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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 7 期摇 摇 2011 年 4 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
川南天然常绿阔叶林人工更新后土壤氮库与微生物的季节变化 龚摇 伟,胡庭兴,王景燕,等 (1763)…………
IBIS模拟东北东部森林 NPP主要影响因子的敏感性 刘摇 曦,国庆喜,刘经伟 (1772)…………………………
不同坡位沙棘光合日变化及其主要环境因子 靳甜甜,傅伯杰,刘国华,等 (1783)………………………………
氮、硫互作对克隆植物互花米草繁殖和生物量累积与分配的影响 甘摇 琳,赵摇 晖,清摇 华,等 (1794)………
海岛棉和陆地棉叶片光合能力的差异及限制因素 张亚黎,姚贺盛,罗摇 毅,等 (1803)…………………………
遮荫对连翘光合特性和叶绿素荧光参数的影响 王建华,任士福,史宝胜,等 (1811)……………………………
3 种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收 施摇 翔,陈益泰,王树凤,等 (1818)………………
施氮水平对小麦籽粒谷蛋白大聚合体粒径分布的调控效应 王广昌,王振林,崔志青,等 (1827)………………
强光下高温与干旱胁迫对花生光系统的伤害机制 秦立琴,张悦丽,郭摇 峰,等 (1835)…………………………
环境因子和干扰强度对高寒草甸植物多样性空间分异的影响 温摇 璐,董世魁,朱摇 磊,等 (1844)……………
利用 CASA模型模拟西南喀斯特植被净第一性生产力 董摇 丹,倪摇 健 (1855)…………………………………
北京市绿化树种紫玉兰的蒸腾特征及其影响因素 王摇 华,欧阳志云,任玉芬,等 (1867)………………………
平衡施肥对缺磷红壤性水稻土的生态效应 陈建国,张杨珠,曾希柏,等 (1877)…………………………………
冬小麦种植模式对水分利用效率的影响 齐摇 林,陈雨海,周勋波,等 (1888)……………………………………
黄土高原冬小麦地 N2O排放 庞军柱,王效科,牟玉静,等 (1896)………………………………………………
花前渍水预处理对花后渍水逆境下扬麦 9 号籽粒产量和品质的影响 李诚永,蔡摇 剑,姜摇 东,等 (1904)……
低硫氮比酸雨对亚热带典型树种气体交换和质膜的影响 冯丽丽,姚芳芳,王希华,等 (1911)…………………
夹竹桃皂甙对福寿螺的毒杀效果及其对水稻幼苗的影响 戴灵鹏,罗蔚华,王万贤 (1918)……………………
海河流域景观空间梯度格局及其与环境因子的关系 赵志轩,张摇 彪,金摇 鑫,等 (1925)………………………
中国灌木林鄄经济林鄄竹林的生态系统服务功能评估 王摇 兵,魏江生,胡摇 文 (1936)…………………………
城郊过渡带湖泊湿地生态服务功能价值评估———以武汉市严东湖为例 王凤珍,周志翔,郑忠明 (1946)……
黄河三角洲植物生态位和生态幅对物种分布鄄多度关系的解释 袁摇 秀,马克明,王摇 德 (1955)………………
基于景观可达性的广州市林地边界动态分析 朱耀军,王摇 成,贾宝全,等 (1962)………………………………
红脂大小蠹传入中国危害特性的变化 潘摇 杰,王摇 涛,温俊宝,等 (1970)………………………………………
基于线粒体 Cty b基因的西藏马鹿种群遗传多样性研究 刘艳华,张明海 (1976)………………………………
不同干扰下荒漠啮齿动物群落多样性的多尺度分析 袁摇 帅,武晓东,付和平,等 (1982)………………………
秦岭鼢鼠的洞穴选择与危害防控 鲁庆彬,张摇 阳,周材权 (1993)………………………………………………
京杭运河堤坝区域狗獾的栖息地特征 殷宝法,刘宇庆,刘国兴,等 (2002)………………………………………
专论与综述
微生物胞外呼吸电子传递机制研究进展 马摇 晨,周顺桂,庄摇 莉,等 (2008)……………………………………
厌氧氨氧化菌脱氮机理及其在污水处理中的应用 王摇 惠,刘研萍,陶摇 莹,等 (2019)…………………………
问题讨论
海河流域森林生态系统服务功能评估 白摇 杨,欧阳志云,郑摇 华,等 (2029)……………………………………
研究简报
体重和盐度对中国蛤蜊耗氧率和排氨率的影响 赵摇 文,王雅倩,魏摇 杰,等 (2040)……………………………
虾塘养殖中后期微型浮游动物的摄食压力 张立通,孙摇 耀,赵从明,等 (2046)…………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*290*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*33*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄04
封面图说: 日斜茅荆坝·河北茅荆坝———地处蒙古高原向华北平原过渡地带的暖温带落叶阔叶林,色彩斑斓,正沐浴着晚秋温
暖的阳光。
彩图提供: 国家林业局陈建伟教授摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(7):1888—1895
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:“十一五冶科技支撑计划重大项目(2006BAD02A09);山东省高等学校优秀青年教师国内访问学者项目(2009 年);山东省中青年科学
家科研奖励基金(BS2009NY008);山东省高等学校科技计划项目(J09LC03)
收稿日期:2010鄄03鄄11; 摇 摇 修订日期:2010鄄05鄄05
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yhchen@ sdau. edu. cn
冬小麦种植模式对水分利用效率的影响
齐摇 林,陈雨海*,周勋波,刘摇 岩,高会军
(山东农业大学农学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安摇 271018)
摘要:在同一种植密度下,设 3 种种植模式,包括 25 cm等行距平作、“20+40冶大小行平作和“20+40冶沟播。 研究了冬小麦沟播
和平作种植对产量及水分利用效率的影响。 结果表明,“20+40冶沟播产量显著高于平作;叶片相对含水量(RWC)、水势(追w)和
