





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (3): 589-601.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.03.009
收稿日期:2025-03-17
接受日期:2025-04-28
出版日期:2026-02-01
发布日期:2026-01-31
通信作者:
联系方式:
咸青林,E-mail:qinglinxian@nwafu.edu.cn。
基金资助:
XIAN QingLin(
), XIAO JianKe, GAO AQing, GAO LiChuang, LIU Yang(
)
Received:2025-03-17
Accepted:2025-04-28
Published:2026-02-01
Online:2026-01-31
摘要:
【背景】提高水分利用效率有利于小麦的可持续生产。垄沟种植和测墒补灌技术均可以显著提高作物水分利用效率。但二者结合能否起到良好的节水效果,从而提升小麦水分利用效率,目前尚不明确。【目的】探索垄沟种植结合测墒补灌对小麦群体、产量和水分利用效率的影响。【方法】进行了为期两年的田间试验,冬小麦品种选用西农20,采用沟播(P1)、垄播(P2)和平作(P3)3种种植方式,结合0—40 cm土层补灌至田间持水量(S40)、0—60 cm土层补灌至田间持水量(S60)和传统漫灌作为对照(SCK)3种灌溉处理。通过测定土壤含水量、冬小麦茎蘖动态、干物质积累量、产量及其构成因素,并计算农田耗水总量、降水利用效率、灌溉水利用效率和总耗水利用效率、边行指数及经济效益来探究种植方式和测墒补灌技术对冬小麦生长发育、产量、水分利用效率和经济效益的影响。【结果】沟播种植方式配合60 cm土层测墒补灌(P1S60)处理的土壤含水量、小麦茎蘖数及干物质积累量与平作传统漫灌处理(P3SCK)无显著差异,并且沟播种植方式利用边际效应提高边行冬小麦的穗数和穗粒数,保证小麦产量不降低的同时,结合0—60 cm土层测墒补灌可以节约灌溉水34.5%,降低农田耗水总量10.8%,使灌溉水利用效率(IWUE)和水分利用效率(WUE)分别提高79.5%和14.7%(两年平均值)。与平作传统漫灌(P3SCK)处理相比,沟播配合0—60 cm土层测墒补灌(P1S60)处理总收入提高3.2%,具有较高的经济潜力。【结论】在综合考虑水资源利用效率、作物产量和收益潜力的情况下,采用沟播种植、0—60 cm土层补水至田间持水量为关中灌区较好的种植模式。
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表1
试验地2020和2021年小麦播前土壤容重和田间持水量"
| 土层 Soil layer (cm) | 土壤含水量Water content (%) | 土壤容重Soil bulk density (g·cm-3) | 田间持水量Field capacity (%) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | |
| 0-10 | 20.45 | 20.87 | 1.55 | 1.67 | 22.53 | 23.06 |
| 10-20 | 19.97 | 20.69 | 1.75 | 1.79 | 22.53 | 20.47 |
| 20-40 | 19.48 | 19.97 | 1.73 | 1.77 | 22.42 | 21.29 |
| 40-60 | 19.70 | 20.23 | 1.68 | 1.69 | 22.68 | 23.48 |
| 60-80 | 20.18 | 21.50 | 1.73 | 1.71 | 25.60 | 24.50 |
| 80-100 | 20.88 | 22.40 | 1.73 | 1.68 | 25.60 | 24.46 |
表2
2020—2022年不同处理农田0—100 cm土层总耗水量"
| 种植方式 Planting pattern | 测墒补灌 Supplemental irrigation | 2020-2021 | 2021-2022 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌水量 Irrigation (mm) | 土壤贮水 Soil water (mm) | 降水 Precipitation (mm) | 总量 Total amount (mm) | 灌水量 Irrigation (mm) | 土壤贮水 Soil water (mm) | 降水 Precipitation (mm) | 总量 Total amount (mm) | ||
| 沟播 Furrow sowing (P1) | S40 | 35.27de | 128.90bc | 185.20 | 349.37d | 61.72d | 130.08b | 105.00 | 296.80de |
| S60 | 45.42c | 116.55c | 185.20 | 347.17d | 85.50b | 105.89e | 105.00 | 296.39de | |
| SCK | 100.00a | 116.83c | 185.20 | 402.03b | 100.00a | 120.89c | 105.00 | 325.89b | |
| 垄播 Ridge sowing (P2) | S40 | 30.17e | 148.71a | 185.20 | 364.08cd | 48.32e | 142.42a | 105.00 | 295.74de |
| S60 | 39.66d | 144.63ab | 185.20 | 369.49c | 70.42c | 129.83b | 105.00 | 305.25c | |
