赵亚丽, 郭海斌, 薛志伟, 穆心愿, 李潮海^*
河南农业大学农学院 / 河南粮食作物协同创新中心 / 小麦玉米作物学国家重点实验室, 河南郑州450002
^*通讯作者(Corresponding author): 李潮海, E-mail:lichaohai2005@163.com, Tel: 0371-63555629 收稿日期:2014-07-06 基金:本研究由国家自然科学基金项目(31301261), 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-02-19), 国家公益性行业(农业)科研专项(201203100)和中国博士后科学基金项目(20100480853)资助;

摘要为探讨黄淮海地区一年两熟制下土壤耕作方式与秸秆还田相结合的适宜模式, 2010—2012年进行了两年度的田间试验, 研究不同处理对冬小麦-夏玉米轮作系统干物质生产和水分利用效率的影响。通过比较常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理, 发现深松(耕)与秸秆还田可以增加冬小麦和夏玉米的农田耗水量, 降低休闲期农田耗水量, 提高作物叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率和茎秆伤流量, 促进植株干物质积累, 进而提高作物籽粒产量和水分利用效率。耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米的干物质生产和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田相比, 深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的作物干物质积累量分别提高19.3%和22.9%, 周年作物产量分别提高18.0%和19.3%, 水分利用效率分别提高15.9%和15.1%, 且两处理无显著差异。因此认为, 与本试验相似环境条件下, 宜在秸秆还田的基础上配合深松或深耕。

关键词:耕作方式; 秸秆还田; 土壤耗水量; 籽粒产量; 水分利用效率
Effects of Tillage and Straw Returning on Biomass and Water Use Efficiency in a Winter Wheat and Summer Maize Rotation System
ZHAO Ya-Li, GUO Hai-Bin, XUE Zhi-Wei, MU Xin-Yuan, LI Chao-Hai^*
College of Agronomy, Henan Agricultural University / Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops / National Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science, Zhengzhou 450002, China
Fund:
AbstractStraw returning to the field has been carried out in the Huang-Huai-Hai River Plain for ten years. In a consecutive two-year field experiment from 2010 to 2012, the effects of conventional tillage (CT), deep tillage (DT) and subsoiling (SS) on dry matter accumulation and water use efficiency were tested in a winter wheat-summer maize rotation system for setting up a tillage practice suitable for straw returning. The results were obtained from the comparison among six treatments, including CT+AS (all straw returning), CT+NS (no straw returning), DT+AS, DT+NS, SS+AS, and SS+NS. Under straw returning condition, either DT or SS practice increased water consumption amount during winter wheat or summer maize growth period but decreased it during fallow period. In addition, relative water content, net photosynthetic rate (P_n), transpiration rate (T_r) of leaf, and bleeding sap in stalk were also increased in both crops, leading to more biomass and higher water use efficiency together with increased grain yields in winter wheat and summer maize seasons. The effects of interactions between soil tillage (DT or SS) and straw returning on dry matter accumulation and water use efficiency were significant in both crops. Compared with conventional tillage under no straw returning, DT and SS under straw retuning resulted in increased dry matter accumulation (by 19.3% and 22.9%, respectively), annual crop yield (by 18.0% and 19.3%, respectively), and water use efficiency (by 15.9% and 15.1%, respectively). The difference of the effect between DT and SS under straw returning was not significant. Therefore, we recommend DT or SS practice in straw returning field under the environment similar to that of this experiment.

Keyword:Tillage; Straw returning; Soil water consumption; Grain yield; Water use efficiency
Show Figures
Show Figures












黄淮海平原的粮食产量占中国粮食总产量的三分之一, 对保障国家粮食安全举足轻重^{[ 1]}。黄淮海地区属于大陆性季风气候, 年均降水量为500~700 mm, 其中60%~70%集中在6月至8月, 降水分布不均导致夏玉米易涝、冬小麦易旱^{[ 2, 3]}。该区长期进行土壤浅耕和焚烧作物秸秆, 不仅污染环境, 还造成土壤紧实、耕层变浅、地表裸露, 土壤蓄水保墒能力降低, 严重影响粮食稳产和高产^{[ 4, 5, 6]}。在夏玉米收获后、冬小麦整地播种前有半个月左右的休闲期, 其间土壤水分散失严重, 直接影响冬小麦播种时的墒情。因此, 通过农事操作提高土壤蓄水能力和水分利用效率, 对黄淮海地区粮食生产具有重要意义。研究表明, 深耕和深松均能降低土壤紧容重, 疏松土壤^{[ 7, 8]}, 改善土壤的渗透性能, 提高雨水资源利用率^{[ 9, 10, 11]}; 提高小麦旗叶光合速率, 延缓叶片衰老, 增加光合产物的积累, 进而有利于产量的增加^{[ 12, 13, 14]}。此外, 秸秆还田可以提高土壤水分含量, 减少地表径流和棵间蒸发^{[ 15, 16]}, 提高水分利用效率, 增加作物干物质积累和籽粒产量^{[ 17, 18]}。深松+秸秆覆盖可有效延缓植株衰老, 增加光合面积, 提高叶片光合速率^{[ 19]}, 增加光合产物的积累及向籽粒的分配, 显著提高作物的产量^{[ 20, 21]}, 使深松和秸秆覆盖的优势得到最充分的发挥^{[ 22]}。不同耕作模式下, 作物耗水特性、生长发育以及产量的变化和比较已有很多报道, 但主
要在单一耕作方式或单一秸秆处理方式下对单季作物开展试验, 很少涉及秸秆还田基础上耕作方式对作物干物质生产和水分利用效率的影响, 以及对复种条件下周年作物生产的影响。本试验采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的模式, 研究冬小麦-夏玉米一年两熟农田的周年耗水量、叶片耗水特性、干物质积累和产量形成, 分析不同耕作方式和秸秆还田对冬小麦-夏玉米干物质生产和水分利用效率的影响, 为优化黄淮海地区的耕作方式提供理论依据。
1 材料与方法1.1 试验地概况试验在河南省温县赵堡试验站(34°57′N, 113°09′E)进行, 该区地处豫北平原西部, 属暖温带大陆性季风气候, 无霜期210 d, 近10年平均气温14.3℃, 日照时数2300 h, 降水量552.4 mm。试验期间的月平均气温和降水量见图1。试验地土壤为粉质黏壤土(沙粒∶粉粒∶黏粒= 17∶64∶19), 0~20 cm土层, 土壤容重为1.31 g cm^-3, 含有机质9.17 g kg^-1、全氮1.042 g kg^-1、速效氮86.50 mg kg^-1、速效磷27.59 mg kg^-1、速效钾115.24 mg kg^-1。试验前该地块已连续多年种植冬小麦和夏玉米, 并长期进行土壤常规浅耕; 作物收获后, 秸秆焚烧或移除试验地, 未实施秸秆还田。
图1
Fig. 1

