趙剛 王淑英 李尚中 張建軍 黨翼 王磊 李興茂 程萬(wàn)莉 周剛 倪勝利 樊廷錄

摘要：冬小麥?zhǔn)屈S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(duì)冬小麥耗水規(guī)律和產(chǎn)量的影響，收集、統(tǒng)計(jì)甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鎮(zhèn)原試驗(yàn)站近40年冬小麥長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析冬小麥產(chǎn)量、耗水量等指標(biāo)隨降水變化的趨勢(shì)。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(shí)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(shì)，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(shí)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(duì)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(lái)黃土旱塬區(qū)冬小麥穩(wěn)產(chǎn)性差，原因?yàn)椴シN-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(duì)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(hào)：S512.1；S314 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008‐0864（2024）03‐0164‐10

冬小麥?zhǔn)屈S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(duì)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(rùn)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(zhǎng)需求嚴(yán)重錯(cuò)位[1-3]，降水時(shí)期、降水量、蒸發(fā)量與冬小麥需水量、需水時(shí)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(duì)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(kù)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(shì)通過(guò)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(jí)別影響土壤水庫(kù)；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(duì)冬小麥耗水規(guī)律進(jìn)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(xiàn)和底墑充足條件下水分利用規(guī)律。但是，以往研究試驗(yàn)時(shí)期短，沒(méi)有進(jìn)行多年系統(tǒng)分析。本研究立足黃土旱塬區(qū)氣候特點(diǎn)，研究了近40年不同降水情況下冬小麥耗水規(guī)律及對(duì)其產(chǎn)量的影響，對(duì)進(jìn)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(guó)家土壤質(zhì)量鎮(zhèn)原觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站（35°30'N、107°29'E）進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)位于甘肅省鎮(zhèn)原縣上肖鎮(zhèn)所在的黃土旱塬區(qū)，地勢(shì)平坦，海拔1197 m，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)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(zhǎng)，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(wú)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(shí)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(lái)源及試驗(yàn)方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源和試驗(yàn)方法 1981—2000 年逐旬降水量來(lái)源于鎮(zhèn)原試驗(yàn)站人工（量筒法）測(cè)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(lái)源于鎮(zhèn)原試驗(yàn)站實(shí)測(cè)積累數(shù)據(jù)。

為了保證研究準(zhǔn)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(yàn)數(shù)據(jù)，分析冬小麥各生育期耗水情況。定位試驗(yàn)設(shè)置為大區(qū)試驗(yàn)（67 m2），冬小麥品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘隴鑒386；施肥量為當(dāng)?shù)赝扑]量，即純氮180 kg·hm-2、P2O5 105 kg·hm-2；其他管理同當(dāng)?shù)卮筇?。分別在冬小麥播前、返青期、拔節(jié)期、灌漿期和收獲期采用土鉆法取樣測(cè)定0—200 cm土層土壤水分。

1981—2019 年冬小麥產(chǎn)量為試驗(yàn)田小區(qū)實(shí)打?qū)嵤沼洰a(chǎn)；冬小麥播前和收獲后分別用土鉆法測(cè)定試驗(yàn)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(cè)0—200 cm土層土壤含水量。試驗(yàn)地地勢(shì)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(jì)算作物耗水量（evapo transpiration，ET），公式如下。

1.2.2 不同時(shí)期冬小麥品種及產(chǎn)量 1981—2019年間不同時(shí)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(jìn)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(zhǎng)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(shì)，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(shì)，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(gè)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(shì)

依據(jù)1981—2019年本區(qū)域長(zhǎng)期實(shí)打?qū)嵤諟y(cè)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(shì)（圖3），每年增加51.2 kg·hm-2。產(chǎn)量浮動(dòng)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(jì)80、90年代和21世紀(jì)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(dòng)變化趨勢(shì)，20世紀(jì)80年代產(chǎn)量最低，90年代緩慢增加，21世紀(jì)初產(chǎn)量有所回落，10年代迅速增加。上述4個(gè)年代全年降水量分別為561.3、490.2、470.7和547.5 mm，20世紀(jì)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(jì)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(jìn)入21世紀(jì)00年代，降水減少，產(chǎn)量有所回落，說(shuō)明降水減少對(duì)產(chǎn)量的副效應(yīng)大于品種和技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的正效應(yīng)；20世紀(jì)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(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育滿足率的影響

對(duì)39年間冬小麥生育期降水滿足率隨時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)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(shì)（P<0.05），每10年滿足率減小5.19個(gè)百分點(diǎn)，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(gè)百分點(diǎn)。因此，21世紀(jì)冬小麥栽培受干旱脅迫越來(lái)越嚴(yán)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(jìn)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(dá)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(dá)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(jìn)入灌漿-成熟期為80.2%。