叶片水平水分利用效率随生育进程的推进呈整体下降趋势,其中,沟播处理 RWC、追w 和叶片水平水分利用效率的平均值均显
著高于等行距和“20+40冶平作处理;另外,“20+40冶沟播还能明显提高冬小麦田土壤贮水量,减少总耗水量,从而提高水分利用
效率。 灌水增加了冬小麦产量和叶片相对含水量等各水分指标,降低了水分利用效率,减小了各种植模式间差异。 “20+40冶沟
播在灌水 135 mm条件下既保障产量又较等行距节水 25% 。 由此表明,冬小麦“20+40冶沟播可改善叶片水分状况,提高水分利
用效率,增加作物产量。
关键词:冬小麦;种植模式;水分特征;水分利用效率
Effects of planting patterns on water use efficiency in winter wheat
QI Lin, CHEN Yuhai*, ZHOU Xunbo, LIU Yan, GAO Huijun
Agronomy College of Shandong Agricultural University / National Key Laboratory of Crop Biology, Tai忆an 271018, China
Abstract: One approach to improve winter wheat yield and water use efficiency (WUE) is to identify appropriate crop
planting pattern. The aims of this research were to compare planting pattern in wheat, evaluating yield and WUE. The
experiment was carried out from October in 2008 to June in 2009 at Agronomy Experimental Station of Shandong Agricultural
University. The winter wheat experiment consisted of 3 planting patterns and 3 irrigation schedules under the same plant
population density (1. 8 106 plant / hm2). Row spacing were 25 cm (A), 20 + 40 cm for flat planting pattern (B) and 20
+ 40 cm (double lines in the furrow with 20 cm spacing, and 40 cm between furrows) for furrow (C). The three irrigation
schedules were used at jointing, heading and filling stages respectively; the amount of irrigation was 30 mm, 45 mm and 60
mm every time. Changes in relative water content (RWC), water potential (追w), WUE of leaves, soil water storage, yield
and WUE were investigated in field experiment during the growing seasons of winter wheat. The results showed that yield
leaf water character, and WUE were affected by the planting patterns of winter wheat. Yields furrow planting pattern were
significantly higher than those of flat planting patterns (P<0. 05). The yield had a positive correlation with relative water
content (R=0. 902**) and water potential (R = 0. 571). The relative water content (RWC), water potential (追w) and
WUE of leaves decreased with growth stage, and the average of RWC, 追w and WUE of furrow planting pattern were
significantly higher than those of flat planting patterns (P<0. 05). Moreover, furrow planting pattern obviously increased
soil water storage and WUE, and reduced the water consumption. The irrigation enhanced yields, improved water
characters, decreased WUE and differ in different platting patterns. Planting pattern and irrigation not only significantly
effected WUE of winter wheat, but also had interaction effects. The furrow planting pattern not only had high yield, but also
saved water 25% compared with flat planting patterns. These results indicated that the winter wheat of furrow planting
pattern is the best planting pattern in the amount of irrigation 135 mm, because it improved leaf water conditions, increased
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yields and WUE.
