馬愛平，亢秀麗，靖 華，崔歡虎，黃學(xué)芳，席吉龍

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西 臨汾 041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)省部共建有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)國家重點實驗室（籌），太原 030006；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)研究院，太原 030006；4.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，山西 運(yùn)城 044000）

0 引 言

氣溫是影響小麥生長發(fā)育的關(guān)鍵氣象因子。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著氣溫升高趨勢不斷加劇[1,2]，小麥生產(chǎn)系統(tǒng)的脆弱性逐步凸現(xiàn)[3]，其穩(wěn)定性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此，國家科技部在“十三五”期間設(shè)立專項“小麥生產(chǎn)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制及其適應(yīng)性栽培途徑”開展攻關(guān)研究。氣候變化對中國糧食生產(chǎn)的影響總體上呈負(fù)效應(yīng),且氣溫升高的負(fù)效應(yīng)最為顯著，其中小麥的減產(chǎn)幅度可能高于水稻和玉米[4]；本團(tuán)隊研究也表明，在模擬增溫情景下由于麥田耗水量增加小麥抗旱性降低[5]、病害蟲害發(fā)生概率呈增加趨勢[6]，導(dǎo)致產(chǎn)量和水分利用效率降低。

如何有效消減氣溫升高對小麥單產(chǎn)提高的不利影響，已成為小麥生產(chǎn)系統(tǒng)的一項重要課題，其對保障國家糧食安全具有重要意義。以往在模擬氣溫升高對小麥生產(chǎn)系統(tǒng)的影響研究中，大多通過地溫變化來間接反映氣溫變化[7,8]，主要是基于地溫與氣溫的高度正相關(guān)[9]，也有研究者認(rèn)為地溫增溫可間接反映氣溫增溫[10,11]。而有關(guān)可降低地溫的栽培途徑中，秸稈覆蓋和灌溉是兩條有效的途徑,其形成了較多成果。在秸稈覆蓋層面：夏季、返青期秸稈覆蓋均有較好的降溫效果[12,13]，每行覆蓋及覆蓋量8 000 kg/hm2有利于小麥植株生長及產(chǎn)量提高[14]，同一覆蓋量條件下的產(chǎn)量表現(xiàn)為全程覆蓋優(yōu)于生育期覆蓋[15]，秸稈帶狀覆蓋有利于產(chǎn)量的提高[16,17]。在灌溉層面：灌水初期不同灌水量的土壤溫度差異較大，隨生育期延后差異變小[18]，滴灌土壤總積溫高于滲灌和溝灌[19]，灌水可有效減緩氣溫波動對土壤溫度變幅的影響[20]，在冬季灌溉會增高農(nóng)田的地溫、氣溫[21]，灌水可以顯著延遲氣溫對地溫的影響，同時一定的灌水具有顯著平穩(wěn)地溫作用[22]。以上研究成果較好地揭示了秸稈覆蓋、灌溉與地溫、作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的相關(guān)性，為秸稈覆蓋和灌溉技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提供了理論和技術(shù)支撐，收到了良好效果。

以上研究降低地溫的栽培途徑即秸稈覆蓋和灌溉,其均以單一因子研究據(jù)多，其中灌溉模式以大水漫灌的研究較多，而有關(guān)采用微噴帶灌溉模式并附以秸稈覆蓋的雙栽培因子，從消減氣溫升高角度探討微噴帶灌溉秸稈覆蓋麥田對地溫及其產(chǎn)量、水分利用效率的影響研究較少?；诖?，本項研究采用微噴帶灌溉方法，開展灌溉未覆蓋、灌溉并秸稈覆蓋對麥田不同生育階段地溫及其產(chǎn)量和水分利用效率的影響研究，解析灌溉、秸稈覆蓋栽培因子在不同生育階段的增降溫效應(yīng)，探討灌溉背景下實施秸稈覆蓋的麥田地溫降低是否有助于產(chǎn)量和水分利用效率的提高，以期為消減氣溫升高探索和尋求適應(yīng)性栽培途徑提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地區(qū)概況

