全膜覆土穴播冬小麥農田土壤含水率與耗水量時空動態(tài)

何春雨，杜久元，劉廣才，柴強 ，張禮軍，申三寶，魯清林，黃高寶

(1.甘肅農業(yè)大學農學院甘肅省干旱生境作物學重點實驗室，甘肅蘭州730070;2.甘肅省農業(yè)科學院小麥研究所國家小麥產(chǎn)業(yè)技術體系甘肅綜合試驗站，甘肅蘭州730070;3.甘肅農業(yè)技術推廣總站，甘肅蘭州730004;4.清水縣農業(yè)技術推廣站，甘肅天水741400)

降水對雨養(yǎng)旱區(qū)小麥的生產(chǎn)具有決定性作用，提高降水利用、入滲、保蓄，變無效為有效，以及提高水分利用效率(WUE)的栽培措施意義更為重大［1-2］。早在國外發(fā)展的覆膜技術是解決該問題的有效措施之一，所以自從20世紀70年代引入地膜栽培技術以來，地膜覆蓋技術以保墑、增溫、提水、防蝕、增產(chǎn)等優(yōu)勢深受器重［3-5］。利用人工措施減少無效蒸發(fā)和提高水分利用效率(WUE)的研究，在蔬菜、花卉等高附加值經(jīng)濟作物上的技術較為成熟;在大田作物，例如玉米(Zea mays)上的使用在旱區(qū)有較大的突破，取得了理想的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益［6-12］。覆膜栽培技術在小麥(Triticum aestivum)等密植作物上有關水分效應的研究性報道較多，但是，研究成果在大面積推廣時出現(xiàn)了覆膜困難、前期保溫低效、后期膜下高溫導致早衰、苗穴錯位增加人工放苗成本、膜易于被人畜踩破等諸多問題［6，13-14］，從而限制了小麥地膜栽培技術的推廣和應用［9-12］。近年來，研究者提出的全膜覆土穴播栽培技術，采用全生育期與全地面覆膜、膜上覆土1～2 cm、一膜多年連用等，使膜上覆土穩(wěn)定了地膜，解決了播種孔與膜孔錯位、破膜放苗問題，而且實現(xiàn)生育前期保溫和后期防止地溫過高對幼苗產(chǎn)生危害等問題;一膜連用減少成本投入，免耕還有利于增加土壤有機質;覆膜可以提高小麥水分利用效率［2-3，15-17］。該技術雖然具有較多優(yōu)點，但是對其機理研究尚處于起步階段。為了研究清楚其對不同層次土壤含水率及其耗水特點的影響，也為了檢驗該技術在生產(chǎn)實際中的可行性，本試驗從不同土層含水率、耗水量變化動態(tài)角度對其效應加以研究，以期為該技術的大面積推廣利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于國家小麥產(chǎn)業(yè)技術體系甘肅小麥綜合試驗站、國家引進國外智力示范推廣基地清水縣試驗點，緯度34°45'、經(jīng)度106°09'，海拔 1430 m，常年平均降雨量約 510 mm，播種至收獲期降雨量 231.2 mm，日照時數(shù)1687.1 h，年均氣溫 9.8℃，無霜期 170 d。

土壤質地為砂壤土，0～20 cm 土壤含有機質14.0 g/kg、全氮0.9 g/kg、水解氮67 mg/kg，速效磷(P2O5)12.3 mg/kg，速效鉀(K2O)128.0 mg/kg、緩效鉀 1.7 g/kg，有機質含量為 14.7 g/kg。

1.2 田間試驗設計

2008—2009年與2009—2010年度對全膜覆土穴播栽培技術下冬小麥從拔節(jié)—收獲期間不同土層含水率變化動態(tài)研究。

試驗按全膜覆土平作穴播(簡稱M，下同)三重復設置，行距15 cm、穴距12 cm，種植密度10粒/穴;露地(CK)設計與M對應，采用等密度條播方式，即267.75 kg/hm2播量，二者等同于大田密度5.95×106粒/hm2。小區(qū)面積為30 m2(5 m×6 m)，小區(qū)間距40 cm，區(qū)組隨機排列。供試材料為甘肅省農業(yè)科學院小麥研究所育成品種蘭天26號，采用蘭州石化公司宏達塑料薄膜廠生產(chǎn)的寬1.2 m、厚0.008 mm無色地膜。2008年10月11日播種，2009年6月29日收獲;2009年10月9日播種，2010年7月2日收獲。