Key Words: winter wheat; planting patterns; water character; water use efficiency
近年来,生产上冬小麦的种植方式出现了多元化。 据统计,仅山东省冬小麦的种植方式就有近 300 种[1]。
目前,秸秆覆盖、沟播、垄作及非等行距种植模式在生产上已经有了广泛应用[2鄄4]。 水是作物生长过程中最重
要的资源因子,是溶解、运送和分配养分的重要载体[5]。 黄淮海地区水分胁迫是冬小麦产量限制的重要因
子,前人研究认为叶水势和相对含水量是反映作物体内水分亏缺最灵敏的生理指标[6鄄7]。 受到水分胁迫的植
物其水势会发生明显下降,同时,渗透调节能力的增强有利于作物抗性的提高和生理功能的维持,尤其在干旱
条件下与产量形成密切关系[8鄄9]。
沟播及垄作条件下,由于地表形状的改变,灌溉水仅局限于沟内,蒸发面也主要局限在沟内,从而使无效
蒸发得以有效控制,最终蒸发量减少。 于舜章、吴巍等研究表明沟播麦田土壤贮水量要明显高于垄作麦田,且
与垄作相比,灌溉对沟播处理各层次的影响更大[10鄄11]。 李全起研究表明,“20+40冶集中种植模式的棵间蒸发
强度均小于等行距处理,尤以沟播最显著[12]。 冬小麦随灌水量的加大耗水系数、耗水量增大,灌溉增加了农
田蒸散,降低了蒸腾与蒸发的比例,导致灌溉水分利用效率降低;限量灌水不但能提高产量,还能一定程度上
提高水分利用率[13鄄14]。 以往对于冬小麦种植模式的研究多与不同灌溉时期相结合,而且关于种植模式与灌
溉量对冬小麦叶片水分特征的研究较少。 本文采用不同的种植模式与相同时期不同灌溉量相结合,分析种植
方式与灌溉量对冬小麦旗叶水分特征以及产量和水分利用效率的影响,探讨种植方式节水的可行性,研究种
植模式与水分利用的关系,以期为冬小麦节水种植模式提供一定的理论依据和技术支持。
1摇 材料与方法
1. 1摇 材料与设计
试验于 2008—2009 年在山东农业大学农学实验站水分池内进行,水分池面积:3m伊3m。 试验地位于泰安
市南邻(36o10忆N,117o09忆E),土壤类型为壤土,土壤耕层(0—20cm)有机质含量 16. 3g / kg,碱解氮 92. 0mg / kg,
速效磷 34. 8mg / kg,速效钾 95. 5mg / kg;0—60cm土层的 pH6. 9,容重 1. 50g / cm3,田间持水量 38. 6% 。
试验设 3 种种植方式,3 种灌溉处理。 3 种种植模式分别为平作 25cm等行距(A)、平作“20+40冶(B)和沟
播“20+40冶(C)(沟底宽 20cm,沟顶宽 40cm,垄高 15cm,在沟底种 2 行小麦);每种种植方式灌三水即:拔节
水—抽穗水—灌浆水,每次灌水量分 3 个水平,分别为:30mm(玉)、45mm(域)、60mm(芋),4 次重复。 沟播集
中灌溉在沟里,平作漫灌,用水表严格控制,生育期间不遮雨。 冬小麦供试品种为济麦 22,于 2008 年 10 月 14
日按 180伊104株 / hm2进行人工条播。 试验地播种前施有机肥 120 m3 / hm2,纯氮量 225kg / hm2,P2O5120kg /
hm2,K2O105kg / hm2,氮肥分底肥和拔节追肥两次施用,沟播在小行内集中施肥,平作普通施肥;磷钾肥均做底
肥,普通施肥。
表 1摇 2008—2009 年冬小麦生育期间降雨量
Table 1摇 Monthly rainfall over the winter wheat growing seasons in 2008—2009
月份 Month 10 11 12 1 2 3 4 5 6 总量 Amount
降雨量 Precipitation / mm 20. 4 4. 9 0. 3 0 12. 1 25. 7 45. 2 42. 8 71. 3 222. 7
1. 2摇 测定项目及方法
1. 2. 1摇 叶片相对含水量(RWC)
在冬小麦挑旗(4 月 22 日)、抽穗(5 月 1 日)、开花(5 月 7 日)、灌浆(5 月 17 日)和成熟期(5 月 26 日)测
定。 于 8:00—9:00 时取样,每小区取 15 个单茎,摘取旗叶分别称其鲜重、饱和鲜重和干重,计算相对含水量:
叶片相对含水量(RWC)= (鲜重-干重) / (饱和鲜重-干重)伊100%
9881摇 7 期 摇 摇 摇 齐林摇 等:冬小麦种植模式对水分利用效率的影响 摇
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1. 2. 2摇 叶片水势
取样方法和测定时期同叶片相对含水量,用 Psypro露点水势仪测定叶片水势(追w)。
1. 2. 3摇 叶片水平水分利用效率
在冬小麦挑旗后主要生育时期测定。 于 9:00—11:00 用 LI—6400 光合仪测定光合速率和蒸腾速率。
叶片水平水分利用效率(滋mol / mmol)=光合速率 /蒸腾速率
1. 2. 4摇 土壤贮水量
冬小麦主要生育时期用 CNC503DR型中子水分仪测定土壤水分,每 10 cm一个层次,共 12 个层次。
土壤贮水量(mm)= 移(驻兹i伊Zi)
式中,驻兹i为土壤某一层次体积含水率;Zi为土壤层次厚度(mm);i 为土壤层次。 本试验为 120 cm 深的
土壤贮水量。
1. 2. 5摇 产量和水分利用效率
于 2009 年 6 月 10 日收获,去除小区边行及两端的植株,进行实收测产,测产面积为 2m2,然后将其折算
成每公顷产量,计算水分利用效率(WUE):
WUE=Y / Eta
式中,Y为单位经济产量(kg / km2),Eta为作物耗水量(mm)。
由于实验地点的地下水位大于 5m,故地下水对冬小麦耗水量的影响可忽略不计,试验期间没有大的降
雨,故地表径流可忽略不计。 根据农田水量平衡方程:
Eta=驻W+I+P
式中,驻W为土壤贮水量变化量(mm),I为灌溉量(mm),P为降雨量(mm)。
1. 3摇 气象资料与统计分析
降水等气象资料由泰安市农业气象站(距试验地 500 m)提供;试验数据采用 EXCEL作图,用 DPS软件进
行统计分析(LSD法)。
2摇 结果与分析
2. 1摇 种植模式对冬小麦旗叶相对含水量的影响
冬小麦旗叶相对含水量随生育进程的推进呈逐渐下降趋势(表 2)。 无论在哪种灌水条件下均以“20+
40冶沟播最高,等行距最低,且沟播显著高于等行距。 整个生育期内,A、B、C3 种种植模式 RWC平均值分别为
90. 7% 、91. 3%和 92. 2% ,沟播比等行距高出 1. 7% ,达显著差异。 说明种植模式能够明显影响叶片相对含水
量,沟播能够显著提高叶片相对含水量。
表 2摇 种植模式对冬小麦旗叶相对含水量的影响
