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试验于2007年10月---2009年6月在胶州市胶东镇国家保护性耕作试验基地进行，试验地为旱地，供试材料为青丰1号。共设4个处理:传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整杆还田免耕(NT2)、深松还田免耕(NTS)，试验研究了不同保护性耕作措施对土壤理化性状、冬小麦生长发育、部分生理特性及籽粒品质的影响，主要结果如下:
1.保护性耕作有利于改善旱地土壤结构、蓄水保墒、培肥土壤。保护性耕作处理全生育期0-20cm平均含水量较传统处理高10.77％-12.92％，20-40cm为8.55％-16.14％，NT1和NT2有利于增加耕层土壤水分，NTS更有利于增加耕层以下土壤水分;保护性耕作降低了全生育期小麦耗水量6.22％-12.51％，深松处理最低，但水分利用效率存在较大差异，深松处理提高了18.39％，还田和整杆还田处理降低了7.60％-13.76％;小麦返青后，保护性耕作0-20cm土壤容重低于传统处理，有机质含量、全氮、速效氮、速效钾和速效磷含量高于传统处理，但20-40cm土壤养分各项指标除NTS表现与0-20cm相同趋势外，NT1和NT2有减小趋势。
2.保护性耕作降低小麦出苗率，返青后个体发育较强，产量表现:NTS＞CT＞NT2＞NT1。保护性耕作对小麦出苗率有一定影响，使基本苗比传统处理少100万/hm2，但拔节后不同程度的促进了小麦个体发育，旗叶叶绿素含量和光合速率明显高于传统处理，且高值持续时间长，延长了光合功能期，单株干物质积累较快，籽粒灌浆速率增强，最终提高了穗粒数和千粒重，以深松处理最高，但降低了公顷穗数，比传统耕作减少240万/hm2，产量表现有差异，深松比传统增产300kg/hm2，整杆还田和还田较传统减产1609.92kg/hm2、1196.98kg/hm2。小麦出苗及成穗各因素相关性分析表明出苗率降低是导致公顷穗数减少的主要原因。
3.保护性耕作提高了小麦抗旱、抗衰老、抗倒伏特性。花后小麦旗叶含水量、相对含水量、保水力都以深松和整杆还田处理较高，离体失水速率较低，其抗旱性优于传统处理，旗叶含水量与0-20cm土壤含水量显著相关，相对含水量与20-40cm土壤含水量显著相关;灌浆中后期保护性耕作处理小麦旗叶SOD、CAT、POD活性相对较高，MDA含量较低，有效延缓了小麦后期衰老，延长叶片光合功能期;乳熟期深松及整杆还田处理小麦基部节间抗倒伏性状明显增强，提高了小麦抗倒伏能力。
4.保护性耕作能有效改善小麦籽粒品质。NT2和NT1对冬小麦蛋白质含量没有影响，但改善了面筋质量、加工品质及面团弹性，NT2还有利于改善小麦面团拉伸特性。NTS则能显著提高小麦籽粒蛋白质、沉降值和湿面筋含量，改善面条蒸煮品质、加工品质及口感，改善面团拉伸特性，但降低了延伸性。综合各品质性状表现为:NTS最优，NT2和NT1次之。
综合分析认为:旱地冬小麦保护性耕作的关键是土壤深松与秸秆还田免耕，能综合改善耕层及耕层以下土壤理化性状，促进拔节后小麦个体发育，增强生育后期抗性，延长籽粒灌浆，最终达到优质高产，从而提高旱地小麦的综合生产能力。