	Figure OptionViewDownloadNew Window
	图1 试验期间的月平均气温和月降水量数据来自河南省温县气象局。Fig. 1 Average temperature and precipitation during experimental periodData were provided by the Meteorological Bureau of Wenxian county, Henan province, China

1.2 田间设计采用裂区设计, 主因素为耕作方式, 设常规耕作(CT)、深耕(DT)和深松(SS) 3个水平; 副因素为秸秆处理方式, 设秸秆全量还田(AS)和秸秆不还田(NS)2个水平。共设6个处理, 分别是常规耕作+秸秆还田(CT+AS)、常规耕作+无秸秆还田(CT+NS)、 深耕+秸秆还田(DT+AS)、深耕+无秸秆还田(DT+NS)、深松+秸秆还田(SS+AS)、深松+无秸秆还田(SS+NS)。小区位置和面积固定, 3次重复, 共18个小区。小区面积为4.8 m × 10.0 m, 四周用土工膜隔开, 土工膜埋深3 m。
休闲期结束后(冬小麦播种前)进行土壤耕作, CT和DT均采用铧式犁(东方红1LF-435翻转犁, 中国一拖集团有限公司, 河南洛阳)翻耕1遍, 作业深度为分别为15 cm和30 cm; SS处理采用振动式深松机(ISZ-460型振动深松施肥机, 中国农业大学与河北固安京泉联合研制, 河北固安)深松1遍, 作业深度为30 cm; 之后, 3种耕作方式均耙地2遍, 无其他整地作业。AS处理为两季作物秸秆全量还田, 夏玉米成熟后, 机械化收获的同时将秸秆粉碎至5 cm左右还田, 然后按照当地惯例实行休闲, 冬小麦播种前结合土壤耕作将秸秆混入土壤; 冬小麦成熟后, 机械化收获的同时将冬小麦秸秆粉碎并覆盖地表, 贴茬播种夏玉米。各小区的秸秆还田量相同, 分别为小麦秸秆6800 kg hm^-2, 玉米秸秆9300 kg hm^-2。NS处理为作物成熟收获后, 将秸秆全部移出田外。
玉米品种为郑单958, 种植密度67 500 株 hm^-2, 行距60 cm; 小麦品种为花培6号, 基本苗225×10⁴株 hm^-2。2010—2011年度, 冬小麦2010年10月16日播种, 2011年6月10日收获; 夏玉米6月12日播种, 10月1日收获; 10月2日至16日休闲15 d。2011—2012年度, 冬小麦2011年10月18日播种, 2012年6月12日收获; 夏玉米6月14日播种, 10月2日收获; 10月3日至17日休闲15 d。
夏玉米生长季施纯氮 270 kg hm^-2、P₂O₅ 135 kg hm^-2、K₂O 135 kg hm^-2, 冬小麦生长季施纯氮 240 kg hm^-2、P₂O₅ 150 kg hm^-2、K₂O 120 kg hm^-2, 其中, 磷肥和钾肥在两季作物播前作基肥一次性施入, 氮肥在玉米季则按4︰6分别在拔节期和大喇叭口期施入, 在小麦季一半作基肥, 另一半在拔节期追施。
试验期内用水表记录灌水量。2010—2011年度共灌溉3次, 其中小麦季2次(2010年10月21日和2011年4月20日), 灌水量分别为83.66 mm和85.10 mm, 玉米季1次(2011年7月23日), 灌水量为68.90 mm。2011—2012年度自然降水偏少, 共灌溉4次, 其中小麦季2次(2012年2月11日和5月2日), 灌水量为66.85 mm和88.82 mm, 玉米季2次(2012年6月20日和8月1日), 灌水量为61.29 mm和66.24 mm。其他田间管理同大田生产规范。
1.3 测定项目与方法1.3.1 土壤容重 小麦成熟期, 选取每个小区3点, 采用环刀法测定0~10、10~20、20~30和30~40 cm土层的土壤容重。
1.3.2 植株干物质重 冬小麦拔节、开花和成熟期, 每小区选取长势均匀一致的20 cm×50 cm面积内的植株样品; 夏玉米拔节、开花和成熟期, 从每小区选取长势均匀一致的3个植株样品。105℃杀青30 min后, 80℃烘至恒重, 测定植株干物质重。
1.3.3 叶片水分饱和亏 冬小麦拔节、开花和成熟期、夏玉米拔节、开花和成熟期, 选每小区生长均匀一致的5片叶, 从叶基部剪下, 称量初始鲜重, 之后迅速将剪口处插入清水中浸泡5 h, 擦拭掉叶片表面多余水分后称取饱和鲜重。于105℃杀青30 min, 80℃烘干至恒重, 称干重。水分饱和亏(%)=1-叶片相对含水量^{[ 23]}; 叶片相对含水量(%) = (初始鲜重-干重) / (饱和鲜重-干重) × 100。
1.3.4 叶片净光合速率( P_n)和蒸腾速率( T_r) 于冬小麦开花期和夏玉米开花期, 选择晴天的9:00至11:30时段, 采用CIRAS-1型便携式光合测定系统(英国, PP Systems, 英国)分别测定净光合速率( P_n)和蒸腾速率( T_r)。冬小麦测定部位为生长一致且受光方向相同的旗叶, 夏玉米测定部位为穗位叶。每小区测定5片叶。
1.3.5 茎秆伤流量 分别于冬小麦和夏玉米的拔节、开花和成熟期, 在距离地面10 cm处剪去植株地上部, 采用脱脂棉法测定茎秆伤流量。伤流收集时间为当日20:00至次日8:00, 以脱脂棉袋重差值作为伤流量。每小区测3次, 取平均值。
1.3.6 产量 成熟后, 每小区冬小麦收获1 m², 脱粒, 风干, 称重, 3次重复; 每小区夏玉米收获2 m双行, 果穗脱粒, 风干, 称重, 3次重复。
1.4 农田耗水量和水分利用效率计算方法采用水分平衡法计算农田耗水量, 本试验地势平坦, 地下水埋深4 m以下, 降水入渗深度不超过2 m, 因此, 可视为无地表径流、渗漏和地下水补给, 则通用公式 ET_α = I + P+ U + R + F ± Δ W^{[ 24]}中 R(地表径流量)、 U (地下水通过毛细管作用上移补给作物水量)、 F (补给地下水量)值忽略不计, 公式简化为 ET_α = I + P ± Δ W^{[ 25]}, 而WUE = GY / ET_α^{[ 26]}。式中, ET_α为农田耗水量(mm), I为时段内灌水量(mm), P为时段内有效降水量(mm), Δ W为时段内土壤贮水消耗量(mm):
Δ W=10 γ_iH_i ( θ_i1- θ_i2),
式中, i为土层编号, n为总土层数, γ_i为第 i层土壤干容重(g cm^-3), H_i为第 i层土壤厚度(cm), θ_i1和 θ_i2分别为第 i层土壤时段初和时段末的含水量, 以占干土重的百分数表示, 本试验中测定深度是100 cm; WUE为籽粒产量水分利用效率(kg hm^-2 mm^-1), GY为籽粒产量(kg hm^-2)。
1.5 数据统计分析用Microsoft Excel 2003整理数据, 用SPSS 16.0软件进行方差分析(ANOVA)和处理间显著性检验(Duncan’s); 用SigmaPlot 12.5软件绘制图表。

