全膜覆土穴播冬小麦农田土壤含水率与耗水量时空动态

何春雨，杜久元，刘广才，柴强 ，张礼军，申三宝，鲁清林，黄高宝

(1.甘肃农业大学农学院甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃兰州730070;2.甘肃省农业科学院小麦研究所国家小麦产业技术体系甘肃综合试验站，甘肃兰州730070;3.甘肃农业技术推广总站，甘肃兰州730004;4.清水县农业技术推广站，甘肃天水741400)

降水对雨养旱区小麦的生产具有决定性作用，提高降水利用、入渗、保蓄，变无效为有效，以及提高水分利用效率(WUE)的栽培措施意义更为重大［1-2］。早在国外发展的覆膜技术是解决该问题的有效措施之一，所以自从20世纪70年代引入地膜栽培技术以来，地膜覆盖技术以保墒、增温、提水、防蚀、增产等优势深受器重［3-5］。利用人工措施减少无效蒸发和提高水分利用效率(WUE)的研究，在蔬菜、花卉等高附加值经济作物上的技术较为成熟;在大田作物，例如玉米(Zea mays)上的使用在旱区有较大的突破，取得了理想的产量和经济效益［6-12］。覆膜栽培技术在小麦(Triticum aestivum)等密植作物上有关水分效应的研究性报道较多，但是，研究成果在大面积推广时出现了覆膜困难、前期保温低效、后期膜下高温导致早衰、苗穴错位增加人工放苗成本、膜易于被人畜踩破等诸多问题［6，13-14］，从而限制了小麦地膜栽培技术的推广和应用［9-12］。近年来，研究者提出的全膜覆土穴播栽培技术，采用全生育期与全地面覆膜、膜上覆土1～2 cm、一膜多年连用等，使膜上覆土稳定了地膜，解决了播种孔与膜孔错位、破膜放苗问题，而且实现生育前期保温和后期防止地温过高对幼苗产生危害等问题;一膜连用减少成本投入，免耕还有利于增加土壤有机质;覆膜可以提高小麦水分利用效率［2-3，15-17］。该技术虽然具有较多优点，但是对其机理研究尚处于起步阶段。为了研究清楚其对不同层次土壤含水率及其耗水特点的影响，也为了检验该技术在生产实际中的可行性，本试验从不同土层含水率、耗水量变化动态角度对其效应加以研究，以期为该技术的大面积推广利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于国家小麦产业技术体系甘肃小麦综合试验站、国家引进国外智力示范推广基地清水县试验点，纬度34°45'、经度106°09'，海拔 1430 m，常年平均降雨量约 510 mm，播种至收获期降雨量 231.2 mm，日照时数1687.1 h，年均气温 9.8℃，无霜期 170 d。

土壤质地为砂壤土，0～20 cm 土壤含有机质14.0 g/kg、全氮0.9 g/kg、水解氮67 mg/kg，速效磷(P2O5)12.3 mg/kg，速效钾(K2O)128.0 mg/kg、缓效钾 1.7 g/kg，有机质含量为 14.7 g/kg。

1.2 田间试验设计

2008—2009年与2009—2010年度对全膜覆土穴播栽培技术下冬小麦从拔节—收获期间不同土层含水率变化动态研究。

试验按全膜覆土平作穴播(简称M，下同)三重复设置，行距15 cm、穴距12 cm，种植密度10粒/穴;露地(CK)设计与M对应，采用等密度条播方式，即267.75 kg/hm2播量，二者等同于大田密度5.95×106粒/hm2。小区面积为30 m2(5 m×6 m)，小区间距40 cm，区组随机排列。供试材料为甘肃省农业科学院小麦研究所育成品种兰天26号，采用兰州石化公司宏达塑料薄膜厂生产的宽1.2 m、厚0.008 mm无色地膜。2008年10月11日播种，2009年6月29日收获;2009年10月9日播种，2010年7月2日收获。

