马铃薯是内蒙古阴山北麓农牧交错区主要作物之一,在全区作物生产构成中占有较大比例,其播种面积和总产量位居全国前列[4]。随着节水灌溉技术的大力发展和马铃薯商品薯价值的提高,很大一部分雨养农田转变为灌溉农田,采用喷灌、滴灌等节水灌溉技术,以前种植燕麦等杂粮的旱坡地很大一部分也变为了马铃薯灌溉农田[5]。在生态脆弱的农牧交错带,地下水开采导致地下水位严重下降,风蚀沙化程度加重[6]。因此,减少地下水开采、充分利用降水资源、提高作物的水分利用效率,是解决该地区作物水分需求的主要途径。垄作覆膜技术具有抑蒸保墒的作用,能够将雨水积蓄到垄沟内,集雨效率达传统耕作的1.7倍以上[7],但目前关于垄作覆膜提高水分利用效率机理的研究较少,本研究主要从马铃薯植株生长发育、农田土壤水分变化、产量形成等方面进行分析,研究不同种植技术对马铃薯水分利用效率的作用机制,为旱作区马铃薯抗旱保墒技术研究提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
马铃薯品种为当地主栽品种克新1号。克新1号抗旱性较强,株高70cm左右,生育期110d左右。
1.2 试验设计
试验地位于阴山北麓农牧交错带的内蒙古自治区农牧业科学院武川旱作试验站。该地区为中温带半干旱大陆性季风气候,平均海拔1 576m,年降水量300~350mm,年蒸发量高达1 850mm。年平均气温2.7℃,无霜期90~110d,年均风速为4~6m/s,全年大于8级大风日数为60~80d,沙尘天气日数为10~15d。地形以缓坡丘陵为主,土壤以栗钙土、灰褐土和石质土为主。2017年4-10月降雨量为134.2mm,≥0℃积温为2 618℃（图1）。试验田土壤速效氮含量为36.7mg/kg,速效磷含量为3.0mg/kg,速效钾含量为117mg/kg,有机质含量为11.6g/kg,pH为8.38。
图1
图1
马铃薯生长季平均气温和降雨量情况
Fig.1
The average temperature and precipitation in growth season of potato
试验采用随机区组设计,设置3个处理,分别为垄作全覆膜（T1）、垄作半覆膜（T2）和垄作不覆膜（对照,CK）,每个处理3次重复（图2）。小区面积为30m2（5m×6m）,采用大小行种植,大行距70cm,小行距30cm,株距45cm。试验于2017年5月20日采用人工穴播方式播种,播深10~12cm,播后轻踩镇压保墒。马铃薯全生育期不进行灌溉,肥料于起垄前成行施入垄的基部,施肥量为当地传统马铃薯施肥量225kg/hm2（复合肥N∶P2O5∶K2O=12∶18∶15）,待马铃薯茎叶枯黄变黑时（9月20日）收获测产。
图2
图2
不同马铃薯种植方式示意图
Fig.2
Schematic diagram of different planting methods of potato
1.3 测量指标及方法
在马铃薯全苗后每小区取长势一致的25株进行挂牌标记,在其主要生育时期（苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和成熟期）取样,并进行指标的测定。
1.3.1 单株干物质积累量 称取5株求得平均值为单株干物质积累量。将植株整株挖出,用水将根系和叶片冲洗干净,分别装入统一制作的牛皮纸袋,105℃杀青30min后于80℃烘干至恒重,称重。
1.3.2 叶面积指数 将植株展开叶剪下,用湿润滤纸擦去表层尘土,使用LI3000C叶面积仪进行测定。叶面积指数（LAI）=植株叶面积×单位面积株数。
1.3.3 土壤含水量 分别于每处理垄沟内取0~100cm深度土样,按每10cm一层用土钻法取样,装入铝盒,室内称取鲜土重（G1）,于105℃烘干至恒定重量（G2）,称取铝盒重（G0）,计算土壤含水量和作物水分利用效率。土壤含水量（%）=（G1-G2）/（G2-G0）。水分利用效率（WUE）为植株每蒸腾消耗1m3水分所生产的子粒产量,WUE [kg/（hm2·mm）]=大小薯产量Y（kg/hm2）/生育期耗水量ET（mm）。
生育期耗水量（ET）=P+I+ΔS-R-L。其中：P为马铃薯生育期内有效降雨量（mm）,I为灌溉水量（mm）,ΔS为土壤贮水消耗量（mm）,R为地表径流量（mm）,L为地下渗漏水量（mm）。该地区60~100cm土层开始出现钙积层,且气候干旱少雨,R、L为0,ΔS（mm）=播种前土壤贮水总量（mm）-收获后土壤贮水总量（mm）[8]。
1.3.4 产量 于收获期（9月20日）进行商品薯（薯重大于150g）和小薯（薯重小于150g）产量测定,每小区宽窄行各取一行取样,折合单位面积产量（在垄上取样两行进行测产,每行13株,共26株。保苗4.44万株/hm2,用两行产量折算）。
1.4 数据统计分析
利用Excel 2016、SPSS 16.0统计分析软件进行数据整理和分析。
2 结果与分析
2.1 不同种植方式对马铃薯单株干物质积累量的影响
由图3可知,全生育期不同处理间单株干物质积累量变化趋势一致,均呈缓慢增加—快速增加—缓慢增加—基本稳定的趋势,处理间单株干物质积累量大小顺序为T1>T2>CK。苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和成熟期T1单株干物质积累量较CK分别高120.0%、106.7%、44.6%、25.7%和28.9%,T2较CK分别高50.0%、58.2%、27.2%、14.8%和17.4%。可见,覆膜对干物质积累有促进作用。
