不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

王 平, 郭小俊, 张丽娟, 王国宇, 魏 珑, 胡建萍

(1.兰州市农业科技研究推广中心， 甘肃 兰州 730000； 2.庆阳市农业科学院， 甘肃 庆阳 745000)

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

王 平1, 郭小俊1, 张丽娟2, 王国宇1, 魏 珑1, 胡建萍1

(1.兰州市农业科技研究推广中心， 甘肃 兰州 730000； 2.庆阳市农业科学院， 甘肃 庆阳 745000)

[目的] 研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响，为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法] 试验以传统无覆盖平作为对照(CK)，设置秸秆覆盖量SW1(1 500 kg/hm2)，SW2(3 000 kg/hm2)，SW3(4 500 kg/hm2)，全膜覆土穴播(FT)，全膜垄作(RT)，共6个处理。[结果] 与CK相比，RT能提早小麦出苗时间，缩短生育期时间(103 d)，而SW3推迟小麦出苗，延缓了生殖生长(生育期124 d)；小麦苗期FT，RT处理对0—5 cm土层增温效果显著，以RT处理增温显著，较CK增温3.97 ℃，拔节至成熟期FT，RT处理增温效果逐渐减弱，SW1，SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5 cm土层具有降温作用，拔节至成熟期表现为增温效应，SW3增温效果最好；小麦苗期FT，RT处理0—100 cm土层土壤水分含量显著高于CK，SW1，SW2及SW3处理，小麦拔节至成熟期SW1，SW2及SW3处理0—100 cm土层土壤含水分量高于其他处理，以SW3处理最高；FT，SW3处理增产效果最佳(FT，SW3>SW2>SW1>RT>CK)，比CK增产46.23%，且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%)，改善水分利用效率(67.67%)。[结论] 秸秆覆盖SW3(4 500 kg/hm2)可以改善土壤水热状况，减少小麦耗水量，增加水分利用效率，提高小麦产量，与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比，适宜在旱作小麦生产中应用和推广。

覆盖方式; 土壤温度; 土壤含水量; 小麦产量

西北黄土高原半干旱地区，光照资源丰富，降水量少且蒸发量大，降水与农作物供需错位是限制农业生产力提高、农业经济发展的主要因子。近年来，随旱作农业节水技术的全面发展，覆盖栽培已是西北地区主要的抗旱栽培方式。覆盖方式主要为地膜覆盖与秸秆覆盖，其显著的作用就是保墒和调节土壤温度，旱作农业节水技术主要集中在覆盖栽培上。地膜覆盖技术因其良好的增温增产，蓄水保墒作用在甘肃得到了大面积的推广，如全膜双垄沟播、全膜覆土穴播等技术，而秸秆覆盖栽培在以兰州为代表的雨养农业区，山旱地多、机械化程度低，应用处于探索阶段。

传统农业耕作地表裸露，土壤水分蒸发强，水分利用效率低下。覆盖能够有效提高自然降水的利用效率，使作物产量大幅度增加，覆膜与秸秆覆盖对土壤水温与产量的影响有所差异，段义忠等[1]研究表明旱地马铃薯普通地膜、秸秆覆盖较传统耕作方式耕层土壤(0—25 cm)日平均温度提高3.62,2.01 ℃，土壤含水率增加3.25%，2.24%，产量提高10.33%，23.03%。王兆伟等[2]研究发现秸秆覆盖可以起到集雨保墒、有效地抑制土壤蒸发作用和调控土壤温度，抑制土壤蒸发作用与秸秆覆盖量成正比，而覆盖量过大会抑制作物生长生育而造成减产。孟毅等[3]研究证明小麦秸秆覆盖量越大，总耗水量越小，水分利用率随着覆盖量的增加而提高，且覆盖处理下土壤温度各生育阶段均高于不覆盖处理。区域气候环境、土壤类型、覆盖物质及管理措施等条件不同，不同的区域最佳覆盖效果下的秸秆覆盖量不同[4]。地膜覆盖在整个生育期内具有较好的保温增温效果，能降低土壤蒸发，提高水分利用效率[5]。