1.3 測定項目、方法和時期

1.3.1 土壤重量含水率 1)測定方法:采用烘干法連續(xù)測定播前、不同生育階段和收獲后0～100 cm土壤重量含水率。

參照其他研究者的標準和分層理論［18-19］，本試驗對100 cm土層含水量以10 cm為1個層次進行研究，共分為10層，依次是0～10 cm(簡記為L1)、10～20 cm(L2)、20～30 cm(L3)、30～40 cm(L4)、40～50 cm(L5)、50～60 cm(L6)、60～70 cm(L7)、70～80 cm(L8)、80～90 cm(L9)、90～100 cm(L10)。ML1指全膜覆土處理0～10 cm 土層含水率，依次類推;CKL1指露地對照處理0～10 cm土層含水率，依次類推。

2)測定時期:根據(jù)生育階段分為以下時期進行研究，即返青、拔節(jié)、孕穗、抽穗、揚花、乳熟、蠟熟、完熟。每10 d取樣1次，每小區(qū)各處理在行間隨機選擇3個點測定，平均值為該小區(qū)水分含量。

1.3.2 階段耗水量計算方法［5］

式中，ET1～2為階段耗水量，mm;i為土壤層次號數(shù);n為土壤層次總數(shù);γi為第i層土壤干容重，g/cm3;Hi為第i層土壤厚度，cm;θi1為第i層土壤時段初的含水率，以占干土重的百分數(shù)計;θi2為第i層土壤時段末的含水率，以占干土重的百分數(shù)計;M為時段內的灌水量，mm;K為時段內的地下水補給量，mm;P0為時段內降水量，mm。由于本試驗中沒有灌水補給，地下水埋深遠大于2.5 m，所以上式簡化為:E

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 11.5和Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結果與分析

根據(jù)對不同土層重量含水率動態(tài)圖分析，將變化總體特征和趨勢相似的幾個土層作為一組進行分析。因此，分為L1～L4(0～40 cm)、L5(40～50 cm)、L6～L7(50～70 cm)與L8～L10(70～100 cm)4個大的土層區(qū)域進行分析。相關性分析結果表明，按照該分層分析方法完全符合田間實際與統(tǒng)計學原理。

2.1 L1～L4(0～40 cm)土壤重量含水率與階段耗水量的變化動態(tài)

2.1.1 重量含水率 從返青到完熟階段(圖1a與圖1b)，M與CK在L1～L4的重量含水率(2008/2009與2009/2010兩年平均值，下同)總體呈“近正態(tài)分布”，除CKL4峰值推遲1個生育階段外，其余處理的含水率隨著生育進程推進基本保持一致;相對CK，ML1～ML4處理含水率更加接近正態(tài)分布;ML1～ML4重量含水率全部高于CKL1～CKL4(P ＜0.01)。ML1～ML4的峰值都出現(xiàn)在抽穗期，重量含水率分別為 28.40%，25.56%，25.29%與17.29%;CK除CKL4峰值在揚花期外，CKL1～CKL3也全部處于抽穗期，其峰值分別比ML1～ML4的含水率顯著(P ＜0.01)低 3.48%，1.14%，5.20%與 4.70%。

圖1 2008/2010年度L1～L4平均重量含水率變化動態(tài)Fig.1 Dynamic changes of average weight water content rate from layer 1 to 4 between 2008/2010 years