試驗于2019-2020年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所韓村（臨汾市堯都區(qū)）基地進(jìn)行。試驗地點位于111°34′36″E，36°8′43″N，海拔459.00 m，年均降水量457.71 mm，年均氣溫13.08 ℃，≥0 ℃積溫4 965.60 ℃，≥10℃積溫4 436.22 ℃。試驗?zāi)甓刃←溞蓍e期（6月中下旬、7、8、9月份）降雨246.2 mm較常年（295.9 mm）少49.7 mm，小麥生育期（10、11、12、1、2、3、4、5、6月上旬）降水201.80 mm 較常年（161.60 mm）多40.20 mm。試驗?zāi)甓葰鉁厍锛荆?0、11月）、冬季（12、1、2月）、春季（3、4、5月）分別較常年各季對應(yīng)高0.95、1.10、-0.26 ℃，全生育期平均高0.40 ℃。小麥全生育期較常年降水偏多、平均氣溫偏高。

1.2 試驗材料

試驗所用小麥品種為中麥36 號；秸稈覆蓋材料為玉米秸稈；氣象數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)（SY-QX-X）由邯鄲冀南新區(qū)盛炎電子科技有限公司生產(chǎn)。微噴灌輸水管（Φ90 mm）、微噴帶（Φ40 mm、孔口形式為斜5 孔），四通（Φ90 mm）、旁通（Φ40 mm）均由河北省沛灃灌溉設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法與處理

2019-2020年度，試驗采用大區(qū)對比方法，設(shè)計3 個處理即3 類麥田，分別為灌溉未覆蓋麥田（I）、灌溉覆蓋麥田（IM）、未灌溉覆蓋麥田（CK），灌溉未覆蓋麥田（I）和灌溉覆蓋麥田（IM）均采用微噴帶灌溉方式，灌溉未覆蓋麥田（I）和灌溉覆蓋麥田（IM）共設(shè)計有10 條微噴帶，微噴帶間距2.50 m，微噴帶長度為30 m，其微噴帶鋪設(shè)方向與小麥種植方向垂直。在相鄰兩條微噴中的一條上進(jìn)行秸稈覆蓋，覆蓋面積2.5 m×2.5 m=6.25 m2，作為灌溉覆蓋麥田（IM）；另一條未覆蓋秸稈的作為灌溉未覆蓋麥田（I），以緊鄰的既不灌溉也不覆蓋的麥田作為未灌溉覆蓋麥田（CK）。灌溉未覆蓋麥田（I）和灌溉覆蓋麥田（IM）總灌水額度均為150.0 mm，分別在冬前（2019年11月25日）、起身期（2020年3月2日）、拔節(jié)期（2020年3月30日）、灌漿期（2020年5月14日）微噴灌水量分別為25.0、35.0、60.0、30.0 mm，灌溉覆蓋麥田（IM）于2019年11月4日覆蓋玉米秸稈，覆蓋量為6 000 kg/hm2；各處理于2019年10月4日播種，播種量為450 萬粒/hm2。

1.4 測定內(nèi)容

（1）測定試驗地氣溫和各處理的5、10 cm 地溫。各處理氣溫（AT）測定：試驗各處理設(shè)置在100 m2范圍內(nèi)，各處理共用一個氣溫傳感器，其距地面1.5 m。每個處理均測定5、10 cm 地溫即分別為灌溉未覆蓋麥田（I-5）、灌溉未覆蓋麥田（I-10）、灌溉覆蓋麥田（IM-5）、灌溉覆蓋麥田（IM-10）、不灌溉覆蓋麥田（CK-5）、不灌溉覆蓋麥田（CK-10）；測定時間為2019年12月1日至2020年6月4日；氣溫（AT）、地溫傳感器每小時測定6次。

