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研究表明，到2050年，人口增加和气候变化的双重因素将会对灌溉用水的数量和质量造成影响，从而威胁到全球粮食安全。在中国，小麦、水稻和玉米是主要的三大粮食作物;而在华北平原冬小麦的生产占据了主要地位。因此，在有限的水资源下如何提高冬小麦的产量依然是亟需解决的难题。
生产力和水分利用效率(WUE)是衡量冬小麦产量大小和水分利用的两个重要方面。免耕作为一种保护性耕作方式，可以改善土壤机能、起到保水保墒、防止地表裸露、增强土壤抗侵蚀能力等作用。免耕能否造成减产，长期以来一直没有形成定论。拔节期是冬小麦生长发育过程中一个的时期，在拔节期灌溉制度的合理性和科学性对冬小麦最终的籽粒产量有重要的影响。因此，本课题以冬小麦为研究对象，于2015-2016和2016-2017年冬小麦生育期在山东农业大学试验站采用两种耕作处理（免耕耕作和常规耕作）和两种灌溉方式（拔节期灌溉60mm和拔节期推迟10d灌溉60mm）相结合的裂区试验，研究了免耕和推迟10天灌拔节水对冬小麦土壤水分特征、蒸散量(ET)、单茎数、叶面积指数、地上部干物质、旗叶的光合速率、蒸腾速率、产量和两个不同层次上的水分利用效率。
主要研究结果如下:
(1)免耕对麦田土壤水分的垂直分布以及土壤水消耗的影响。
推迟拔节期灌溉条件下，免耕麦田在不同深度土层中土壤水分含量均高于其它处理。在冬小麦生育前期（播种期-拔节期），免耕处理0-30cm的土壤水分含量显著高于常规耕作处理，即免耕能够有效减少耕层土壤水分的蒸散，从而可以为拔节期后冬小麦的生理活动提供更充足的水分。在冬小麦生育后期，免耕处理和常规耕作处理间土壤水分含量的差异减小，在推迟拔节期灌溉条件下，免耕处理土壤水的消耗量高于常规耕作处理，增加了冬小麦在生育后期的有效耗水量，使得免耕麦田在拔节期推迟灌溉条件下更有利于实现对水分的高效利用。
(2)免耕对冬小麦生长发育的影响。
冬小麦整个生育过程中，NT处理的茎数显著低于CT;在冬小麦生育前期（越冬期-拔节期），NT处理显著降低了冬小麦在冬前的群体数量;而在生育后期（拔节期-灌浆期），NT处理与CT处理之间的差异逐步减小。即在冬小麦拔节期，由于I2处理没有进行灌溉处理，对冬小麦的生长发育造成了水分胁迫，影响了冬小麦在拔节期的分蘖，I1处理对能够显著提高冬小麦的分蘖数。在拔节期之后到灌浆期，I2处理处理分蘖减少数量低于I1处理，即拔节期推迟灌溉60mm能减弱冬小麦分蘖在拔节后的消亡。
免耕对冬小麦的叶面积指数(LAI)具有显著影响。免耕以及推迟灌溉拔节水能显著减少冬小麦在拔节期的LAI。在抽穗期，但两种耕作处理之间的差异逐渐缩小。结合不同耕作处理和灌溉方式对冬小麦分蘖的影响，可以看出免耕通过减少冬小麦分蘖数量从而造成叶面积指数的降低。
(3)免耕对冬小麦籽粒产量的影响。
免耕显著降低冬小麦的籽粒产量，拔节期推迟10d灌溉对免耕减产形成补偿效应。在相同灌溉条件下，2015-2016和2016-2017年冬小麦生育期间，免耕处理的冬小麦穗粒数和千粒重均高于常规耕作处理;但是由于产量构成产量要素中的穗数显著低于常规耕作处理，导致冬小麦减产。在免耕条件下，拔节期推迟10d灌溉减少了冬小麦在拔节期后分蘖的消亡，显著增加冬小麦收获时期的有效穗数和穗粒数，从而对免耕处理籽粒产量降低起到了补偿作用。
(4)免耕对冬小麦水分利用效率的影响。
免耕增加了冬小麦花期以后有效耗水量，提高了叶片水分利用效率(WUEL)。与常规耕作方式相比，免耕处理降低了冬小麦的土壤水消耗量，从而提高了冬小麦产量水分利用效率。在两年试验过程中，将免耕与推迟拔节期灌溉相结合取得了最高的处水分利用效率最高，即免耕与推迟拔节期灌溉相结合能显著提高冬小麦水分利用效率(WUE)。可见，推迟拔节期灌溉显著提高了免耕麦田在叶片水平和产量水平的水分利用效率，为实现冬小麦在免耕条件下水分高效利用提供了条件。