2.1.2 階段耗水量(ET) 從返青、拔節(jié)到孕穗(圖1a與圖1b，表1)，M與CK處理的含水率都呈由高到低變化的態(tài)勢;ML1、ML2、ML3、ML4的平均 ET 分別是 －18.09，－15.69，－15.05 和 －0.84 mm(2008/2009、2009/2010兩年度平均值，下同)，分別比 CKL1、CKL2、CKL3、CKL4的顯著高出2.33，2.31，－3.09 和2.05 mm(P ＜0.01);隨著土層逐漸深入，返青、孕穗水分消耗總體呈上升態(tài)勢，ML1～ML4的ET分別為1.19～2.84 mm(P＜0.01)、－23.20 ～ －7.65 mm(P ＜0.01)。由于孕穗期有較多的降雨(2009年117.4 mm，2010年60.2 mm，表2)，所以呈補給狀態(tài)，但絕對消耗量仍隨著土層加深而增加;ML3在返青期有1次較弱的水分補給，這可能與犁底層在20～30 cm有關。拔節(jié)期主要是促根、形成分蘗的重要時期，耗水相對較少，由此，ML1～ML4的ET基本保持均勻消耗狀態(tài)，差異不顯著，為3.92～3.97 mm(P＞0.05);0～40 cm土層水分消耗能夠保持基本相同，說明膜上覆蓋1～2 cm土壤的確能夠達到前期保溫、增溫、穩(wěn)定膜下耕層土壤環(huán)境的能力，協(xié)調0～40 cm水分循環(huán)和利用。

CKL1～CKL4的ET，在返青、孕穗階段變化動態(tài)與ML1～ML4相似，但是幅度要顯著(P＜0.01)大于M處理，CKL1～CKL4的ET 分別為 －1.99～0.25 mm(返青)與 －22.04～ －4.04 mm(孕穗);在拔節(jié)期，CK 耗水量隨著土層加深，卻呈減少態(tài)勢，這與M的相反，主要原因可能是露地水分上層消耗過多，加之該階段無有效降水，地面覆蓋度有限，從而造成淺層水分的過度消耗。

表1 2008—2010年度0～100 cm土層返青至成熟期階段耗水量動態(tài)變化Table 1 The ET dynamic changes of 0－100 cm layers soil from green returning to harvesting in 2008/2010 crop seasons mm

表2 2008—2010年度冬小麥生育期溫度和降水量Table 2 Temperature and precipitation during the growth period in 2008—2010 crop seasons

返青～孕穗初期(表1)，ML1～ML4耗水量總體高于CKL1～CKL4，主要原因是M處理的干物質量顯著高于CK、生長勢明顯強于CK，根層內根條數(shù)和根重顯著增加［6］;此外，0～25 cm 地溫比CK高0.85℃(P＜0.05)，也是導致前期高耗水的原因之一。

孕穗中期～抽穗中期(圖1a與圖1b，表1)，L1～L4的ET隨著土層的加深，M與CK處理都呈近拋物線型，但是增長動態(tài)有差異;ML1、ML2、ML3的 ET 分別是 8.83，13.86，14.09 mm，當?shù)竭_ ML4時，不僅沒有消耗，反而有0.13 mm的補給;CKL1～CKL2耗水量從8.23 mm增加到20.41 mm(P＜0.01)，此后ET逐漸降低到CKL3的14.35 mm，CKL4時與ML4一樣有補給，為3.69 mm。這表明，在孕穗中期到抽穗中期，M處理0～30 cm的耗水量持續(xù)增加，30～40 cm的補給主要源自L5及以下土層。ML1與ML4的ET在孕穗中期到抽穗中期比CKL1與CKL4的高0.60 與3.57 mm(P ＜0.05)，而 ML2、ML3則分別比 CKL1、CKL3低6.55 和0.26 mm(P ＜0.05);這表明，M處理能夠充分利用30～40 mm的水分。

抽穗后期～揚花期(圖1a與1b，表1)，L1～L4在M與CK處理下的ET隨土層深入，變化呈近“U”型的特點，ML1～ML4總體處于水分消耗狀態(tài)，對0～30 cm土壤水分消耗逐漸降低，而對30～40 cm的水分消耗有較明顯的增加;ML1～ML4的ET 分別是10.76，6.04，2.12 和6.05 mm，存在顯著差異(P ＜0.01)。CKL1、CKL4在該階段耗水量有顯著(P ＜0.01)差異，分別為10.17和6.44 mm，而在 CKL2、CKL3卻有顯著(P ＜0.01)的補給、分別為2.78 和2.90 mm;ML1～ML4的 ET 普遍較 CKL1～CKL4高，分別為0.58 mm(P ＞0.05)、8.82 mm(P ＜0.01)、5.02 mm(P ＜0.01)、0.06 mm(P ＞0.05)。

