測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥-玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響

武繼承，楊永輝， 潘曉瑩，張潔梅，何 方

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002； 2.農(nóng)業(yè)部作物高效用水原陽科學(xué)觀測實驗站，河南 原陽 453514)

測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥-玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響

武繼承1,2，楊永輝1,2， 潘曉瑩1,2，張潔梅1,2，何 方1,2

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002； 2.農(nóng)業(yè)部作物高效用水原陽科學(xué)觀測實驗站，河南 原陽 453514)

為尋求節(jié)水節(jié)肥增產(chǎn)增效的水肥配置模式，在河南省通許縣進行測墑灌溉[虧缺灌溉(田間持水量的50%～60%)、限量灌溉(田間持水量的65%～75%)、充分灌溉(田間持水量的75%～85%)]條件下不同養(yǎng)分配置[底施專用肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2、底施控釋肥600 kg/hm2、底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2、底施控釋肥750 kg/hm2、底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2]對小麥-玉米產(chǎn)量及水分利用的影響研究。結(jié)果表明，限量灌溉處理可促進作物生長發(fā)育，與虧缺灌溉處理相比，小麥株高、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量總體均增加，不孕穗數(shù)下降，玉米有效穗長和千粒質(zhì)量增加；與充分灌溉處理相比，小麥小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和玉米雙行粒數(shù)、千粒質(zhì)量總體均增加。對于小麥來說，限量灌溉處理較虧缺灌溉處理增產(chǎn)6.73%～11.61%，較充分灌溉處理增產(chǎn)0.71%～4.11%；水分利用效率較虧缺灌溉處理提高0.51～1.29 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高0.63～1.12 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。對于玉米來說，限量灌溉處理較虧缺灌溉處理增產(chǎn)17.44%～21.45%，較充分灌溉處理增產(chǎn)1.20%～9.04%；水分利用效率較虧缺灌溉處理提高2.06～3.42 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高1.28～3.09 kg/(mm·hm2)，以控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。對于小麥-玉米來說，限量灌溉處理周年產(chǎn)量較虧缺灌溉處理增產(chǎn)11.99%～15.33%，較充分灌溉處理增產(chǎn)0.96%～4.99%；周年水分利用效率較虧缺灌溉處理提高1.51～1.81 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高0.88～1.67 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。根據(jù)作物產(chǎn)量和水分利用效率的分析結(jié)果，在該降水年型條件下，采用限量灌溉、底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理，既能提高小麥-玉米產(chǎn)量和水分利用效率，同時實現(xiàn)了節(jié)水增效的目的。