兰州地区降水主要集中于6—9月，作物前期生长易发生干旱，后期降水相对较多导致容易发生病害而作物减产。降水是旱地作物唯一的水分来源，充分利用有限的天然降水、提高土壤的集雨保墒能力是旱地作物稳产、高产、高效生产的重要研究课题。因而，探索出能够有效集雨的栽培模式对于发展当地农业经济水平具有重要的意义。通过研发推广旱作栽培技术措施来实现该区农田水分的保蓄和高效利用是旱作区农业可持续发展的重要途径。因此，本文拟通过不同覆盖材料与覆盖方式进行旱地小麦栽培试验，研究不同覆盖材料及方式对土壤温度、水分和作物产量的影响，以期为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2015年在榆中县贡井乡贡井村进行，海拔高度2 480 m，年均降水量328.10 mm，蒸发量达1 450 mm，年均气温6.2 ℃，全年日照时数2 666 h，平均无霜期为142 d，≥0 ℃积温3 318 ℃，≥10 ℃积温为2 658.5 ℃，属典型的半干旱气候。2015年降雨量366.1 mm，小麦全生育期降雨量149.6 mm，年蒸发量为1 330 mm。试区为典型的半干旱黄土丘陵区，供试土壤为黄绵土。

1.2 试验设计

供试春小麦品种为陇春27。试验共设6个处理，以露地种植作为对照(CK)，设置平作秸秆覆盖3个(SW1，SW2，SW3)、地膜覆盖2个(FT，RT)，3次重复。小区面积为3.5 m×4 m，露地行距为15 cm，小区间距为50 cm，总占地面积为230 m2。施肥量为纯氮180 kg/hm2，纯磷105 kg/hm2，一次性施入，不做追肥。农家肥22 500 kg/hm2。地膜覆盖的出苗率为95%，播种量均为450～500万粒/hm2，秸秆覆盖与CK的出苗率为85%，播种量为500～560万粒/hm2。种植方式为，全膜覆土穴播、地膜垄作为小型穴播机播种，每穴8～10粒，传统耕作与秸秆覆盖用人工开沟的方式种植。

小麦秸秆覆盖(SW1)：小麦秸秆长为20 cm，秸秆量为1 500 kg/hm2，播种后立即覆秸秆。

小麦秸秆覆盖(SW2)：所覆秸秆量为3 000 kg/hm2，其余同上。

小麦秸秆覆盖(SW3)：秸秆量为4 500 kg/hm2，其余同上。

全膜覆土穴播(FT)：所用地膜厚度为0.006 mm，播前一周铺膜覆土，膜面覆土1.5 cm。

全膜垄作栽培(RT)：采用穴播机在垄上进行种植，行距16 cm。垄宽90 cm,垄高12cm，垄间沟宽15cm。

1.3 样品采集与收获

在2015年小麦收获后(7月21日)、播前(3月23日)、出苗期(4月17日)、拔节期(5月12日)、开花期(6月2日)、灌浆期(7月8日)用土钻(内径为4 cm)分别采集0—100 cm的土样，每10 cm为1采集层，采用对角线采样法，每小区5个点，同层样品混合，剔除作物根系后混匀分析。

1.4 测定项目

1.4.1 土壤水分

(1) 称取鲜土样20.00 g，放入称重的铝盒中，105 ℃下烘至恒重，用土样鲜重和干重之差计算土壤水分，水分含量以水分占干土重的百分数表示。

(2) 土壤贮水量：W=h×a×b×10

式中：W——土壤贮水量(mm)；h——土层深度(cm)；a——土壤容重(g·cm-3)；b——土壤含水量(%)； 10——换算系数。

(3) 作物耗水量：ETa=P+U-R-F-ΔW

式中：ETa——作物耗水量(mm)；P——作物生育期有效降水量(mm)；U——地下水补给量(mm)；R——径流量(mm)；F——深层渗漏量(mm)； ΔW——计算时段内土壤贮水量的变化(mm)。式中土壤贮水量及作物耗水量均以2 m土层含水量计算；因试验区地下水位较低，多在几十米以下，所以地下水上移补给量、深层渗漏、地面径流均忽略不计，因此上式可简化为：ETa=P-ΔW[6]。