1.3 测定项目、方法和时期

1.3.1 土壤重量含水率 1)测定方法:采用烘干法连续测定播前、不同生育阶段和收获后0～100 cm土壤重量含水率。

参照其他研究者的标准和分层理论［18-19］，本试验对100 cm土层含水量以10 cm为1个层次进行研究，共分为10层，依次是0～10 cm(简记为L1)、10～20 cm(L2)、20～30 cm(L3)、30～40 cm(L4)、40～50 cm(L5)、50～60 cm(L6)、60～70 cm(L7)、70～80 cm(L8)、80～90 cm(L9)、90～100 cm(L10)。ML1指全膜覆土处理0～10 cm 土层含水率，依次类推;CKL1指露地对照处理0～10 cm土层含水率，依次类推。

2)测定时期:根据生育阶段分为以下时期进行研究，即返青、拔节、孕穗、抽穗、扬花、乳熟、蜡熟、完熟。每10 d取样1次，每小区各处理在行间随机选择3个点测定，平均值为该小区水分含量。

1.3.2 阶段耗水量计算方法［5］

式中，ET1～2为阶段耗水量，mm;i为土壤层次号数;n为土壤层次总数;γi为第i层土壤干容重，g/cm3;Hi为第i层土壤厚度，cm;θi1为第i层土壤时段初的含水率，以占干土重的百分数计;θi2为第i层土壤时段末的含水率，以占干土重的百分数计;M为时段内的灌水量，mm;K为时段内的地下水补给量，mm;P0为时段内降水量，mm。由于本试验中没有灌水补给，地下水埋深远大于2.5 m，所以上式简化为:E

1.4 数据处理

利用SPSS 11.5和Microsoft Excel 2003进行数据处理和作图。

2 结果与分析

根据对不同土层重量含水率动态图分析，将变化总体特征和趋势相似的几个土层作为一组进行分析。因此，分为L1～L4(0～40 cm)、L5(40～50 cm)、L6～L7(50～70 cm)与L8～L10(70～100 cm)4个大的土层区域进行分析。相关性分析结果表明，按照该分层分析方法完全符合田间实际与统计学原理。

2.1 L1～L4(0～40 cm)土壤重量含水率与阶段耗水量的变化动态

2.1.1 重量含水率 从返青到完熟阶段(图1a与图1b)，M与CK在L1～L4的重量含水率(2008/2009与2009/2010两年平均值，下同)总体呈“近正态分布”，除CKL4峰值推迟1个生育阶段外，其余处理的含水率随着生育进程推进基本保持一致;相对CK，ML1～ML4处理含水率更加接近正态分布;ML1～ML4重量含水率全部高于CKL1～CKL4(P ＜0.01)。ML1～ML4的峰值都出现在抽穗期，重量含水率分别为 28.40%，25.56%，25.29%与17.29%;CK除CKL4峰值在扬花期外，CKL1～CKL3也全部处于抽穗期，其峰值分别比ML1～ML4的含水率显著(P ＜0.01)低 3.48%，1.14%，5.20%与 4.70%。

图1 2008/2010年度L1～L4平均重量含水率变化动态Fig.1 Dynamic changes of average weight water content rate from layer 1 to 4 between 2008/2010 years

2.1.2 阶段耗水量(ET) 从返青、拔节到孕穗(图1a与图1b，表1)，M与CK处理的含水率都呈由高到低变化的态势;ML1、ML2、ML3、ML4的平均 ET 分别是 －18.09，－15.69，－15.05 和 －0.84 mm(2008/2009、2009/2010两年度平均值，下同)，分别比 CKL1、CKL2、CKL3、CKL4的显著高出2.33，2.31，－3.09 和2.05 mm(P ＜0.01);随着土层逐渐深入，返青、孕穗水分消耗总体呈上升态势，ML1～ML4的ET分别为1.19～2.84 mm(P＜0.01)、－23.20 ～ －7.65 mm(P ＜0.01)。由于孕穗期有较多的降雨(2009年117.4 mm，2010年60.2 mm，表2)，所以呈补给状态，但绝对消耗量仍随着土层加深而增加;ML3在返青期有1次较弱的水分补给，这可能与犁底层在20～30 cm有关。拔节期主要是促根、形成分蘖的重要时期，耗水相对较少，由此，ML1～ML4的ET基本保持均匀消耗状态，差异不显著，为3.92～3.97 mm(P＞0.05);0～40 cm土层水分消耗能够保持基本相同，说明膜上覆盖1～2 cm土壤的确能够达到前期保温、增温、稳定膜下耕层土壤环境的能力，协调0～40 cm水分循环和利用。

