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甘肃省位于干旱半干旱雨养农业区,干旱少雨,无效、微效降水较多,蒸发强烈,有效降水多分布在每年7~9月,与小麦生长需水期严重错位,且年际间差异较大,导致小麦产量水平低且不稳定。覆盖是该区域小麦生产的主要措施。针对西北旱地雨养冬小麦-夏玉米循环种植式和目前山塬丘陵地区秸秆还田技术应用现状和问题,本团队研究形成了玉米整秆带状覆盖小麦栽培技术,经多年试验,以证明该技术对小麦生产具有明显的增产稳产效应。本研究以无覆盖露地为对照,设置了不同覆盖材料(秸秆、地膜)、不同秸秆带状种植行数(4行、5行)共3个覆盖处理,研究了不同覆盖材料和群体分布对小麦土壤水温环境的影响。在单位面积种植密度相同前提下,全膜覆盖(PF)和露地对照(CK)为均匀播种,100 m行播量为0.35 kg,秸秆带状4行(MS4)和秸秆带状5行(MS5)则为局部密植,100 m行播量分别为0.62 kg和0.50 kg。各处理施肥水平及田间管理均相同。主要研究结果如下:1.覆盖显著提高小麦产量,增产效果秸秆>全膜,以MS5增产效果最显著,较CK显著增产35.4%。单位面积穗数与产量极显著相关(r=0.753**),是引起产量差异的主要因素。2.秸秆带状覆盖具有较普遍的增墒效应,全膜覆盖则具有普遍的降墒效应,但在具体时期和土层,二者均不同程度表现出增墒和降墒的双重影响,秸秆带状覆盖的平均增墒点次比例为59.7%,PF为40.3%,PF全生育期平均贮水量较CK减少1.6%,秸秆带状覆盖较CK增加2.1%。时期间处理间差异以返青期和孕穗期较大,土层间以40-90 cm较大;处理间最大极差值为播种期0-20 cm土层秸秆带状覆盖(MS4和MS5)高于CK15.7 mm。3.覆盖对小麦耗水结构影响较大。覆盖显著提高播种期~拔节期耗水模系数,增幅秸秆>地膜,以MS4增幅最大,较CK提高10.7个百分点。覆盖分别提高和降低0-40 cm、120-200 cm土层耗水模系数,增幅和降幅均为秸秆>地膜,且均以MS5最显著,分别为40.5、43.2个百分点。4.秸秆带状覆盖具有较普遍的降温效应,全膜覆盖则具有普遍的增温效应,但在不同时期和土层,均表现出增温和降温的双重效应,秸秆带状覆盖的平均降温点次比例为93.3%,PF增温点次比例为91.1%。全生育期秸秆带状覆盖平均较CK降温1.1℃,且以MS5降幅较大(1.4℃),而PF则增温1.0℃。各时期处理间差异以越冬期和孕穗期较大,土层以5 cm较大;处理间最大极差值出现在孕穗期5 cm土层,PF土壤温度显著高于MS5 6.0℃。5.土壤水分温度的改变主要影响小麦的群体数量,进而影响产量。返青期~拔节期土壤增温利于增加总茎数,但同时增加冗余生长、加剧对水肥消耗,使小麦后期光合生产能力下降、减少有效穗。返青期~拔节期土壤温度与拔节期总茎数、单位面积穗数分别呈显著正相关和负相关。生育前期和上层土壤水分对小麦群体建成的影响较突出。增加播种期土壤贮水量和0-60 cm土层贮水量利于小麦出苗,返青期良好的土壤水分条件利于分蘖成穗。土壤水分与温度之间相互影响,但二者之间的互作效应具有一定的滞后性。秸秆带状覆盖具有显著的降温减蒸、保水增墒的作用,在小麦生育后期仍能有较充足的水分供应,有利于延缓小麦功能叶的衰老,提高群体产量。在两种秸秆覆盖方式中,MS5不仅产量高于MS4,而且群体分布相对分散,有利于减轻MS4模式个体间过分拥挤和不良竞争的负面影响,覆秆、播种等农事操作较MS4更加简便易行。综合技术效应,秸秆带状覆盖5行种植是更为合理、高效的秸秆覆盖种植模式。