（2）土壤貯水量、生長期耗水量和水分利用效率。分別在播種前和成熟期用烘干稱重法測定0～20、20～40、40～60、…、180～200 cm 各土層土壤質(zhì)量含水率W，根據(jù)下式計算土壤貯水量。

式中：A為土壤貯水量，mm；W為土壤質(zhì)量含水率，%；H為土層厚度，mm；ρ為土壤容重，g/cm3。

水分利用效率：

式中：WUE為水分利用效率，kg/（hm2·mm）；Y為單位面積收獲籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；PSS為播前土壤貯水量，mm；MS為成熟期土壤貯水量，mm；P為全生育期降水量，mm；IW為全生育期灌溉水量，mm。

灌溉水利用效率：

式中：IWUE為灌溉水利用效率，kg/（hm2/mm）；Y1為某灌溉量單位面積收獲籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；Y2為無灌溉單位面積收獲籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；IW為灌溉水量，mm。

（3）產(chǎn)量。成熟期各處理均收獲2.5 m2（長2.5 m×寬1.0 m），單收單打，折算為公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

依據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄晷←湼魃A段進(jìn)程，劃分為越冬期（2019-12-01－2020-02-25）、返青期至拔期（2020-02-26－2020-04-05）、拔節(jié)期至成熟期（2020-04-05－2020-06-04），對測定的地溫、氣溫值均以5 d 均值計為1 組，各處理下的每個監(jiān)測點自越冬期至成熟期5、10 cm 地溫、氣溫均獲取37 組數(shù)據(jù)，其中越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期分別獲取17、8、12 組數(shù)據(jù)。采用Excel 2003 和DPS 平臺操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各類麥田越冬期至成熟期不同土層地溫與氣溫的相關(guān)性分析

對各類麥田越冬期至成熟期不同土層地溫與氣溫的相關(guān)性分析表明，各類麥田越冬期至成熟期不同土層地溫與氣溫均呈現(xiàn)正相關(guān)即各類麥田不同土層地溫隨氣溫升高而升高，隨氣溫降低而降低。各類麥田不同土層地溫與氣溫的相關(guān)系數(shù)不同。I-5、I-10、IM-5、IM-10、CK-5、CK-10 地溫值與氣溫值的相關(guān)系數(shù)分別為0.987 5、0.985 1、0.982 5、0.978 4、0.992 0、0.989 3，且均存在極顯著差異，表明用地溫間接反映氣溫對麥田的影響是可行的；5、10 cm 地溫與氣溫的相關(guān)系數(shù)均值表現(xiàn)為未灌溉覆蓋麥田＞灌溉未覆蓋麥田＞灌溉覆蓋麥田，表明地溫對氣溫的響應(yīng)受灌溉、覆蓋、土層深度的影響。地溫與氣溫的相關(guān)系數(shù)在灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田和未灌溉覆蓋麥田中均表現(xiàn)土層5 cm大于10 cm。

2.2 各類麥田對不同土層地溫的影響

2.2.1 各類麥田對越冬期至成熟期及各生育階段不同土層地溫的影響

（1）各類麥田對越冬期至成熟期不同土層地溫的影響。

從表1看出，越冬期至成熟期5、10 cm 土層平均地溫灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田均低于未灌溉覆蓋麥田，其中灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田較未灌溉覆蓋麥田分別降低17.32%、22.64%，灌溉覆蓋麥田較灌溉未覆蓋麥田降低5.32%；5 cm 土層地溫I-5、IM-5 較CK-5 降低分別為16.07%、18.31%，10 cm 土層地溫I-10、IM-10 較CK-10 降低分別為18.50%、26.75%，表明灌溉、覆蓋均有較好的降溫作用。進(jìn)一步分析各類麥田不同土層越冬期至成熟期日平均地溫值，灌溉未覆蓋麥田、未灌溉覆蓋麥田地溫均表現(xiàn)為10 cm 土層高于5 cm 土層即I-10＞I-5、CK-10＞CK-5，而灌溉覆蓋麥田則表現(xiàn)為10 cm 土層低于5 cm 土層即IM-10＜IM-5。表明在灌溉背景下實施秸稈覆蓋會影響熱量向下的傳導(dǎo)。