2 结果与分析2.1 方差分析由于本研究涉及2个周年的4个作物生长季, 故将年份作为一个区组进行联合方差分析。方差分析结果显示, 耕作方式与秸秆还田对农田耗水量、叶片耗水特性、茎秆伤流、籽粒产量和水分利用效率均存在显著影响, 但秸秆还田对两季作物的农田总耗水量影响不显著; 耕作方式与秸秆还田对多数测定指标存在显著互作效应(表1)。因而, 选择适当的种植模式可以达到调控作物产量和全年产出, 以及提高水分利用效率的目的。
表1
Table 1
表1(Table 1)

表1 耕作方式、秸秆还田及其交互对农田耗水量、叶片耗水特性、茎秆伤流、籽粒产量和水分利用效率的方差分析 Table 1 MS value and probability of significance of tillage, straw management and their interaction in the global analyses of variance of soil water consumption amount, water consumption characters of leaves, bleeding sap in stalk, grain yield, and water use efficiency 指标 Parameter 作物生长季 Cropping season 耕作方式 Tillage 秸秆还田 Straw returning 耕作方式×秸秆还田 Tillage × straw returning MS P MS P MS P 农田耗水量 SWC WW 206.2 <0.001 166.5 <0.001 1.4 0.879 SM 1969.4 <0.001 558.7 0.006 359.1 0.008 WW+SM 3463.1 <0.001 108.2 0.315 321.8 0.060 FP 7.8 <0.001 103.6 <0.001 2.3 <0.001 WW+SM+FP 3153.8 <0.001 437.5 0.048 359.2 0.043 叶片水分饱和亏 WSD WW 45.1 <0.001 37.0 <0.001 6.0 <0.001 SM 92.2 <0.001 113.3 <0.001 7.0 0.005 光合速率 Pn WW 13.0 <0.001 23.2 <0.001 1.1 0.050 SM 56.3 <0.001 57.6 <0.001 0.7 0.047 蒸腾速率 Tr WW 0.5 <0.001 0.5 <0.001 0.04 0.013 SM 1.4 <0.001 2.0 <0.001 0.01 0.042 茎秆伤流量 BS WW 33.6 <0.001 33.0 <0.001 3.4 0.046 SM 25.9 <0.001 29.0 <0.001 0.3 0.038 干物质积累量 DM WW 12.9 <0.001 5.0 <0.001 0.6 0.023 SM 4.1 <0.001 4.0 <0.001 0.2 <0.001 产量 Yield WW 2.9 <0.001 7.4 <0.001 0.1 0.143 SM 2.2 <0.001 1.6 <0.001 0.4 <0.001 WW+SM+FP 9.8 0.000 16.2 <0.001 0.8 0.002 水分利用效率 WUE WW 17.8 <0.001 59.8 <0.001 1.3 0.144 SM 6.5 <0.001 7.7 <0.001 1.2 0.020 WW+SM+FP 16.0 0.000 29.0 <0.001 1.1 0.001 SWC: soil water consumption; WSD: water saturation deficient in leaf; BS: bleeding sap in stalk; DM: dry matter accumulation; WUE: water use efficiency. In the “Season” column, WW, SM, and FP represent the winter wheat and summer maize growing seasons and fallow period, respectively; and WW+SM+FP represents the whole year. “生长季”列中, WW表示冬小麦生长季, SM表示夏玉米生长季, FP表示休闲期, WW+SM+FP为全年。

表1 耕作方式、秸秆还田及其交互对农田耗水量、叶片耗水特性、茎秆伤流、籽粒产量和水分利用效率的方差分析 Table 1 MS value and probability of significance of tillage, straw management and their interaction in the global analyses of variance of soil water consumption amount, water consumption characters of leaves, bleeding sap in stalk, grain yield, and water use efficiency

2.2 耕作方式与秸秆还田对土壤容重的影响深松(耕)、秸秆还田以及二者互作均可以显著降低20~40 cm土层的土壤容重(表2)。深耕和深松20~ 40 cm土层的土壤容重分别比常规耕作降低6.8%和5.2%, 秸秆还田的土壤容重比秸秆不还田降低2.0%, 深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田的土壤容重分别比常规耕作+无秸秆还田降低8.9%和6.9%。
表2
Table 2
表2(Table 2)

表2 不同土层深度下耕作方式与秸秆还田对土壤容重的影响 Table 2 Effects of tillage and straw returning on soil bulk density in different soil depth (g cm-3) 处理 Treatment 2010-2011 2011-2012 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm CT+NS 1.25 a 1.35 a 1.51 a 1.52 a 1.24 a 1.34 a 1.50 a 1.53 a DT+NS 1.24 a 1.25 b 1.41 d 1.45 c 1.22 a 1.24 b 1.38 d 1.43 cd SS+NS 1.24 a 1.25 b 1.44 c 1.45 c 1.23 a 1.23 b 1.40 c 1.44 c CT+AS 1.24 a 1.33 a 1.47 b 1.49 b 1.20 a 1.34 a 1.47 b 1.51 b DT+AS 1.22 a 1.23 b 1.37 e 1.40 e 1.19 a 1.21 b 1.36 e 1.39 e SS+AS 1.23 a 1.24 b 1.41 d 1.43 d 1.21 a 1.22 b 1.38 d 1.42 d The soil bulk densities at 0-10, 10-20, 20-30, and 30-40 cm were 1.26, 1.36, 1.52, and 1.54 g cm-3, respectively, before the study. CT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. Values followed by different letters within the same year are significantly different at P < 0.05. 耕作前, 0~10、10~20、20~30和30~40 cm土层土壤容重分别为 1.26、1.36、1.52和1.54 g cm-3。CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。数据后不同字母表示每一年度中处理间差异显著( P<0.05)。

