全 文 ：第 l2卷 第 1期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco Agriculture
、’O1．1： ＼(] l
Jan ， 2004
补充灌溉、氮素营养与秸秆覆盖对冬小麦生长及产量的影响研究
翟军海 凌 莉 高亚军 周建斌
(陕西省农业环境保护监测站 西安 710003)(西北农 林科技 大学资 源与环境学 院 畅 陵 712100)
摘 要 大田试验研究补充灌水、施N肥与秸讦覆盖对冬小麦根系和地上部生长、产量及其构成因子的影响结果表
明，施 N肥对冬小麦 生长发育和产量的效应最 明显，单独覆盖 秸秆或 补死灌 水基本无效甚至 出现副 作手：施 N 粑
和秸秆覆盖可 促进冬小麦根 系发育和地上部生物量累积。耳巴料供应充足时覆盖秸秆 对冬 小麦根系 的怍苇与永分状
况有关，土壤水分胁迫下秸秆覆盖效果不明显 ，此 时施用 肥甚至出现一 定受效应：承分充足与 否，麓 _＼肥幸口秸秆覆
盖均对冬小麦 产量的形 成有 一定协同效 应，讣充灌溉 与施 肥和秸秆覆盖配 合处理 小麦产量最高 ：
关键词 补 充灌溉 N肥 秸秆覆盖 冬小麦 嘏系 产量
Effects of supplementary irrigation，nitrogen fertilizer and straw mulching on the growth and yield of winter wheat．
ZHAI Jun—Hai，LIN( Li(Shaanxi Monitoring Station of Agro—Environmental Protection，Xi’an 710003)，GAO Ya—Jun．
ZHOU Jian—Bin((~lege Of Resource and Environmental Sciences，Northwest Sci-Tech University Of Agriculture and Fo
restry，Yangling 712100)，(JEA，2004，12(1)：130～132
Abstract Field experiment was carried OUt to study the impacts of supplementary irrigation，nitrogen fertilizer and straw
mulching on the growth of rcot，shoot biomass，yield and its characters of winter wheat The results show"that only the
application of nitrogen fertilizer has the significant effects on the growth of winter wheat Fhe straw mulch improves the
growth of root and weight of plant biomass when the nitrogen fertilizer is added．The effect of straw mulching is related tO
water content in soil W hen water strexs occurs，the mulching has I1(J significant effects on the growth of rcx)t；and a fur—
ther application of nitrogen fertilizer ren has negati~，e effects．Whether the supplementary irrigation is added Or not。the
straw mulching with N，fertilization has a significant interaction O1 the yield The combined treatment of irrigation．fertili—
zation and straw mulch has the highest yield among al the trcatnleltS
