不同生育時(shí)期非充分灌溉對間作作物產(chǎn)量構(gòu)成因子及收獲指數(shù)的影響

張作為，史海濱，李　禎，李仙岳，閆建文，李介均

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2.磴口縣水務(wù)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

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不同生育時(shí)期非充分灌溉對間作作物產(chǎn)量構(gòu)成因子及收獲指數(shù)的影響

張作為1，史海濱1，李禎1，李仙岳1，閆建文1，李介均2

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2.磴口縣水務(wù)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

針對內(nèi)蒙古河套灌區(qū)干旱缺水的實(shí)際情況，以春小麥間作玉米、春小麥間作向日葵復(fù)合群體為研究對象，以不同生育期的非充分灌溉為試驗(yàn)處理，進(jìn)行間作模式下的非充分灌溉試驗(yàn)。結(jié)果表明：間作下小麥分蘗期每多灌溉15 mm有效分蘗數(shù)提高5.4%～15.07%，而乳熟期隨著水分脅迫加劇間作模式下的小麥穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先升高后降低的規(guī)律。對于間作下的玉米產(chǎn)量構(gòu)成，適當(dāng)減少小麥分蘗與拔節(jié)期的灌水量，相應(yīng)增加小麥乳熟與玉米灌漿吐絲期的灌水量，有利于大幅提高缺水地區(qū)間作模式下的玉米產(chǎn)量，且隨著灌水總量的升高，穗粒數(shù)以1.27～2.47 粒·mm-1的速度遞增，產(chǎn)量以62.24，94.93，29.73 kg·hm-2·mm-1的“S”型曲線逐漸升高。而對于間作下的向日葵產(chǎn)量構(gòu)成，其主要受小麥乳熟期與向日葵現(xiàn)蕾期水分處理的影響，且隨灌水總量的提高間作向日葵的單株粒數(shù)呈先升后降的規(guī)律，而百粒重和產(chǎn)量則呈“N”型和“M”型規(guī)律變化。對于不同水分處理下各間作作物對水分的敏感指數(shù)表現(xiàn)為小麥的敏感指數(shù)最高，玉米次之，向日葵最低。不同水分處理對各間作作物收獲指數(shù)的影響表現(xiàn)為間作模式下的小麥?zhǔn)芩置{迫后其收獲指數(shù)普遍提高，間作模式下玉米的收獲指數(shù)隨灌水總量上升而逐漸上升，而間作模式下受水分脅迫處理的向日葵收獲指數(shù)反而下降。

非充分灌溉；間作；產(chǎn)量構(gòu)成因子；水分敏感指數(shù)；收獲指數(shù)