1.4.2 土壤温度 采用沃第森纽扣式电子温度记录仪进行温度测定，将温度记录仪埋入小麦地5 cm处，温度记录仪每隔1 h进行一次温度记载，日平均土壤温度采用24 h的均值。

1.4.3 小麦测产 于灌浆期测定每个小区小麦hm2穗数；小麦成熟后，每个小区随机取3个1 m2面积(非边行小区且离小区边0.5 m以上)测产，并取20株小麦进行考种(穗粒数、穗长、株高、小穗数、千粒重)，并计算籽粒产量、生物产量。

1.5 相关计算及数据统计

水分利用效率=小麦籽粒产量/小麦生育期耗水量。

试验数据采用Microsoft Excel 2007进行处理及绘图，行处理DPS 7.05软件进行统计分析，用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 覆盖方式对小麦生育期的影响

如图1所示，覆盖方式显著影响小麦的生育进程，各处理春小麦生育天数为103～124 d，其中播种至出苗的天数为16～27 d，苗期至分蘖的天数为16～18 d，拔节至开花的天数持续36～45 d，开花至成熟的天数36～42 d。与CK相比，覆膜处理有利于促进小麦出苗，覆膜垄作(RT)、覆土穴播覆膜(FT)处理下，出苗时间分别为16，18 d，CK与秸秆覆盖的出苗时间为24～27 d，以SW3的出苗时间最晚；小麦灌浆至成熟期的天数为27～33 d，以RT的灌浆时间最短，FT与SW3的灌浆时间最长达到30，32 d，其余灌浆时间在30 d以下，灌浆时间越长越有利于小麦籽粒产量的形成。

图1 不同覆盖方式下的小麦生育期特征

注：SW1，SW2，SW3，FT，RT为不同覆盖方式(详见正文1.2)，CK为对照。下同。

覆盖方式对小麦的出苗影响很大，与CK相比，覆膜处理能够促进小麦出苗，秸秆覆盖则延缓了小麦出苗时间，其中覆膜垄作(RT)更有利于小麦的出苗，仅需16 d，覆土穴播覆膜(FT)小麦出苗18 d。而覆盖秸秆推迟了出苗时间，随着覆盖秸秆量的增大出苗时间越迟，推迟2～3 d。在小麦生育期，与秸秆覆盖延长了生育期(4～9 d)，且随着秸秆覆盖量的增大延缓时间越长；覆土穴播(FT)种植延长了小麦生育期，较CK迟熟10 d。与CK相比覆膜缩短了小麦的生育期，促进了小麦的提前出苗，延缓了生殖生长过程。但RT后期出现了“青干现象”较FT生育期提前了7 d，覆膜种植方式则提前促进了小麦的成熟。

2.2 覆盖方式对土壤温度的影响

4月0—5 cm土壤平均温度CK(9.88 ℃)，FT(12.86 ℃)，RT(13.81 ℃)，SW1(9.61 ℃)，SW2(9.02 ℃)，SW3(8.94 ℃)，大气温度为12.57 ℃(图2)。4月份地膜覆盖处理具有显著的保温作用，土壤温度较气温温度高，RT处理较FT，CK处理土壤温度提高了0.95，3.93 ℃；随秸秆覆盖量的增大土壤温度逐渐下降，SW1，SW2，SW3处理与CK相比，土壤温度分别降低了0.27，0.86，0.94 ℃。

5月0—5 cm土壤平均温度CK(13.65 ℃)，FT(15.32 ℃)，RT(14.43 ℃)，SW1(13.22 ℃)，SW2(12.85 ℃)，SW3(12.71 ℃)，大气温度为14.87 ℃。与CK相比地膜覆盖具有保温作用，秸秆覆盖具有降温作用。而垄作方式下的小麦提前进入了拔节期，地膜不同覆盖方式的作用发生了变化，覆土穴播对土壤温度的增温较覆膜垄作、CK提高了0.89，1.67 ℃。在小麦播种至苗期地膜能够提高土壤表层温度，秸秆覆盖降低了土壤表层温度，且随着秸秆覆盖量的增加地温下降越大。