測墑灌溉; 養(yǎng)分運籌; 控釋肥; 小麥; 玉米; 產(chǎn)量; 水分利用效率

水分和肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中影響作物生長發(fā)育的兩大重要因素，也是最容易控制的因素。在水分資源短缺、地下水位嚴重下降的區(qū)域，對農(nóng)作物節(jié)水灌溉技術(shù)與模式的研究越來越受到重視。河南省是農(nóng)業(yè)大省，常年缺水量50億m3，地下水漏斗面積達1.7萬km2，灌水利用系數(shù)約為0.6，水分利用效率為1.0～1.2 kg/m3[1]。因此，開展測墑灌溉、節(jié)水灌溉及其水肥一體化技術(shù)研究，對實現(xiàn)資源高效利用和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義和長遠意義。已有研究表明，測墑灌溉和節(jié)水灌溉及其水肥一體化技術(shù)對改善作物光合特性[2-3]、干物質(zhì)積累與分配[4]、耗水特性[5]，提高作物產(chǎn)量及水分利用效率[6-8]具有重要作用。易立攀等[9]研究表明，對0～40 cm土層進行測墑灌溉，在小麥全生育期降水量為146.6 mm時，補水80.96 mm，冬小麥籽粒產(chǎn)量達到10 075 kg/hm2，比0～140 cm土層測墑補灌少灌水36.53 mm，籽粒產(chǎn)量無顯著差異，水分利用效率和灌溉效益顯著提高。許驥坤等[10]認為，在拔節(jié)期、開花期將0～40 cm土層土壤含水量補充至目標含水量70%時有利于提高籽粒產(chǎn)量、水分利用效率，并顯著高于拔節(jié)期、開花期均灌水60 mm處理。潘曉瑩等[11]研究表明，適度干旱有利于氮肥增效，而重度干旱時增施氮肥則表現(xiàn)為負效應(yīng)，在土壤含水量75%～80%時追施氮肥增產(chǎn)效果最好。武繼承等[1，12-13]研究指出，分期灌溉與分期施肥相結(jié)合可以顯著提高作物產(chǎn)量和水分利用效率，并以2水2肥或灌2水[600 m3/(hm2·次)]的周年水肥利用效果較好；在同等氮肥用量情況下，分期施肥與補充灌溉相結(jié)合處理的產(chǎn)量和水分利用效率均高于一次性施肥。楊永輝等[14-15]在不同土壤類型上采用不同水氮運籌方式改善了小麥的光合特性,促進了小麥生長，提高了小麥產(chǎn)量及水分利用效率，并以每次灌水225 m3/hm2與底施N 60%+拔節(jié)期追施 N 20%+灌漿期追施 N 20%處理的凈光合速率、產(chǎn)量和水分利用效率最高；而且在相同灌水量條件下,隨施氮量的增加玉米產(chǎn)量顯著提高,水分利用效率表現(xiàn)為先增后降的趨勢。劉作新等[16]通過 8 a連續(xù)試驗分析了遼西氮、磷、水及其耦合對小麥、玉米產(chǎn)量的影響,提出了針對小麥、玉米產(chǎn)量的最佳水肥配比。楊蕊菊等[17]研究表明，小麥/玉米獲取12 952.5～13 880.0 kg/hm2產(chǎn)量水平的施氮量為420～603 kg/hm2，施磷量為120 kg/hm2，灌水量為5 550～6 570 m3/hm2。李紹飛等[18]通過比較6種不同水肥耦合節(jié)水灌溉條件下冬小麥的生長、田間耗水量、土壤含水量、產(chǎn)量及水分利用效率發(fā)現(xiàn)，灌水越多，耗水量、耗水強度越大,施肥量增加，耗水量下降；水分利用效率則以中量灌水最好。李開峰等[19]研究管栽根區(qū)不同濕潤方式(整體濕潤、上濕下干、上干下濕)和施肥方式(整體施肥、上層施肥、下層施肥)對冬小麥產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)，上層施肥方式有利于增加冬小麥生物量，上濕下干方式的耦合效應(yīng)明顯；水肥同區(qū)處理的水分利用效率顯著高于水肥異區(qū)處理。綜上，目前關(guān)于小麥測墑灌溉[3-5,9-11]或水肥耦合的研究較多[2,6-7,14,19]，但對于小麥-玉米周年測墑灌溉或水肥耦合[1，8,12-13]效應(yīng)的研究相對較少。為此，探討了測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥-玉米產(chǎn)量及水分利用的影響，以期尋求合理的小麥-玉米節(jié)水增效技術(shù)模式，促進區(qū)域水肥資源高效利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料和方法

1.1研究區(qū)概況

試驗在河南省通許縣厲莊鄉(xiāng)司馬莊村進行，該地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，全年太陽輻射總量為512.7 kJ/cm2，年平均光照時數(shù)為2 428 h，日照率為55%,年平均氣溫為14.2 ℃，≥10 ℃有效積溫為4 660 ℃，無霜期為222 d，多年平均降水量為682.4 mm，其中7—9月的降水量占全年降水量的60%，年蒸發(fā)量為1 936 mm,存在較嚴重的春旱和伏旱。土壤為壤質(zhì)潮土，土壤母質(zhì)為河流沖積物，該地區(qū)地勢平坦，海拔60 m，耕層含有機質(zhì)14.60 g/kg、全氮 1.08 g/kg、全磷1.02 g/kg、全鉀18.6 g/kg、水解氮98.4 mg/kg、速效磷16.6 mg/kg、速效鉀92.6 mg/kg。

1.2試驗材料

小麥品種為周麥28，播量為240 kg/hm2；玉米品種為鄭單958，60 cm等行距播種，種植密度5 350株/hm2。小麥專用肥氮、磷、鉀配比為N∶P2O5∶K2O=210∶150∶90，即N210P150K90，玉米專用肥氮、磷、鉀配比為N∶P2O5∶K2O=255∶120∶90，即N255P120K90；控釋肥總養(yǎng)分含量為43%，氮、磷、鉀配比為N∶P2O5∶K2O=225∶52.5∶60。追施肥料為尿素，含N 46%。