表1 各類麥田對越冬期至成熟期地溫的影響Tab.1 The effect of various wheat fields on ground temperature from overwintering stage to maturity stage

從表2看出，對各類麥田不同土層I-5、I-10、IM-5、IM-10、CK-5、CK-10 間的地溫配對T值檢驗表明，除I-5 與IM-5 間不存在差異外，I-5 與CK-5、I-10 與CK-10、IM-5 與CK-5、IM-10 與CK-10 及IM-10 與I-10 間存在顯著或極顯著差異，表明5、10 cm 土層地溫灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田與未灌溉覆蓋麥田及10 cm 土層地溫灌溉覆蓋麥田與灌溉未覆蓋麥田均具有顯著的降溫效果。

表2 各類麥田越冬期至成熟期不同土層地溫間的差異性T值檢驗Tab.2 The difference T value test of different soil layers temperature from overwintering stage to maturity stage in various wheat fields

（2）各類麥田對不同生育階段5、10 cm 土層平均地溫的影響。從表3看出，越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期3 個階段5、10 cm 土層日平均地溫灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田均低于未灌溉覆蓋麥田即均具有較好的降溫效應(yīng)，灌溉未覆蓋麥田較未灌溉覆蓋麥田在越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期地溫降低分別為31.64%、9.28%、18.35%，灌溉覆蓋麥田較未灌溉覆蓋麥田在越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期地溫降低分別為52.00%、17.56%、20.91%，均呈現(xiàn)越冬期最大，返青期至拔節(jié)期最小，各個生育階段地溫降低率灌溉覆蓋麥田均大于灌溉未覆蓋麥田，表明在越冬期至成熟期各個生育階段覆蓋均有降溫作用。

表3 各類麥田對不同生育階段不同土層地溫的影響Tab.3 The effect of various wheat fields on different soil layers ground temperature at various stages

各類麥田對不同生育階段5 cm 土層地溫的影響。從表3看出，越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期3個階段地溫降低I-5 較CK-5 分別為34.41%、7.57%、17.36%，IM-5 較CK-5分別為32.35%、13.22%、18.82%，地溫降低率均表現(xiàn)為越冬期最大，返青期至拔節(jié)期最小，而在返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期地溫降低率IM-5 較CK-5 均大于I-5 較CK-5，在越冬期則表現(xiàn)為IM-5較CK-5小于I-5較CK-5；IM-5與I-5相比，在越冬期IM-5 大于I-5，在返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期IM-5小于I-5。

各類麥田對不同生育階段10 cm 土層地溫的影響。從表3看出，越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期3個階段地溫降低I-10 較CK-10 分別為30.06%、10.94%、19.35%，IM-10 較CK-10 分別為63.58%、21.77%、22.98%，地溫降低率均表現(xiàn)為越冬期最大，返青期至拔節(jié)期最小，地溫降低率在各個生育階段IM-10 較CK-10 均大于I-10 較CK-10，表明在越冬期至成熟期各個生育階段覆蓋均有降溫作用；IM-10與I-10相比，在越冬期至成熟期的3個生育階段均表現(xiàn)為IM-10低于I-10。

各類麥田不同生育階段不同土層地溫差異性T值檢驗。從表4看出，對越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期3 個生育階段的各處理I-5、I-10、IM-5、IM-10、CK-5、CK-10間的差異性T值檢驗表明，3 個階段的I-5 與CK-5、I-10 與CK-10、IM-5 與CK-5、IM-10 與CK-10 及IM-10 與I-10 間均存在顯著或極顯著差異，表明5、10 cm 土層地溫灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田較未灌溉覆蓋麥田有顯著的降溫效果，灌溉和覆蓋兩個因素對越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期均有降低地溫的作用。

表4 各類麥田不同生育階段的地溫差異性T值檢驗Tab.4 The ground temperature difference T value test of at different stages in various wheat fields