6月0—5 cm土壤平均温度CK(15.98 ℃)，FT(16.80 ℃)，RT(16.02 ℃)，SW1(15.84 ℃)，SW2(15.97 ℃)，SW3(16.07 ℃)，大气温度为17.85 ℃。随小麦进入拔节抽穗期后，随秸秆量的增大，秸秆覆盖具有增温作用，SW3处理与CK相比，提高了土壤温度0.02 ℃。

7月0—5 cm土壤平均温度CK(17.26 ℃)，FT(17.79 ℃)，RT (17.96 ℃)，SW1(17.18 ℃)，SW2(17.20 ℃)，SW3(18.30 ℃)，大气温度为19.98 ℃。地膜、秸秆覆盖均具有保温作用，其中RT>FT，SW3>SW2>SW1。

小麦整个生育期土壤温度为CK(15.02 ℃)，FT(16.22 ℃)、RT(16.16 ℃)，SW1(14.83 ℃)，SW2(14.97 ℃)，SW3(15.36 ℃)，大气温度为17.18 ℃，地温的变化与气温的变化一致，地温滞后于气温的变化。小麦全生育期地膜覆盖下(FT，RT)的0—5 cm土壤温度分别较CK高1.20，0.94 ℃，秸秆覆盖下的土壤温度SW1，SW2较CK分别降低了0.09，0.05 ℃，SW3较CK增加了0.24 ℃。

在本试验区，秸秆覆盖处理具有阶段性的降温与增温的双重效应，在小麦生育前期表现为降温，生育后期为升温。

图2 不同覆盖方式下的0-5 cm深度土层土壤温度的变化

2.3覆盖方式对土壤水分的影响

不同覆盖方式下的0—100 cm土壤含水量在不同生育期的差异较大，随着小麦生育期的推进各层土壤含水量呈现逐渐降低趋势，在小麦成熟期的土壤含水量最低(图3)。

小麦苗期，各处理土壤含水量垂直分布为先增后降。各处理0—10 cm土壤含水量差异不显著，10—100 cm土层的土壤含水量差异较大，与CK相比各覆盖种植方式均能够提高土壤含水量(FT>SW3>SW2>SW1>RT>CK)，FT，RT，SW1，SW2，SW3处理下土壤含水量较CK提高了13.27%，3.72%，7.42%，8.16%，9.04%。覆膜具有保墒作用，FT>RT，RT处理土壤含水量较低可能是小麦地温较高，生育期提前，小麦耗水量较大；FT处理保墒集雨较好，土壤含水量较大；秸秆覆盖具有保墒作用，土壤含水量随秸秆覆盖量的增大而增加。

图3 小麦各生育期土壤含水量的变化

小麦拔节期，0—40 cm土层各处理土壤含水量差异较大，受小麦生长及覆盖方式的影响，各处理土壤含水量的大小为：SW3>SW2>SW1>CK>FT>RT，RT和FT较CK降低了14.78%，11.40%，SW1，SW2，SW3与CK相比，土壤含水量提高了6.46%，11.62%，22.38%。50—100 cm土层土壤含水量的大小为SW3，SW2，SW1，CK，FT>RT。

小麦开花期，各处理40—100 cm土层土壤含水量较0—40 cm提高3.92%～15.90%。0—40 cm土层各处理土壤含水量的大小为：SW3>SW2>SW1>CK>FT>RT，土壤含水量表现为RT 和FT 处理较CK分别降低了9.96%，2.02%，SW1，SW2，SW3处理下土壤含水量较CK提高了5.39%，11.37%，17.46%。50—100 cm土层土壤含水量表现为RT和FT处理较CK 降低了21.37%，7.73%，SW1，SW2，SW3处理土壤含水量较CK提高了5.84%，8.00%，8.28%。