1.3試驗設(shè)計

試驗設(shè)置3種灌溉類型：虧缺灌溉(KW，田間持水量的50%～60%)、限量灌溉(XW，田間持水量的65%～75%)、充分灌溉(CW，田間持水量的75%～85%)。灌溉方式為地面微噴灌，根據(jù)不同生育階段土壤含水量與目標含水量的差值，確定灌水量，灌水量為22.5～60.0 mm/次，一般灌水時間為返青—拔節(jié)期、揚花—灌漿期。設(shè)置5種施肥類型：底施專用肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2(對照，1)、底施控釋肥600 kg/hm2(2)、底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2(3)、底施控釋肥750 kg/hm2(4)、底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2(5)。小麥底施專用肥和控釋肥，氮肥根據(jù)補墑灌溉時間分2次追施，返青—拔節(jié)期追施N 45 kg/hm2，揚花—灌漿期追施N 30 kg/hm2；玉米底施專用肥和控釋肥，采用種肥同播一次施入土壤，氮肥根據(jù)補墑灌溉時間一次性追施，一般在大喇叭口期。隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積5.0 m×5.6 m。

1.4測定項目及方法

1.4.1 土壤含水量 采用FDR土壤水分定位觀測結(jié)合烘干法進行土壤含水量的測定。

1.4.2 小麥、玉米生長發(fā)育指標及產(chǎn)量 測定成熟期小麥株高、穗長、不孕穗數(shù)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量等；測定成熟期玉米株高、穗行數(shù)、有效穗長、雙行粒數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量等。

2 結(jié)果與分析

2.1測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥、玉米生長發(fā)育的影響

2.1.1 小麥 從表1可以看出，與相應(yīng)對照相比，虧缺灌溉條件下，其他處理小麥株高提高1.9～3.2 cm，穗長增加0.9～1.0 cm，小穗數(shù)增加0.3～0.8個，穗粒數(shù)增加3.2～6.0粒，不孕穗數(shù)減少0.2～1.0個，千粒質(zhì)量增加0.46～1.50 g；充分灌溉條件下，其他處理小麥株高提高0.3～1.6 cm，穗長增加0.3～0.5 cm，小穗數(shù)增加0.1～0.4個，穗粒數(shù)增加0.8～8.4粒，不孕穗數(shù)增減無明顯規(guī)律，千粒質(zhì)量增加0.18～1.20 g；限量灌溉條件下，其他處理小麥株高提高1.0～2.1 cm，穗長增加0.3～0.7 cm，小穗數(shù)減少0.1～0.4個，穗粒數(shù)增加2.3～13.8粒，不孕穗數(shù)減少0.3～0.7個(除XW5處理增加0.3個外)，千粒質(zhì)量增加0.72～1.88 g，總體上均以底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，其次為控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。

表1 測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥生長發(fā)育的影響

與虧缺灌溉處理相比，限量灌溉和充分灌溉處理小麥株高、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量總體均增加，不孕穗數(shù)有不同程度的下降。其中，同一施肥處理限量灌溉處理小麥株高增加1.4～2.9 cm，穗長增加0.1～0.7 cm，小穗數(shù)增加0.3～1.2個，穗粒數(shù)增加1.3～10.0粒，不孕穗數(shù)減少0.2～0.9個，千粒質(zhì)量增加1.60～2.48 g；充分灌溉處理小麥株高增加2.1～3.8 cm，穗長除底施控釋肥600 kg/hm2和底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理外，其他處理增加0.1～0.6 cm，小穗數(shù)增加0.1～0.6個，穗粒數(shù)增加1.2～8.6粒，不孕穗數(shù)減少0.2～1.2個，千粒質(zhì)量增加1.20～2.58 g。與充分灌溉處理相比，限量灌溉條件下底施控釋肥600 kg/hm2、底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2和底施控釋肥750 kg/hm2處理小麥小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均增加，其他處理沒有明顯的變化規(guī)律。