水資源短缺已經(jīng)成為中國北方干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要限制因素[1-2]，因此，發(fā)展和建立高效的節(jié)水農(nóng)業(yè)，優(yōu)化當(dāng)?shù)氐墓喔戎贫纫呀?jīng)成為這些地區(qū)的必然選擇。目前，該方面的研究多集中在研究不同水分脅迫對作物株高、葉面積、干物質(zhì)量、產(chǎn)量等的影響方面[3-6]，而不同生育期作物對水分脅迫的敏感性及其對產(chǎn)量構(gòu)成因子等更深層次的影響研究較少[7-8]，特別是對干旱半干旱地區(qū)鹽漬化土壤上的間作模式研究就更少。且前人的研究多在盆中或土培池中進(jìn)行[9-10]，這與大田的實(shí)際環(huán)境條件差異較大，因而在大田條件下研究不同生育時(shí)期的非充分灌溉對間作作物產(chǎn)量構(gòu)成因子及其收獲指數(shù)的影響，就顯得尤為重要。本試驗(yàn)以干旱半干旱下的內(nèi)蒙古河套灌區(qū)鹽漬化地區(qū)面臨指令性節(jié)水20%的要求為研究背景，以當(dāng)?shù)卮竺娣e采用的間作種植模式下的小麥、玉米、向日葵為研究對象，旨在揭示不同生育期不同水分處理對當(dāng)?shù)亻g作下的小麥、玉米、向日葵三種作物產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響，為北方干旱及缺水地區(qū)的節(jié)水農(nóng)業(yè)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2013年在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)磴口縣卜隆鄉(xiāng)壩楞村節(jié)水示范區(qū)(40°24′32″N，107°02′19″E)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)平均海拔1 072 m，年均降雨量142.8 mm，蒸發(fā)量2 384.7 mm，受下墊面影響，地表基本無徑流，屬干旱半干旱地區(qū)。年均日照時(shí)數(shù)3 208.7 h，能滿足作物的生長需求。根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀笥^測資料顯示，該地最高氣溫37.4℃，最低氣溫-33.1℃，多年平均氣溫7.1℃。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為壤土，密度較為均一，平均為1.49 g·cm-3。田間持水量為23.28%，凋萎系數(shù)為11.24%，耕層土壤含鹽量約為1.08 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量約為10.0 g·kg-1。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料均采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)民普遍種植的品種：小麥為永良四號， 玉米為西蒙6號，向日葵為T9938。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由于小麥孕穗期與拔節(jié)期對水分最敏感，而玉米與向日葵則分別為抽雄吐絲期與現(xiàn)蕾期，故試驗(yàn)以盡量滿足小麥拔節(jié)期與孕穗期、玉米抽雄吐絲期、向日葵現(xiàn)蕾期需水量為宗旨，針對不同間作模式下作物的不同生育期設(shè)置了3個(gè)灌水水平，分別為67、82、97 mm，選擇在小麥分蘗期、小麥拔節(jié)期、小麥孕穗期、小麥乳熟期、玉米灌漿/葵花現(xiàn)蕾期5個(gè)生育期進(jìn)行不同的灌水處理，3個(gè)單作充分灌溉為對照處理(見表1)。各小區(qū)面積為9×8=72 m2，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)。播種時(shí)小麥、玉米施純氮100 kg·hm-2，P2O5160 kg·hm-2，向日葵施純氮67.5 kg·hm-2，P2O5110 kg·hm-2作底肥，小麥拔節(jié)期追施尿素125 kg·hm-2，玉米喇叭口期和抽雄吐絲期分別追施尿素225 kg·hm-2和75 kg·hm-2，向日葵在現(xiàn)蕾～開花期追施尿素150 kg·hm-2。小麥、玉米、向日葵的播種時(shí)間分別為3月19日、4月22日、5月23日，收獲時(shí)間分別為7月16日、9月15日、9月14日。小麥采用機(jī)械播種，統(tǒng)一播量，玉米、向日葵采用人工精細(xì)播種。小麥?zhǔn)斋@后在兩作物間打埂，采用單灌玉米和向日葵的方式灌溉，且各小區(qū)間埋有1 m深的防水塑料膜。間作模式下的兩作物種植條帶寬度均為2 m，每小區(qū)種植兩條小麥帶兩條玉米/向日葵帶，其布置為“小麥-玉米/向日葵-小麥-玉米/向日葵”，每一小麥帶播種18行小麥，行距11 cm。間作玉米采用寬行密植，大行距90 cm，小行距40 cm，株距為25 cm，玉米帶種植兩膜4行玉米，邊距小麥帶20 cm。單作玉米行距與間作相同，株距為30 cm。間作向日葵采用寬窄行種植，寬行距90 cm，窄行距40 cm，株距45 cm，向日葵帶種植兩膜4行向日葵，邊距小麥帶20 cm。單作向日葵行距與間作相同，株距50 cm。小麥/玉米間作的共生期為86 d，小麥/向日葵間作的共生期為55 d。單作下的充分灌溉灌水定額為97 mm，栽培管理措施按常規(guī)高產(chǎn)田實(shí)施。