表2 不同土层深度下耕作方式与秸秆还田对土壤容重的影响 Table 2 Effects of tillage and straw returning on soil bulk density in different soil depth (g cm-3)

2.3 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米农田耗水量和叶片耗水特性的影响2.3.1 耕作方式与秸秆还田对农田耗水量的影响
深耕和深松增加了作物生长季和周年总农田耗水量, 却降低了休闲期农田耗水量(图2)。深松(耕)处理作物生长季的农田耗水量比常规耕作提高4.0%, 休闲期农田耗水量降低2.3%。冬小麦季实施秸秆粉碎还田, 农田耗水量增加1.6%; 夏玉米季实施秸秆覆盖还田, 农田耗水量降低1.9%。几种耕作模式中, 深耕+秸秆还田农田耗水量的增幅最大。与常规耕作+无秸秆还田处理相比, 深耕+秸秆还田的周年、作物生长季、冬小麦和夏玉米农田耗水量分别提高3.3%、4.2%、4.4%和4.1%, 休闲期农田耗水量降低7.0%。表明土壤耕作与秸秆还田可以降低休闲期无效的农田耗水量。
图2
Fig. 2

Figure OptionViewDownloadNew Window

图2 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米系统耗水量的影响CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。WW: 冬小麦季; SM: 夏玉米季量; FP: 休闲期。柱形上不同字母表示处理间差异显著( P<0.05)。Fig. 2 Effect of tillage and straw returning on soil water consumption amount in winter wheat-summer maize systemCT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. WW: winter wheat season; SM: summer maize season; FP: fallow period. Different letters above columns indicate significant difference among treatments ( P< 0.05).

2.3.2 耕作方式与秸秆还田对叶片水分饱和亏的影响 深松(耕)和秸秆还田均显著降低了植株叶片水分饱和亏, 且二者对夏玉米叶片水分饱和亏的影响大于冬小麦(图 3)。夏玉米开花期, 深松(耕)的叶片水分饱和亏比常规耕作降低20.0%, 秸秆还田比秸秆不还田降低17.0%。深松(耕)与秸秆还田互作显著降低了两种作物的叶片水分饱和亏。深松+秸秆还田冬小麦开花期和夏玉米开花期的叶片水分饱和亏分别比常规耕作+无秸秆还田降低19.2%和32.8%。
图3
Fig. 3

Figure OptionViewDownloadNew Window

图3 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米系统叶片水分饱和亏的影响CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。S1: 冬小麦拔节期; S2: 冬小麦开花期; S3: 夏玉米拔节期: S4: 夏玉米开花期。柱形上不同字母表示相同生育期的叶片水分饱和亏在处理间差异显著( P<0.05)。Fig. 3 Effects of tillage and straw returning on water saturation deficiency in leaf in winter wheat-summer maize systemCT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. S1: jointing stage of winter wheat; S2: anthesis stage of winter wheat; S3: jointing stage of summer maize; S4: tassel stage of summer maize. Different letters above columns indicate significant difference of water saturation deficient in leaf among treatments ( P<0.05).

2.3.3 耕作方式与秸秆还田对叶片 P_n的影响
深松(耕)和秸秆还田均显著增加叶片 P_n, 且对夏玉米的影响大于对冬小麦(图4)。深松(耕)处理夏玉米开花期叶片 P_n比常规耕作提高24.0%, 秸秆还田处理比秸秆不还田处理提高20.2%。深松(耕)与秸秆还田互作显著增加两种作物的 P_n。与常规耕作+无秸秆还田相比, 深松+秸秆还田开花期叶片 P_n升高 33.3% (冬小麦)和46.1% (夏玉米)。
图4
Fig. 4

Figure OptionViewDownloadNew Window

图4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米叶片 Pn和 Tr的影响(2012)CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。S1: 冬小麦拔节期; S2: 冬小麦开花期; S3: 夏玉米拔节期; S4: 夏玉米开花期。柱形上不同字母表示处理间差异显著( P<0.05)。Fig. 4 Effects of tillage and straw returning on Pn and Tr in winter wheat-summer maize system in 2012CT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. S1: jointing stage of winter wheat; S2: anthesis stage of winter wheat; S3: jointing stage of summer maize; S4: tassel stage of summer maize. Different letters above columns indicate significant difference among treatments ( P<0.05).

2.3.4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米叶片蒸腾速率的影响 耕作方式与秸秆还田对作物叶片 T_r的影响与 P_n相似(图4)。深松(耕)处理夏玉米开花期叶片 T_r比常规耕作提高17.3%, 秸秆还田比秸秆不还田提高13.3%, 深松+秸秆还田比常规耕作+无秸秆还田提高22.6% (冬小麦)和31.3% (夏玉米)。
2.4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米植株茎秆伤流量的影响深松(耕)和秸秆还田均显著增加植株茎秆伤流量, 尤其是夏玉米(图5)。深松(耕)使冬小麦和夏玉米开花期的茎秆伤流量分别超过常规耕作13.0%和18.5%, 秸秆还田使两种作物茎秆伤流量分别超过秸秆不还田7.2%和11.9%。深松(耕)与秸秆还田互作显著增加植株的茎秆伤流量, 且以深松+秸秆还田处理的增幅最大, 其冬小麦和夏玉米开花期的茎秆伤流量分别超过常规耕作+无秸秆还田23.2%和35.7%。
图5
Fig. 5

Figure OptionViewDownloadNew Window

图5 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米系统茎秆伤流量的影响CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。S1: 冬小麦拔节期; S2: 冬小麦开花期; S3: 夏玉米拔节期; S4: 夏玉米开花期。柱形上不同字母表示处理间差异显著( P<0.05)。Fig. 5 Effects of tillage and straw returning on bleeding sap in stalk in winter wheat-summer maize systemCT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. S1: jointing stage of winter wheat; S2: anthesis stage of winter wheat; S3: jointing stage of summer maize; S4: tassel stage of summer maize. Different letters above columns indicate significant difference among treatments ( P<0.05).

