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水资源短缺是制约华北平原农业可持续发展的主要因素。提高水分利用效率是解决水资源短缺及保障农业持续发展的重要途径。冬小麦是北方地区的主要作物，其生育期间(10月-6月)降水量远远低于它的需水量，只有通过灌溉，才能保证冬小麦的高产。冬小麦灌溉用水占当地农业灌溉用水总量的60％以上，因此，通过提高水分利用效率，减少冬小麦的灌溉用水量对本区域水资源的可持续利用意重大。目前，华北冬小麦的灌溉方式以大田畦灌方式为主，因此研究畦灌条件下的冬小麦节水灌溉有重要的现实意义。
本文围绕实现冬小麦畦田灌溉条件下的小定额灌溉，通过田间试验研究了冬小麦在小定额灌溉条件下的生理生态响应和土壤水分的变化，以得出小定额灌溉的节水机理，同时确定适合北方典型缺水地区的小定额灌溉模式。试验设置了两种实现小定额灌溉的方式：一是减少灌溉水量，通过灌溉畦田的侧渗实现水分的再分配，减少湿润地面面积；二是减少灌溉次数，有目的的限制某些生育期的水分供应，促进干物质形成和向籽粒转移，实施调亏灌溉制度。大田试验设置了隔畦灌溉和调亏灌溉，其中隔畦灌溉分为固定隔畦灌和交替隔畦灌，固定隔畦灌中设置了不同的畦田规格和灌水次数；调亏灌溉设置了6个不同的水分处理。主要的观测项目有土壤水分、冬小麦产量及水分利用效率、冬小麦根系、生物量、叶面积、光合速率和气孔阻力。通过实验数据的分析最终结论主要如下：
1)隔畦灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响
冬小麦产量随着固定隔畦灌非灌区畦宽的增大而减少，2水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格处理的产量分别比对照降低了5.47％、4.92％和1.83％；1水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格处理的产量分别比对照降低了3.9％、1.39％和0.96％；交替隔畦灌比2水对照产量降低了6.03％；2水对照比1水对照的产量低0.97％。2水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格处理在冬小麦生育期的总耗水量比2水对照分别减少97.51mm、89.34mm和107.9mm。1水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格处理在冬小麦生育期的总耗水量比1水对照分别减少43.75mm、59.22mm和71.19mm。1水对照比2水对照的耗水量减少55.15mm；交替隔畦灌处理的耗水量比2水对照的耗水量减少46.55mm。2水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格的WUE比2水对照分别提高24.47％、55.27％和33.42％；1水固定隔畦灌2m、1.5m和1m规格的WUE比1水对照分别提高9.69％、18.49％和24.05；交替隔畦灌处理的WUE比2水对照提高了6.06％。1m规格处理的冬小麦减产不明显，水分利用效率有较大的提高，在本试验年分，1水固定隔畦灌1m规格为推荐灌溉方式。
固定隔畦灌对土壤水分的影响导致冬小麦根系分布发生变化，表层根系的减少有利于提高冬小麦的千粒重，所以无论是1水和2水灌溉条件下隔畦灌溉处理的千粒重明显大于对照。但是冬小麦旗叶气孔阻力随着侧渗距离的增大而增大，表现为固定隔畦灌非灌区不同的宽度处理气孔阻力较对照都有一定的增大，减少了蒸腾失水速率，但却降低了光合作用，各处理的生物量积累明显小于对照。综上分析，该地区选择1水固定隔畦灌1m规格有利于冬小麦水分利用效率的提高，同时产量没有明显的下降。
2)调亏灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的影响
对冬小麦调亏灌溉两年的试验数据分析得出冬小麦产量与灌水次数成二次曲线关系，而且两年试验年的降雨量均大于本区域的多年平均值130mm，属湿润年型，得出该地区在丰雨年灌溉1水即可达到较高的产量和水分利用效率，灌溉1水的冬小麦耗水量比灌溉5水的总耗水量减少了40.7％。
适当的灌水量有利于冬小麦产量的形成，1水灌溉处理的冬小麦穗粒重、千粒重和收获指数明显大于其他处理。不同的灌水次数对冬小麦干物质积累和叶面积指数的变化影响不同，试验年内冬小麦干物质随生育期的积累中，2水灌溉处理的干物质积累明显大于其他处理，叶面积指数也明显高于其他处理。最终产量也取决于干物质的转移率，I2的干物质转移率小于I1。除干旱处理以外，其他水分处理的气孔导度的日变化“午休”不明显，1水和2水处理的冬小麦旗叶光合速率日峰值较其他处理推迟出现，说明适合的水分处理可以阻碍“午休”现象的出现，有利于作物生长发育。通过对不同灌溉次数下冬小麦生理生态的反应以及最终产量的分析中得出，在丰水年，当地灌溉1水即可满足冬小麦生长所需，同时减少耗水量，提高水分利用效率。
通过隔畦灌和调亏灌溉可以有效的减少灌溉水量，实现小定额灌溉，确定适合的畦田规格和灌溉次数为当地的节水灌溉制度提供良好的理论基础。