图3
图3
不同种植方式对马铃薯单株干物质积累量的影响
Fig.3
Effects of different planting methods on dry matter accumulation per plant of potato
2.2 不同种植方式对马铃薯LAI变化的影响
不同种植方式下马铃薯LAI和干物质积累量表现一致,均为T1>T2>CK,苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和成熟期T1处理LAI分别较CK高178.6%、56.1%、42.8%、38.9%和42.2%,T2处理LAI分别较CK高92.9%、28.8%、22.3%、21.8%和23.1%（图4）。因此,覆膜能够有效促进植株LAI的提高,有利于光合性能的改善和物质的形成。
图4
图4
不同种植方式对马铃薯LAI的影响
Fig.4
Effects of different planting methods on leaf area index of potato
2.3 不同种植方式对马铃薯农田土壤含水量的影响
各生育时期马铃薯农田土壤含水量均表现为T1>T2>CK（图5）,且在0~30cm土层差异最明显,覆膜措施明显提高了该土层土壤含水量,且全覆膜保墒效果较好;各处理土壤含水量在30cm处出现峰值,马铃薯块茎膨大期土壤含水量在70cm处出现第2个峰值,至成熟期,0~100cm土层土壤含水量总体呈降低趋势,表明作物生育后期加大了对土壤水分的消耗,特别是对下层土壤水分的消耗。
图5
图5
不同种植方式对马铃薯农田土壤含水量的影响
Fig.5
Effects of different planting methods on soil moisture content of potato farmland
2.4 不同种植方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响
不同种植方式下马铃薯产量和水分利用效率（表1）表现一致,均为T1>T2>CK,处理间差异显著。T1产量较CK提高133.5%,T1水分利用效率较CK提高115.8%。耗水量为T1>T2>CK。结合上述覆膜的保墒作用,表明覆膜措施在提高马铃薯水分利用效率的同时增加了对土壤水分的消耗。
表1 不同种植方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响
Table 1
| 处理 Treatment | 产量(kg/hm2) Yield | 降雨量(mm) Precipitation | 贮水变化量(mm) Water storage change | 耗水量(mm) Water consumption | 水分利用效率[kg/(hm2·mm)] Water use efficiency |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | 23 028a | 134.24 | 38.91 | 173.15a | 133.00a |
| T2 | 20 401b | 134.24 | 34.65 | 168.89b | 120.79b |
| CK | 9 860c | 134.24 | 25.76 | 160.00c | 61.63c |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level
注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著
3 讨论
3.1 覆膜对土壤水分变化的影响
土壤水分是植物生长和发育的基本条件,不同耕作栽培方式和降雨分布等因素均对土壤水分产生影响[9]。地膜覆盖在西北旱作区应用较广泛,其具有明显的增温保墒作用,可提高作物根层土壤含水量,有利于促进作物生长发育,同时能够提高作物产量和水分利用效率[10]。地膜覆盖阻断土壤与大气间的直接联系,从而有效减少了水分的蒸发,使得对土壤水分进行有效的贮蓄,增加作物对水分的吸收和利用[11]。马雪琴等[12]研究表明,在干旱少雨条件下,起垄覆膜能够显著提高土壤表层含水量,增加冬小麦播种至越冬前期土壤贮水量,为植株前期生长提供适宜的土壤水分条件,垄沟全覆膜显著能提高春小麦0~200cm土壤贮水量,且土壤水分的消耗较对照增加49.8%[13];垄沟全覆膜使玉米播种后种子周围0~10cm土壤含水量增加8%,但是覆膜降低了垄间的土壤含水量,也使得作物对土壤水分的最大耗水峰值提前了10d左右[14];冯浩等[15]利用HYDRUS-2D模型分析了起垄覆膜与平作不覆膜农田耗水情况,表明起垄覆膜能够使作物蒸腾量增加15.6%,减少29.6%土壤蒸发量,明显减少了田间水分的消耗,节水效果显著。在覆膜方式对糜子耗水特性影响的研究中发现,在干旱年份全膜双垄沟提高了土壤贮水量,减少了对土壤水分的消耗量,在丰水年虽然提高土壤贮水量但降低对土壤水分的消耗,调节了植株在不同生育时期对土壤水分的消耗强度[16]。本试验结果与前人研究基本一致,在旱作条件下,均表明覆膜提高土壤表层30cm处含水量,增加作物对土壤贮水量的消耗,另外,由于试验地土质不同,该试验中土壤钙积层对土壤水分的分配产生了影响,马铃薯块茎膨大期在70cm处出现土壤含水量的第2个峰值。