2.5 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米干物质积累量的影响深松(耕)、秸秆还田以及二者交互显著提高作物干物质积累量(表3)。深耕和深松可使冬小麦开花期干物质积累量分别比常规耕作提高18.7%和19.9%, 使夏玉米开花期干物质积累量分别提高19.6%和20.2%。秸秆还田可使作物干物质积累量提高12.3%。与常规耕作秸秆不还田相比, 深耕+秸秆还田使冬小麦和夏玉米成熟期的干物质积累量分别提高20.7%和17.8%, 深松+秸秆还田分别提高25.6%和20.2%。
2.6 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米籽粒产量和水分利用效率的影响深耕和深松的作物产量、水分利用效率均显著高于常规耕作, 秸秆还田的作物产量和水分利用效率也显著高于秸秆不还田(表4)。深松(耕)的周年产量和周年水分利用效率分别比常规耕作提高10.3%和7.5%, 其中, 冬小麦产量和水分利用效率分别提高9.8%和6.5%, 夏玉米分别提高11.1%和6.5%。秸秆还田的周年产量、冬小麦和夏玉米产量分别比秸秆不还田提高8.3%、9.7%和6.3%, 水分利用效率分别提高7.6%、7.9%和6.0%。耕作方式与秸秆还田互作显著增加作物产量和水分利用效率。与常规耕作+无秸秆还田相比, 秸秆还田后深耕或深松均可提高
周年产量(18.0%和19.3%)及水分利用效率(15.9%和15.1%), 且二者效果相似。

3 讨论本研究结果表明, 深耕和深松可以有效降低土壤容重, 提高冬小麦季和夏玉米季的农田耗水量, 降低休闲期的农田耗水量, 且二者对农田耗水量的影响存在差异。由于深耕采用的是铧式犁翻耕, 直接将土壤翻转, 可以有效打破犁底层, 降低土壤容重, 增加土壤孔隙度, 提高土壤渗水速度^{[ 10]}; 同时, 由于翻转土壤与外界的接触面积较大, 有利于最大限度地接纳雨水, 进而增加土壤蓄水容量^{[ 7]}。而深松采用的是振动型深松, 利用深松铲在土壤中划出条带性的深松沟, 并不扰乱土层, 加深耕层, 疏松土壤, 可以改善土壤的渗透性, 增加深层土壤蓄水量, 提高旱地蓄水保墒性能, 进而提高作物产量和水分利用效率^{[ 27, 28]}。此外, 由于黄淮海地区多年的种植习惯, 夏玉米收获后至冬小麦整地播种之前有半个月左右的休闲期, 如果采用传统的常规耕作措施会使土壤水分蒸发加剧, 影响冬小麦播种时的土壤墒情^{[ 29]}。而深耕和深松降低了休闲期的农田耗水量,对冬小麦的增产具有一定的作用。本研究结果还表明, 秸秆还田虽增加了冬小麦的农田耗水量, 却降低了休闲期、夏玉米和周年总农田耗水量。由于深耕、深松和常规耕作3种耕作方式在冬小麦播前实施, 夏玉米秸秆采取粉碎翻埋还田, 秸秆还田增加了冬小麦季土壤表层水分的蒸发和农田耗水量; 而冬小麦秸秆采取覆盖还田, 夏玉米灭茬免耕播种, 秸秆覆盖有效阻隔了地表水分向大气散失, 进而降低了夏玉米季农田耗水量^{[ 30]}。
表3
Table 3
表3(Table 3)

表3 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米干物质积累量的影响 Table 3 Effects of tillage and straw returning on dry matter accumulation of winter wheat and summer maize (t hm-2) 处理 Treatment 冬小麦 Winter wheat 夏玉米 Summer maize 拔节期 Jointing 开花期 Anthesis 成熟期 Maturity 拔节期 Jointing 开花期 Tassel 成熟期 Maturity 2010-2011 CT+NS 4.02 d 9.19 c 15.55 c 0.49 d 5.99 d 9.03 b DT+NS 4.56 ab 12.19 ab 17.87 b 0.55 b 8.09 b 10.29 a SS+NS 4.46 bc 12.10 ab 17.70 b 0.54 bc 8.04b 10.40 a CT+AS 4.29 c 11.38 b 15.67 b 0.52 cd 7.64 c 10.34 a DT+AS 4.70 a 12.99 a 19.19 ab 0.59 a 8.52 a 10.62 a SS+AS 4.68 a 13.01 a 19.96 a 0.60 a 8.55 a 10.93 a 2011-2012 CT+NS 4.44 c 10.62 b 17.59 c 0.54 c 7.17 d 9.81 c DT+NS 4.79 b 11.63 b 19.64 b 0.61 b 8.57 bc 10.78 b SS+NS 4.79 b 11.73 b 19.50 b 0.63 ab 8.72 b 10.69 b CT+AS 4.29 c 11.13 b 19.43 b 0.53 c 8.32 c 10.53 b DT+AS 5.16 a 13.37 a 20.75 ab 0.66 a 9.58 a 11.57 a SS+AS 5.14 a 13.88 a 21.60 a 0.65 a 9.63 a 11.71 a CT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. In each season, values followed by different letters are significantly different among treatments at the same growth stage ( P<0.05). CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。每一年度中, 数据后不同字母表示相同生育期处理间差异显著( P<0.05)。

表3 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米干物质积累量的影响 Table 3 Effects of tillage and straw returning on dry matter accumulation of winter wheat and summer maize (t hm-2)

表4
Table 4
表4(Table 4)

表4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)的影响 Table 4 Effects of tillage and straw returning on grain yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat and summer maize 处理 Treatment 产量Yield (t hm-2) WUE (kg hm-2 mm-1) 冬小麦 Winter wheat 夏玉米 Summer maize 周年 Whole year 冬小麦 Winter wheat 夏玉米 Summer maize 周年 Whole year 2010-2011 CT+NS 6.8 c 6.2 c 13.0 d 30.8 c 11.6 b 21.2 d DT+NS 8.0 b 6.7 b 14.7 b 34.3 b 11.7 b 23.7 b SS+NS 7.9 b 6.4 bc 14.3 bc 33.7 b 11.1 b 22.4 c CT+AS 7.8 b 6.2 c 14.0 c 34.4 b 11.7 b 22.7 c DT+AS 8.3 a 7.2 a 15.6 a 35.0 ab 12.7 a 24.8 a SS+AS 8.6 a 7.1 a 15.7 a 35.9 a 12.8 a 24.7 a 2011-2012 CT+NS 10.7 e 6.7 d 17.4 d 30.1 d 20.2 d 25.6 d DT+NS 11.3 cd 7.4 b 18.8 b 32.4 bc 22.2 b 27.3 b SS+NS 11.1 d 7.0 c 18.1 c 32.0 c 20.8 c 26.4 c CT+AS 11.5 c 6.8 d 18.3 c 32.8 b 20.6 cd 26.7 c DT+AS 12.5 b 7.8 a 20.3 a 35.4 a 23.4 a 29.4 a SS+AS 12.7 a 7.8 a 20.5 a 36.1 a 22.1 b 29.1 a CT: conventional tillage; DT: deep tillage; SS: subsoiling; AS: all straw returning; NS: no straw returning. In each season, values followed by different letters are significantly different among treatments at the same growth stage ( P<0.05). CT: 常规耕作; DT: 深耕; SS: 深松; AS: 秸秆全还田; NS: 无秸秆还田。每一年度中, 数据后不同字母表示相同生育期处理间差异显著( P<0.05)。

