基于Meta分析华北冬小麦高产高效协同提升灌溉方案

作者：周丽涛; 孙爽; 张镇涛; 张方亮; 郭世博; 石延英; 杨晓光^*

来源：中国农业气象, 2022, 43(07): 515-526.

• 华北冬小麦
• 产量
• 水分利用效率
• 协同提升
• Meta分析方法

目前针对灌溉对冬小麦产量和水分利用效率影响研究大多基于单点实验，受气候、土壤等因素影响，研究结果可比性较差，且难于获得区域结论。本文通过检索搜集获得 186 篇大田实验文献，共 1876 对观测数据，采用 Meta 分析方法分析明确了灌溉对华北冬小麦产量和水分利用效率的影响，揭示了不同区域、降水年型、土壤质地和施氮量水平下灌溉对产量和水分利用效率的影响差异，明确了不同情景下华北冬小麦产量和水分利用效率协同提升的最佳灌溉量。研究结果表明，与生长季内不灌溉相比，灌溉使华北冬小麦总体增产 32.0%～38.3%，水分利用效率降低 27.3%～30.1%。冬小麦生长季降水量<150mm 的西北区域灌溉增产幅度(39.6%～53.5%)高于降水量>150mm 的东南区域(24.3%～27.1%)，灌溉后水分利用效率降低幅度(32.4%～37.5%)高于东南区域(22.0%～24.3%)。冬小麦高产高效的生长季内最佳灌溉量西北区域为 150～180mm，东南区域为 120～150mm；干旱年、平水年和湿润年均为灌溉两次效果最佳，且最佳灌溉时期分别为拔节期和开花期、拔节期和抽穗期、拔节期和孕穗期，最佳总灌溉量均为 120～150mm；壤土条件下灌溉对冬小麦增产效果最佳，黏土条件下水分利用效率降低幅度最小，沙土、壤土、黏壤土和黏土四种土壤质地下冬小麦最佳灌溉量分别为 60～90mm、120～150mm、180～210mm 和 150～180mm；施氮量在 120～240kg·hm-2时，灌水 80～140mm 增产节水效果最佳，其中灌水 110～140mm 条件下冬小麦产量更高，而灌水 80～110mm 冬小麦水分利用效率更高。综上所述，华北地区冬小麦在湿润年型下拔节和开花期灌溉，平水年型下拔节和孕穗期灌溉，干旱年型下拔节和抽穗期灌溉，总灌溉量为 120～150mm，可实现高产节水，若该区域为壤土，同时施氮 120～240kg·hm-2，冬小麦可实现产量和水分利用效率的协同提升。

• 单位
  中国农业大学; 中国气象科学研究院