小麦成熟期，土壤含水量各处理差异显著，40—100 cm土层土壤含水量较0—40 cm提高4.24%～28.23%。RT和FT处理下0—40 cm土层平均土壤含水量较CK均降低了30.23%，16.46%，SW1，SW2，SW3处理下的土壤含水量较CK提高了13.38%，19.80%，39.85%。RT 和FT 处理50—100 cm土层土壤含水量较CK分别降低了33.91%，2.64%，SW1，SW2，SW3处理土壤含水量较CK提高了27.73%，29.94%，33.26%。

秸秆覆盖能显著提高0—100 cm土层土壤含水量，且土壤含水量随秸秆覆盖量的增加而增加。地膜覆盖具有双重效益，前期小麦地膜覆盖较CK能够改善土壤水分状况，后期由于作物过度耗水致使土壤含水量较CK低。

2.4 覆盖方式对小麦产量和主要指标的影响

各处理小麦籽粒产量、生物产量、穗数、千粒重、耗水量及水分利用率差异显著(表1)。覆盖方式显著影响小麦产量及生物产量(FT，SW3>SW2，RT，SW1>CK)，FT，SW3处理下籽粒产量、生物产量最大，较CK增幅分别为13.75%～46.23%，5.75%～48.83%。

覆盖方式对小麦有效穗数的影响表现为地膜覆盖>秸秆覆盖>CK，RT处理下有效穗数最大，较CK提高了42.30%；覆盖方式下，麦穗粒数FT，SW3处理显著大于SW2，SW1，RT，CK处理；小麦千粒重在SW3处理下最大在RT处理下最小，主要是RT处理前期过量的耗水，小麦开花至成熟期土壤含水量低而无法满足作物的正常生长需求，在小麦灌浆期出现了“青干”现象。

秸秆覆盖能减少土壤耗水量，随秸秆覆盖量的增大而减小，而地膜覆盖能增加耗水量，与CK相比，FT与RT增加了4.58%，6.59%耗水量，与CK相比，SW1，SW2，SW3处理降低了耗水量4.22%，5.57%，9.87%。秸秆覆盖能显著提高水分利用效率，水分利用效率随秸秆覆盖量的增大而增大(SW3，SW2>SW1>FT>RT>CK)。

表1 小麦产量性状及水分利用效率

3 讨论与结论

3.1 不同覆盖方式的土壤温度效应

覆盖方式对土壤温度的影响各异，这主要是覆盖对太阳能吸收的能力不一造成的。研究表明覆膜能够增加土壤温度，全生育期平均温度覆膜高于秸秆覆盖。特别是增加小麦生育前期的地温，覆膜起垄土壤温度高于平作高于不覆膜，起垄增加了土表面积、改变了太阳入射角度提高了土壤温度[7]。且地膜覆盖在低温期增温效果最为明显，0—20 cm土层土壤平均温度比无覆盖时高3～5 ℃[8]。覆膜增温使小麦出苗提前，各生育期均有所提前，并且单株干重明显增加，为旺盛的营养生长为小麦高产奠定了基础[9]，这与本研究结论相类似及覆膜促进了小麦的出苗与各生育期的提前，前期覆膜较秸秆覆盖土壤温度具有明显的增温作用，随着生育期的推进增温效果减弱，秸秆覆盖则延缓了出苗时间，并随着秸秆覆盖量的增大出苗时间推迟，秸秆覆盖与全膜覆土穴播与CK相比均能延迟小麦的成熟期，而覆膜提前了小麦的各生育期的提前，在小麦生育后期覆膜与CK相比仍具有增温效果，而低量秸秆具有降温作用。王荣堂等[10]研究发现膜覆盖在作物旺盛生长期具有降温效应，这与他的结论有出入，这可能是由不同的地理环境有关。秸秆覆盖可以有效地抑制土壤蒸发，提高土壤蓄水保墒能力，能够有效的调控旱地土壤水热状况，调控效果与秸秆覆盖量具有很大关系。王兆伟等[11]研究秸秆覆盖对土壤温度的调节效应主要表现在作物生长前期，秸秆覆盖在作物生长前期对土壤表层的水分蒸发和温度调控效果明显，秸秆覆盖量越大效果越明显，秸秆覆盖量越高对土壤蒸发的抑制效果越好。但覆盖量过大会引起低温效应影响作物生长生育甚至造成减产[12]，在山西旱作区的最佳覆盖玉米秸秆量为4 500 kg/hm2。本研究表明，地膜覆盖能有效增加全生育期的土壤有效积温，垄作覆膜与全膜覆土穴播、传统平作相比全膜垄作覆膜方式保温效果最为明显，特别是小麦生育前期垄作全覆膜，覆秸秆在小麦全生育期具有降温作用，效应受外界温度和小麦生长的影响，与传统耕作相比小麦不同生育期覆秸秆下的土壤地温同时具有降温与增温的双重作用，播前至拔节期具有降温的作用，抽穗至成熟期具有升温作用，随着覆盖秸秆量的增大作用越明显。