表4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)的影响 Table 4 Effects of tillage and straw returning on grain yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat and summer maize

在冬小麦-夏玉米一年两熟轮作制度中, 耕作方式与秸秆还田对农田耗水量有显著的交互作用。冬小麦季, 秸秆粉碎还田增加了农田耗水量, 深耕和深松也增加了农田耗水量, 耕作方式与秸秆还田交互显著增加了农田耗水量。夏玉米季, 深耕和深松虽增加了农田耗水量, 但秸秆覆盖还田显著降低了农田耗水量, 且秸秆还田对农田耗水量的影响大于深耕或深松的影响。休闲期, 耕作方式与秸秆还田对农田耗水量的交互作用更为显著, 二者结合显著降低了该期的农田耗水量。由于农田耗水量受降水量的影响, 在降水量较大的年份和作物生长季, 深耕+秸秆还田处理的农田耗水量高于其他处理; 而在降水量较小的年份和作物生长季, 深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田处理的农田耗水量的差异不显著。
耕作方式和秸秆还田通过改善耕层土壤水分条件, 提高了作物干物质积累能力。本研究结果表明, 深松(耕)和秸秆还田均可以降低作物叶片水分饱和亏, 增加植株叶片光合速率和蒸腾速率, 提高植株茎秆伤流量, 促进植株干物质积累, 进而提高冬小麦和夏玉米的籽粒产量和水分利用效率。这与前人研究结果一致, 深松(耕)和秸秆还田可疏松土壤, 改善渗透性, 不仅可以增加夏玉米光合作用面积^{[ 31]}, 还可以促进冬小麦和夏玉米的干物质积累^{[ 32, 33]}, 进而显著提高作物的籽粒产量和水分利用效率^{[ 34, 35, 36]}。此外, 耕作方式与秸秆还田互作也显著增加了植株干物质积累量、籽粒产量和水分利用效率。吕美蓉等^{[ 37]}研究也认为, 免耕、深松与秸秆还田的交互作用能够提高冬小麦产量。
在本研究中, 深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田不仅提高了农田耗水量, 还增加了植株叶片光合速率和蒸腾速率, 提高了植株茎秆伤流量, 促进了植株干物质积累, 进而有利于作物产量和水分利用效率的提高。在几种耕作模式中, 深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高, 且二者无显著性差异。因此, 本试验条件下, 在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。
4 结论深耕和深松增加了作物生长季的农田耗水量, 冬小麦季实施秸秆粉碎还田, 农田耗水量增加; 夏玉米季实施秸秆覆盖还田, 农田耗水量降低。在秸秆还田基础上, 秋季深耕或深松提高了冬小麦、夏玉米生长季的农田耗水量, 但降低了休闲期农田耗水量, 反而增加了植株叶片含水量, 提高了叶片光合速率和蒸腾速率, 有利于植株干物质积累, 为提高作物产量和水分利用效率奠定了基础, 且在本试验条件下, 深松或深耕无显著差异。因此, 与本试验相似环境条件下, 宜在秸秆还田的基础上配合深松或深耕。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献View Option
原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]	Yang X L, Gao W S, Shi Q H, Chen F, Chu Q Q. Impact of climate change on the water requirement of summer maize in the Huang-Huai-Hai farming region. Agric Water Manag, 2013, 124: 20-27[本文引用:1]
[2]	梅旭荣, 康绍忠, 于强, 黄元仿, 钟秀丽, 龚道枝, 霍再林, 刘恩科. 协同提升黄淮海平原作物生产力与农田水分利用效率途径. 中国农业科学, 2013, 46: 1149-1157 Mei X R, Kang S Z, Yu Q, Huang Y F, Zhong X L, Gong D Z, Huo Z L, Liu E K. Pathways to synchronously improving crop productivity and field water use efficiency in the North China Plain. Sci Agric Sin, 2013, 46: 1149-1157 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.889]
[3]	Zhang X Y, Chen S Y, Sun H Y, Wang Y M, Shao L W. Water use efficiency and associated traits in winter wheat cultivars in the North China Plain. Agric Water Manag, 2010, 97: 1117-1125[本文引用:1]
[4]	周兴祥, 高焕文, 刘晓峰. 华北平原一年两熟保护性耕作体系试验研究. 农业工程学报, 2001, 17(6): 81-84 Zhou X Y, Gao H W, Liu X F. Experimental study on conservation tillage system in areas of two crops a year in North China Plain. Trans CSAE, 2001, 17(6): 81-84 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[5]	张国盛, Chan K Y, Li G D, Heenan D P. 长期保护性耕种方式对农田表层土壤性质的影响. 生态学报, 2008, 28: 2722-2728 Zhang G S, Chan K Y, Li G D, Heenan D P. Long-term effects of tillage systems and rotation on selected soil properties in cropping zone of Southern NSW, Australia. Acta Ecol Sin, 2008, 28: 2722-2728 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1]
[6]	黄高宝, 郭清毅, 张仁陟, 逄蕾, Li G, Chan K Y, 于爱忠. 保护性耕作条件下旱地农田麦-豆双序列轮作体系的水分动态及产量效应. 生态学报, 2006, 26: 1176-1185 Huang G B, Guo Q Y, Zhang R Z, Pang L, Li G, Chan K Y, Yu A Z. Effects of conservation tillage on soil moisture and crop yield in a phased rotation system with spring wheat and field pea in dryland . Acta Ecol Sin, 2006, 26: 1176-1185 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1]
[7]	Iqbal M, Anwar-ul-Hassan, Ibrahim M. Effects of tillage systems and mulch on soil physical quality parameters and maize (Zea mays L. ) yield in semi-arid Pakistan. Biol Agric Hortic, 2008, 25: 311-325[本文引用:2][JCR: 0.381]
[8]	Liu Y, Gao M S, Wu W, Tanveer S K, Wen X X, Liao Y C. The effects of conservation tillage practices on the soil water-holding capacity of a non-irrigated apple orchard in the loess plateau, China. Soil Tillage Res, 2013, 130: 7-12[本文引用:1][JCR: 2.367]
[9]	王育红, 姚宇卿, 吕军杰, 黄江涛, 张洁. 豫西旱坡地高留茬深松对冬小麦生态效应的研究. 中国生态农业学报, 2004, 12(2): 146-148 Wang Y H, Yao Y Q, Lü J J, Huang J T, Zhang J. Ecological effect of subsoiling high stubble on the winter wheat in sloping land of western Henan. Chin J Eco-Agric, 2004, 12(2): 146-148 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 0.795]
[10]	Chong S, Cowsert P T. Infiltration in reclaimed mined land ameliorated with deep tillage treatments. Soil Tillage Res, 1997, 44: 255-264[本文引用:2][JCR: 2.367]