Table 2摇 Effects of planting patterns on leaf relative water content in winter wheat
处理
Treatment
相对含水量 Relative water content / %
挑旗 FS 抽穗 HS 开花 FLS 灌浆 FIS 成熟 MS
平均值
Mean
A 玉 96. 46d 94. 89d 86. 64e 87. 61e 81. 63h 89. 45e
域 96. 81c 96. 37c 89. 31c 87. 76de 83. 59f 90. 77cd
芋 96. 89c 96. 71bc 90. 03b 88. 24d 86. 96b 91. 77bc
B 玉 96. 52cd 95. 038cd 87. 74d 88. 17d 83. 12fg 90. 12d
域 97. 64b 96. 97b 89. 43c 89. 52bc 83. 70f 91. 45c
芋 97. 68b 97. 15ab 89. 74bc 89. 61b 86. 75bc 92. 19ab
C 玉 97. 69b 95. 78c 89. 03c 89. 41c 84. 61e 91. 30c
域 97. 72b 97. 42ab 90. 14ab 89. 76b 85. 61d 92. 13ab
芋 98. 53a 98. 17a 90. 54a 90. 65a 88. 36a 93. 25a
摇 摇 图中不同字母的值表示在 P<0. 05 水平上差异显著,LSD 数据统计; FS: 挑旗期 Flag stage; HS: 抽穗期 Heading stage. FLS: 开花期
Flowering stage; FIS: 灌浆期 Filling stage; MS: 成熟期 Mature stage
RWC还受灌水量的影响,3 种灌水量下 RWC平均值分别 90. 3% 、91. 5%和 92. 4% ,3 种灌水条件下种植
0981 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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模式间最大差距分别为 1. 85% 、1. 48%和 1. 36% 。 由此表明,随灌水量增加,冬小麦旗叶 RWC 逐渐升高;灌
溉减小了种植模式间差距。 种植模式间和灌水量间最大差值分别为 1. 5%和 2. 1% ;说明灌水量对于冬小麦
旗叶相对含水量的影响略高于种植模式。
2. 2摇 种植模式对冬小麦旗叶水势的影响
冬小麦旗叶水势(追w)随生育进程变化趋势与 RWC相似(表 3),即随生育进程推进 追w逐渐降低。 开花
期 追w下降幅度最大,表明此时期是冬小麦需水高峰期。 无论在那种灌水条件下,种植模式间 追w 始终表现
为 “20+40冶沟播>“20+40冶平作>等行距,且在整个测定时期内沟播显著高于等行距。 整个生育期内,A、B、C3
种种植方式 追w分别为-1. 13 MPa、-1. 10 MPa和-1. 06 MPa,沟播分别比等行距和“20+40冶平作高 6. 2%和
3. 6% ,均达显著差异。 说明沟播处理能够明显提高冬小麦旗叶水势。
与 RWC相同,追w 也受灌水量的影响。 3 种灌水量下 追w 平均值分别-1. 18 MPa、-1. 11 MPa 和-1. 03
MPa,3 种灌水条件下种植模式间最大差距分别为 0. 11 MPa、0. 06 MPa 和 0. 05 MPa。 由此表明,随灌水量增
加,冬小麦旗叶 追w逐渐升高;灌溉减小了种植模式间差距。 种植模式间和灌水量间最大差值分别为 0. 07
MPa和 0. 15 MPa;说明灌水量对于冬小麦旗叶相对含水量的影响略高于种植模式。
表 3摇 种植模式对冬小麦旗叶水势的影响
Table 3摇 Effects of planting patterns on leaf water potential in winter wheat
处理
Treatment
水势 Water potential / MPa
挑旗 FS 抽穗 HS 开花 FLS 灌浆 FIS 成熟 MS
平均值
Mean
A 玉 -0. 87e -1. 06d -1. 36c -1. 36d -1. 52d -1. 23de
域 -0. 7bc -0. 92bc -1. 28b -1. 34cd -1. 34c -1. 12c
芋 -0. 66b -0. 81ab -1. 25ab -1. 27b -1. 28ab -1. 05b
B 玉 -0. 79d -1. 09d -1. 36c -1. 33cd -1. 35c -1. 19d
域 -0. 8d -0. 92bc -1. 35bc -1. 27b -1. 33bc -1. 13bc
芋 -0. 65b -0. 88b -1. 26ab -1. 25ab -1. 27a -1. 06b
C 玉 -0. 73c -0. 99c -1. 27b -1. 29bc -1. 30b -1. 12c
域 -0. 69b -0. 90b -1. 24ab -1. 21a -1. 30b -1. 07b
芋 -0. 56a -0. 78a -1. 19a -1. 19a -1. 26a -0. 99a
摇 摇 图中不同字母的值表示在 P<0. 05 水平上差异显著,LSD 数据统计; FS: 挑旗期 Flag stage; HS: 抽穗期 Heading stage. FLS: 开花期
Flowering stage; FIS: 灌浆期 Filling stage; MS: 成熟期 Mature stage
2. 3摇 种植模式对冬小麦旗叶水分利用效率的影响
叶片水平的水分利用效率反映了叶片蒸腾作用所消耗水分的生产能力,叶平水平 WUE 是作物产量和群
体水平 WUE的基础。 由表 4 可以看出叶片水平 WUE也是随冬小麦生育进程的推进而逐渐减小;无论在哪种
灌水情况下,各生育期叶片水平WUE大小均为“20+40冶沟播>“20+40冶平作>等行距;整个生育期内WUE平
表 4摇 种植模式对冬小麦旗叶水分利用效率的影响
Table 4摇 Effects of planting patterns on leaf water use efficiency (WUE) in winter wheat
处理
Treatment
旗叶水分利用效率 Leaf water use efficiency(滋mol / mmol)
挑旗期 FS 抽穗期 HS 开花期 FLS 灌浆期 FIS 成熟期 MS
平均值
Mean
A 玉 3. 53 2. 87 2. 55 2. 14 1. 31 2. 48d
域 3. 69 2. 77 2. 05 2. 24 1. 49 2. 45e
芋 3. 25 2. 95 2. 21 2. 44 1. 49 2. 46de
