应用生态学报模板

1说明：论文的格式，字号等项目参照如下范例撰写，本刊审稿为盲审制，投稿正文请不要出现作者信息和基金项目等内容，但修改稿需补充完整（红色部分）。调亏灌溉对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响作者姓名(作者地址)摘要以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料，在山东兖州小孟镇史王村进行田间试验，研究了调亏灌溉对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响.结果表明：在全生育期降水228mm条件下，W1（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期70%+开花期70%）和W4（土壤相对含水量：播种期90%+拔节期85%+开花期85%）处理总耗水量高于W0（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期65%+开花期65%）、W2（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期80%+开花期80%）和W3（土壤相对含水量：播种期90%+拔节期80%+开花期80%）处理，W1和W4处理间无显著差异；W1处理增加了0～200cm土层土壤贮水消耗量，降低了小麦拔节至开花期的耗水模系数，提高了开花至成熟期的耗水模系数；W4处理在开花至成熟期、拔节至开花期的耗水量和耗水模系数均较大.调亏灌溉条件下，W0处理水分利用效率较高，但产量最低；随灌溉量增加，其他处理水分利用效率为先增加后降低的趋势.耗水量最高的W1和W4处理产量也最高，W1处理灌溉水利用效率和灌溉效益均高于W4处理，为本试验条件下高产节水的最佳处理.关键词冬小麦调亏灌溉耗水特性水分利用效率Effectsofregulateddeficitirrigationonwaterconsumptioncharacteristicsandwateruseefficiencyofwinterwheat.作者姓名英文(作者地址英文)Abstract：Fieldexperimentwasconductedtoexaminetheeffectsofregulateddeficitirrigationonwaterconsumptionandwateruseefficiency（WUE）inwheatplants(cv.Jimai22)atShiwangVillage,Yanzhou,Shandong,China.Under228mmannualprecipitationprecondition,thewaterconsumptionamountoftreatmentW1(withsoilrelativewatercontent(SRWC)of80%,70%and70%atsowing,jointing,andanthesisstages,respectively)andW4(withSRWCof90%,85%and85%atsowing,jointing,andanthesisstages,respectively)weresignificantlyhigherthanthoseofW0(withSRWCof80%,65%and65%atsowing,jointing,andanthesisstages,respectively),W2(withSRWCatsowing,jointing,andanthesisstagesof80%,80%,and80%，respectively),andW3(withSRWCof90%，80%and80%atsowing,jointing,andanthesisstages,respectively).ComparedwithW4,thetreatmentW1increasedtheratioofsoilwaterconsumptionamounttowaterconsumptionamount,usedmorewaterin0-200cmsoillayers,anditdecreasedwaterconsumptionpercentagefromjointingtoanthesisstages,whereasincreasedthatfromanthesistomaturitystages.ThewaterconsumptionpercentagesofW4atbothstagesfromjointingtoanthesisandanthesistomaturitywerehigher.Underregulateddeficitirrigationcondition,althoughtheWUEoftreatmentW0washigher,itsgrainyieldwaslowest.TheWUEofothertreatmentsfirstlyincreased,thereafterdecreasedwithincreasingirrigationamount.TreatmentsW1andW4withthehighestwaterconsumptionamounthadthehighestgrainyield.Furthermore,theirrigationwateruseefficiencyandirrigationbenefitoftreatmentW1weresignificantlyhigherthanthoseofW4.Thus,basedontheexperimentalresults,itwassuggestedthattheirrigationregimeoftreatmentW1wouldbetheoptimaloneintermsofsustainableuseofwaterresource.Keywords:winterwheat;regulateddeficitirrigation;waterconsumptioncharacteristics;wateruseefficiency.