3.2 不同覆盖方式的土壤水分效应

旱地土壤水分高低取决于降水蓄保、耗水和土壤水分迁移几个方面。地膜透水性差，保墒抑蒸效果好于秸秆覆盖，但秸秆覆盖对降水的入渗率高于覆膜，无论地膜覆盖还是秸秆覆盖，在某些生育时期和土层，都会出现较增墒和降墒的双重效应，这与多数研究结果[13]相似，也有研究表明秸秆覆盖在不同生育期均能提高土壤水分，这可能与气候及降雨量不同有关。柴守玺等[14]研究发现覆膜处理均能明显改善小麦孕穗前0—200 cm土壤水分条件；孕穗期之后覆膜0—200 cm土壤贮水量迅速降低，并显著低于CK，这与本研究结论相似。本研究覆膜垄作含水量低于覆土穴播，这可能是由于覆土穴播与垄作覆膜相比，垄作覆膜更加能够有利于温度的提高，在作物生殖生长阶段随气温的增高小麦生长加速，植株蒸腾、棵间蒸发加强，其土壤温度越高蒸发越大土壤含水量越低，过量的耗水使小麦出现“青干”现象，造成减产。覆膜作物耗水较多，入渗较低在作物前期墒情较好随着生育期的推进作物耗水量增加土壤水分含量下降，秸秆覆盖保墒较传统耕作高且耗水也大，在降雨量少的地区“双重效益”未出现。周凌云等[15]研究发现秸秆覆盖使小麦棵间蒸发量大为减少，麦田土壤水分消耗较慢，含水量高于传统对照。覆盖对生育前期土壤含水量影响较大，且影响范围在40 cm土层以内。到小麦生长后期，耗水以叶面蒸腾为主，植株蒸腾量大，使麦田土壤水分消耗加快，但小麦生长期的总耗水量并未增加，覆盖只是改变了棵间土壤蒸发与叶面蒸腾之间的耗水比例。覆盖量过少，保墒效果差，覆盖量过大，会造成小麦根部呼吸减弱，有害气体增加，适宜的覆盖量为4 500 kg/hm2[16]。

3.3 不同覆盖方式对小麦增产的效益

通过提高作物的水分利用效率和产量是旱作农业研究的主要课题，旱作农业生产中，利用地膜覆盖被认为是提高土壤水分、促进作物生长和提高作物产量的有效农业措施，也有研究认为秸秆覆盖能储存更多土壤水、减少土壤蒸发、改善作物生长，进而提高产量。高婷等[17]研究半干旱区不同覆盖物对小麦的影响时发现地膜覆盖较秸秆覆盖有利幼苗发育，表现分蘖率和收获穗多提高产量。本研究FT，SW3处理对小麦的产量促进作用更大(FT，SW3>SW2>RT>SW1>CK)，FT处理具有良好的保墒增温效果，加快了小麦幼穗分化时间，分蘖成穗率提高，增加了小麦的成穗数，从而提高了产量[18]，SW3处理改善了小麦生育中后期土壤水温条件，延缓小麦生殖时间，增加了小麦的千粒重，进而增加了产量。而本研究与王丽芳[19]研究结果不一致，其研究表明覆盖方式对产量影响的大小为垄膜覆盖>秸秆覆盖>平膜覆盖，小麦产量在垄膜覆盖下高于平膜覆盖27.4%，这可能是由于不同地理环境与降雨量不一致造成的。而FT处理较SW3处理增加了小麦耗水水量，增加了白色污染，综合产量、耗水量、环境的承载力及农业可持续发展，秸秆覆盖(覆盖量为4 500 kg/hm2)适宜在本试验区应用和推广。