2.1.2 玉米 由表2可以看出，與相應(yīng)對照相比，虧缺灌溉條件下，其他處理玉米株高提高4.50～22.83 cm，有效穗長增加0.48～1.44 cm，穗行數(shù)增加0.4～2.9行，雙行粒數(shù)增加6.0～11.0粒，千粒質(zhì)量增加14～26 g，千粒質(zhì)量以底施控釋肥750 kg/hm2增加最多，有效穗長和雙行粒數(shù)均以底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理增加最多，株高和穗行數(shù)則均以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理增加最多；充分灌溉條件下，其他處理玉米株高提高2.83～8.33 cm，有效穗長增加0.21～2.00 cm，穗行數(shù)增加0.8～2.0行，雙行粒數(shù)增加1.6～6.6粒，千粒質(zhì)量增加4～15 g，穗行數(shù)、有效穗長和千粒質(zhì)量均以底施控釋肥750 kg/hm2增加效果最好，株高以底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理提高最多，雙行粒數(shù)以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg /hm2處理增加最多；限量灌溉條件下，其他處理玉米株高提高3.33～12.33 cm，有效穗長增加1.32～2.14 cm，穗行數(shù)增加0～0.8行，雙行粒數(shù)增加0.2～11.0粒，千粒質(zhì)量增加5～16 g，千粒質(zhì)量和株高均以底施控釋肥750 kg/hm2處理增加最多，有效穗長、穗行數(shù)和雙行粒數(shù)均以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理增加最明顯。

表2 測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對玉米生長發(fā)育的影響

與虧缺灌溉處理相比，限量灌溉處理玉米有效穗長提高0.26～1.78 cm，千粒質(zhì)量增加7～17 g，株高和穗行數(shù)沒有明顯規(guī)律，雙行粒數(shù)除底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理外增加0.6～12.2粒；充分灌溉處理玉米有效穗長增加0.01～1.34 cm，千粒質(zhì)量增加2～14 g，株高和雙行粒數(shù)沒有明顯規(guī)律，穗行數(shù)除底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理外增加0.4～1.2行。與充分灌溉處理相比，限量灌溉處理玉米株高、穗行數(shù)、有效穗長沒有明顯變化規(guī)律，雙行粒數(shù)和千粒質(zhì)量則明顯增加。

2.2測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥、玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響

2.2.1 小麥產(chǎn)量和水分利用效率 從表3可以看出，與相應(yīng)對照相比，虧缺灌溉條件下，其他處理小麥產(chǎn)量增加4.79%～11.43%，水分利用效率提高0.66～0.93 kg/(mm·hm2)；充分灌溉條件下，其他處理小麥產(chǎn)量增加0.76%～5.17%，水分利用效率只有底施控釋肥750 kg/hm2處理提高了0.05 kg/(mm·hm2)和底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理提高了0.07 kg/(mm·hm2)；限量灌溉條件下，其他處理小麥產(chǎn)量增加0.20%～8.12%，水分利用效率只有底施控釋肥750 kg/hm2處理提高了0.46 kg/(mm·hm2)和底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理提高了0.02 kg/(mm·hm2)，總體上以底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。

與虧缺灌溉處理相比，限量灌溉處理小麥增產(chǎn)6.73%～11.61%，充分灌溉處理小麥增產(chǎn)4.01%～10.21%；限量灌溉處理水分利用效率提高0.51～1.29 kg/(mm·hm2)，充分灌溉處理只有對照的水分利用效率提高了0.58 kg/(mm·hm2)。與充分灌溉處理相比，限量灌溉處理小麥增產(chǎn)0.71%～4.11%，水分利用效率提高0.63～1.12 kg/(mm·hm2)，耗水量降低8.1～12.0 mm，以底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。

綜合分析小麥產(chǎn)量和水分利用效率，在該降水年型條件下，限量灌溉底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，既提高了小麥產(chǎn)量，同時又提高了水分利用效率；限量灌溉底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理次之。

表3 測墑灌溉條件下不同養(yǎng)分配置對小麥、玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)。