[11]	秦红灵, 高旺盛, 马月存, 马丽, 尹春梅. 两年免耕后深松对土壤水分的影响. 中国农业科学, 2008, 41: 78-85 Qin H L, Gao W S, Ma Y C, Ma L, Yin C M. Effects of subsoiling on soil moisture under no-tillage 2 years later. Sci Agric Sin, 2008, 41: 78-85 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.889]
[12]	黄明, 吴金芝, 李友军, 姚宇卿, 张灿军, 蔡典雄, 金柯. 不同耕作方式对旱作冬小麦旗叶衰老和籽粒产量的影响. 应用生态学报, 2009, 20: 1355-1361 Huang M, Wu J Z, Li Y J, Yao Y Q, Zhang C J, Cai D X, Jin K. Effects of tillage pattern on the flag leaf senescence and grain yield of winter wheat under dry farming. Chin J Appl Ecol, 2009, 20: 1355-1361 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.742]
[13]	李友军, 吴金芝, 黄明, 姚宇卿, 张灿军, 蔡典雄, 金轲. 不同耕作方式对小麦旗叶光合特性和水分利用效率的影响. 农业工程学报, 2006, 22(12): 44-48 Li Y J, Wu J Z, Huang M, Yao Y Q, Zhang C J, Cai D X, Jin K. Effects of different tillage systems on photosynthesis characteristics of flag leaf and water use efficiency in winter wheat. Trans CSAE, 2006, 22(12): 44-48 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[14]	侯贤清, 贾志宽, 韩清芳, 王维, 丁瑞霞, 聂俊峰, 李永平. 轮耕对宁南旱区冬小麦花后旗叶光合性能及产量的影响. 中国农业科学, 2011, 44: 3108-3117 Hou X Q, Jia Z K, Han Q F, Wang W, Ding R X, Nie J F, Li Y P. Effects of rotational tillage on flag leaf photosynthetic characte-ristics and yield after anthesis of winter wheat in arid areas of Southern Ningxia. Sci Agric Sin, 2011, 44: 3108-3177 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.889]
[15]	Huang Y, Chen L D, Fu B J, Huang Z L, Gong J. The wheat yields and water-use efficiency in the Loess Plateau: straw mulch and irrigation effects. Agric Water Manag, 2005, 72: 209-222[本文引用:1]
[16]	付国占, 李潮海, 王俊忠, 王振林, 曹鸿鸣, 焦念元, 陈明灿. 残茬覆盖与耕作方式对土壤性状及夏玉米水分利用效率的影响. 农业工程学报, 2005, 21(1): 52-56 Fu G Z, Li C H, Wang J Z, Wang Z l, Cao H M, Jiao N Y, Chen M C. Effects of stubble mulch and tillage managements on soil physical properties and water use efficiency of summer maize. Trans CSAE, 2005, 21(1): 52-56 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[17]	黄明, 吴金芝, 李友军, 姚宇卿, 张灿军, 蔡典雄, 金轲. 不同耕作方式对旱作区冬小麦生产和产量的影响. 农业工程学报, 2009, 25(1): 50-54 Huang M, Wu J Z, Li Y J, Yao Y Q, Zhang C J, Cai D X, Jin K. Effects of different tillage management on production and yield of winter wheat in dryland . Trans CSAE, 2009, 25(1): 50-54 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[18]	吴金芝, 黄明, 李友军, 陈明灿, 姚宇卿, 郭大勇, 黄海霞. 不同耕作方式对冬小麦光合作用产量和水分利用效率的影响. 干旱地区农业研究, 2008, 26(5): 17-21 Wu J Z, Huang M, Li Y J, Chen M C, Yao Y Q, Guo D Y, Huang H X. Effects of different tillage systems on the photosynthesis functions, grain yield and WUE in winter wheat. Agric Res Arid Areas, 2008, 26(5): 17-21 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1]
[19]	褚鹏飞, 于振文, 王东, 张永丽, 石玉. 耕作方式对小麦开花后旗叶水势与叶绿素荧光参数日变化和水分利用效率的影响. 作物学报, 2012, 38: 1051-1061 Chu P F, Yu Z W, Wang D, Zhang Y L, Shi Y. Effect of tillage mode on diurnal variations of water potential and chlorophyll fluorescence characteristics of flag leaf after anthesis and water use efficiency in wheat. Acta Agron Sin, 2012, 38: 1051-1061 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.667]
[20]	Su Z Y, Zhang J S, Wu W L, Cai D X, Lv J J, Jiang G H, Huang J, Gao J, Hartmann R, Gabriels D. Effects of conservation tillage practices on winter wheat water-use efficiency and crop yield on the Loess Plateau, China. Agric Water Manag, 2007, 87: 307-314[本文引用:1]
[21]	李向东, 季书勤, 张德奇, 郭瑞, 王汉芳, 吕凤荣. 豫南雨养区周年不同耕作模式对小麦花后干物质动态和产量的影响. 生态学杂志, 2011, 30: 1942-1948 Li X D, Ji S Q, Zhang D Q, Guo R, Wang H F, Lü F R. Effects of different corn/wheat year round tillage modes on post-anthesis dry matter accumulation and transfer and grain yield of wheat in rain-fed farming area of southern Henan province. Chin J Ecol, 2011, 30: 1942-1948 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.729]
[22]	张含彬, 任万军, 杨文钰, 伍晓燕, 王竹, 杨继芝. 不同施氮量对套作大豆根系形态与生理特性的影响. 作物学报, 2007, 33: 107-112 Zhang H B, Ren W J, Yang W Y, Wu X Y, Wang Z, Yang J Z. Effects of different nitrogen levels on morphological and physiological characteristics of relay-planting soybean root. Acta Agron Sin, 2007, 33: 107-112 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.667]
[23]	王纪华, 赵春江, 黄文江, 郭晓维, 李鸿祥. 土壤水分对小麦叶片含水量及生理功能的影响. 麦类作物学报, 2001, 21(4): 42-47 Wang J H, Zhao C J, Huang W J, Guo X W, Li H X. Effect of soil water content on the wheat leaf water content and the physiological function. J Triticeae Crops, 2001, 21(4): 42-47 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1]