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EffectsofDifferentMulchingPatternsonSoilHydrothermalCharacteristicsandWheatYield

WANG Ping1, GUO Xiaojun1, ZHANG Lijuan2, WANG Guoyu1, WEI Long1, HU Janping1

(1.LanzhouAgro-technicalResearchandPopularizationCenter,Lanzhou,Gansu730070,China; 2.QingyangAcademyofAgriculturalSciences,Qingyang,Gansu745000,China)

[Objective] The influences of different field mulching treatments on soil hydrothermal characteristics and grain yield of spring wheat were studied to provide theoretical basis for the selection of mulching materials and method of soil moisture conservation. [Methods] The experiment had six treatments: traditional flat planting (CK), three levels of wheat straw(straw mulching quantities were 1 500 kg/hm2(SW1), 3 000 kg/hm2(SW2), and 4 500 kg/hm2(SW3)), whole field soil-plastic mulching (FT), and ridges were covered with plastic and the furrows

no mulching (RT). [Results] As compared with CK, RT could advance the seedling emergence, and shorten the growth duration days (103 d). Whereas, SW3could delay the emergence, postpone the growth duration (124 d). Treatments of FT and RT could increase soil temperature (0—5 cm) and soil water content (0—100 cm) at the seedling stage. The averaged soil temperature increment was 3.97 ℃ under RT in comparison with that of CK. Treatments of FT and RT could not increase soil temperature (0—5 cm) and soil water content (0—100 cm) remarkably at stages from jointing to maturity. SW1,SW2and SW3decreased soil temperature (0—5 cm) and soil water content (0—100 cm) at the seedling stage, whereas increased soil temperature (0—5 cm) and soil water content (0—100 cm) at stages from jointing to maturity. Soil water content was higher under SW3treatment than those of others. Wheat yields under FT and SW3treatments were significantly higher than those of other treatments (SW3, FT>SW2>SW1>RT>CK). In comparison with the yield of CK, the significant increase under SW3was 46.23%, water use efficiency increased by 67.67%, and total water consumption decreased by 18.53%. [Conclusion] Soil moisture and temperature conditions were both improved, wheat yield and water use efficiency were also increased, simultaneously total water consumption was decreased. If the problem of “white pollution” of plastic film mulching is considered, undoubtedly, the wheat straw mulching SW3(4 500 kg/hm2) is appropriate for its environment-friendship, high-yielding management solution and ecosystem sustainability in dryland agriculture.

mulchingpattern;soiltemperature;soilmoisture;wheatyield

A

1000-288X(2017)05-0069-07

S512.1+2, S157.4

文献参数： 王平, 郭小俊, 张丽娟, 等.不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响[J].水土保持通报，2017,37(5)：69-75.

10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.012； Wang Ping, Guo Xiaojun, Zhang Lijuan, et al. Effects of different mulching patterns on soil hydrothermal characteristics and wheat yield[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(5)：69-75.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.012

2017-02-21

2017-02-27

兰州市科技局计划项目“旱作农业轮耕技术及配套耕作技术的研究与开发”(2015-3-60)

王平(1979—),男(汉族),甘肃省定西市人,硕士研究生，农艺师,主要从事作物栽培与耕作工作。E-mail:wangping0931@163.com。

郭小俊(1962—),男(汉族),甘肃省临洮县人,本科，高级农艺师,主要从事农业技术推广工作。E-mail: 502520007@qq.com。