2.2.2 玉米產(chǎn)量和水分利用效率 從表3可以看出，與相應(yīng)對照相比，虧缺灌溉條件下，其他處理玉米產(chǎn)量增加3.46%～7.91%，水分利用效率提高0.78～2.04 kg/(mm·hm2)，總體上以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理；充分灌溉玉米產(chǎn)量增加5.72%～10.57%，水分利用效率提高1.63～3.41 kg/(mm·hm2)，總體上以底施控釋肥600 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理；限量灌溉處理玉米產(chǎn)量增加3.17%～10.41%，水分利用效率提高1.59～3.06 kg/(mm·hm2)，總體上以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥600 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。

與虧缺灌溉處理相比，限量灌溉處理玉米增產(chǎn)17.44%～21.45%，充分灌溉處理玉米增產(chǎn)10.81%～16.05%；限量灌溉處理水分利用效率提高2.06～3.42 kg/(mm·hm2)，充分灌溉處理水分利用效率提高0.18～1.55 kg/(mm·hm2)。與充分灌溉處理相比，限量灌溉處理玉米增產(chǎn)1.20%～9.04%，耗水量降低1.7～12.4 mm，水分利用效率提高1.28～3.09 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。

綜合分析玉米產(chǎn)量和水分利用效率，在該降水年型條件下，限量灌溉底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好，既提高了玉米產(chǎn)量，同時又提高了水分利用效率。

2.2.3 小麥-玉米周年產(chǎn)量和水分利用效率 從表3可以看出，與相應(yīng)對照相比，虧缺灌溉條件下，其他處理小麥-玉米周年產(chǎn)量增加5.18%～7.54%，水分利用效率提高0.79～1.17 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2處理較好；限量灌溉條件下，其他處理小麥-玉米周年產(chǎn)量增加2.35%～7.33%，水分利用效率提高0.79～1.21 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理較好；充分灌溉條件下，其他處理小麥-玉米周年產(chǎn)量增加5.21%～6.46%，水分利用效率提高0.63～1.35 kg/(mm·hm2)，總體上以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。

與虧缺灌溉處理相比，限量灌溉處理小麥-玉米周年增產(chǎn)11.99%～15.33%，充分灌溉處理小麥-玉米周年增產(chǎn)8.36%～10.92%；與充分灌溉處理相比，限量灌溉處理小麥-玉米周年增產(chǎn)0.96%～4.99%，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。耗水量隨產(chǎn)量增加呈增加的趨勢，但限量灌溉具有明顯提高水分利用效率的作用。與虧缺灌溉相比，限量灌溉處理小麥-玉米周年水分利用效率提高1.51～1.81 kg/(mm·hm2)，充分灌溉處理提高0.29～0.63 kg/(mm·hm2)；與充分灌溉處理相比，限量灌溉處理小麥-玉米周年耗水量減少12.8～23.0 mm，水分利用效率提高0.88～1.67 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。綜合分析作物產(chǎn)量和水分利用效率，在該降水年型條件下，限量灌溉底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好，既提高小麥-玉米周年產(chǎn)量和水分利用效率，同時實現(xiàn)了節(jié)水增效的目的。

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，在測墑灌溉條件下，采用底施與追肥相結(jié)合的方式可以改善作物生長發(fā)育性狀，達到節(jié)水增產(chǎn)的目的，這與前人研究結(jié)果[2-3，6，9-11]相似。同時，也再次證實了應(yīng)用控釋肥可以提高養(yǎng)分利用效率[20-23]。其中，限量灌溉處理可以明顯提高作物產(chǎn)量和水分利用效率。對于小麥來說，限量灌溉處理較虧缺灌溉處理增產(chǎn)6.73%～11.61%，較充分灌溉處理增產(chǎn)0.71%～4.11%；水分利用效率較虧缺灌溉處理提高0.51～1.29 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高0.63～1.12 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2處理效果最好，其次為底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理。對于玉米來說，限量灌溉處理較虧缺灌溉處理增產(chǎn)17.44%～21.45%，較充分灌溉處理增產(chǎn)1.20%～9.04%；水分利用效率較虧缺灌溉處理提高2.06～3.42 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高1.28～3.09 kg/(mm·hm2)，以控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。對于小麥-玉米來說，限量灌溉處理周年產(chǎn)量較虧缺灌溉處理增產(chǎn)11.99%～15.33%，較充分灌溉處理增產(chǎn)0.96%～4.99%；周年水分利用效率較虧缺灌溉處理提高1.51～1.81 kg/(mm·hm2)，較充分灌溉處理提高0.88～1.67 kg/(mm·hm2)，以底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理效果最好。根據(jù)作物產(chǎn)量和水分利用效率的分析結(jié)果，在該降水年型條件下，采用限量灌溉底施控釋肥750 kg/hm2+追施N 75 kg/hm2處理，既能提高小麥-玉米產(chǎn)量和水分利用效率，同時實現(xiàn)了節(jié)水增效的目的。