CKL1～CKL4的ET，在返青、孕穗阶段变化动态与ML1～ML4相似，但是幅度要显著(P＜0.01)大于M处理，CKL1～CKL4的ET 分别为 －1.99～0.25 mm(返青)与 －22.04～ －4.04 mm(孕穗);在拔节期，CK 耗水量随着土层加深，却呈减少态势，这与M的相反，主要原因可能是露地水分上层消耗过多，加之该阶段无有效降水，地面覆盖度有限，从而造成浅层水分的过度消耗。

表1 2008—2010年度0～100 cm土层返青至成熟期阶段耗水量动态变化Table 1 The ET dynamic changes of 0－100 cm layers soil from green returning to harvesting in 2008/2010 crop seasons mm

表2 2008—2010年度冬小麦生育期温度和降水量Table 2 Temperature and precipitation during the growth period in 2008—2010 crop seasons

返青～孕穗初期(表1)，ML1～ML4耗水量总体高于CKL1～CKL4，主要原因是M处理的干物质量显著高于CK、生长势明显强于CK，根层内根条数和根重显著增加［6］;此外，0～25 cm 地温比CK高0.85℃(P＜0.05)，也是导致前期高耗水的原因之一。

孕穗中期～抽穗中期(图1a与图1b，表1)，L1～L4的ET随着土层的加深，M与CK处理都呈近抛物线型，但是增长动态有差异;ML1、ML2、ML3的 ET 分别是 8.83，13.86，14.09 mm，当到达 ML4时，不仅没有消耗，反而有0.13 mm的补给;CKL1～CKL2耗水量从8.23 mm增加到20.41 mm(P＜0.01)，此后ET逐渐降低到CKL3的14.35 mm，CKL4时与ML4一样有补给，为3.69 mm。这表明，在孕穗中期到抽穗中期，M处理0～30 cm的耗水量持续增加，30～40 cm的补给主要源自L5及以下土层。ML1与ML4的ET在孕穗中期到抽穗中期比CKL1与CKL4的高0.60 与3.57 mm(P ＜0.05)，而 ML2、ML3则分别比 CKL1、CKL3低6.55 和0.26 mm(P ＜0.05);这表明，M处理能够充分利用30～40 mm的水分。

抽穗后期～扬花期(图1a与1b，表1)，L1～L4在M与CK处理下的ET随土层深入，变化呈近“U”型的特点，ML1～ML4总体处于水分消耗状态，对0～30 cm土壤水分消耗逐渐降低，而对30～40 cm的水分消耗有较明显的增加;ML1～ML4的ET 分别是10.76，6.04，2.12 和6.05 mm，存在显著差异(P ＜0.01)。CKL1、CKL4在该阶段耗水量有显著(P ＜0.01)差异，分别为10.17和6.44 mm，而在 CKL2、CKL3却有显著(P ＜0.01)的补给、分别为2.78 和2.90 mm;ML1～ML4的 ET 普遍较 CKL1～CKL4高，分别为0.58 mm(P ＞0.05)、8.82 mm(P ＜0.01)、5.02 mm(P ＜0.01)、0.06 mm(P ＞0.05)。