| SCK | 100.00a | 146.45a | 185.20 | 431.65a | 100.00a | 134.22b | 105.00 | 339.22a | |
| 平作 Flat planting (P3) | S40 | 39.51cd | 126.90c | 185.20 | 351.61d | 62.37d | 121.55c | 105.00 | 288.91e |
| S60 | 53.88b | 113.26c | 185.20 | 352.34cd | 89.67b | 105.33e | 105.00 | 300.00cd | |
| SCK | 100.00a | 117.59c | 185.20 | 402.79b | 100.00a | 113.71d | 105.00 | 318.71b | |
| F值 F value | P | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ||
| S | ** | ns | ** | ** | ** | ** | |||
| P×S | ns | ns | ns | ** | ns | ** | |||
表3
2020—2021年种植方式和测墒补灌对冬小麦群体茎蘖动态的影响"
| 种植方式 Planting pattern | 测墒补灌 Supplemental irrigation | 茎蘖数 Tillers number (×104 plant/hm2) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 越冬期 Wintering stage | 拔节期 Jointing stage | 开花期 Anthesis stage | 成熟期 Maturity stage | ||
| 沟播 Furrow sowing (P1) | S40 | 591.11a | 1280.01ab | 740.00c | 486.67a |
| S60 | 1360.01a | 773.34bc | 502.34a | ||
| SCK | 1231.12ab | 766.67bc | 448.00a | ||
| 垄播 Ridge sowing (P2) | S40 | 493.33b | 817.78e | 560.00e | 346.45b |
| S60 | 1026.67d | 653.34d | 334.34b | ||
| SCK | 1044.45cd | 620.00de | 326.33b | ||
| 平作 Flat planting (P3) | S40 | 444.44b | 1208.89b | 846.67ab | 449.34a |
| S60 | 1186.67b | 893.34a | 466.67a | ||
| SCK | 1177.78bc | 793.34bc | 502.00a | ||
| F值 F value | P | ** | ** | ** | ** |
| S | - | ns | ns | ns | |
| P×S | - | * | ns | ns | |
表4
2020—2022年不同处理对冬小麦产量及其构成因素的影响"
| 种植方式 Planting pattern | 测墒补灌 Supplemental irrigation | 年份 Year | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2020-2021 | 2021-2022 | ||||||||
| 穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grain number per spike | 千粒重 1000-grain weight (g) | 产量 Yield (t·hm-2) | 穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grain number per spike | 千粒重 1000-grain weight (g) | 产量 Yield (t·hm-2) | ||
| 沟播 Furrow sowing (P1) | S40 | 486.67a | 45.02abc | 48.29b | 7.61cd | 462.70b | 36.55ab | 52.49ab | 7.27b |
| S60 | 502.34a | 52.75a | 48.72b | 8.83a | 477.40ab | 36.90ab | 50.12bc | 7.49ab | |
| SCK | 448.00a | 46.07abc | 48.47b | 8.33ab | 473.40ab | 39.05ab | 50.06c | 7.42ab | |
| 垄播 Ridge sowing (P2) | S40 | 346.45b | 46.24abc | 49.25ab | 7.24d | 332.95d | 34.58b | 53.15a | 6.18c |
| S60 | 334.34b | 49.74ab | 49.98a | 8.05bc | 384.00c | 38.90ab | 52.35abc | 6.56c | |
| SCK | 326.33b | 49.50ab | 48.62b | 7.96bc | 376.90c | 38.36ab | 52.95a | 6.51c | |
| 平作 Flat planting (P3) | S40 | 449.34a | 45.43abc | 48.46b | 7.75bcd | 477.35ab | 38.97ab | 53.28a | 7.50ab |
| S60 | 466.67a | 43.03bc | 48.63b | 8.76a | 485.35ab | 41.17a | 52.81a | 7.96a | |
