2012~2016小麦生长季，以济麦22为材料，在山东省兖州市小孟镇史家王子村(35°4009N，116°4143E)进行田间试验。研究小麦测墒补灌技术及其生理机制，为小麦高产节水栽培提供理论依据。　　2012~2013生长季设置2个目标土壤相对含水量处理：拔节期65%、开花期70%(W1)，拔节期70%、开花期70%(W2)；每个目标土壤相对含水量处理下设置2个计算测墒补灌灌溉量土层处理：0~40 cm(D1)和0~140 cm(D2)。设置全生育期不灌水处理(W0)和拔节期开花期分别灌水60 mm的定量灌溉处理(Wck)为对照。2013~2014生长季设置3个目标土壤相对含水量处理：拔节期65%、开花期70%(W1)，拔节期70%、开花期70%(W2)，拔节期75%、开花期70%(W3)；每个目标土壤相对含水量处理下设置2个计算测墒补灌灌溉量土层处理：0~40 cm(D1)和0~140 cm(D2)。设置全生育期不灌水处理(W0)和拔节期开花期分别灌水60 mm的定量灌溉处理(Wck)为对照。裂区设计，重复3次。研究小麦测墒补灌计算灌溉量的适宜土层及目标相对含水量。　　2014~2015和2015~2016生长季，设置3个微喷带带长(微喷带长度)处理：60 m(DL1)，80 m(DL2)和100 m(DL3)；每个微喷带带长处理下设置3个微喷带带宽(微喷带宽度)处理：65 mm(DK1)、80 mm(DK2)和100 mm(DK3)。各处理沿微喷带铺设方向，每隔一定长度设一个取样区段，在各区段进行土壤水分和植株生理指标的测定。裂区设计，重复3次。研究微喷带带长与带宽对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响。　　1、小麦测墒补灌计算灌溉量的适宜土层及目标相对含水量的研究　　1.1同一目标土壤相对含水量条件下，不同计算灌溉量土层处理对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响　　1.1.1不同处理对小麦耗水特性的影响　　同一目标土壤相对含水量条件下，灌水量D1处理显著低于Wck和D2。土壤贮水消耗量D1处理显著高于Wck和D2。开花至成熟期阶段耗水量和灌浆期棵间蒸发量D1处理显著低于Wck。灌浆中后期旗叶水势和土壤水势D1处理显著高于D2。表明， D1处理灌水量和灌浆期棵间蒸发量低，灌浆中后期旗叶水势和土壤水势高，有利于减少灌浆期蒸发耗水，增加根系对土壤贮水的吸收利用，节约灌溉水。　　1.1.2不同处理对小麦光合特性和干物质生产的影响　　2012~2013生长季，W1和W2条件下，灌浆中后期旗叶净光合速率、气孔导度、旗叶水分利用效率和磷酸蔗糖合成酶活性，灌浆中后期籽粒灌浆速率，成熟期植株干物质积累量和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的分配量D1处理显著高于D2。　　2013~2014生长季，W2和W3条件下，灌浆中后期旗叶净光合速率、气孔导度、旗叶水分利用效率和磷酸蔗糖合成酶活性，灌浆中后期籽粒灌浆速率，成熟期植株干物质积累量，开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的分配量和开花期13C同化物向籽粒转运量为D1处理显著高于Wck和D2。　　表明，D1处理在小麦灌浆中后期旗叶光合能力强，物质生产能力高，有利于开花后植株干物质积累和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的转运，促进籽粒灌浆。　　1.1.3不同处理对小麦氮素积累转运和土壤硝态氮的影响　　2012~2013生长季，W1和W2条件下，开花期和成熟期小麦植株氮素积累量、开花期营养器官贮藏氮素向籽粒的再分配量D1处理显著高于D2。　　2013~2014生长季，W2和W3条件下，开花期和成熟期小麦植株氮素积累量、开花期营养器官贮藏氮素向籽粒的再分配量D1处理显著高于Wck和D2。　　两生长季W1、W2和W3条件下，成熟期40~140 cm土层土壤硝态氮含量D1处理显著低于D2。　　表明，D1处理有利于小麦植株氮素积累和营养器官贮藏氮素向籽粒的再分配，促进根系对硝态氮的吸收利用，同时减少硝态氮对土壤的污染。　　1.1.4不同处理对小麦旗叶衰老特性的影响　　2012~2013生长季，W1和W2条件下，灌浆中后期旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白含量D1处理显著高于D2；灌浆中后期旗叶丙二醛(MDA)含量D1处理显著低于D2。　　2013~2014生长季，W2和W3条件下，灌浆中后期旗叶SOD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量D1处理显著高于Wck和D2，MDA含量D1处理显著低于Wck和D2。　　表明，D1处理有利于旗叶在灌浆中后期保持高活性氧清除能力，延缓旗叶衰老。