B 玉 3. 66 2. 76 2. 35 2. 26 1. 60 2. 53d
域 4. 48 2. 76 2. 19 2. 38 1. 65 2. 69c
芋 3. 89 2. 78 2. 38 2. 42 1. 75 2. 64c
C 玉 3. 84 2. 90 2. 47 2. 42 1. 86 2. 70c
域 4. 89 2. 79 2. 44 2. 65 1. 73 2. 90a
芋 4. 17 2. 93 2. 55 2. 55 1. 65 2. 78b
摇 摇 图中不同字母的值表示在 P<0. 05 水平上差异显著,LSD 数据统计; FS: 挑旗期 Flag stage; HS: 抽穗期 Heading stage. FLS: 开花期
Flowering stage; FIS: 灌浆期 Filling stage; MS: 成熟期 Mature stage
1981摇 7 期 摇 摇 摇 齐林摇 等:冬小麦种植模式对水分利用效率的影响 摇
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均值“20+40冶沟播分别比等行距和“20+40冶平作高 13. 4%和 6. 5% ,均达显著差异。
由于群体中个体之间的差异以及环境条件的影响,叶片水平 WUE与群体水平 WUE存在一定的差距。 随
灌水量的增加叶片水平 WUE 无明显的变化趋势。 A、B、C3 种种植模式叶片水平 WUE 分别为 2. 46滋mol /
mmol、2. 62滋mol / mmol和 2. 79滋mol / mmol,种植方式间最大差值为 0. 33滋mol / mmol;3 种灌水条件下叶片水平
WUE分别为 2. 57滋mol / mmol、2. 68 滋mol / mmol 和 2. 63滋mol / mmol,灌水量间最大差值为 0. 11滋mol / mmol,说
明灌水量对叶片水平 WUE的影响不如种植模式明显。
2. 4摇 种植模式对冬小麦土壤贮水量的影响
由冬小麦土壤贮水量变化图可以看出(图 1),无论哪种灌水情况下,冬小麦土壤贮水量随生育进程的推
进呈逐渐降低的趋势。 由于拔节后灌水量逐渐增大,不同灌水量间变化趋势有所不同。 在冬小麦整个生育期
内土壤贮水量大小始终为“20+40冶沟播>“20+40冶平作>等行距,整个生育期内土壤贮水量平均值“20+40冶沟
播分别比“20+40冶平作和等行距高出 3. 50%和 7. 81% ,沟播处理能够明显提高冬小麦土壤贮水量,减少农田
总蒸散量。
3 种灌水量下土壤贮水量平均值分别 319mm、339mm 和 350mm,3 种灌水条件下种植模式间最大差距分
别为 36. 3mm、26. 1mm和 13. 3mm。 由此表明,灌水增加了土壤总贮水量,尤其是拔节期以后;同时灌溉减小
了种植模式间差距。 种植模式间和灌水量间最大差值分别为 25. 2mm和 31. 1mm;说明灌水对于土壤贮水量
的影响高于种植模式。 成熟期玉水和芋水条件下 3 种种植模式土壤贮水量平均值分别为 279. 2mm 和
336郾 2mm,芋水比玉水高 57. 0mm,而两种灌水量总差异为 90mm。 由此说明,灌芋水条件下,冬小麦生育期间
的灌水量大部分用于土壤贮水量的增加,没有被作物充分利用。
图 1摇 种植模式对冬小麦土壤贮水量的影响
Fig. 1摇 Effects of planting patterns on soil storage water in winter wheat
BW: 冬前 Before winter; RS:返青期 Regreening stage;SS: 起身期 Setting stage; JS: 拔节期 Jointing stage; FS: 挑旗期 Flag stage; HS: 抽穗期
Heading stage. FLS: 开花期 Flowering stage; FIS: 灌浆期 Filling stage; MS: 成熟期 Mature stage
2. 5摇 种植模式对冬小麦产量及水分利用效率的影响
由表 5 和表 6 可以看出,无论在哪种灌水条件下,农田总耗水量“20+40冶沟播<“20+40冶平作<等行距,在
灌水量较少的玉水下,“20+40冶沟播显著低于“20+40冶平作和 25cm 等行距,且“20+40冶平作显著低于 25cm
等行距;随灌水量增加,“20+40冶沟播与平作间差异不显著,但均显著低于 25cm等行距。 由此表明,“20+40冶
沟播处理能够显著减少农田总耗水量,尤其是在灌水量较少情况下。 3 种灌水量条件下产量和WUE均表现为
“20+40冶沟播>“20 +40冶平作>25cm 等行距, “20 +40冶沟播产量和 WUE 平均值分别比 25cm 等行距高出
10郾 6%和 10. 5% ,均达显著差异水平。 表明沟播处理能够显著提高冬小麦产量和 WUE。
随灌溉量的增加,总耗水量和产量呈显著增加的趋势;WUE 则随灌溉量的增加而显著降低。 “20+40冶沟
播产量在灌玉水和域水条件下,分别与 2 5cm等行距在灌域水和芋水条件下无显著差异,说明“20+40冶沟播
2981 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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能够在较少灌水情况下维持较高产量。 对冬小麦水分利用效率方差分析表明(表 6),种植模式与灌溉不仅分
别显著影响冬小麦水分利用效率,而且二者存在显著的互作效应。 等行距种植在灌芋水条件下产量达到最高
值,而“20+40冶沟播在灌域水条件产量与其无显著差异,表明在保障较高产量条件下,灌域水“20+40冶沟播较
灌芋水等行距节水 25% 。
表 5摇 种植模式对冬小麦产量和水分利用效率的影响
Table 5摇 Effect of planting patterns on yield and water use efficiency (WUE) in winter wheat
处理
Treatment
总耗水量 / mm
Total water consumption
产量 / (kg / hm2)
Yield
水分利用效率 / (kg·hm-2·mm-1)
WUE
A 玉 339. 20f 5795. 9f 18. 79e
域 294. 20d 6647. 4d 18. 11f
芋 412. 09a 7441. 7b 18. 06f
B 玉 328. 91g 6459. 8e 20. 47b
域 370. 51e 7304. 9c 19. 83c
芋 404. 39b 7826. 4a 19. 35d
C 玉 325. 75h 6507. 1de 20. 95a