乳熟～完熟阶段(图1a与1b，表1)，该阶段是产量因子形成关键期，也是水肥敏感期。从ET变化动态分析，乳熟阶段由于有大量的营养器官覆盖于地表，所以地表温度相对较低。因此，M与CK的ET随着土层的加深而逐渐降低。乳熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分别为 5.07，2.38，2.61 和 0.24 mm，分别比 CKL1～ CKL4显著(P ＜0.05)高1.49，0.29，0.87 和 1.08 mm;蜡熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分别为 0.58，0.52，0.44 和 1.14 mm，分别比 CKL1～CKL4显著(P ＜0.01)低1.60，1.93，1.97 和 3.19 mm;完熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分别为9.41，10.82，11.59 和13.34 mm，分别比 CKL1～CKL4显著(P ＜0.01)高3.18，3.20，2.67 和4.22 mm。M 处理在乳熟与完熟阶段ET显著高于CK，主要原因是覆膜改变了根际环境、增加地温、改善0～40 cm水热循环，形成了生长势优于CK的群体，产量也显著高于CK。因此，M的ET显著高于CK，即使完熟阶段0～25 cm地温平均低于CK处理0.58℃(P＜0.05)。蜡熟阶段绿色营养器官大量降低，籽粒由乳状向蜡质状转变、需水量显著降低;该阶段M处理的0～25 cm平均地温为18.78℃，低于CK 0.52℃(P＜0.05);由此M处理的ET比CK低。

2.2 L5(40～50 cm)土壤重量含水率与阶段耗水量的变化动态

2.2.1 重量含水率 从返青期到完熟期(图2)，ML5土壤重量含水率的动态变化呈“倾斜的近W”型，重量含水率明显地分为3个阶段，返青～孕穗始期、扬花末期～完熟为含水率递减阶段，孕穗中期～扬花盛期含水率有一个增加态势，总体表现为“降—升—降”特点，含水率从14.71%(返青)、13.14%(扬花)一直降到10.11%(完熟)(P＜0.01)，且ML5的始终高于CKL5。CKL5的含水率变化态势基本与ML5的呈对称分布，呈近似“M”型，返青(11.94%)～抽穗初期(8.82%)、乳熟中期～完熟期持续处于降低态势，在孕穗期含水率有一个不显著的回升(P＞0.05);抽穗中期～乳熟初期，含水率显著增高(增加17.1%，P＜0.01)。返青后，ML5有一个显著峰值，出现在扬花阶段;CKL5有2个峰值，分别出现在孕穗与乳熟阶段;与ML5相比，其含水率变化动态较为复杂，这与对土壤水分的控制能力有关。扬花以后，土壤含水率对灌浆具有显著的影响，特别是耕层以下的水分，覆膜能显著地在开花期调动40～50 cm水分，这对于将要到来的灌浆至关重要。CK虽然在40～50 cm有2个含水率高峰值，但是由于在灌浆关键阶段，水分供应迟滞，所以不利于水分的利用。

L5与L4比较，2个层次具有显著的差异(P＜0.01)，返青～孕穗中期，ML4与ML5持续降低，但是ML4降幅显著大于ML5，最终低于ML5(少8.5%，P＜0.01);孕穗后期～完熟，ML4含水率持续高于ML5，而且峰值显著地提前到抽穗阶段。CKL4的含水率与CKL5相比，变化总体态势相似，但是完熟期含水率低于CKL5;这可能与前期上层土壤含水率消耗普遍高于下层有关。L4与L5在M与CK处理下的含水率变化动态表明，该2个层次的水分运移规律具有显著的不同，特别是在覆膜后，水分的变化更加具有不同。

2.2.2 阶段耗水量(ET)ML5的ET随着生育进程(表1)，变化动态较为复杂，峰值主要出现在拔节、扬花、完熟阶段，分别是2.26，2.31 和13.17 mm;谷值处在返青、抽穗、乳熟中后期，分别是 1.01，－1.13 和 0.34 mm;在孕穗与拔节期有适当的补给，分别是0.22和1.13 mm。CKL5的ET变化动态规律性较强，峰值处在返青、孕穗、完熟阶段，分别达到2.13，2.22 和9.47 mm;谷值处在拔节、抽穗期，分别是 －0.54 和 －1.80 mm;在拔节、抽穗、扬花期水分有一定的补给，分别是0.54，1.80和0.33 mm。