[1] 武繼承,楊永輝,潘曉瑩.小麥-玉米周年水肥一體化增產(chǎn)效應(yīng)[J].中國水土保持科學(xué),2015,13(3):124-129.

[2] 鄭惠玲,楊永輝,武繼承,等.水肥條件對潮土區(qū)不同小麥品種光合特性的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,43(1):59-63.

[3] 閆麗霞,石玉,于振文.測墑補灌對不同小麥品種光合特性及產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報,2015,35(3):372-378.

[4] 韓占江,于振文,王東,等.測墑補灌對冬小麥干物質(zhì)積累與分配及水分利用效率的影響[J].作物學(xué)報,2010,36(3):457-465.

[5] 郭增江,于振文.不同土層測墑補灌對小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,46(9):34-38.

[6] 張鳳翔,周明耀,徐華平,等.水肥耦合對冬小麥生長和產(chǎn)量的影響[J].水利與建筑工程學(xué)報,2005,3(2):22-24.

[7] 鄭惠玲,武繼承,潘曉瑩,等.不同生育時期追施氮肥與補灌結(jié)合對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,44(6):18-23.

[8] 吳海卿,楊傳福,孟兆江,等.以肥調(diào)水提高水分利用效率的生物學(xué)機制研究[J].灌溉排水學(xué)報,1998,17(4):6-10.

[9] 易立攀,于振文,張永麗,等.不同土層測墑補灌對冬小麥耗水特性及產(chǎn)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2013,24(5):1361-1366.

[10] 許驥坤,石玉,趙俊曄,等.測墑補灌對小麥水分利用特征及產(chǎn)量的影響[J].水土保持學(xué)報,2015,29(3):277-280.

[11] 潘曉瑩,武繼承,楊永輝,等.測墑灌溉施肥對冬小麥光合特性及產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,43(1):54-58.

[12] 武繼承,楊永輝,鄭惠玲,等.分期灌溉與施肥耦合對砂質(zhì)潮土地作物產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].灌溉排水學(xué)報,2014,33(4):35-39.

[13] 武繼承,楊永輝,鄭惠玲,等.水肥互作對小麥-玉米周年產(chǎn)量及水分利用率的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,44(7):67-72.

[14] 楊永輝,武繼承,何方,等.水肥運籌對冬小麥光合特性、產(chǎn)量及水分利用的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,44(5):67-71.

[15] 楊永輝,武繼承,王洪慶,等.不同水肥條件對玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,44(11):50-54.

[16] 劉作新,鄭昭佩,王建.遼西半干旱區(qū)小麥、玉米水肥耦合效應(yīng)研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2000,11(4):540-544.

[17] 楊蕊菊,馬忠明.水肥耦合對小麥/玉米帶田產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2015,24(1):54-59.

[18] 李紹飛,王仰仁,孫書洪.不同節(jié)水灌溉方案對冬小麥用水效率及效益的影響[J].節(jié)水灌溉,2011,3(3):1-5,8.

[19] 李開峰,張富倉,祁有玲,等.根區(qū)水肥空間耦合對冬小麥生長及產(chǎn)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2010,21(12):3154-3160.

[20] 張鑫,安景文,鄒曉錦,等.不同施肥模式對玉米產(chǎn)量和土壤硝態(tài)氮的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,41(2):41-44.

[21] 梁鋼,梁林洲,董曉英,等.控釋肥料在華北平原小麥-玉米輪作體系中的施肥效應(yīng)[J].土壤,2016,48(1):53-58.

[23] 盧艷麗,白由路,王磊,等.華北小麥-玉米輪作區(qū)緩控釋肥應(yīng)用效果分析[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2011,17(1):209-215.