域 369. 54e 7491. 7b 20. 23b
芋 401. 55bc 7993. 8a 19. 56d
摇 摇 图中不同字母的值表示在 P<0. 05 水平上差异显著,LSD数据统计
表 6摇 冬小麦水分利用效率的方差分析
Table 6摇 Analysis of variance for water use efficiency in winter wheat
变异来源
The origins of variance
平方和
SS
自由度
df
均 方
MS F P
区组 Among blocks 0. 0174 2 0. 0087
种植模式间 Among planting patterns 21. 8084 2 10. 9042 583. 137 0. 0000
灌溉间 Among irrigations 5. 2164 2 2. 6082 11082. 58 0. 0000
种植模式伊灌溉 Planting patterns 伊 Irrigations 0. 4643 4 0. 1161 493. 24 0. 0001
误差 Error 0. 0028 12 0. 0002
总变异 Total variance 27. 5842 26
3摇 讨论
前人研究表明,叶片含水量和水势可影响植物生长等生理、生化过程,与作物光合产物的分配及产量形成
有密切关系[15,16]。 本实验结果表明,无论在哪种灌水情况下,“20+40冶沟播水势和相对含水量显著高于等行
距,这与李全起研究结论相一致[12]。 其研究表明,无论在灌溉还是不灌溉条件下,沟播冬小麦始终维持较高
的叶片相对含水量和水势。 冬小麦产量与叶片水势和相对含水量均呈正相关( r = 0. 571,r = 902**),相同灌
水情况下“20+40冶沟播显著高于“20+40冶平作和等行距。 随灌水量增加,叶片水势和相对含水量均有所增
加,冬小麦产量也随灌水量增加逐渐增加,且“20+40冶沟播产量在玉水和域水条件下分别与等行距处理在域
水和芋水条件下产量相当。 由此表明,“20+40冶沟播能够显著提高冬小麦水势和相对含水量,从而显著提高
产量,并且能够在不增加灌水量的情况下提高产量。
水分供应状况影响小麦叶片扩展和叶片气孔的开启,进而影响光合作用[17],即影响叶片水平水分利用效
率。 本试验结果表明,无论在哪种灌水情况下,各生育期叶片水平 WUE 大小均为“20+40冶沟播>“20+40冶平
作>等行距;灌水量对叶片水平 WUE无明显影响。 与叶片水平 WUE 不同,冬小麦产量水平 WUE 随灌水量增
加显著降低,作物的水分利用效率受作物种类、灌溉制度、栽培技术等多种因素影响[18鄄21]。 本试验研究表明,
在相同灌水量条件下“20+40冶沟播处理产量水平 WUE 显著高于“20+40冶平作和等行距。 由此表明,沟播能
够在提高产量的同时提高水分利用效率。
3981摇 7 期 摇 摇 摇 齐林摇 等:冬小麦种植模式对水分利用效率的影响 摇
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随灌水量增加土壤贮水量增加,从而使冬小麦总耗水量不断增加。 王法宏、Abu鄄Awwad 等研究得出在垄
播沟灌条件下节约灌溉水 30% 仍可提高冬小麦的水分利用效率,沟灌较漫灌提高土壤水分含量约
230% [22鄄23]。 本研究表明,相同灌水情况下,“20+40冶沟播处理土壤贮水量明显高于“20+40冶平作和等行距,
而总耗水量却低于“20+40冶平作和等行距,由此使“20+40冶沟播处理水分利用效率显著高于“20+40冶平作和
等行距。 较多的灌水增加了土壤含水量,使土壤贮水量增加,但增加的土壤贮水量并没有被作物完全消耗,从
而影响水分利用效率。
4摇 结论
本试验通过调整个体间水平空间位置,研究了冬小麦种植模式对冬小麦产量及水分利用效率的影响,重
点从冬小麦叶片水分特征和土壤贮水量方面分析种植模式与水分利用的关系。 研究表明,通过改变种植模式
达到冬小麦高产节水目的是可行的,且在灌水 135mm 条件下“20+40冶沟播是冬小麦高产节水最理想种植
模式。
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5981摇 7 期 摇 摇 摇 齐林摇 等:冬小麦种植模式对水分利用效率的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 7 April,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Seasonal variation of soil nitrogen pools and microbes under natural evergreen broadleaved forest and its artificial regeneration
forests in Southern Sichuan Province, China GONG Wei, HU Tingxing, WANG Jingyan, et al (1763)…………………………
Sensitivity analysis for main factors influencing NPP of forests simulated by IBIS in the eastern area of Northeast China
LIU Xi, GUO Qingxi, LIU Jingwei (1772)
……………
…………………………………………………………………………………………
Diurnal changes of photosynthetic characteristics of Hippophae rhamnoides and the relevant environment factors at different slope
locations JIN Tiantian, FU Bojie, LIU Guohua, et al (1783)……………………………………………………………………
Interactive effects of nitrogen and sulfur on the reproduction, biomass accumulation and allocation of the clonal plant Spartina
alterniflora GAN Lin, ZHAO Hui, QING Hua, et al (1794)………………………………………………………………………
Difference in leaf photosynthetic capacity between pima cotton (Gossypium barbadense) and upland cotton (G. hirsutum) and