2.2.2 各類麥田對不同土層地溫低于0 ℃時間的影響

從表5看出，各類麥田對不同土層地溫低于0 ℃時間的影響不同。低于0 ℃時間表現(xiàn)為5 cm 土層＞10 cm 土層，其中5 cm 土層地溫低于0 ℃時間為I-5＞IM-5＞CK-5，I-5 較CK-5、IM-5 較CK-5 分別多10、5 d，由于灌溉的降溫效應(yīng)使I-5、IM-5 多于CK-5，又由于越冬期覆蓋的增溫效應(yīng)使IM-5 少于I-5；10 cm 土層地溫低于0 ℃時間為IM-10＞I-10＞CK-10，I-10 較CK-10、IM-10 較CK-10 分別多16、26 d，其與5 cm 土層規(guī)律不相一致，其原因是灌溉背景下實施秸稈覆蓋影響了熱量向下的傳導(dǎo)。最早出現(xiàn)低于0 ℃的為I-5，最晚結(jié)束低于0 ℃的為IM-5、IM-10，CK-10 地溫越冬期保持在0 ℃以上。表明在越冬期秸稈覆蓋麥田具有增溫作用，而灌溉具有降溫作用。

表5 各類麥田對不同土層地溫低于0 ℃時間的影響Tab.5 The effect of various wheat fields on ground temperature less 0 ℃days

2.2.3 各類麥田越冬期至成熟期不同土層間地溫的動態(tài)變化

（1）同類麥田越冬期至成熟期不同土層間地溫的動態(tài)變化。由圖1（a）可以看出，灌溉未覆蓋麥田5 cm 與10 cm 土層間地溫的動態(tài)變化表現(xiàn)為，2019-12-01－2020-03-11 區(qū)間I-5 地溫小于I-10，在2020-03-17－2020-04-25 區(qū)間二者地溫均呈波動狀態(tài)，在其他區(qū)間I-5地溫大于I-10。越冬期至成熟期地溫I-5 小于I-10 的歷時為55 d，I-5 大于I-10 地溫的歷時為131 d，分別占29.57%、70.43%。

由圖1（b）可以看出，灌溉覆蓋麥田5 cm 與10 cm 土層間地溫的動態(tài)變化表現(xiàn)為，2019-12-01－2019-12-10、2019-12-16－2020-01-15 區(qū)間IM-5 地溫小于IM-10，在其他時間區(qū)間IM-5 地溫大于IM-10。越冬期至成熟期地溫IM-5 小于IM-10 的歷時為41 d，IM-5 地溫高于IM-10 地溫的歷時為145 d，分別占22.04%、77.96%。

由圖1（c）看出，未灌溉覆蓋麥田5 cm 與10 cm 土層間地溫的動態(tài)變化表現(xiàn)為：2019-12-01－2020-03-21、2020-03-27－2020-04-25、2020-05-06－2020-05-20、2020-05-26－2020-05-30 區(qū)間CK-5 地溫小于CK-10，在其他區(qū)間CK-5 地溫大于CK-10。越冬期至成熟期地溫CK-5 小于CK-10 的歷時為161 d，CK-5地溫高于CK-10地溫的歷時為25 d，分別占86.56%、13.44%。

以上分析表明：同類麥田越冬期至成熟期地溫5 cm 土層小于10 cm 土層的時間表現(xiàn)為未灌溉覆蓋麥田＞灌溉未覆蓋麥田＞灌溉覆蓋麥田，未灌溉覆蓋麥田、灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田5 cm 土層小于10 cm 土層的時間占比分別為86.56%、29.57%、22.04%。其較好的印證了在越冬期至成熟期灌溉、覆蓋二因子均有降溫效應(yīng)的作用。