Key words Supplementary irrigation，N—fertilizer，~traw mulch，Winter wheat，R~x}t，Yield
冬小麦是渭北旱塬地区主要粮食作物。关于水肥耦合和秸秆覆盖对冬小麦生长特性和产量的影响已多
见报道一-5 1，但三者共同作用的研究尚少见报道 为此试验研究了水分胁迫 、N素营养和秸秆覆盖对冬小麦
生长的影响，为旱地农 田合理灌溉 、施肥和推广秸秆覆盖技术提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验 在西北 农 林科技 大学 第一 试验站 进 行，供 试土 壤为红 油土 ，土壤有 机 质含量 为 13．6g／kg，全
NO．94g／kg，矿质氮21．2mg／kg，速效磷 13．6mg／kg，速效钾 138．0mg／kg，土壤 pH值 7．82：试验设灌溉 、施肥
和秸秆覆盖 3个因子，每因子设 2个水平，分别为补充灌水40ram(I)和未灌水(I。)，施 N150kg／hm一(N)和未
施 N(N )，覆盖秸秆 4500kg／hm!(M)和未覆盖秸秆(M ．)，完全随机组合共 8个处理 ，即 J ，M (I)、]N0M
(1I)、I N ．M ．(Ⅲ)、I N M(Ⅳ)、INM。(、一)、INM(Ⅵ)、I ，NM ．(Ⅶ)和 I NM(Ⅷ)，重复 4次，小区面积 2m×
3m。所有小区底肥均施 P，0 225kg／hn1 ，P肥和 N肥播种时 1次性施入 ：供试小麦品种 为“小偃 22”，采用
点播方式 ，播种 日期为 2000年 10月 22日，行距 20cm 分 别于 3月 29日和 5月 10日灌溉 ，每次灌 水量
20ram，小麦出苗 60d后覆盖秸秆。于小麦生长 76d、151d、172d、188d、209d和 228d(即越冬期 、返青期 、拔节
期、抽穗期、灌浆期和成熟期)时分别测定O～40cm土层根系及地上部生物量，收获后分别测定各处理产量、
生物学产量 、千粒重 、穗粒数和单位面积穗数 ，4次重复均取其平均值 。
* 国家 自然科学基金项 目(49890330、30070429)和国家重点基 础研究 (973)发展规划项 目(G19990l1707)共同资助
**通讯作者
收稿日期：2002—1l_l8 改回日期：2002 12—27
第 1期 翟军海等：补充灌溉、氮素营养与秸秆覆盖对冬小麦生长及产量的影响研究
2 结果与分析
2．1 水分胁迫、N素营养与秸秆覆盖对冬小麦根系生长的影响
表 1表明冬小麦播种～抽穗期根系不断伸长，根系总干物质量不断增大 ，冬前各田块水分处理相同 ，此
时秸秆覆盖和施 N引起的根系干物质量变化差异较小 ，拔节期前后施用 N肥处理(处理 、_～Ⅷ)根系生长达
到高峰，日增长速率分别为 44．4lkg／hm 、61．25kg／hm 、25．86kg／hm 和 31．84kg／hm ，相对增长量也达一峰
值；而未施 N肥的 Ⅱ和Ⅳ处理至抽穗期生长才达最高峰值。秸秆覆盖与未覆盖处理相 比，未施 N的秸秆覆
盖使冬小麦根系生长高峰期后移 ，表明秸秆覆盖抑制冬小麦前期根系发育 ；而施用 N肥的秸秆覆盖促进冬
小麦根系发育使其短期内迅速增加，有利于根系对水分和养分的吸收。抽穗期补充灌水 I、Ⅱ、V和Ⅵ处理
冬小麦根系生物量分别为 2066．89kg／hm2、1910．83kg／hm 、2306．88kg／hm 和 2454．32kg／hm ，灌浆期根系
生物量有所下降或根系停止生长，该期 间补充灌水后根系生长有所恢复，而未灌水处理根系生物量生长期间
均呈平稳上升趋势 。试验表明灌水与施 N处理明显促进冬小麦灌浆期前 的根系生长 ，播种后 151～172d内
处理V和Ⅵ根系 日增长速率分别达 44．41kg／hm 和 61．25kg／hm ，整个生育期处理 Ⅵ根系生物量明显高于
其他处理，表明水肥耦合和秸秆覆盖具有明显协 同作用。
表 1 不同处理冬小麦根系 日增长速率与根系生物量变化
Tab．1 Dynamic changes of winter wheat roots in different treatments during growth periods