统筹考虑冬小麦的产量和水分利用效率，免耕与拔节期推迟10d灌溉对冬小麦的节水生产具有一定意义。
生产力和水分利用效率(WUE)是衡量冬小麦产量大小和水分利用的两个重要方面。免耕作为一种保护性耕作方式，可以改善土壤机能、起到保水保墒、防止地表裸露、增强土壤抗侵蚀能力等作用。免耕能否造成减产，长期以来一直没有形成定论。拔节期是冬小麦生长发育过程中一个的时期，在拔节期灌溉制度的合理性和科学性对冬小麦最终的籽粒产量有重要的影响。因此，本课题以冬小麦为研究对象，于2015-2016和2016-2017年冬小麦生育期在山东农业大学试验站采用两种耕作处理（免耕耕作和常规耕作）和两种灌溉方式（拔节期灌溉60mm和拔节期推迟10d灌溉60mm）相结合的裂区试验，研究了免耕和推迟10天灌拔节水对冬小麦土壤水分特征、蒸散量(ET)、单茎数、叶面积指数、地上部干物质、旗叶的光合速率、蒸腾速率、产量和两个不同层次上的水分利用效率。
主要研究结果如下:
(1)免耕对麦田土壤水分的垂直分布以及土壤水消耗的影响。
推迟拔节期灌溉条件下，免耕麦田在不同深度土层中土壤水分含量均高于其它处理。在冬小麦生育前期（播种期-拔节期），免耕处理0-30cm的土壤水分含量显著高于常规耕作处理，即免耕能够有效减少耕层土壤水分的蒸散，从而可以为拔节期后冬小麦的生理活动提供更充足的水分。在冬小麦生育后期，免耕处理和常规耕作处理间土壤水分含量的差异减小，在推迟拔节期灌溉条件下，免耕处理土壤水的消耗量高于常规耕作处理，增加了冬小麦在生育后期的有效耗水量，使得免耕麦田在拔节期推迟灌溉条件下更有利于实现对水分的高效利用。
(2)免耕对冬小麦生长发育的影响。
冬小麦整个生育过程中，NT处理的茎数显著低于CT;在冬小麦生育前期（越冬期-拔节期），NT处理显著降低了冬小麦在冬前的群体数量;而在生育后期（拔节期-灌浆期），NT处理与CT处理之间的差异逐步减小。即在冬小麦拔节期，由于I2处理没有进行灌溉处理，对冬小麦的生长发育造成了水分胁迫，影响了冬小麦在拔节期的分蘖，I1处理对能够显著提高冬小麦的分蘖数。在拔节期之后到灌浆期，I2处理处理分蘖减少数量低于I1处理，即拔节期推迟灌溉60mm能减弱冬小麦分蘖在拔节后的消亡。
免耕对冬小麦的叶面积指数(LAI)具有显著影响。免耕以及推迟灌溉拔节水能显著减少冬小麦在拔节期的LAI。在抽穗期，但两种耕作处理之间的差异逐渐缩小。结合不同耕作处理和灌溉方式对冬小麦分蘖的影响，可以看出免耕通过减少冬小麦分蘖数量从而造成叶面积指数的降低。
(3)免耕对冬小麦籽粒产量的影响。
免耕显著降低冬小麦的籽粒产量，拔节期推迟10d灌溉对免耕减产形成补偿效应。在相同灌溉条件下，2015-2016和2016-2017年冬小麦生育期间，免耕处理的冬小麦穗粒数和千粒重均高于常规耕作处理;但是由于产量构成产量要素中的穗数显著低于常规耕作处理，导致冬小麦减产。在免耕条件下，拔节期推迟10d灌溉减少了冬小麦在拔节期后分蘖的消亡，显著增加冬小麦收获时期的有效穗数和穗粒数，从而对免耕处理籽粒产量降低起到了补偿作用。
(4)免耕对冬小麦水分利用效率的影响。
免耕增加了冬小麦花期以后有效耗水量，提高了叶片水分利用效率(WUEL)。与常规耕作方式相比，免耕处理降低了冬小麦的土壤水消耗量，从而提高了冬小麦产量水分利用效率。在两年试验过程中，将免耕与推迟拔节期灌溉相结合取得了最高的处水分利用效率最高，即免耕与推迟拔节期灌溉相结合能显著提高冬小麦水分利用效率(WUE)。可见，推迟拔节期灌溉显著提高了免耕麦田在叶片水平和产量水平的水分利用效率，为实现冬小麦在免耕条件下水分高效利用提供了条件。
统筹考虑冬小麦的产量和水分利用效率，免耕与拔节期推迟10d灌溉对冬小麦的节水生产具有一定意义。