1.1.5不同处理对小麦籽粒产量和水分及氮素利用效率的影响　　2012~2013生长季，W1和W2条件下，籽粒产量、水分利用效率和氮肥偏生产力D1处理显著高于D2，灌溉效益D1处理显著高于Wck和D2。　　2013~2014生长季，W1条件下，籽粒产量和氮肥偏生产力Wck、D1、D2处理间无显著差异；水分利用效率D1处理显著高于Wck，灌溉效益D1处理显著高于Wck和D2。W2和W3条件下，籽粒产量、灌溉效益和氮肥偏生产力D1处理显著高于Wck和D2；水分利用效率D1处理显著高于Wck。　　表明，相同目标土壤相对含水量条件下，依据0~40 cm土层土壤相对含水量计算测墒补灌灌溉量的D1处理是本试验条件下节水高产的最优处理。　　1.2同一计算灌溉量土层条件下，不同目标土壤相对含水量处理对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响　　1.2.1不同处理对小麦耗水特性的影响　　D1条件下，灌水量、开花至成熟期阶段耗水量和灌浆期棵间蒸发量W2处理显著低于Wck。土壤贮水消耗量W2处理显著高于Wck。灌浆中后期旗叶水势和0~40 cm土层土壤水势W2处理显著高于Wck和W1。表明，D1条件下，W2处理有利于对土壤贮水的利用，减少灌溉量和蒸发耗水，保持高的植株和土壤水分含量。　　1.2.2不同处理对小麦光合特性和干物质生产的影响　　D1条件下，灌浆中后期旗叶净光合速率、气孔导度、旗叶水分利用效率和磷酸蔗糖合成酶活性，灌浆中后期籽粒灌浆速率，成熟期干物质积累量和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的分配量W2处理均显著高于Wck和W1。表明，D1条件下， W2处理灌浆中后期旗叶光合能力高，有利于开花后植株干物质积累和光合产物向籽粒的转运，增加粒重。　　1.2.3不同处理对小麦氮素积累转运和土壤硝态氮的影响　　D1条件下，开花期和成熟期小麦植株氮素积累量、开花期营养器官贮藏氮素向籽粒的再分配量W2处理显著高于Wck和W1。成熟期40~140 cm土层土壤硝态氮含量W2处理显著低于Wck。表明，D1条件下，W2处理有利于开花期和成熟期植株氮素的积累和营养器官贮藏氮素向籽粒的再分配，促进根系对土壤硝态氮的吸收利用。　　1.2.4不同处理对小麦旗叶衰老特性的影响　　D1条件下，灌浆中后期旗叶SOD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量W2处理显著高于Wck和W1；MDA含量W2处理显著低于Wck和W1。表明，D1条件下，W2处理减轻了细胞的过氧化伤害，有利于延缓旗叶衰老。　　1.2.5不同处理对小麦籽粒产量和水分及氮素利用效率的影响　　2012~2013和2013~2014生长季，D1条件下，籽粒产量、水分利用效率、灌溉效益和氮肥偏生产力W2处理显著高于Wck和W1。表明，根据0~40 cm土层(D1)土壤相对含水量计算灌溉量，拔节期和开花期目标土壤相对含水量分别为70%和70%的W2处理是本试验条件下节水高产的最优处理。　　2、微喷带带长与带宽对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响　　2.1同一微喷带带长条件下，不同带宽处理对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响　　2.1.1不同带宽处理对小麦耗水特性的影响　　2014~2016生长季，DL2和DL3条件下，开花期灌溉后喷洒均匀系数为DK3处理最高，DK2次之，DK1最低；拔节期和开花期灌溉后各区段0~40 cm土层土壤相对含水量的变异系数为DK3处理最低，DK2次之，DK1最高。　　2015~2016生长季，DL2和DL3条件下，土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例为DK3处理显著高于DK1；灌水量占总耗水量的比例为DK3处理显著低于DK1和DK2。　　表明，DL2和DL3条件下，DK3处理有利于灌溉水在麦畦内的均匀分布和对土壤贮水的利用，节约灌溉水。　　2.1.2不同带宽处理对小麦光合特性和干物质生产的影响　　2014~2016生长季，DL2条件下，各区段灌浆后期旗叶净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、旗叶水分利用效率和SPS活性的平均值，各区段成熟期干物质积累量，开花至成熟期营养器官同化物向籽粒分配量和开花期13C同化物向籽粒转运量的平均值为DK2和DK3处理显著高于DK1；DL3条件下为DK3处理显著高于DK1和DK2。表明，DL2条件下DK2和DK3，DL3条件下DK3处理灌浆后期植株光合能力强，有利于成熟期干物质积累和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的分配。　　2.1.3不同带宽处理对小麦氮素积累转运和土壤硝态氮的影响　　2014~2016生长季，DL2条件下，各区段成熟期植株氮素积累量的平均值为DK2和DK3处理显著高于DK1；DL3条件下为DK3处理最高， DK2次之， DK1最低。