摘要
试验于2013-2014年，在山东农业大学农学实验站(36°09′N，117°09′E)3×3m2的水分池内进行。以冬小麦（济麦22）为供试材料，在200×104ha-1密度下，采用裂区设计，设置3种种植方式和3种灌溉量，探讨种植方式和灌溉量对农田小生境、土壤水信号、叶片水信号以及产量和水分利用效率的影响，分析不同农田小生境下土壤水分特征与作物水信号、作物生长与水信号的关系，明确作物水信号对不同种植方式和灌溉量的响应特点以及种植方式和灌溉量的最佳组合，为提高农业水分利用与产量提供理论依据。3种种植方式分别为单-单(SS)、单-双(SD)、双-双(DD)，每种种植方式设3种灌溉量:在拔节期、抽穗期、灌浆期分别灌溉0、30、60mm。试验结果表明，种植方式和灌溉量显著影响农田小生境、土壤水信号、叶片水信号以及产量和水分利用效率，具体结果如下: 1.冬小麦农田小生境 种植方式和灌溉量显著影响空气温度、相对湿度(P＜0.05)。DD种植方式降低了空气温度，有利于减少田间水分蒸发，其日变化呈“Λ”型，中午12:00或下午14:00最高。随着灌溉量的增加，空气温度大幅度下降。由于植株覆盖，5cm的空气温度要高于50cm。 相对湿度与空气温度呈极显著负相关(P＜0.05)，而土壤温度与空气温度呈正相关，随着空气温度的升高相对湿度降低，土壤温度升高，但土壤温度表现出一定的滞后效应。随灌溉量的增加，土壤温度下降，相对湿度和冠层光合有效辐射(PAR)截获率增大;SD种植方式降低了0、10cm土壤温度，而DD种植方式降低了5、15cm土壤温度。种植方式对其没有显著影响(P＞0.05)。DD种植方式提高了田间相对湿度和PAR截获率，改善了农田小生境。 2.种植方式和灌溉量对土壤水信号的影响 种植方式、灌溉量以及其互作对土壤水有显著影响(P＜0.05)，灌溉量对其作用更显著;DD种植方式提高了土壤含水量，尤其是干旱条件下的土壤含水量。土壤含水量与土壤贮水量和土壤水势呈显著的正相关，土壤贮水量和土壤水势相应增加(P＜0.05)。灌溉提高了土壤含水量、土壤贮水量和土壤水势。种植方式和灌溉主要显著提高了0-60cm土壤含水量(P＜0.05)。 土壤日蒸发强度、不同阶段蒸散量和总蒸散量也随着土壤含水量和农田小生境的变化而变化。灌浆期的日蒸散量低于抽穗期，并随着覆盖率的提高逐日降低。DD种植方式的土壤日蒸发强度、不同阶段蒸散量和总蒸散量最低;随着灌溉量的增加，土壤日蒸发强度、不同阶段蒸散量和总蒸散量也显著增加(P＜0.05)。总蒸散量与产量之间呈一元一次回归关系，两者呈显著正相关(P＜0.05)。 3.种植方式和灌溉量对叶片水信号的影响 叶片气孔导度(SC)、相对含水量(RWC)、水势（Ψw）和渗透势（π）与土壤水呈显著正相关，脱落酸(ABA)与土壤水呈显著负相关(P＜0.05)，随着土壤水的增加，ABA下降，SC、RWC、Ψw、π升高，减轻水分胁迫。种植方式、灌溉量及其互作显著影响灌溉条件下的叶片水信号各项指标(P＜0.05)，灌溉量对其作用更显著。DD种植方式提高了叶片SC、RWC、Ψw、π，降低了ABA含量;随灌溉量的提高，叶片SC、RWC、Ψw、π升高，ABA下降。其中，叶片Ψw日变化与空气和土壤温度呈显著负相关，随着温度的升高，Ψw下降，抽穗期的Ψw高于灌浆期。 产量与叶片SC、RWC、Ψw、π呈显著正相关，与ABA呈显著负相关(P＜0.05)，随着SC、RWC、Ψw、π的升高，ABA的降低，产量提高。叶片水分利用效率(LWUE)和产量水分利用效率(WUE)与SC、Ψw、π呈不显著的负相关(P＞0.05)，SC、Ψw、π的提高不利于水分利用效率的提高。 4.产量和水分利用效率 随着生育进程的推进，作物生长重心逐渐转移至生殖生长，穗干重比例增加，而叶和茎的干重比例均下降，叶和茎的干物质水分利用效率(DMWUE)下降的同时穗的DMWUE逐渐提高，有利于籽粒的成熟。种植方式、灌溉量及其互作显著影响产量和WUE(P＜0.05)，DD种植方式提高了LWUE、DMWUE、WUE和产量;增加灌溉量可降低LWUE、DMWUE、WUE;DD种植方式和灌溉量的互作减少LWUE、DMWUE、WUE的降低，更大的提高产量。 种植方式、灌溉量及其互作也显著影响干物质量、收获指数和产量构成相关指标(P＜0.05)。DD种植方式降低了干物质量、株高和无效小穗数，提高了穗长、有效小穗数、穗数、穗粒数和千粒重，从而提高了产量和收获指数;随灌溉量的增加，株高、穗长、有效小穗数、穗数、穗粒数和千粒重增加，无效小穗数减少，进而产量提高，收获指数随之提高。产量与株高、穗长、有效小穗数和穗粒数呈显著正相关(P＜0.05)。干物质与产量之间呈一元一次回归关系，达极显著相关(P＜0.01)。
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