analysis of potential constraints ZHANG Yali, YAO Hesheng, LUO Yi, et al (1803)……………………………………………
Effects of shades on the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters of Forsythia suspensa
WANG Jianhua, REN Shifu, SHI Baosheng,et al (1811)
…………………
…………………………………………………………………………
Growth and metal uptake of three woody species in lead / zinc and copper mine tailing
SHI Xiang, CHEN Yitai, WANG Shufeng,et al (1818)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
GMP particles size distribution in grains of wheat in relation to application of nitrogen fertilizer
WANG Guangchang, WANG Zhenlin, CUI Zhiqing,et al (1827)
………………………………………
…………………………………………………………………
Damaging mechanisms of peanut (Arachis hypogaea L. ) photosystems caused by high鄄temperature and drought under high irradiance
QIN Liqin, ZHANG Yueli, GUO Feng,et al (1835)………………………………………………………………………………
The effect of natural factors and disturbance intensity on spacial heterogeneity of plant diversity in alpine meadow
WEN Lu, DONG Shikui, ZHU Lei,et al (1844)
……………………
……………………………………………………………………………………
Modeling changes of net primary productivity of karst vegetation in southwestern China using the CASA model
DONG Dan, NI Jian (1855)
………………………
…………………………………………………………………………………………………………
The characteristics of Magnolia liliflora transpiration and its impacting factors in Beijing City
WANG Hua, OUYANG Zhiyun, REN Yufen,et al (1867)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Ecological effects of balanced fertilization on red earth paddy soil with P鄄deficiency
CHEN Jianguo, ZHANG Yangzhu,ZENG Xibai,et al (1877)
……………………………………………………
………………………………………………………………………
Effects of planting patterns on water use efficiency in winter wheat QI Lin, CHEN Yuhai, ZHOU Xunbo,et al (1888)………………
Nitrous oxide emissions from winter wheat field in the Loess Plateau PANG Junzhu, WANG Xiaoke, MU Yujing, et al (1896)……
Effects of hardening by pre鄄anthesis waterlogging on grain yield and quality of post鄄anthesis waterlogged wheat (Triticum aestivum
L. cv Yangmai 9) LI Chengyong, CAI Jian, JIANG Dong, et al (1904)…………………………………………………………
Effects of simulated acid rain with lower S / N ratio on gas exchange and membrane of three dominant species in subtropical forests
FENG Lili, YAO Fangfang, WANG Xihua, et al (1911)
…
…………………………………………………………………………
Molluscicidal efficacy of Nerium indicum cardiac glycosides on Pomacea canaliculata and its effects on rice seedling
DAI Lingpeng, LUO Weihua, WANG Wanxian (1918)
…………………
……………………………………………………………………………
Spatial gradients pattern of landscapes and their relations with environmental factors in Haihe River basin
ZHAO Zhixuan, ZHANG Biao, JIN Xin, et al (1925)
……………………………
……………………………………………………………………………
The assessment of forest ecosystem services evaluation for shrubbery鄄economic forest鄄bamboo forest in China
WANG Bing,WEI Jiangsheng,HU Wen (1936)
…………………………