DL2和DL3条件下各区段开花期营养器官贮藏氮素向籽粒再分配量的平均值为DK2和DK3处理显著高于DK1。DL2和DL3条件下，各区段成熟期0~200 cm土层土壤硝态氮含量的平均值为DK2和DK3处理显著低于DK1。　　表明， DL2条件下的DK2和DK3处理，DL3条件下的DK3处理有利于氮素在籽粒中的积累和根系对硝态氮的利用。　　2.1.4不同带宽处理对小麦旗叶衰老特性的影响　　2014~2016生长季，DL2和DL3条件下各区段灌浆后期旗叶SOD活性和可溶性蛋白含量的平均值为DK3处理最高，DK2次之，DK1最低。DL2条件下各区段灌浆后期旗叶MDA含量的平均值DK2和DK3处理显著低于DK1；DL3条件下为DK3处理最低，DK2次之，DK1最高。表明，DL2和DL3条件下，DK3处理灌浆后期旗叶活性氧清除能力强，有利于延缓旗叶衰老。　　2.1.5不同带宽处理对小麦籽粒产量和水分利用效率影响　　2014~2016生长季， DL1条件下，籽粒产量DK1、DK2和DK3处理间无显著差异；DL2条件下为DK2和DK3处理显著高于DK1；DL3条件下为DK3处理最高， DK2次之，DK1最低。DL1条件下，水分利用效率DK3处理显著高于DK1和DK2；DL2条件下为DK2和DK3处理显著高于DK1；DL3条件下为DK3处理最高，DK2次之，DK1最低。　　表明，带长60 m(DL1)，带宽100 mm(DK3)的处理籽粒产量和水分利用效率最高，为本试验条件下节水高产的最优处理；在各个带长条件下，带长60 m(DL1)条件下带宽100 mm(DK3)的处理为最优处理，带长80 m(DL2)条件下带宽80 mm(DK2)和100 mm(DK3)的处理为最优处理，带长100 m(DL3)条件下带宽100 mm(DK3)的处理为最优处理。　　2.2同一微喷带带宽条件下，不同带长处理对小麦耗水特性和碳氮代谢的影响　　2.2.1不同带长处理对小麦耗水特性的影响　　2014~2016生长季，DK1和DK2条件下，开花期灌溉后喷洒均匀系数为DL1处理最高，DL2次之，DL3最低；拔节期和开花期灌溉后不同区段0~40 cm土层土壤相对含水量变异系数为DL3处理最高，DL2次之，DL1最低。DK1和DK2条件下，灌水量DL1处理显著低于DL3；土壤贮水消耗量为DL1处理显著高于DL2和DL3。表明，DK1和DK2条件下，DL1处理有利于灌溉水的均匀分布和对土壤贮水的利用，节约灌溉水。　　2.2.2不同带长处理对小麦光合特性和干物质生产的影响　　2014~2016生长季，DK1和DK2条件下，灌浆后期各区段旗叶净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度，旗叶水分利用效率和磷酸蔗糖合成酶活性的平均值为DL1处理最高，DL2次之，DL3最低。DK1条件下，各区段成熟期干物质积累量和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒分配量的平均值为DL1处理显著高于DL2和DL3；DK2条件下为DL1和DL2处理显著高于DL3。表明，DK1条件下DL1处理，DK2条件下DL1和DL2处理灌浆中后期旗叶光合能力强，有利于成熟期干物质积累和开花至成熟期营养器官贮藏同化物向籽粒的分配。　　2.2.3不同带长处理对小麦氮素积累转运和土壤硝态氮的影响　　2014~2016生长季，DK1条件下，各区段成熟期植株氮素积累量的平均值为DL1处理最高， DL2次之， DL3最低；DK2条件下为DL1和DL2处理显著高于DL3。DK1条件下，各区段开花期营养器官贮藏氮素向籽粒再分配量的平均值为DL1处理显著高于DL2和DL3；DK2条件下为DL1和DL2处理显著高于DL3。　　DK1条件下，各区段成熟期0~200 cm土层土壤硝态氮含量的平均值为DL2和DL3处理显著高于DL1；DK2条件下为DL3处理显著高于DL1和DL2。表明，DK1条件下的DL1处理，DK2条件下的DL1和DL2处理有利于氮素在籽粒中的积累和植株对土壤硝态氮的吸收利用。　　2.2.4不同带长处理对小麦籽粒产量和水分利用效率的影响　　2014~2016生长季，DK1条件下，籽粒产量为DL1处理最高，DL2次之，DL3最低；DK2条件下为DL1和DL2处理显著高于DL3；DK3条件下DL1和DL2和DL3处理间无显著差异。DK1条件下水分利用效率为DL1处理最高， DL2次之， DL3最低；DK2条件下为DL1和DL2处理显著高于DL3；DK3条件下为DL1处理显著高于DL2和DL3。　　表明，带宽100 mm(DK3)，带长60 m(DL1)的处理籽粒产量和水分利用效率最高，为本试验条件下节水高产的最优处理；在各个带宽条件下，带宽65 mm(DK1)条件下带长60 m(DL1)的处理为最优处理，带宽80 mm(DK2)条件下带长60 m(DL1)和80 m(DL2)的处理为最优处理，带宽100 mm(DK3)条件下带长60 m(DL1)的处理为最优处理。