（2）不同類麥田越冬期至成熟期同一土層間地溫的動態(tài)變化。從圖2（a）可以看出，在2019-12-01－2020-06-04 區(qū)間I-5地溫均小于CK-5的歷時為186 d，I-5地溫大于CK-5的歷時為0 d；在2019-12-11－2019-12-20、2020-01-01－2020-06-04 區(qū)間IM-5 地溫小于CK-5 的歷時為165 d，在其他區(qū)間IM-5 地溫均大于CK-5 的歷時為21 d；在2020-01-21－2020-03-26、2020-04-26－2020-06-04區(qū)間IM-5地溫小于I-5的歷時為100 d，其他區(qū)間IM-5地溫大于I-5的歷時為81 d。

從圖2（b）可以看出，在2019-12-01－2020-06-04 區(qū)間I-10 地溫小于CK-10 的歷時為186 d，I-10 地溫大于CK-10 的歷時為0 d；在2019-12-06－2020-06-04 區(qū)間IM-10 地溫小于CK-10 的歷時為181 d，在其他區(qū)間IM-10 地溫大于CK-10 的歷時為5 d；在2019-12-16－2020-04-10、2020-04-16－2020-04-20、2020-04-26－2020-06-04 區(qū)間IM-10 地溫小于I-10 的歷時為161 d，其他區(qū)間IM-10 地溫大于I-10 的歷時為25 d。

圖2 不同類麥田5、10 cm土層地溫動態(tài)變化Fig.2 The ground temperature dynamic change of 5 cm and 10 cm soil layers in various wheat fields

以上分析表明：不同類麥田地溫I-5 小于CK-5、I-10 小于CK-10 的歷時均為186 d；IM-5 小于CK-5、IM-10 小于CK-10 的歷時分別為165、181 d；IM-5 小于I-5、IM-10 小于I-10的歷時分別為100、161 d。其較好的印證了在越冬期至成熟期灌溉、覆蓋二因子均有降溫效應(yīng)的作用。

2.3 各類麥田對產(chǎn)量及產(chǎn)量三因素的影響

從表6可以看出，各類麥田對產(chǎn)量及產(chǎn)量三因素的影響不同。產(chǎn)量大小依次為灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田、未灌溉覆蓋麥田，其中灌溉未覆蓋麥田、灌溉覆蓋麥田分別較未灌溉覆蓋麥田增產(chǎn)97.01%、52.24%，二者平均增產(chǎn)74.63%，灌溉覆蓋麥田較灌溉未覆蓋麥田減產(chǎn)22.73%，表明灌溉對小麥產(chǎn)量具有正向作用，而在灌溉條件下再實施秸稈覆蓋由于降低地溫則對產(chǎn)量為負(fù)作用。從產(chǎn)量三素看，灌溉覆蓋麥田較灌溉未覆蓋麥田減產(chǎn)的主要原因是由于覆蓋在春季的降溫導(dǎo)致穗數(shù)的減少，由于穗數(shù)減少其穗粒數(shù)和千粒重相應(yīng)提高，但其穗粒數(shù)和千粒重的提高并未彌補(bǔ)因穗數(shù)減少對產(chǎn)量的影響。未灌溉覆蓋麥田的產(chǎn)量三因素均低于灌溉未覆蓋麥田和灌溉覆蓋麥田。

表6 各類麥田對產(chǎn)量及產(chǎn)量三因素的影響Tab.6 The effect of various wheat fields on yield and yield three factors

2.4 各類麥田對水分利用效率、灌溉水利用效率的影響

從表7可以看出，各類麥田對水分利用效率和灌溉水利用效率的影響不同。各類麥田的水分利用效率表現(xiàn)為灌溉未覆蓋麥田＞灌溉覆蓋麥田＞未灌溉覆蓋麥田，灌溉水利用效率為灌溉未覆蓋麥田＞灌溉覆蓋麥田。表明在灌溉未覆蓋麥田中實施秸稈覆蓋并不會提高麥田水分利用效率和灌溉水利用效率。

表7 各類麥田對水分利用效率和灌溉水利用效率的影響Tab.7 The effect of various wheat fields on water use efficiency and irrigation water use efficiency

