摘要
近年来，中国淡水资源的短缺和地下水资源的超负荷消耗，使得地下水位线不断下降，甚至达到了国际严重缺水警戒线。农业节水不但是中国经济和社会可持续发展的要求，亦是制约中国农业发展的瓶颈。中国是一个人口大国，在很长一段时期内，产量始终是社会发展的重中之重。因此，为探索在中国北方平原降低土壤水分无效散失，增加产量和水分利用效率的措施，于2015-2016年和2016-2017年在山东农业大学农学试验站进行试验，选取两种耕作方式和两种基因型冬小麦进行裂区试验。主区为免耕(No Tillage，NT)和常规耕作(Conventional Tillage，CT)两种耕作方式，副区为泰农18号和济麦22号两种基因型。通过测定冬小麦的土壤水含量、耗水量、产量、群体数量的动态变化、净光合速率以及荧光参数等，探索免耕和基因型相结合对耗水量以及产量的影响。试验结果表明: 常规耕作处理下的群体数量和干物质量均显著高于免耕处理，济麦22号的群体数量高于泰农18号，但干物质量却显著降低。群体数量和干物质量的不同对影响产量产生影响也对耗水量有显著作用。免耕和小麦基因型之间存在显著的交互作用，免耕具有减产的作用，但也显著增加了冬小麦的千粒重。由于泰农18号的穗粒数较济麦22号显著增加，因此，泰农18号的产量显著高于济麦22号。基于此，泰农18号对免耕的减产作用具有补偿效应。对于气孔导度和净光合速率的研究发现，免耕和泰农18号均显著提高了冬小麦的气孔导度，且免耕处理还显著提高了冬小麦叶片的蒸腾速率和净光合速率。因此，叶片蒸腾速率和净光合速率在一定程度上显著影响了冬小麦产量的形成。 在基因型确定的情况下，免耕可以显著降低冬小麦整个生育期内的土壤耗水量，且能够调节不同土壤层次的土壤水含量;在耕作方式确定的情况下，泰农18号通过减少分蘖从而显著降低了土壤水的消耗量。在耕作方式与基因型相耦合的情况下，济麦22号与常规耕作相结合处理的总耗水量比泰农18号与免耕相结合处理的耗水量显著提高14.8％。泰农18号无效分蘖的减少影响了冬小麦的群体动态变化，从而减少了水分的无效散失。 免耕在减少土壤水分消耗的同时降低了产量，进而影响了冬小麦的水分利用效率。免耕和基因型相耦合对冬小麦水分利用效率的影响结果显示:水分利用效率受到基因型和耕作方式的显著影响，且总的体现为免耕泰农18号(No Tillage1，NT1)最高，免耕济麦22号(No Tillage2，NT2)最低。免耕条件下的水分利用效率比常规低1.2％和3.3％，济麦22的水分利用效率比泰农18号低11.3％和9.6％。而在基因型与耕作方式相耦合的情况下，NT1与CT1之间没有显著性差异。但是NT1的水分利用效率显著高于NT2，这说明，泰农18号可以弥补由免耕导致的水分利用效率的降低。由于免耕显著降低冬小麦产量导致免耕条件下的水分利用效率比常规耕作低。同时，由于泰农18号对免耕减产的补偿效应使得NT1的水分利用效率显著高于NT2。所以，免耕+秸秆覆盖的保护性耕作方式与基因型相结合对水分和产量的耦合产生了积极的影响。
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