论文部分内容阅读
为探明不同栽培方式对冬小麦生长发育、产量形成及水分利用的影响,通过田间试验,设置了传统畦田种植（TC）、垄作种植（RC）和高低畦田种植（HLSC）3种栽培方式,其中RC和HLSC种植模式分别又设置了3种灌水定额处理（90 mm,72 mm,54 mm）,以TC的常规灌溉（90mm）作为对照,研究了3种栽培方式下冬小麦生育期内的土壤水分变化与消耗规律,分析了栽培方式对产量构成要素和水分利用效率的影响。同时基于稳定同位素δD和δ18O定量分析了根系从不同土壤层次吸水的比例,探讨了影响根系吸水过程的因素以及灌溉入渗深度与根系吸水深度之间的关系。主要结论如下:（1）不同栽培方式下冬小麦各生育期的土壤含水量具有显著差异,栽培方式对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响也达到显著水平。冬小麦产量和耗水量间呈现极显著的正相关关系（R2=0.44**）,不同栽培方式间冬小麦亩成穗数和穗粒数具有显著差异;与TC和RC相比,HLSC栽培方式下群体及个体的发育相对更好,亩成穗数和穗粒数均显著提高,耗水总量分别提高8.10-14.16%和7.04-19.90%,产量分别增加9.52-22.63%和13.39-27.37%,水分利用效率（WUE）分别提升1.22-7.69%和6.41-10.49%。综合结果显示,HLSC栽培方式可显著提高冬小麦的产量和水分利用效率,是研究区域较为理想的节水高产栽培模式。（2）拟合了试验区大气降水线LMWL:δD=6.95*δ18O+7.16（R2=0.90**）和土壤水线SWL:δD=5.79*δ18O-14.82（R2=0.85**）以及茎秆水线XWL:δD=6.54*δ18O-9.53（R2=0.59**）,揭示了麦田水循环系统中各供水水体δD和δ18O同位素的时空分布及变化特征。本项研究确定的LMWL的斜率和截距均低于全球和全国降水量线,表明该区域的蒸发强度及速率均较高。土壤水同位素δD和δ18O在土壤剖面上随土层深度增加而逐渐减小,呈现明显的指数梯度分布;栽培方式改变了灌溉水和降水的入渗分布,导致不同栽培方式下土壤水同位素δD和δ18O的剖面分布存在差异。（3）不同栽培方式下冬小麦根系吸水规律存在明显差异:TC栽培方式下整个生育期主要根系吸水层次为0-20 cm,RC栽培方式主要根系吸水层次是0-60 cm;HLSC栽培方式高畦上的小麦植株吸水存在明显的可塑性,即在湿润期主要根系吸水层次为0-20 cm,而在干旱期主要根系吸水层次是20-60 cm,但低畦上小麦主要根系吸水层次始终保持为0-20 cm。造成根系吸水层次差异的主要原因是土壤剖面中根系的分布和土壤可用水量的多少。（4）冬小麦整个生育期主要利用0-60 cm的土壤贮水,然而对于一次灌溉定额为90mm的灌溉,总用水中只有69.07%的量最后贮存在0-60 cm主要根系吸水层中,超过30%的灌溉水会渗入主要根系吸水层以下,可利用率程度会明显降低。因此可以据此建议,制定灌溉计划湿润层要充分考虑与主要根系吸水层相匹配,在试验所在区域,冬小麦的计划湿润层不宜超过60 cm。