乳熟～完熟階段(圖1a與1b，表1)，該階段是產(chǎn)量因子形成關鍵期，也是水肥敏感期。從ET變化動態(tài)分析，乳熟階段由于有大量的營養(yǎng)器官覆蓋于地表，所以地表溫度相對較低。因此，M與CK的ET隨著土層的加深而逐漸降低。乳熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分別為 5.07，2.38，2.61 和 0.24 mm，分別比 CKL1～ CKL4顯著(P ＜0.05)高1.49，0.29，0.87 和 1.08 mm;蠟熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分別為 0.58，0.52，0.44 和 1.14 mm，分別比 CKL1～CKL4顯著(P ＜0.01)低1.60，1.93，1.97 和 3.19 mm;完熟期 ML1、ML2、ML3、ML4的 ET 分別為9.41，10.82，11.59 和13.34 mm，分別比 CKL1～CKL4顯著(P ＜0.01)高3.18，3.20，2.67 和4.22 mm。M 處理在乳熟與完熟階段ET顯著高于CK，主要原因是覆膜改變了根際環(huán)境、增加地溫、改善0～40 cm水熱循環(huán)，形成了生長勢優(yōu)于CK的群體，產(chǎn)量也顯著高于CK。因此，M的ET顯著高于CK，即使完熟階段0～25 cm地溫平均低于CK處理0.58℃(P＜0.05)。蠟熟階段綠色營養(yǎng)器官大量降低，籽粒由乳狀向蠟質狀轉變、需水量顯著降低;該階段M處理的0～25 cm平均地溫為18.78℃，低于CK 0.52℃(P＜0.05);由此M處理的ET比CK低。

2.2 L5(40～50 cm)土壤重量含水率與階段耗水量的變化動態(tài)

2.2.1 重量含水率 從返青期到完熟期(圖2)，ML5土壤重量含水率的動態(tài)變化呈“傾斜的近W”型，重量含水率明顯地分為3個階段，返青～孕穗始期、揚花末期～完熟為含水率遞減階段，孕穗中期～揚花盛期含水率有一個增加態(tài)勢，總體表現(xiàn)為“降—升—降”特點，含水率從14.71%(返青)、13.14%(揚花)一直降到10.11%(完熟)(P＜0.01)，且ML5的始終高于CKL5。CKL5的含水率變化態(tài)勢基本與ML5的呈對稱分布，呈近似“M”型，返青(11.94%)～抽穗初期(8.82%)、乳熟中期～完熟期持續(xù)處于降低態(tài)勢，在孕穗期含水率有一個不顯著的回升(P＞0.05);抽穗中期～乳熟初期，含水率顯著增高(增加17.1%，P＜0.01)。返青后，ML5有一個顯著峰值，出現(xiàn)在揚花階段;CKL5有2個峰值，分別出現(xiàn)在孕穗與乳熟階段;與ML5相比，其含水率變化動態(tài)較為復雜，這與對土壤水分的控制能力有關。揚花以后，土壤含水率對灌漿具有顯著的影響，特別是耕層以下的水分，覆膜能顯著地在開花期調動40～50 cm水分，這對于將要到來的灌漿至關重要。CK雖然在40～50 cm有2個含水率高峰值，但是由于在灌漿關鍵階段，水分供應遲滯，所以不利于水分的利用。

L5與L4比較，2個層次具有顯著的差異(P＜0.01)，返青～孕穗中期，ML4與ML5持續(xù)降低，但是ML4降幅顯著大于ML5，最終低于ML5(少8.5%，P＜0.01);孕穗后期～完熟，ML4含水率持續(xù)高于ML5，而且峰值顯著地提前到抽穗階段。CKL4的含水率與CKL5相比，變化總體態(tài)勢相似，但是完熟期含水率低于CKL5;這可能與前期上層土壤含水率消耗普遍高于下層有關。L4與L5在M與CK處理下的含水率變化動態(tài)表明，該2個層次的水分運移規(guī)律具有顯著的不同，特別是在覆膜后，水分的變化更加具有不同。

2.2.2 階段耗水量(ET)ML5的ET隨著生育進程(表1)，變化動態(tài)較為復雜，峰值主要出現(xiàn)在拔節(jié)、揚花、完熟階段，分別是2.26，2.31 和13.17 mm;谷值處在返青、抽穗、乳熟中后期，分別是 1.01，－1.13 和 0.34 mm;在孕穗與拔節(jié)期有適當?shù)难a給，分別是0.22和1.13 mm。CKL5的ET變化動態(tài)規(guī)律性較強，峰值處在返青、孕穗、完熟階段，分別達到2.13，2.22 和9.47 mm;谷值處在拔節(jié)、抽穗期，分別是 －0.54 和 －1.80 mm;在拔節(jié)、抽穗、揚花期水分有一定的補給，分別是0.54，1.80和0.33 mm。