在抽穗以前，ML5与CKL5的ET变化呈相反状态，即返青、孕穗，ML5处于谷值而CKL5在峰值，较之CKL5分别显著(P ＜0.01)少1.12和2.45 mm;拔节期ML5处于峰值而 CKL5在谷值，较之 CKL5显著(P ＜0.01)高2.79 mm。ML5在抽穗、扬花后期、完熟期的 ET 分别比 CKL5高0.67 mm(P ＞0.05)、2.64 mm(P ＜0.01)、3.70 mm(P＜0.01)，在乳熟、蜡熟期分别显著(P＜0.01)低1.07和1.78 mm。这一动态变化充分表明，40～50 cm土层含水量对冬小麦生长至关重要，特别覆膜能够有效控制水分无效蒸发，从而用在关键的孕穗、扬花与灌浆阶段。

图2 2008/2010年度L4～L5平均重量含水率变化动态Fig.2 Dynamic changes of average weight water content rate from Layer 4 to 5 between 2008/2010 years

2.3 L6～L7(50～70 cm)土壤重量含水率与阶段耗水量的变化动态

2.3.1 重量含水率 返青～完熟阶段(图3)，ML6与ML7含水率动态变化呈近“W”型，返青～抽穗、扬花～乳熟、蜡熟～完熟3个阶段含水率呈降低特点，抽穗～扬花、乳熟～蜡熟2个阶段含水率显著增加;形成返青、扬花、蜡熟3 个峰值，ML6分别是14.60%，12.05%，11.61%，ML7分别是 14.68%，12.62%，11.52%;谷值在抽穗、乳熟期，ML6分别是10.86%，10.30%，ML7分别是10.59%，10.27%;在完熟阶段，含水率整体降低，形成第3 个低点，ML6与ML7分别达到11.34%，9.92%。返青～完熟阶段，CKL6与CKL7变化动态完全与M处理不同，CKL6为典型的“S”型，返青～孕穗中期、扬花～完熟2个阶段降低，孕穗后期～扬花阶段显著增高;CKL7呈近“S”型，除返青低于拔节、完熟略高于乳熟外，其他特点完全与CKL6相同，总体呈“降—升—降”特点。CKL6与CKL7处理抽穗以前含水率全部低于M，返青～抽穗阶段平均含水率分别比ML6与ML7显著低10.80%，6.89%(P＜0.01);扬花～完熟CKL6与CKL7处理则比ML6与ML7显著高6.88%，4.77%(P＜0.01)。50～70 cm含水率的变化动态表明，抽穗前，M提高了群体营养体、改善上层水热状态，从而显著影响了该层次水分含量;进入扬花和灌浆阶段，由于M群体和生长势显著大于CK，从而大量消耗水分，该层次水分被拉动到50 cm以上土层，用于籽粒灌浆用，因此，含水率显著低于CK。

2.3.2 阶段耗水量(ET)ML6与ML7在返青～抽穗(表1)，总ET分别是3.10和2.51 mm，扬花～乳熟为0.54和1.34 mm，蜡熟 ～完熟为1.42和1.41 mm，抽穗 ～扬花为0.68 和0.38 mm，乳熟 ～蜡熟为 －1.27 和0.43 mm。CKL6、CKL7与 ML6、ML7相比较，在返青～抽穗阶段 ET显著(P ＜0.01)低5.29和5.89 mm，抽穗 ～扬花阶段显著(P ＜0.01)低5.63和2.80 mm;ET 在扬花 ～乳熟高(P ＞0.05)0.46和0.49 mm，乳熟 ～蜡熟显著(P ＜0.01)高1.46和0.98 mm，蜡熟～完熟显著(P＜0.01)高1.39和0.91 mm。M 处理在50～70 cm 处，返青 ～扬花初期阶段耗水量显著高于CK，但是含水量也仍然显著高于CK，这说明M不仅能够蓄积水分，而且可以提升该层水分。