| SCK | 502.00a | 40.30c | 48.25b | 8.27abc | 497.30a | 38.30ab | 52.45abc | 7.54ab | |
| F值 F value | P | ** | * | * | ** | ** | ns | * | ** |
| S | ns | ns | ns | * | ** | ns | ns | ** | |
| P×S | ns | ns | ns | ** | ns | ns | ns | ns | |
表5
2020—2022年不同处理对冬小麦灌溉水利用效率(IWUE)、降水利用效率(PWUE)和水分利用效率(WUE)的影响"
| 种植方式 Planting pattern | 测墒补灌 Supplemental irrigation | 年份 Year | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2020-2021 | 2021-2022 | |||||||||||||||
| PWUE | IWUE | WUE | PWUE | IWUE | WUE | |||||||||||
| 沟播 Furrow sowing (P1) | S40 | 41.07cd | 216.49b | 21.78bc | 69.23b | 118.04a | 24.49abc | |||||||||
| S60 | 47.66a | 196.25b | 25.44a | 71.33ab | 87.60bc | 25.28ab | ||||||||||
| SCK | 44.96ab | 83.26d | 20.70bc | 70.7ab | 74.24d | 22.78cd | ||||||||||
| 垄播 Ridge sowing (P2) | S40 | 39.11d | 240.86a | 19.89cd | 58.85c | 128.24a | 20.90de | |||||||||
| S60 | 43.47bc | 203.65b | 21.79bc | 62.51c | 93.19b | 21.51d | ||||||||||
| SCK | 43.00bc | 79.64d | 18.47d | 62.05c | 65.15d | 19.21e | ||||||||||
| 平作 Flat planting (P3) | S40 | 41.83bcd | 197.82b | 22.05b | 71.41ab | 121.00a | 25.97a | |||||||||
| S60 | 47.33a | 164.76c | 24.92a | 75.77a | 88.87b | 26.53a | ||||||||||
| SCK | 44.66abc | 82.71d | 20.55bc | 71.85ab | 75.44cd | 23.68bc | ||||||||||
| F值 F value | P | ** | ** | ** | ** | ns | ** | |||||||||
| S | ** | ** | ** | ns | ** | ** | ||||||||||
| P×S | ns | * | ns | ns | ns | ns | ||||||||||
表6
不同处理的平均经济效益"
| 种植方式 Planting pattern | 测墒补灌 Supplemental irrigation | 人工成本 LC | 机械成本 MCC | 种子和肥料 成本 SFC | 水费 WC | 总成本 IV | 总收入 OV | 产投比 O/I | 净收入 NI | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 沟播 Furrow sowing (P1) | S40 | 3600 | 1500 | 3000 | 96.99 | 8196.99 | 24036.16 | 2.930 | 15839.17 | ||||||||||
| S60 | 3600 | 1500 | 3000 | 130.92 | 8230.92 | 26457.32 | 3.210 | 18226.40 | |||||||||||
| SCK | 3600 | 1500 | 3000 | 200.00 | 8300.00 | 25533.16 | 3.080 | 17233.16 | |||||||||||
| 垄播 Ridge sowing (P2) | S40 | 3600 | 1500 | 3000 | 78.49 | 8178.49 | 21701.80 | 2.650 | 13523.31 | ||||||||||
| S60 | 3600 | 1500 | 3000 | 110.08 | 8210.08 | 23698.18 | 2.890 | 15488.10 | |||||||||||
| SCK | 3600 | 1500 | 3000 | 200.00 | 8300.00 | 23424.39 | 2.820 | 15124.39 | |||||||||||
| 平作 Flat planting (P3) | S40 | 1500 | 3000 | 101.88 | 4601.88 | 24685.91 | 5.360 | 20084.03 | |||||||||||
| S60 | 1500 | 3000 | 143.55 | 4643.55 | 27063.24 | 5.823 | 22419.69 | ||||||||||||
| SCK | 1500 | 3000 | 200.00 | 4700.00 | 25638.48 | 5.450 | 20938.48 |
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