Effect of Different Nutrients Allocation under Measuring-irrigation on Yield and Water Use Efficiency of Wheat and Corn

WU Jicheng1,2,YANG Yonghui1,2,PAN Xiaoying1,2,ZHANG Jiemei1,2,HE Fang1,2

(1.Institute of Plant Nutrition & Resource Environment,Henan Academy of Agricultural sciences,Zhengzhou 450002,China;2.Yuanyang Experimental Station of Crop Water Use,Ministry of Agriculture,Yuanyang 453514,China)

In order to find out the water and fertilizer allocation mode for saving water and fertilizer and increasing production,the experiment of controlled release fertilizer and nitrogen topdressing on wheat and corn under measuring irrigation was carried out in Tongxu county in Henan province,the water condition was set 3 levels:deficit irrigation(50% to 60% of filed capacity),limited irrigation(65% to 75% of field capacity) and full irrigation(75% to 85% of field capacity),the fertilizer was set 5 patterns: recommended specific fertilizer 750 kg/ha and topdressing N 75 kg/ha,recommended slow controlled release fertilizer 600 kg/ha,recommended slow controlled release fertilizer 600 kg/ha and topdressing N 75 kg/ha,recommended slow controlled release fertilizer 750 kg/ha,recommended slow controlled release fertilizer 750 kg/ha and topdressing N 75 kg/ha.The results showed that the limited irrigation could improve crop growth and development,compared with deficit irrigation treatment,the plant height,spike length,spikelet number,grain number and 1 000 grains weight of wheat were increased overall,infertility spikes declined,the effective ear length and 1 000 grains weight of corn were increased significantly.Compared with full irrigation,the spikelet number,grain number,1 000 grain weight of wheat and double row grains,1 000 grains weight of corn were increased significantly.The yield of wheat of the limited irrigation treatment increased by 6.73%—11.61% compared with the deficit irrigation,and 0.71%—4.11% compared with the full irrigation treatment;the water use efficiency of limited irrigation treatment increased by 0.51—1.29 kg/(mm·ha) compared with deficit irrigation treatment,and 0.63—1.12 kg/(mm·ha) compared with full irrigation treatment,the best one of all of treatments was the treatment with 750 kg/ha controlled-release fertilizer,followed by the treatment with 750 kg/ha controlled-release fertilizer plus nitrogen topdressing 75 kg/ha.The yield of corn of limited irrigation treatment increased by 17.44%—21.45%,and 1.20%—9.04% compared with the full irrigation treatment;the water use efficiency of limited irrigation treatment increased by 2.06—3.42 kg/(mm·ha) compared with the deficit irrigation treatment,and 1.28—3.09 kg/(mm·ha) compared with the full irrigation treatment,the best one of all of treatments was the treatment with 750 kg/ha controlled-release fertilizer plus nitrogen topdressing 75 kg/ha,and followed by the treatment with 600 kg/ha controlled-release fertilizer plus nitrogen topdressing 75 kg/ha.The yield of wheat and corn anniversary of limited irrigation treatment increased by 11.99%—15.33% compared with the deficit irrigation treatment,and increased by 0.96%—4.99% compared with the full irrigation treatment,the best one of all of treatments was the treatment with 750 kg/ha controlled-release fertilizer plus nitrogen topdressing 75 kg/ha.The water use efficiency of the limited irrigation treatment increased by 1.51—1.81 kg/(mm·ha) compared with deficit irrigation treatment,and 0.88—1.67 kg/(mm·ha) compared with the full irrigation treatment.According to the analysis of crop yield and water use efficiency,under the annual precipitation conditions,the best mode of water and fertilizer was the combination of limited irrigation and 750 kg/ha controlled release fertilizer plus nitrogen topdressing 75 kg/ha,which could improve the yield and water use efficiency,and also achieve the purpose of saving water.

measuring irrigation; nutrient management; slow controlled release fertilizer; wheat; corn; yield; WUE

2017-02-06

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(201203077)；“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃項目(2013BAD07B07-6)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研發(fā)展專項資金項目(201513105)

武繼承(1965-)，男，河南通許人，研究員，博士，主要從事節(jié)水農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)生態(tài)和土壤肥料等方面的研究工作。 E-mail:wujc2065@126.com

S512.1；S513

： A

： 1004-3268(2017)09-0011-07