图3 2008/2010年度L6～L7平均重量含水率变化动态Fig.3 Dynamic change of average weight water content rate from layer 6 to 7 between 2008/2010 years

图4 2008/2010年度L8～L10平均重量含水率变化动态Fig.4 Dynamic changes of average weight water content rate from layer 8 to 10 between 2008/2010 years

2.4 L8～L10(70～100 cm)土壤重量含水率与阶段耗水量的变化动态

2.4.1 重量含水率 返青～完熟(图4a与4b)，M处理变化动态呈“/”型变化;返青～拔节、乳熟中期～完熟2个阶段含水率呈下降态势，孕穗～乳熟初期阶段含水率呈上升态势;峰值处于返青与乳熟期，ML8、ML9、ML10各自为 14.53%与 9.63%，12.07%与 10.23%，13.92%与 11.19%;谷值与峰值不一样，ML8出现在孕穗与蜡熟、为7.86%与8.34%，ML9处于拔节与蜡熟、为8.63%与8.55%，ML10处于拔节与完熟、为9.41%与8.22%。返青 ～完熟阶段，CKL8～CKL10的含水率全部高于相应的ML8～ML10，这说明露地对深层的水热效应要小于M处理，从而对70～100 cm的水分提升、利用有限。CKL8与CKL9的含水率动态变化呈近“W”型，CKL10则类似ML10呈“/”型;CKL8与CKL9的峰值出现在返青、乳熟、完熟，分别比同期ML8与ML9高0.89%(P＞0.05)与5.71%(P ＜0.01)、1.24%与1.77%(P ＜0.01)和2.51%与 2.01%(P ＜0.01);CKL8谷值分别出现在孕穗、蜡熟，分别比 ML8显著(P ＜0.01)高1.24%，1.84%;CKL9在抽穗、蜡熟阶段分别比ML9显著(P ＜0.01)高1.77%，2.00%，谷值CKL9比CKL8晚一个生育期，说明L9对L8有显著的补给作用。CKL10的变化动态与ML10相似，但是谷值和峰值有大的区别;CKL10的峰值分别出现在返青、蜡熟，分别显著(P＜0.01)比同期ML10含水率高4.21%，4.24%，蜡熟峰值比ML10的乳熟期晚。

2.4.2 阶段耗水量(ET)ML8在返青～拔节、孕穗～乳熟初期、乳熟中期～完熟3个阶段(表1)，总ET分别为8.14，－0.59，11.75 mm，比 CKL8显著高(P ＞0.05)0.34，0.82 mm(P ＞0.05)、1.52 mm(P ＜0.05);同理，ML9为3.51，0.77，12.48 mm，比 CKL9显著(P ＜0.01)差异 －5.73，1.21，－2.16 mm;ML10为 4.83，2.33，13.65 mm，比CKL10显著(P ＜0.01)差异 －2.76，2.79，1.66 mm。

2.5 不同处理下各层重量含水率的相关性分析

M和CK在取样年度、土层和日期完全一致的条件下，二者含水率偏相关系数为0.789，达到极显著差异(P＜0.01)，说明二者之间存在由于全覆膜产生的真实差异。取样年度、日期和土层对M和CK各层含水率效应的Pearson相关性分析表明，不同的取样日期和土层深度对CK含水率产生极显著效应(P＜0.01)，相关系数分别为0.886和0.928。对M处理下各土层的相关性分析表明(表3)，ML1～ML4之间重量含水率变化具有极显著相关关系，ML5～ML7、ML8～ML10也相互达到极显著相关关系，这与动态图的分组完全一致。所以，前面分为四大组的分析方法完全符合统计原理。同时也表明，以上对于水分在不同土层间的互补、流动、平衡的动态分析符合理论研究与田间实际。