……………………………………………………………………………………
Evaluation on service value of ecosystem of Peri鄄urban transition zone lake: a case study of Yandong Lake in Wuhan City
WANG Fengzhen,ZHOU Zhixiang,ZHENG Zhongming (1946)
…………
……………………………………………………………………
Explaining the abundance鄄distribution relationship of plant species with niche breadth and position in the Yellow River Delta
YUAN Xiu, MA Keming, WANG De (1955)
………
………………………………………………………………………………………
Forestland boundary dynamics based on an landscape accessibility analysis in Guangzhou, China
ZHU Yaojun,WANG Cheng,JIA Baoquan,et al (1962)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Changes in invasion characteristics of Dendroctonus valens after introduction into China
PAN Jie, WANG Tao, WEN Junbao, et al (1970)
………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Population genetic diversity in Tibet red deer (Cervus elaphus wallichi) revealed by mitochondrial Cty b gene analysis
LIU Yanhua,ZHANG Minghai (1976)
………………
………………………………………………………………………………………………
Multi鄄scales analysis on diversity of desert rodent communities under different disturbances
YUAN Shuai,WU Xiaodong,FU Heping,et al (1982)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Cave鄄site selection of Qinling zokors with their prevention and control LU Qingbin, ZHANG Yang, ZHOU Caiquan (1993)…………
The habitat characteristics of Eurasian badger in Beijing鄄Hangzhou Grand Canal embankment
YIN Baofa,LIU Yuqing,LIU Guoxing,et al (2002)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Electron transfer mechanism of extracellular respiration: a review MA Chen, ZHOU Shungui, ZHUANG Li, et al (2008)…………
The biochemical mechanism and application of anammox in the wastewater treatment process
WANG Hui, LIU Yanping, TAO Ying, et al (2019)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Discussion
Evaluation of the forest ecosystem services in Haihe River Basin, China
BAI Yang, OUYANG Zhiyun, ZHENG Hua, et al (2029)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Scientific Note
Effects of body size and salinity on oxygen consumption rate and ammonia excretion rate of Mactra chinensis Philippi
ZHAO Wen,WANG Yaqian,WEI Jie,et al (2040)
………………
…………………………………………………………………………………
Study on microzooplankton grazing in shrimp pond among middle and late shrimp culture period
ZHANG Litong, SUN Yao, ZHAO Congming, et al (2046)
…………………………………
……………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊 Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊 Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1 ~ 9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
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生摇 态摇 学摇 报
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(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 7 期摇 (2011 年 4 月)
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Vol郾 31摇 No郾 7摇 2011
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