*Et增长速率 =阶段生长量／生长天数 ，相对增长量 =阶段增长量／总生 长量 ：
2．2 水分胁迫、N素营养与秸秆覆盖对冬小麦地上部生长的影响
由图 1可知灌浆期前各处理地上部干物质量均随生育期的延长而增加，至灌浆期冬小麦地上部生物量
达最大值，拔节期增幅最快，灌浆期后随冬小麦成熟而叶片干物质量下降。与未灌水处理相比，补充灌水处
理 自拔节期始冬小麦 25
地上部生物量有所增 2o
加但增幅较小，这可 量i．
能与补充灌水量不足
以满足冬小麦生长对
水分的需求有关 。补
充灌 水 与否 ，增 施 N 0
肥处理冬小麦地上部
生物量前期均显著增
加．后 期则 表 现不 明
显。肥料供应充足时
秸秆覆盖对冬小麦地
6O 80 100 120 l40 160 180 200 220 240
播种后天数／d
25
2O
15
血{
10
L
5
O
6O 80 100 1 20 140 160 l80 200 220 240
播种后天数，d
图 1 未覆盖 (a)与秸秆覆盖 (b)处理 冬小麦地上部生长变化
Fig 1 Dynamic changes of winter wheat shots in tr~tments without
straw mu1ching(a)and with straw mulching(b)
l32 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l2卷
上部生长的影响与水分有关，土壤水分胁迫下秸秆覆盖效果不明显，此时施用 N肥甚至出现负效 瘟，其原因
可能是秸秆覆盖处理蓄水、保墒作用是以土壤中存在一定水分为前提，且秸秆覆盖后土壤湿度增大，地温升
高 ，为作物生长提供良好条件的同时 ，也为某些病虫害的发生提供适宜环境条件。水分供应较好时秸秆覆盖
促进冬小麦地上部生物量的累积，其增产效应主要是通过改变下垫面生物小气候，提高作物水分利用效率：。
而实现。
2．3 水分胁迫、N素营养与秸秆覆盖对冬小麦产量及构成因素的影响
由表 2可知单一灌水或秸秆覆盖对提高冬小麦产量影响较小 ，水肥具有 明显交互作用 ，即改善水肥对提
高冬小麦产量效果显著 ，且施肥效果大于灌水效果 。与未施 N肥处理相比，施 N肥处理明显提高冬小麦产
表 2 不同处理冬小麦产量及构成因素的变化 量。未 施 N 肥 下
Tab．2 The yield and its characters of winter wheat of various treatments 补充灌溉或秸秆覆
盖或二者配施对冬
小麦产量形成均无
显著作 用 ，而 施
肥时补充灌溉 或秸
秆覆盖的增 产作用
明显 ，其 中 三者 配
施处理冬小麦产量
最高。水分条件充
足与否，施 N 肥和
秸秆覆盖均表现出一定的协同效应，但均未达显著水平。水肥耦合和秸秆覆盖能显著提高冬小麦穗粒数和
穗数，但对千粒重的影响各处理间差异未达显著水平。
3 小结与讨论
水 、肥和秸秆覆盖 3因子对冬小麦生长发育的产量效应以 肥增产效果较 明显 ，单施秸秆覆盖几乎无
效甚至出现副作用。水肥耦合和秸秆覆盖配合施用可促进冬小麦生长发育并提高其产量。施用 N肥的秸
秆覆盖促进冬小麦根系发育和地上部生物量的累积。肥料供应充足时秸秆覆盖对冬小麦地上部生长的影响
与水分状况有关 ，土壤水分胁迫下秸秆覆盖对地上部生长效果不明显 ，此时施用 N肥甚至出现副效应：水
分充足与否，施用 N肥和秸秆覆盖均对冬小麦产量形成有一定协 同效应，各处理相 比处理 Ⅵ冬小麦产量最
高，故采取合理的灌水、施肥和秸秆覆盖等措施可有效调控旱地土壤水肥供应状况，实现水肥高效耦合，促进
冬小麦增产。
参 考 文 献
1 汪德水 旱地农田肥水协同效应与耦合模式 北京：气象出版社，1999 50～1I5
2 穆兴民 水肥耦合效应与协同管理 北京 ：中国林业出版社 ，1999
3 金 柯 水肥耦合效应研究Ⅱ不同氮、磷 、水配合对旱地冬小麦产量的影响 植物营养与肥料学报，1999，5(I)：8～13
4 刘恩 才．玉米根茬 、秸秆还田的增产 效应 土壤通报 ，1998，29(1)：1 J～l3
5 袁家富．麦田秸秆覆盖效应及增产作用 生态农业研究，I996，4(3)：61～65
6 赵 聚宝，李克煌 干旱 与农业．北京 ：中国农业出版社 ，1995 162～273