本文由资助Thisworkwassupportedby.---Received,-Accepted.2*通讯作者Correspondingauthor.E-mail:水资源缺乏已成为全球性急需解决的问题.黄淮海平原水资源总量仅占全国水资源的6.65％，而灌溉面积却占全国灌溉面积的40％，耕地单位面积水资源量约为全国平均值的25%，供需矛盾突出[1].该区大部分地区常年降雨量为500～700mm，且主要集中在夏季，冬小麦生长期间降水量少，不能满足生长发育需求.如何合理利用有限的水资源，减少灌溉用水，提高水分利用效率，是冬小麦生产迫切需要解决的问题.调亏灌溉是调控土壤-植物-大气之间的关系，降低水分消耗、提高水分利用效率的有效途径.近年来，关于大田作物调亏灌溉的研究国内外进展较快，并主要集中在棉花、玉米和小麦上[2-3].研究表明，适时适度的水分调亏可显著抑制冬小麦的蒸腾速率，而光合速率下降不明显，复水后光合速率具有补偿效应，有利于光合产物向籽粒转运，抑制营养生长，促进生殖生长，提高小麦籽粒产量、收获指数及水分利用效率[4].在西北干旱地区，冬小麦水分亏缺程度可达到田间持水量的45%~50%，对作物产量没有不利影响，但可明显提高作物水分利用效率[5-6].孟兆江等[7]研究表明，在冬小麦三叶至返青期进行40%~60%田间持水率处理，调亏处理平均比对照增产0.88%~8.25%，节水12.80%~18.55%,水分利用效率提高15.96%~32.98%；也有研究指出，在冬小麦不同时期进行不同的调亏灌溉处理有利于冬小麦利用有限的土壤水分资源[8]，在拔节和开花期亏缺灌溉可促进小麦根系生长，提高土壤水分利用效率[9]，随着灌溉量和降雨量的增加，冬小麦利用土壤底墒水的能力下降[10].但有关冬小麦调亏灌溉技术尚不完善，还有待深入研究.本文在田间试验条件下，以土壤目标相对含水量为基础，通过准确定量，研究调亏灌溉对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响，为制定冬小麦高产节水栽培技术提供理论依据.1材料与方法1.1试验材料与试验设计试验于2007—2008年在山东省兖州市小孟镇史王村（35.41°N，116.41°E）大田进行，供试材料为高产中筋冬小麦品种济麦22.试验田0~20cm土层土壤养分含量为：有机质15.0g•kg-1、全氮1.0g•kg-1、碱解氮62.6mg•kg-1、速效磷25.0mg•kg-1、速效钾139.8mg•kg-1.小麦生育期间降水量为：播种至拔节期51.4mm、拔节至开花期88.4mm、开花至成熟期88.2mm.播种前0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm、100～120cm和120～140cm土层土壤田间持水量分别为24.70%、25.27%、24.73%、25.01%、24.63%、23.51%和23.18%，土壤容重分别为1.55、1.50、1.51、1.52、1.53、1.58和1.56g•cm-3，相对含水量分别为62.42%、54.60%、75.44%、89.36%、77.49%、77.00%和82.73%.试验设置的灌水组合为底墒水+拔节水+开花水，底墒水设2个水平，拔节水设4个水平，开花水设4个水平，共5个处理，分别用W0、W1、W2、W3和W4表示（表1）.表1水分处理方案（0～140cm土层相对含水量平均值）Table1Watertreatments(averagesoilrelativewatercontentat0～140cmsoillayer)处理Treatment灌水时期Irrigationstage播种期Sowing拔节期Jointing开花期AnthesisW080%65%65%W180%70%70%W280%80%80%W390%80%80%W490%85%85%灌水量由灌水定额计算公式确定[11]，计算公式为：m=10ρbH（i-j）式中：m为灌水量（mm）；H为该时段土壤计划湿润层的深度（cm），本试验计划湿润层深度为140cm；3ρb为计划湿润层内土壤容重（g•cm-3）；i为目标含水量（田间持水量乘以目标相对含水量）；j为自然含水量，即灌溉前土壤含水量.灌水量用水表计量.小区面积4m×4m，小区间设置1.0m隔离区，随机区组排列，3次重复.冬小麦播种前，前茬玉米的秸秆全部粉碎翻压还田.基肥用量为N105kg•hm-2，P2O5112.5kg•hm-2，K2O112.5kg·hm-2；拔节期追施N135kg•hm-2.所施肥料为尿素（含N46.4%）、磷酸二铵（含P2O546%，N18%）、硫酸钾（含K2O52%）.2007年10月8日播种，4叶期定苗，基本苗为180株•m-2，其他管理措施同丰产田，2008年6月11日收获.1.2水分测定与计算方法1.2.1土壤含水量的测定用土钻取0~200cm土层土样，分层取土，20cm为一层，置于铝盒中，采用烘干法测定土壤含水量，其公式为：土壤含水量=（土壤鲜质量-土壤干质量）/土壤干质量×100%.1.2.2农田耗水量的计算采用测定土壤含水量计算作物耗水量的方法[12]，耗水量的计算公式为：ET12=n1i10γiHi（θi1－θi2）+M+P0+K式中：ET12为阶段耗水量（mm）；i为土层编号；n为总土层数；γi为第i层土壤干容重（g•cm-3）；Hi为第i层土壤厚度（cm）；θi1和θi2分别为第i层土壤时段初和时段末的含水率，以占干土质量的百分数计；M为时段内的灌水量（mm）；P0为有效降水量（mm）；K为时段内的地下水补给量（mm），当地下水埋深大于2.5m时，K值可以忽略不计，本试验的地下水埋深在5m以下，故地下水补给量可视为0.日耗水量=各生育阶段麦田耗水量/生育阶段天数耗水模系数=各生育阶段麦田耗水量/麦田总耗水量1.2.3水分利用效率和灌溉效益的计算水分利用效率的计算公式[13-14]为：WUE=Y/ETα，灌溉水利用效率的计算公式[14]为：IWUE=Y/I，灌溉效益的计算公式[15]为：IB=ΔY/I，式中：WUE、IWUE和IB分别为水分利用效率（kg•hm-2•mm-1）、灌溉水利用效率（kg•hm-2•mm-1）和灌溉