对CK土层分析表明(表4)，CKL1～CKL4、CKL8～CKL10之间的水分变化动态与M相似。但是，居于中间位置的CKL5～CKL7土层水分补给、流动、平衡却完全不同，除了CKL6、CKL7之间水分互补性达到极显著外，其余都未达到显著相关;说明在CK条件下，水分的连续性显著低于M，由此印证了前面水分动态变化的结论。

表3 M处理下各层土壤重量含水率的相关性分析Table 3 The correlation of weight water rate under M condition

3 讨论

以往学者对覆膜或者传统栽培土层含水率的研究，一般采用以20 cm为单位的土层进行研究，从本次结果分析可得，全膜覆土栽培技术对土壤水分的效应可能更加细致，即如果利用传统的20 cm土层含水率变化动态描述水分变化动态，有可能导致对各层水分细微变化的研究不准确，无法分析到水分补给的详细过程［13-14］。所以，建议水分动态研究应该以10 cm为单位对全膜覆土栽培技术的这一重要效应进行研究。相邻深层土壤间在生育后期出现的含水率明显差异，是否反映出土壤水分运动能力和运动差异，主要是由于覆膜后的热效应导致，即由于上层热量发生变化引起深层土壤水循环的变化［15-17］，由此导致相邻土层间的水分差异。对耕层含水率和阶段耗水量的结果分析，可以知道膜孔对降水的吸收能力较强，覆膜虽然导致部分降水的无效蒸发，但是膜孔对小于5 mm，对于传统栽培条件下的冬小麦无效的降水却有蓄纳的作用［7，18-19］，由此，可以知道全膜覆土在干旱区对于正常降水量和无效降水都有积极的作用，对冬小麦的生长发育创造了有利的微域条件［20-21］。小麦水分利用和保蓄问题一直受到许多研究者的重视，也是小麦可持续发展的根本所在［22］;水分的高效利用和保蓄研究是一个综合性课题，仅从覆膜、阶段耗水量特征、不同器官含水率和灌浆特性独立研究，得到的结论仅是单一的，综合几个方面进行研究必将有助于该问题的解决和深入认识［11，23-25］。虽然膜孔可以有效地吸纳降水，但是，对于入渗率的研究仍然值得深入进行。

表4 CK处理下各层土壤重量含水率的相关性分析Table 4 The correlation of weight water rate under CK condition

4 结论

M在冬小麦的出苗、返青、拔节、孕穗前保墒效果明显，在扬花和灌浆初期供水主要在0～40 cm。M在抽穗和灌浆前期能够显著影响30～50 cm土层的水分变化，使峰值提前出现;灌浆中后期能够充分调动50～60 cm水分，对60～70 cm也产生明显影响;M也有效拉升70～90 cm区域水分的向地表运动，作为重要的水源在生长关键期发挥有效补给作用。对90～100 cm含水率的变化分析，覆膜效应可以达到100 cm以下。CK在相同时期、相同土层没有出现显著的中下层水分补给现象。

在灌浆中后期，水分大量利用期间，CK对50～70 cm水分的利用率较高，但能够实现的补给量很少，造成阶段性的水分高消耗和含水率快速降低现象;CK无法及时获得补给，M可以获得深层水分有效补给;CK水分利用主要发生在0～70 cm，而M则有效到0～90 cm，甚至更深，所以能够在旱地栽培条件下获得相应的高产、稳产。

M最大的效应之一就是在生育期内、0～40 cm土层内拥有的水分含量总体远高于CK。M能够在孕穗、扬花、灌浆等关键期及时供水，可以达到在无降雨的情况下将干旱的影响减到最低，保证生育进程正常进行。这一点是CK无法完成的。

相关性分析表明，M条件下，0～100 cm土层水分呈现紧密连续动态变化，其互补、流动、平衡能力显著强于CK，这有助于水分在小麦生长关键期及时补给，提供生长需要。

［1］Li F R，Li G，Zou H M.Study on water effects of covering［J］.Agriculture＆ Technology，2004，24(6):56-60.

［2］樊廷录，宋尚有，徐银萍，等.旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系［J］.生态学报，2007，27(11):4491-4497.