在抽穗以前，ML5與CKL5的ET變化呈相反狀態(tài)，即返青、孕穗，ML5處于谷值而CKL5在峰值，較之CKL5分別顯著(P ＜0.01)少1.12和2.45 mm;拔節(jié)期ML5處于峰值而 CKL5在谷值，較之 CKL5顯著(P ＜0.01)高2.79 mm。ML5在抽穗、揚花后期、完熟期的 ET 分別比 CKL5高0.67 mm(P ＞0.05)、2.64 mm(P ＜0.01)、3.70 mm(P＜0.01)，在乳熟、蠟熟期分別顯著(P＜0.01)低1.07和1.78 mm。這一動態(tài)變化充分表明，40～50 cm土層含水量對冬小麥生長至關重要，特別覆膜能夠有效控制水分無效蒸發(fā)，從而用在關鍵的孕穗、揚花與灌漿階段。

圖2 2008/2010年度L4～L5平均重量含水率變化動態(tài)Fig.2 Dynamic changes of average weight water content rate from Layer 4 to 5 between 2008/2010 years

2.3 L6～L7(50～70 cm)土壤重量含水率與階段耗水量的變化動態(tài)

2.3.1 重量含水率 返青～完熟階段(圖3)，ML6與ML7含水率動態(tài)變化呈近“W”型，返青～抽穗、揚花～乳熟、蠟熟～完熟3個階段含水率呈降低特點，抽穗～揚花、乳熟～蠟熟2個階段含水率顯著增加;形成返青、揚花、蠟熟3 個峰值，ML6分別是14.60%，12.05%，11.61%，ML7分別是 14.68%，12.62%，11.52%;谷值在抽穗、乳熟期，ML6分別是10.86%，10.30%，ML7分別是10.59%，10.27%;在完熟階段，含水率整體降低，形成第3 個低點，ML6與ML7分別達到11.34%，9.92%。返青～完熟階段，CKL6與CKL7變化動態(tài)完全與M處理不同，CKL6為典型的“S”型，返青～孕穗中期、揚花～完熟2個階段降低，孕穗后期～揚花階段顯著增高;CKL7呈近“S”型，除返青低于拔節(jié)、完熟略高于乳熟外，其他特點完全與CKL6相同，總體呈“降—升—降”特點。CKL6與CKL7處理抽穗以前含水率全部低于M，返青～抽穗階段平均含水率分別比ML6與ML7顯著低10.80%，6.89%(P＜0.01);揚花～完熟CKL6與CKL7處理則比ML6與ML7顯著高6.88%，4.77%(P＜0.01)。50～70 cm含水率的變化動態(tài)表明，抽穗前，M提高了群體營養(yǎng)體、改善上層水熱狀態(tài)，從而顯著影響了該層次水分含量;進入揚花和灌漿階段，由于M群體和生長勢顯著大于CK，從而大量消耗水分，該層次水分被拉動到50 cm以上土層，用于籽粒灌漿用，因此，含水率顯著低于CK。

2.3.2 階段耗水量(ET)ML6與ML7在返青～抽穗(表1)，總ET分別是3.10和2.51 mm，揚花～乳熟為0.54和1.34 mm，蠟熟 ～完熟為1.42和1.41 mm，抽穗 ～揚花為0.68 和0.38 mm，乳熟 ～蠟熟為 －1.27 和0.43 mm。CKL6、CKL7與 ML6、ML7相比較，在返青～抽穗階段 ET顯著(P ＜0.01)低5.29和5.89 mm，抽穗 ～揚花階段顯著(P ＜0.01)低5.63和2.80 mm;ET 在揚花 ～乳熟高(P ＞0.05)0.46和0.49 mm，乳熟 ～蠟熟顯著(P ＜0.01)高1.46和0.98 mm，蠟熟～完熟顯著(P＜0.01)高1.39和0.91 mm。M 處理在50～70 cm 處，返青 ～揚花初期階段耗水量顯著高于CK，但是含水量也仍然顯著高于CK，這說明M不僅能夠蓄積水分，而且可以提升該層水分。