3.2 覆膜对作物水分利用效率及产量的影响
相关研究表明,单覆膜能够显著提高玉米穗长、穗粗、穗粒数、百粒重,降低秃尖长,其产量较平作种植平均增加20.2%,覆膜结合起垄种植产量较传统种植平均增加7.7%[17];在宁夏旱作区进行的集雨种植方式效果比较试验中,双垄沟全覆膜种植和沟播垄膜单行种植方式能够显著提高玉米大喇叭口期至灌浆期植株干物质积累速率,提高成熟期玉米产量和水分利用效率[18];任小龙等[19]研究表明,垄沟集雨种植在230~440mm雨量条件下可使春玉米的水分利用效率提高9.5%~77.4%,产量提高11.2%~82.8%,随着降雨量的增大,垄沟集雨种植较传统种植对子粒产量的增产效应逐渐减弱甚至消失,也使得水分利用效率提高的幅度减小或者消失。杨长刚等[20]研究表明,地膜覆盖能够增加冬小麦拔节前0~200cm土层土壤含水量,提高小麦生长后期土壤耗水量比例,促进植株对土壤深层水分的利用,提高小麦成熟期生物量、产量和水分利用效率。秋覆膜结合玉米秸秆还田种植模式能显著提高冬小麦子粒产量和水分利用效率,产量和水分利用效率分别较传统种植提高51.1%和41.7%[21]。本研究表明,在旱作条件下,垄作全覆膜较对照显著提高了马铃薯产量和水分利用效率,提高幅度达1倍以上,这与该种植方式对土壤水分和降雨的蓄积、保持和作物的水分消耗量有密切关系,下一步将对不同降雨强度和降雨量条件下不同覆膜方式的水分利用进行深入研究。
4 结论
阴山北麓旱作区采用垄作全覆膜种植方式,能够明显提高马铃薯单株干物质积累量和叶面积指数,有利于作物生育期农田土壤水分的保持和雨水的蓄积,较传统种植方式显著提高了水分利用效率和产量,是适宜旱地马铃薯种植的技术措施。
参考文献
田间微集雨技术研究及应用
过去30 a，田间微集雨技术逐渐发展成为黄土高原雨养农业区的主要耕作技术。自上世纪八十年代以来，不同田间微集雨及覆盖（地膜、砂石和秸秆）栽培技术在黄土高原不断更新换代，先后经历了垄沟无覆盖技术、平地覆盖技术、垄沟半覆盖技术和垄沟全覆盖技术等发展过程，特别是沟垄地膜全覆盖技术大面积推广和应用，为西北旱区粮食单产大幅度提高提供了强大的支撑作用。本文综述了田间微集雨技术的演变历程及对农田生态系统的影响及机理，归纳了垄沟和覆盖模式及播种方式对作物产量形成、水分利用效率、作物生理生态、土壤质量、土壤微生物、杂草、病虫害、覆盖物残留和作物物候等的影响，并分析了该技术的高产高效和生态风险以及两者的互作关系。文章最后还对该技术的高效性、可持续性和发展潜力进行了讨论，旨在对雨养农业生态系统的可持续管理提供理论指导。
水分与玉米秸秆还田对小麦根系生长和水分利用效率的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.13.004
Magsci
[本文引用: 1]
【目的】通过两年的防雨棚微区控水试验,探索秸秆还田和水分调控对小麦根系生长、产量及水分利用效率的影响,为提高秸秆还田效果及推广应用秸秆还田技术提供参考。【方法】试验设玉米秸秆粉碎翻压还田（RS）和秸秆不还田（CK）处理；3种土壤水分处理,分别为田间持水量的50%—55%（干旱处理,D）、60%—65%（轻旱处理,SD）和70%—75%（适宜水分处理,N）。测量土壤水分含量、根干重、根干重密度、根系活力、籽粒产量和水分利用效率等指标。【结果】干旱条件下小麦成熟期的次生根数显著降低,与轻旱和适宜水分处理相比,不同生育时期小麦根系活力均显著降低,0—25 cm土层中的根干重密度在不同的生育时期也基本表现为降低趋势,产量下降幅度分别为4.34%—38.30%和14.30%—36.63%,但土壤贮水消耗量分别显著增加7.92%—25.56%和31.34%—90.72%,水分利用效率分别显著增加12.69%—30.09%和11.83%—32.88%。干旱条件下,与CK处理相比,RS处理在返青期和成熟期的单株次生根数分别提高了17.17%—29.41%和5.60%—27.86%,不同生育时期0—25 cm土层中根干重密度降低,花后根系活力及25—50 cm土层中根干重密度的下降幅度增大,产量和水分利用效率分别显著降低了15.02%—19.52%和7.51%—14.56%。轻旱和适宜水分条件下,与CK处理相比,RS处理提高了不同生育时期的单株次生根数,减缓了小麦花后的根系活力及25—50 cm土层中的根干重密度下降幅度,并且增加土壤贮水消耗量,降低灌溉量及总耗水量,除2013—2014年小麦生长季适宜水分条件下不同还田方式间产量和水分利用效率差异未达显著水平外,秸秆还田处理的产量和水分利用效率分别显著提高了6.09%—9.18%和6.77%—11.13%。另外,秸秆还田方式与水分调控的交互作用显著影响小麦产量和水分利用效率。【结论】在较好的土壤水分条件下（轻旱和适宜水分）,秸秆还田对小麦根系生长具有正效应,有利于延缓根系衰老,增加土壤贮水消耗量、产量及水分利用效率,减少灌溉量；而在土壤水分条件较差时进行秸秆还田,小麦产量和水分利用效率显著降低。
不同覆膜方式对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2015.00787
Magsci
[本文引用: 1]