［3］李凤民，鄢峋，王俊，等.地膜覆盖导致春小麦产量下降的机理［J］.中国农业科学，2000，33(5):330-333.

［4］王晓峰，田霄鸿，陈自惠，等.不同覆盖施肥措施对黄土旱塬冬小麦土壤水分的影响［J］.应用生态学报，2009，20(5):1105-1111.

［5］王德梅，于振文，徐振柱.高产条件下不同小麦品种耗水特性和水分利用效率的差异［J］.生态学报，2009，29(12):6552-6560.

［6］何春雨，周祥椿，杜久元，等.全膜覆土免耕穴播栽培技术对冬小麦产量效应的研究［J］.农业现代化研究，2010，31(6):746-749.

［7］Niu J Y，Gan Y T，Huang G B.Dynamics of root growth in spring wheat mulched with plastic film［J］.Crop Science，2004，44:1682-1688.

［8］王贺正，张均，吴金芝，等.不同氮素水平对小麦旗叶生理特性和产量的影响［J］.草业学报，2013，22(4):69-75.

［9］Li F M，Guo A H，Hong W.Effects of clear plastic film mulch on yield of spring wheat［J］.Field Crops Research，1999，63:79-86.

［10］张睿，刘党校，李素绵.小麦覆膜增产机理研究［J］.麦类作物学报，1999，19(2):45-48.

［11］Li F M，Wang J，Xu J Z，et al.Productivity and soil response to plastic film mulching durations for spring wheat on entisols in the semiarid Loess Plateau of China［J］.Soil＆ Tillage Research，2004，(78):9-20.

［12］王彩绒，田霄鸿，李生秀.沟垄覆膜集雨栽培对冬小麦水分利用效率及产量的影响［J］.中国农业科学，2004，37(2):208-214.

［13］闫学梅，于振文，张永丽，等.不同小麦品种耗水特性和籽粒产量的差异［J］.应用生态学报，2011，22(3):694-700.

［14］郝建平，郝乃香.小麦全生育期地膜覆盖与产量结构关系分析［J］.山西农业科学，2001，29(2):17-18.

［15］黄明镜，晋凡生，池宝亮，等.地膜覆盖条件下旱地冬小麦的耗水特征［J］.干旱地区农业研究，1999，17(2):20-23.

［16］张保军，杨文平，王银银.穴播地膜小麦土壤水分动态变化研究［J］.西北农林科技大学学报(自然科学版)，2001，29(4):70-73.

［17］官情，王俊，宋淑亚，等.黄土旱塬区不同覆盖措施对冬小麦农田土壤呼吸的影响［J］.应用生态学报，2011，22(6):1471-1476.

［18］Wang H X，Liu C M，Zhang L.Water－saving agriculture in China:An overview［J］.Advances in Agronomy，2002，75:135-171.

［19］张睿，刘党校，李景琦，等.覆膜条件下稀播冬小麦的生长效应研究［J］.麦类作物，1998，18(1):55-57.

［20］褚鹏飞，于振文，王东，等.耕作方式对小麦耗水特性和籽粒产量的影响［J］.应用生态学报，2009，20(11):2691-2698.

［21］尹光华，刘作新，李桂芳，等.水肥耦合对春小麦水分利用效率的影响［J］.水土保持学报，2004，18(6):156-158.

［22］罗珠珠，黄高宝，蔡立群，等.不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶时空变化研究［J］.草业学报，2012，21(6):94-101.

［23］Theib O，Zhang H P，Mustafa P.Water use efficiency of rainfed and irrigated bread wheat in a mediterranean environment［J］.Agronomy Journal，2000，92:231-238.

［24］于爱忠，黄高宝，柴强.不同耕作措施对西北绿洲灌区冬小麦农田土壤呼吸的影响［J］.草业学报，2012，21(1):273-278.

［25］余成群，武俊喜，关法春.西藏高寒退化草地草浆地膜覆盖的保水作用研究［J］.草业学报，2013，22(2):318-321.