3 討 論

（1）關(guān)于灌溉、灌溉覆蓋麥田降溫效應(yīng)。本研究表明，各類麥田5、10 cm 土層地溫在不同生育階段的降溫幅度的大小均表現(xiàn)為為越冬期最大，拔節(jié)期至成熟期次之，返青至拔節(jié)期最?。辉谠蕉?、10 cm 土層地溫灌溉覆蓋麥田與灌溉未覆蓋麥田相比分別表現(xiàn)為增溫、降溫效應(yīng)，在返青期至拔節(jié)期和拔節(jié)期至成熟期灌溉覆蓋麥田與灌溉未覆蓋麥田相比均表現(xiàn)為降溫效應(yīng)。閆宗正等[23]人研究表明，在未冬灌而拔節(jié)期、灌漿期灌溉背景下麥田地溫由增溫效應(yīng)轉(zhuǎn)為降溫效應(yīng)在返青期完成，且隨生育期延后秸稈覆蓋的降溫減小，而本項研究表明灌溉覆蓋麥田由增溫效應(yīng)轉(zhuǎn)為降溫效應(yīng)在越冬期完成，降溫幅度并不是隨生育期延后而減小。其原因可能于冬灌和不冬灌有關(guān)，也可能是本研究所處的試驗?zāi)攴轂樘厥獾亩攴萦嘘P(guān)。陳玉章等[12]人在雨養(yǎng)背景下研究表明，秸稈覆蓋的增溫效應(yīng)主要在拔節(jié)期，在拔節(jié)期后明顯的降溫效應(yīng)，其與本項研究結(jié)果也不一致，其原因是二者所處的土壤環(huán)境不同（灌溉和雨養(yǎng)），也可能與所處區(qū)域氣溫差異導(dǎo)致小麥生長發(fā)育階段不同有關(guān)。表明秸稈覆蓋對麥田的增降溫效應(yīng)與不同時期灌溉、不灌溉（雨養(yǎng)）、所處區(qū)域環(huán)境如氣溫等均有較大關(guān)系。而有關(guān)同類麥田不同土層、不同類麥田同一土層在越冬期至成熟期地溫大小轉(zhuǎn)換及經(jīng)歷時間已有研究較少。

（2）關(guān)于灌溉、覆蓋二因子對麥田降溫效應(yīng)的作用。本研究表明，I、IM與CK相比不同土層低于0 ℃的時間、不同生育階段的降溫幅度及其同類麥田、不同類麥田越冬期至成熟期同一土層間地溫大小轉(zhuǎn)換時間均較好的印證了在越冬期至成熟期灌溉、覆蓋二因子均有降溫效應(yīng)的作用。二者對降溫作用的大小是否相同，從I、IM 較CK 地溫降低率在各生育階段IM均大于I分析，地溫降低率I與IM之差占灌溉覆蓋麥田的地溫降低率均大于50%以上，表明對地溫的降低作用灌溉因子大于覆蓋因子。有關(guān)灌溉和覆蓋二因子對降低麥田地溫的作用大小已有研究文獻(xiàn)較少。