<p><span style="font-size: 9pt; unitname: "mm" SourceValue="47" HasSpace="True" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0"><SPAN style=" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="64.6" unitname="mm" new=""><span style="font-size: 9pt; unitname: "mm" SourceValue="29.8" HasSpace="True" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0"><SPAN style=" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="22.8" unitname="mm" new="">为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果, 在2008－2009和2009－2010年生长季, 以露地种植为对照(CK), 研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%, 而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情, 但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK; 2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中, 覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后, 覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm, 显然, 覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%, 水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中, 虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高, 但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑, 则以全膜覆土穴播最优。因此认为, 全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。</span></span></p>
黄土高原半干旱区不同覆膜方式对土壤水热环境及糜子耗水特性的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.12.005
Magsci
[本文引用: 1]
【目的】探明黄土高原旱作区不同覆膜方式中的土壤水温效应及糜子增产机制。【方法】 2015—<span>2016</span>年,以陇糜10号为试验材料,<span>设置全膜双垄沟留膜免耕穴播（<span>A1）、全膜双垄沟穴播（A2）、全膜平铺膜上覆土穴播（A3）、全膜平铺穴播（A4）</span>、露地等行距条播（CK）5个处理,研究土壤水热效应及其对糜子耗水特性、水分利用效率及产量的影响。【结果】与露地条播（CK）相比,两年间在糜子生育期内,A1、A2、A3、A4处理5—25 cm土层平均温度变化及土壤平均温度日变化均表现出不同程度的增温效果。糜子生育期内,丰水年份（2015年）A1、A2、A3、A4处理较CK贮水量分别提高94.7、67.9、58.0、21.0 mm,而耗水量表现为</span>CK><span>A1>A4>A2>A3,</span>且各处理在不同土层、不同生育阶段耗水均衡；严重干旱年份（<span>2016年）A1、A2处理较CK贮水量提高83.9、57.4 mm,而A3、A4较CK降低27.1、25.3 mm,耗水量表现为</span>A3><span>A4>A1>A2>CK,其中,A3、A4、A1、A2</span>较CK依次加强了对80—<span>100 cm</span>土层水分的利用,且播种至苗期<span>4种覆膜方式较CK耗水量降低,均衡调控了拔节至成熟期的耗水强度</span>；基于<span>4种覆膜方式间土壤水热环境的不同和对糜子生育期内耗水特性的差异,A1、A2、A3、A4处理较CK水分利用效率分别提高1.3—3.9、5.2—5.5、3.4—3.5、4.1—4.2 kg</span>·hm<sup>-2</sup>·mm<sup>-1</sup>,增产9.0%—43.3%、<span>34.8%</span>—58.2%、<span>20.8%</span>—49.4%、<span>29.0%</span>—52.9%,且干旱年份的增产幅度更高。【结论】<span>4种覆膜栽培均改善了糜子生育期内的土壤水热环境,调节了其不同生育阶段的耗水强度,显著提高作物水分利用效率、产量及其相关性状,增产潜力依次为A2</span>><span>A4>A3>A1</span>。
旱区集雨种植方式对土壤水分、温度的时空变化及春玉米产量的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.06.005
Magsci
[本文引用: 1]