圖3 2008/2010年度L6～L7平均重量含水率變化動態(tài)Fig.3 Dynamic change of average weight water content rate from layer 6 to 7 between 2008/2010 years

圖4 2008/2010年度L8～L10平均重量含水率變化動態(tài)Fig.4 Dynamic changes of average weight water content rate from layer 8 to 10 between 2008/2010 years

2.4 L8～L10(70～100 cm)土壤重量含水率與階段耗水量的變化動態(tài)

2.4.1 重量含水率 返青～完熟(圖4a與4b)，M處理變化動態(tài)呈“/”型變化;返青～拔節(jié)、乳熟中期～完熟2個階段含水率呈下降態(tài)勢，孕穗～乳熟初期階段含水率呈上升態(tài)勢;峰值處于返青與乳熟期，ML8、ML9、ML10各自為 14.53%與 9.63%，12.07%與 10.23%，13.92%與 11.19%;谷值與峰值不一樣，ML8出現(xiàn)在孕穗與蠟熟、為7.86%與8.34%，ML9處于拔節(jié)與蠟熟、為8.63%與8.55%，ML10處于拔節(jié)與完熟、為9.41%與8.22%。返青 ～完熟階段，CKL8～CKL10的含水率全部高于相應的ML8～ML10，這說明露地對深層的水熱效應要小于M處理，從而對70～100 cm的水分提升、利用有限。CKL8與CKL9的含水率動態(tài)變化呈近“W”型，CKL10則類似ML10呈“/”型;CKL8與CKL9的峰值出現(xiàn)在返青、乳熟、完熟，分別比同期ML8與ML9高0.89%(P＞0.05)與5.71%(P ＜0.01)、1.24%與1.77%(P ＜0.01)和2.51%與 2.01%(P ＜0.01);CKL8谷值分別出現(xiàn)在孕穗、蠟熟，分別比 ML8顯著(P ＜0.01)高1.24%，1.84%;CKL9在抽穗、蠟熟階段分別比ML9顯著(P ＜0.01)高1.77%，2.00%，谷值CKL9比CKL8晚一個生育期，說明L9對L8有顯著的補給作用。CKL10的變化動態(tài)與ML10相似，但是谷值和峰值有大的區(qū)別;CKL10的峰值分別出現(xiàn)在返青、蠟熟，分別顯著(P＜0.01)比同期ML10含水率高4.21%，4.24%，蠟熟峰值比ML10的乳熟期晚。

2.4.2 階段耗水量(ET)ML8在返青～拔節(jié)、孕穗～乳熟初期、乳熟中期～完熟3個階段(表1)，總ET分別為8.14，－0.59，11.75 mm，比 CKL8顯著高(P ＞0.05)0.34，0.82 mm(P ＞0.05)、1.52 mm(P ＜0.05);同理，ML9為3.51，0.77，12.48 mm，比 CKL9顯著(P ＜0.01)差異 －5.73，1.21，－2.16 mm;ML10為 4.83，2.33，13.65 mm，比CKL10顯著(P ＜0.01)差異 －2.76，2.79，1.66 mm。

2.5 不同處理下各層重量含水率的相關性分析

M和CK在取樣年度、土層和日期完全一致的條件下，二者含水率偏相關系數(shù)為0.789，達到極顯著差異(P＜0.01)，說明二者之間存在由于全覆膜產(chǎn)生的真實差異。取樣年度、日期和土層對M和CK各層含水率效應的Pearson相關性分析表明，不同的取樣日期和土層深度對CK含水率產(chǎn)生極顯著效應(P＜0.01)，相關系數(shù)分別為0.886和0.928。對M處理下各土層的相關性分析表明(表3)，ML1～ML4之間重量含水率變化具有極顯著相關關系，ML5～ML7、ML8～ML10也相互達到極顯著相關關系，這與動態(tài)圖的分組完全一致。所以，前面分為四大組的分析方法完全符合統(tǒng)計原理。同時也表明，以上對于水分在不同土層間的互補、流動、平衡的動態(tài)分析符合理論研究與田間實際。