[24]	江晓东, 李增嘉, 侯连涛, 王芸, 王雪, 颜红. 少免耕对灌溉农田冬小麦/夏玉米作物水、肥利用的影响. 农业工程学报, 2005, 21(7): 20-24 Jiang X D, Li Z J, Hou L T, Wang Y, Wang X, Yan H. Impacts of minimum tillage and no-tillage systems on soil NO3-N content and water use efficiency of winter wheat/summer corn cultivation. Trans CSAE, 2005, 21(7): 20-24 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[25]	张秋平, 杨晓光, 薛昌颖, 闫伟兄, 杨婕, 张天一, Bauman B A M, 王化琪. 北京地区旱稻作物需水与降水的耦合分析. 农业工程学报, 2007, 23(10): 51-56 Zhang Q P, Yang X G, Xue C Y, Yan W X, Yang J, Zhang T Y, Bauman B A M, Wang H Q. Analysis of coupling degree between crop water requirement of aerobic rice and rainfall in Beijing areas. Trans CSAE, 2007, 23(10): 51-56 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[26]	侯连涛, 江晓东, 韩宾, 焦念元, 赵春, 李增嘉. 不同覆盖处理对冬小麦气体交换参数及水分利用效率的影响. 农业工程学报, 2006, 22(9): 58-63 Hou L T, Jiang X D, Han B, Jiao N Y, Zhao C, Li Z J. Effects of different mulching treatments on the gas exchange parameters and water use efficiency of winter wheat. Trans CSAE, 2006, 22(9): 58-63 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[27]	Mohanty M, Band yopadhyay K K, Painuli D K, Ghosh P K, Misra A K, Hati K M. Water transmission characteristics of a vertisol and water use efficiency of rainfed soybean (Glycine max (L. ) Merr. ) under subsoiling and manuring. Soil Till Res, 2007, 93: 420-428[本文引用:1][JCR: 2.367]
[28]	丁昆仑, Hann M J. 耕作措施对土壤特性及作物产量的影响. 农业工程学报, 2000, 16(3): 28-32 Ding K L, Hann M J. Effects of soil management on soil properties and crop yield. Trans CSAE, 2000, 6(3): 28-32 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]
[29]	Su Z Y, Zhang J S, Wu W L, Cai D X, Lü J J, Jiang G H, Huang J, Cao J, Hartmann R, Gabriels D. Effects of conservation tillage practices on winter wheat water-use efficiency and crop yield on the Loess Plateau. Agric Water Manag, 2007, 87: 307-314[本文引用:1]
[30]	Schwartz R C, Baumhardt R L, Evett S R. Tillage effects on soil water redistribution and bare soil evaporation throughout a season. Soil Till Res, 2010, 110: 221-229[本文引用:1][JCR: 2.367]
[31]	尚金霞, 李军, 贾志宽, 张丽华. 渭北旱塬春玉米田保护性耕作蓄水保墒效果与增产增收效应. 中国农业科学, 2010, 43: 2668-2678 Shang J X, Li J, Jia Z K, Zhang L H. Soil water conservation effect, yield and income increments of conservation tillage measures in spring maize field on Weibei highland . Sci Agric Sin, 2010, 43: 2668-2678 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.889]
[32]	Heuer H, Tomanová O, Koch H J, Märländer B. Subsoil properties and cereal growth as affected by a single pass of heavy machinery and two tillage systems on a Luvisol. J Plant Nutr Soil Sci, 2008, 171: 580-590[本文引用:1]
[33]	赵聚宝, 梅旭荣, 薛军红, 钟兆站, 张天佑. 秸秆覆盖对旱地作物水分利用效率的影响. 中国农业科学, 1996, 29(2): 59-66 Zhao J B, Mei X R, Xue J H, Zhong Z Z, Zhang T Y. The effect of straw mulch on crop water use efficiency in dryland . Sci Agric Sin, 1996, 29(2): 59-66 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.889]
[34]	付国占, 王俊忠, 李潮海, 曹鸿鸣, 王振林, 焦念元, 李春霞. 华北残茬覆盖不同土壤耕作方式夏玉米生长分析. 干旱地区农业研究, 2005, 23(4): 12-15 Fu G Z, Wang J Z, Li C H, Cao H M, Wang Z L, Jiao N Y, Li C X. Correlation between agronomic parameters and spectral vegetation index in winter wheat under different nitrogen levels. Agric Res Arid Areas, 2005, 23(4): 12-15 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1]
[35]	王红光, 于振文, 张永丽, 石玉, 王东. 耕作方式对旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响. 作物学报, 2012, 38: 675-682 Wang H G, Yu Z W, Zhang Y L, Shi Y, Wang D. Effects of tillage regimes on water consumption and dry matter accumulation in dryland wheat. Acta Agron Sin, 2012, 38: 675-682 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.667]
[36]	郑成岩, 崔世明, 王东, 于振文, 张永丽, 石玉. 土壤耕作方式对小麦干物质生产和水分利用效率的影响. 作物学报, 2011, 37: 1432-1440 Zheng C Y, Cui S M, Wang D, Yu Z W, Zhang Y L, Shi Y. Effects of soil tillage practice on dry matter production and water use efficiency in wheat. Acta Agron Sin, 2011, 37: 1432-1440 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.667]
[37]	吕美蓉, 李增嘉, 张涛, 宁堂原, 赵建波, 李洪杰. 少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响. 农业工程学报, 2010, 26(1): 41-46 Lü M R, Li Z J, Zhang T, Ning T Y, Zhao J B, Li H J. Effects of minimum or no-tillage system and straw returning on extreme soil moisture and yield of winter wheat. Trans CSAE, 2010, 26(1): 41-46 (in Chinese with English abstract)[本文引用:1][CJCR: 1.299]