【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响,为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】2013—2014年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（CK）为对照,分析4种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。4种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（D）、半膜平铺种植（F）、沟播垄膜双行种植（R1）、沟播垄膜单行种植（R2）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为60 cm,沟播垄膜单行处理垄宽50 cm、沟宽10 cm,双垄沟全覆膜大垄宽70 cm,垄高15 cm、小垄宽50 cm,垄高10 cm。播种密度均为75 000株/hm<sup>2</sup>。播前基施化肥102 kg N·hm<sup>-2</sup>和90 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·hm<sup>-2</sup>,拔节期追施153 kg N·hm<sup>-2</sup>,试验为随机区组设计,3次重复。【结果】各覆膜处理较CK可明显改善土壤水温条件,在玉米苗期（0—30 d）,D、F、R1、R2处理0—200 cm土层的贮水量比CK分别增加了10%、8.9%、10.9%和14.4%。在玉米生长中后期（90—120 d）,受降雨量与不同覆膜种植方式下玉米耗水量不同,各覆膜处理0—200 cm土层贮水量表现出差异,2013年（前期降水为309.4 mm）各覆膜处理显著低于CK,覆膜处理间无显著差异,2014年（前期降水为104.9 mm）R1、R2处理贮水量均显著高于其他覆膜处理。2年试验中,R1处理0—40 cm土层贮水量显著高于其他处理,平均增加了5%；D、F、R1、R2 处理0—25 cm土层土壤温度在玉米苗期较CK分别增加了3.5、2.3、0.9和1.1 ℃；玉米全生育期总干物质积累量呈“S”型曲线,在0—60 d,积累量较小,各处理仅占整个生育期的4.3%-15.4%,各处理大小顺序为：D>R2>F>R1>CK；在60—120 d（大喇叭口期至灌浆期）,积累了玉米干物质的74.5%,此期D、R2的干物质积累速率达309.3和324.1 kg·hm<sup>-2</sup>·d<sup>-1</sup>；2013年（玉米全生育期降雨量为594.1 mm）D、F、R2的水分利用效率和玉米产量较CK分别提高13.4%、21.2%、13.3%和18.0%、11.2%、20.3%；2014年D、R1、R2（玉米全生育期降雨量为341.9 mm）的水分利用效率和玉米产量比CK分别显著提高了31.1%、33.8%、35.1%和42.5%、39.9%、40.8%,D、R1、R2处理间产量无明显差异。各覆膜处理在降水较少的年份水分利用效率和产量增加幅度较大,且R1效果明显。【结论】沟垄集雨种植方式可明显改善宁南半干旱地区土壤浅层水分状况,提高土壤温度,增加物质积累量；沟播垄膜种植在降水较少的年份集雨优势明显,双垄沟全覆膜、沟播垄膜单行种植的水分利用效率和产量最佳。该项研究丰富了宁南半干旱地区旱作集水种植模式,对进一步完善和筛选适合半干旱地区玉米高产稳产的可持续发展种植模式提供了理论依据。
不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.04.04
Magsci
[本文引用: 1]
【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008—2009和2009—2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%—79.1%,水分利用效率提高22.1%—24.0%,达到11.9—16.6 kg·hm<sup>-2</sup>·mm<sup>-1</sup>；全膜覆土穴播可增产43.4%—44.4%,水分利用效率提高8.8%—14.6%,达到11.0—14.8 kg·hm<sup>-2</sup>·mm<sup>-1</sup>；垄膜沟播可增产37.0%—39.3%,水分利用效率提高4.2%—4.4%,达到10.0—14.2 kg·hm<sup>-2</sup>·mm<sup>-1</sup>。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0—200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量；虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（<em>r</em>=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0—200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播<span>一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。</span>