（3）關(guān)于灌溉覆蓋麥田的產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉水利用效率。本研究表明，灌溉覆蓋麥田較灌溉未覆蓋麥田減產(chǎn)22.73%，其主要原因是成穗數(shù)群體不足和麥苗抗逆抗病性差。造成群體成穗不足主要原因，李全起等[24]人研究認(rèn)為是由于覆蓋造成麥田地溫偏低影響根系活力、土壤酶活性和微生物生物量，進(jìn)而影響到冬小麥的春季分蘗和收獲時的穗數(shù)，使產(chǎn)量降低；覆蓋麥苗抗逆抗病性差，在本項研究中發(fā)現(xiàn)越冬期至拔節(jié)期灌溉覆蓋麥田葉片發(fā)黃、生長細(xì)弱，陳素英等[25]人研究認(rèn)為，秸稈覆蓋出現(xiàn)“黃化、生長細(xì)弱”是由于秸稈腐解時從土壤中吸取氮素麥苗因缺氮而引起；本研究對莖基腐病發(fā)病率調(diào)查，灌溉覆蓋麥田較灌溉未覆蓋麥田高4.00%；李全起等人研究認(rèn)為，地面覆蓋秸稈后，導(dǎo)熱率變小，反射率增大，使近地面的空氣溫度升高，而較多研究表明，在水分脅迫條件下空氣溫度升高不利于小麥產(chǎn)量的提高[8,26,27]。高亞軍[28]研究表明，生育期灌水量在80～240 mm時，覆蓋產(chǎn)量明顯低于無覆蓋。涂純等[29]研究認(rèn)為，在缺水年份秸稈覆蓋能夠提高產(chǎn)量，而在豐水年份，秸稈覆蓋導(dǎo)致產(chǎn)量顯著下降，其豐水年份也類似于本研究的微噴帶灌溉。水分利用效率和灌溉水利用效率灌溉未覆蓋麥田均高于未灌溉未覆蓋麥田，其與亢秀麗等[30]人研究結(jié)果相同即在150 mm 灌溉量范圍內(nèi)，水分利用效率和灌溉水利用效率隨灌溉量的增加而提高，而有關(guān)灌溉覆蓋麥田的水分利用效率和灌溉水利用效率已有研究較少。

（4）關(guān)于降低麥田地溫提高產(chǎn)量的栽培途徑。秸稈覆蓋在各個生育階段雖有顯著的土壤溫度降溫效應(yīng)，但并不利于小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的提高。如何使麥田的降溫效應(yīng)與增產(chǎn)效應(yīng)實現(xiàn)優(yōu)化組合是急需解決的問題。秸稈腐熟可能從土壤中吸收氮素，是否考慮應(yīng)用已腐熟秸稈；返青期的降溫效應(yīng)不利于分蘗成穗是否可考慮覆蓋時間延后；不同覆蓋量的降溫及增產(chǎn)效應(yīng)不同，是否可篩選區(qū)域最佳覆蓋量。目前秸稈覆蓋材料有玉米和小麥秸稈，是否可積極探索開發(fā)對近地面空氣溫度具有降溫作用的新型覆蓋材料也是灌溉覆蓋麥田提高單產(chǎn)的重要途徑。

4 結(jié) 論

在越冬期至成熟期5、10 cm 土層地溫灌溉覆蓋麥田、灌溉未覆蓋麥田與未灌溉覆蓋麥田相比總體均呈現(xiàn)降溫效應(yīng)，降溫幅度灌溉覆蓋麥田大于灌溉未覆蓋麥田。在越冬期、返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至成熟期5、10 cm 土層地溫灌溉覆蓋麥田、灌溉未覆蓋麥田與未灌溉覆蓋麥田相比均表現(xiàn)為降溫效應(yīng)，其中降溫幅度為越冬期最大，返青至拔節(jié)期最?。辉谠蕉?、10 cm 土層地溫灌溉覆蓋麥田與灌溉未覆蓋麥田相比分別表現(xiàn)為增溫、降溫效應(yīng)，而灌溉未覆蓋麥田與未灌溉覆蓋麥田相比均表現(xiàn)為降溫效應(yīng)，在返青期至拔節(jié)期和拔節(jié)期至成熟期灌溉覆蓋麥田、灌溉未覆蓋麥田與未灌溉覆蓋麥田相比均表現(xiàn)為降溫效應(yīng)。5、10 cm土層地溫低于0 ℃的時間灌溉未覆蓋麥田和灌溉覆蓋麥田均多于未灌溉覆蓋麥田。各類麥田在越冬期至成熟期5、10 cm 土層地溫與氣溫存在極顯著的正相關(guān)，氣溫升高不利于小麥產(chǎn)量的提高，而通過秸稈覆蓋降低地溫并不利于產(chǎn)量的提高，同樣也不利于水分利用效率、灌溉水利用效率的提高。