深松耕土壤養(yǎng)分均勻，整體上降低主根系土壤附近的養(yǎng)分，減小冬小麥增長(zhǎng)幅度。

(2)灌溉與深松耕對(duì)冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響。灌水下限的提高，使得土壤含水率有所提高，作物產(chǎn)量與土壤含水量在一定范圍內(nèi)呈增加趨勢(shì)[3]。本研究發(fā)現(xiàn)隨灌水下限的增加，產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)。鄒桂花[37]研究表明水灌水量的增加稻子產(chǎn)量呈先增加后減小趨勢(shì)，與本研究不一致，由于作物種類與試驗(yàn)土壤類型的不同。張明智[3]研究發(fā)現(xiàn)灌水下限由田間持水率的50%增加到80%，夏玉米產(chǎn)量呈先增加后減小趨勢(shì)，與本研究結(jié)論不一致，由于本試驗(yàn)灌水下限最大值為田間持水率的70%，還可能由于作物種類的差異造成的。本研究還發(fā)現(xiàn)隨灌水下限的增加，在一定范圍內(nèi)水分利用效率呈減小趨勢(shì)。與牛文全、王京偉[27, 28]對(duì)番茄研究結(jié)論基本一致。

本研究發(fā)現(xiàn)隨深松耕的增加，作物產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)。由于深松耕增加土壤空隙，減小土壤水分流動(dòng)阻力，易于淋洗耕作層土壤養(yǎng)分，使得土壤養(yǎng)分向土壤深層運(yùn)移，作物為了生長(zhǎng)迫使根系向深層生長(zhǎng)，增大深層根系體積或質(zhì)量，提高土壤養(yǎng)分吸收能力，從而提高產(chǎn)量，且本研究發(fā)現(xiàn)根系質(zhì)量隨深松耕的增加呈增加趨勢(shì)。李霞、魏歡歡、王浩等[8, 29, 30]研究表明深松耕可提高土壤含水率與作物產(chǎn)量。張明智[3]研究表明深松耕深度20 cm增加到60 cm均可提高冬小麥根際土壤含水率、根系體積及產(chǎn)量，與本研究基本一致。本研究還發(fā)現(xiàn)隨深松耕的增加，作物水分利用效率呈減小趨勢(shì)。與上述研究者結(jié)論不一致，可能是由于土壤質(zhì)地不同，深松耕增加土壤空隙，使得水分更容易向上運(yùn)移，增加土壤水分蒸發(fā)，同時(shí)深松耕增加根系體積，作物對(duì)于土壤水分消耗也增加。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)隨冬小麥全生育期的推進(jìn)，株高、地上干物質(zhì)質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，葉面積指數(shù)呈先增加后減小趨勢(shì)。冬小麥生育階段不同，灌水下限與深松耕均對(duì)株高、葉面積指數(shù)、地上干物質(zhì)質(zhì)量有顯著性影響。灌水下限一定時(shí)，隨深松耕的增加，冬小麥株高、葉面積指數(shù)、地上干物質(zhì)質(zhì)量均呈增加趨勢(shì)；深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥株高、葉面積指數(shù)、地上干物質(zhì)質(zhì)量也均呈增加趨勢(shì)。

(2)灌水下限對(duì)冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重有顯著性影響(P<0.05)；深松耕對(duì)冬小麥穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)與千粒重有顯著影響(P<0.05)。灌水下限一定時(shí)，隨松土深度的增加，冬小麥穗穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)與千粒重均呈增加趨勢(shì)。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥穗長(zhǎng)、莖粗、穗粒數(shù)與千粒重也均呈增加趨勢(shì)。

(3)灌水下限與深松耕對(duì)冬小麥產(chǎn)量、耗水量與灌溉水分利用效率有顯著性影響，對(duì)作物水分利用效率影響較小。灌水下限一定時(shí)，隨松土深度的增加，冬小麥產(chǎn)量與耗水量呈增加趨勢(shì)，灌溉水分利用效率呈減小趨勢(shì)。播前深松耕深度一定時(shí)，隨灌水下限的增加，冬小麥產(chǎn)量與耗水量呈增加趨勢(shì)，灌溉水分利用效率呈減小趨勢(shì)。

(4)從產(chǎn)量、水分利用效率與播前深松耕工程難易程度綜合考慮，灌水下限為田間持水率的55%與播前深松耕40 cm組合(I2S2)處理可不顯著性降低冬小麥產(chǎn)量，同時(shí)提高作物水分利用效率以灌溉水分利用效率，使得冬小麥株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)質(zhì)量、穗長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、莖粗、小穗數(shù)、無(wú)效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與耗水量等指標(biāo)達(dá)最優(yōu)。