生育期降水滿足率呈顯著下降趨勢(shì)。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(zhǎng)發(fā)育供水40%以上需要土壤水庫(kù)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(jìn)一步明確降水對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，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(gè)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(wú)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(shí)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(shí)期降水對(duì)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(yán)重不均，根據(jù)降水時(shí)期與產(chǎn)量關(guān)系分為3個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(kāi)始分化的時(shí)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(bǔ)充，對(duì)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(kāi)花期和乳熟期，決定冬小麥千粒重。開(kāi)花期灌溉使小麥籽粒產(chǎn)量增加[19]，對(duì)于黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)來(lái)說(shuō)，開(kāi)花期降水相對(duì)較少，土壤表層水分不足，此時(shí)恰好是冬小麥需水的生理生態(tài)臨界期[20]，因此，開(kāi)花期降水對(duì)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(shí)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(diǎn)一致。隨著生育期不斷推移，降水量對(duì)冬小麥產(chǎn)量貢獻(xiàn)逐漸降低。

2.5 冬小麥全生育期及階段耗水量變化

對(duì)1981—2019年冬小麥生育期耗水量變化趨勢(shì)進(jìn)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(shì)（P<0.05），耗水量每年減少3.3 mm。分階段來(lái)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(jìn)入21世紀(jì)，耗水量與20 世紀(jì)以來(lái)的變化規(guī)律恰好相反，2001—2019年呈增加趨勢(shì)，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(shì)。進(jìn)入21世紀(jì)，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(wú)效蒸發(fā)增加，耗水量呈增加趨勢(shì)。但是，前20年耗水量減小趨勢(shì)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(shì)。

根據(jù)定位試驗(yàn)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(shí)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(shí)，保障土壤水庫(kù)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(shì)觀點(diǎn)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(shì)；而劉曉英等[22]認(rèn)為，1950—2000年華北地區(qū)主要作物耗水量呈下降趨勢(shì)。黃土高原地區(qū)冬小麥耗水量變化趨勢(shì)各研究結(jié)果不盡相同，武永利等[23]認(rèn)為，山西1951—2005 年冬小麥耗水量呈下降趨勢(shì)；而郭偉等[11]認(rèn)為，冬小麥耗水量均呈增加趨勢(shì)。本研究中，旱塬區(qū)近40年冬小麥耗水量呈降低趨勢(shì)，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(shì)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(dāng)?shù)剡x育的耐寒新品種‘慶豐1號(hào)、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(zhǎng)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(kù)提供，然而地下水無(wú)法補(bǔ)給土壤水庫(kù)，降水成了土壤水庫(kù)唯一來(lái)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(zhǎng)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(kù)虧缺加劇，進(jìn)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(kù)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(wú)法補(bǔ)給土壤水庫(kù)，其水分長(zhǎng)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(wèn)題。

冬小麥產(chǎn)量受氣候、土壤等多因素影響[26-28]。史國(guó)安等[27]研究認(rèn)為，底墑水對(duì)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(duì)小麥產(chǎn)量提升貢獻(xiàn)主要通過(guò)提高穗數(shù)實(shí)現(xiàn)。旱塬區(qū)降水集中在7—9月，此時(shí)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(lái)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(zhǎng)耗水提供了保障，能有效促進(jìn)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(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)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(jìn)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(guò)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(jì)80年代主栽冬小麥耐寒、高產(chǎn)品種‘慶豐1號(hào)，進(jìn)入90年代病害與干旱頻發(fā)，‘隴鑒196應(yīng)運(yùn)而生[34]；到21世紀(jì)育成高產(chǎn)、抗旱、條銹病免疫品種‘隴鑒386，產(chǎn)量達(dá)到4 500 kg·hm-2，支撐了該區(qū)冬小麥產(chǎn)量增加[35]；由開(kāi)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(xiàn)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(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)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?jī)H為2 856.7 kg·hm-2。雖然品種和栽培技術(shù)持續(xù)促進(jìn)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(lái)自土壤水庫(kù)，如何高效利用有限降水資源，提高土壤水庫(kù)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(shì)，每年平均減少3.1 mm，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，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(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)同樣依靠提升穗數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。不論哪種降水年型，播種-返青期耗水占比最高，此時(shí)恰好進(jìn)入冬季，土壤封凍，冬小麥生長(zhǎng)緩慢，但經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，水分消耗較大，該期多年耗水量變異系數(shù)為34.0%，相對(duì)其他時(shí)期變化量最小，說(shuō)明該階段冬小麥耗水量較大且相對(duì)穩(wěn)定，但是此階段水分對(duì)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(wú)效蒸發(fā)，對(duì)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(shí)期等單一因素，因?yàn)槎←満乃?、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?zhàn)饔谩夂蜃兣蟊尘跋?，隨著科技進(jìn)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(duì)冬小麥耗水的影響可能有限，區(qū)域口糧嚴(yán)峻形勢(shì)可能來(lái)自人口增加和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

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（責(zé)任編輯：胡立霞）