對CK土層分析表明(表4)，CKL1～CKL4、CKL8～CKL10之間的水分變化動態(tài)與M相似。但是，居于中間位置的CKL5～CKL7土層水分補給、流動、平衡卻完全不同，除了CKL6、CKL7之間水分互補性達到極顯著外，其余都未達到顯著相關;說明在CK條件下，水分的連續(xù)性顯著低于M，由此印證了前面水分動態(tài)變化的結論。

表3 M處理下各層土壤重量含水率的相關性分析Table 3 The correlation of weight water rate under M condition

3 討論

以往學者對覆膜或者傳統(tǒng)栽培土層含水率的研究，一般采用以20 cm為單位的土層進行研究，從本次結果分析可得，全膜覆土栽培技術對土壤水分的效應可能更加細致，即如果利用傳統(tǒng)的20 cm土層含水率變化動態(tài)描述水分變化動態(tài)，有可能導致對各層水分細微變化的研究不準確，無法分析到水分補給的詳細過程［13-14］。所以，建議水分動態(tài)研究應該以10 cm為單位對全膜覆土栽培技術的這一重要效應進行研究。相鄰深層土壤間在生育后期出現(xiàn)的含水率明顯差異，是否反映出土壤水分運動能力和運動差異，主要是由于覆膜后的熱效應導致，即由于上層熱量發(fā)生變化引起深層土壤水循環(huán)的變化［15-17］，由此導致相鄰土層間的水分差異。對耕層含水率和階段耗水量的結果分析，可以知道膜孔對降水的吸收能力較強，覆膜雖然導致部分降水的無效蒸發(fā)，但是膜孔對小于5 mm，對于傳統(tǒng)栽培條件下的冬小麥無效的降水卻有蓄納的作用［7，18-19］，由此，可以知道全膜覆土在干旱區(qū)對于正常降水量和無效降水都有積極的作用，對冬小麥的生長發(fā)育創(chuàng)造了有利的微域條件［20-21］。小麥水分利用和保蓄問題一直受到許多研究者的重視，也是小麥可持續(xù)發(fā)展的根本所在［22］;水分的高效利用和保蓄研究是一個綜合性課題，僅從覆膜、階段耗水量特征、不同器官含水率和灌漿特性獨立研究，得到的結論僅是單一的，綜合幾個方面進行研究必將有助于該問題的解決和深入認識［11，23-25］。雖然膜孔可以有效地吸納降水，但是，對于入滲率的研究仍然值得深入進行。

表4 CK處理下各層土壤重量含水率的相關性分析Table 4 The correlation of weight water rate under CK condition

4 結論

M在冬小麥的出苗、返青、拔節(jié)、孕穗前保墑效果明顯，在揚花和灌漿初期供水主要在0～40 cm。M在抽穗和灌漿前期能夠顯著影響30～50 cm土層的水分變化，使峰值提前出現(xiàn);灌漿中后期能夠充分調動50～60 cm水分，對60～70 cm也產(chǎn)生明顯影響;M也有效拉升70～90 cm區(qū)域水分的向地表運動，作為重要的水源在生長關鍵期發(fā)揮有效補給作用。對90～100 cm含水率的變化分析，覆膜效應可以達到100 cm以下。CK在相同時期、相同土層沒有出現(xiàn)顯著的中下層水分補給現(xiàn)象。

在灌漿中后期，水分大量利用期間，CK對50～70 cm水分的利用率較高，但能夠實現(xiàn)的補給量很少，造成階段性的水分高消耗和含水率快速降低現(xiàn)象;CK無法及時獲得補給，M可以獲得深層水分有效補給;CK水分利用主要發(fā)生在0～70 cm，而M則有效到0～90 cm，甚至更深，所以能夠在旱地栽培條件下獲得相應的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

M最大的效應之一就是在生育期內、0～40 cm土層內擁有的水分含量總體遠高于CK。M能夠在孕穗、揚花、灌漿等關鍵期及時供水，可以達到在無降雨的情況下將干旱的影響減到最低，保證生育進程正常進行。這一點是CK無法完成的。

相關性分析表明，M條件下，0～100 cm土層水分呈現(xiàn)緊密連續(xù)動態(tài)變化，其互補、流動、平衡能力顯著強于CK，這有助于水分在小麥生長關鍵期及時補給，提供生長需要。

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