1.4觀測項(xiàng)目與方法

1.4.1氣象資料觀測利用設(shè)置于田間的農(nóng)田微型氣象站(HOBO型，美國)自動觀測各作物整個(gè)生育期內(nèi)逐日的降雨量、溫度、風(fēng)速、太陽輻射、大氣壓強(qiáng)、蒸騰蒸發(fā)量、露點(diǎn)溫度等氣象資料，測定時(shí)間間隔為1 h。降雨量見圖1。

表1　各處理不同生育期灌水量/mm

注：CKW—小麥單作；CKM—玉米單作；CKS—向日葵單作；WM—小麥間作玉米；WS—小麥間作向日葵。下同。

Note: CKW — wheat alone; CKM — maize alone; CKS — sunflower alone; WM — wheat intercropped with maize; WS — wheat intercropped with sunflower. The same below.

圖1各作物全生育期降雨量

Fig.1Rainfall during whole growth period of different crops

1.4.2播種采用精細(xì)播種、統(tǒng)一播量，因此各小區(qū)出苗均勻、一致，基本苗基本穩(wěn)定。

1.4.3灌水量測定灌溉水來源于黃河水，通過各級渠道流至試驗(yàn)田附近的毛渠，再由精度為0.01 m3的水泵抽水并對各小區(qū)進(jìn)行灌溉。

1.4.4作物產(chǎn)量構(gòu)成因子的測定小麥：收獲時(shí)每小區(qū)沿對角線取3個(gè)1 m2的典型樣本，收獲晾曬后，計(jì)算每平方米小麥的株數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量，并折成平均單位面積(hm2)產(chǎn)量。玉米：于收獲風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種測產(chǎn)，分別計(jì)算并測量單位面積株數(shù)及產(chǎn)量、穗粒數(shù)、百粒重。向日葵：于成熟期在每小區(qū)沿對角線選取10株測產(chǎn)，主要測量盤粒數(shù)、百粒重，并計(jì)算單位面積上的株數(shù)、產(chǎn)量。

1.4.5干物質(zhì)量測定于成熟期每小區(qū)選取長勢一致的小麥20株，玉米、向日葵各5株，置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重并稱量，計(jì)算單株作物的干物質(zhì)量。

1.5數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與圖表制作，用Spss17.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(LSD法)。

2　結(jié)果與分析

2.1不同水分處理對間作模式下各作物產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

2.1.1不同水分處理對間作模式下小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同生育期的不同灌水處理會對間作模式下的小麥產(chǎn)量構(gòu)成因子產(chǎn)生顯著影響。

各處理單位面積小麥株數(shù)與對照均存在0.05水平上的顯著差異，且表現(xiàn)為隨小麥分蘗期灌水量增加而逐漸上升的趨勢(表2)。由WM-5、WS-5和CKW處理還可看出相同灌水總量的情況下，間作模式比單作模式成穗率高。各處理小麥穗粒數(shù)普遍高于對照(WS-3、WM-4、WM-5除外)，其中WM-3處理最高，達(dá)每穗37.9粒，WM-1處理次之，分別較對照(CKW)高33.45%、27.11%，而WM-5處理最差，較對照(CKW)下降了11.62%。對于小麥的千粒重，WM-3 /WS-3處理無論間作作物是玉米還是向日葵小麥的千粒重均高于對照(CKW)，而WM-1/WS-1 、WM-2/WS-2、WM-5/WS-5處理則出現(xiàn)間作玉米模式下的小麥千粒重普遍高于對照(CKW)4.42%～14.23%，間作向日葵種植模式下的小麥千粒重普遍低于對照(CKW)4.22%～21.46%的規(guī)律，但相同灌水處理下的WM-4與WS-4處理則與此相反。對于間作模式下的小麥產(chǎn)量表現(xiàn)為間作玉米模式下的WM-2處理產(chǎn)量最高，比對照(CKW)提高了13.76%，且差異顯著(P<0.05)，間作向日葵模式下的WS-4處理最優(yōu)，與對照(CKW)相比提高了10.17%，也存在顯著性差異(P<0.05)，WM-1/WS-1處理的產(chǎn)量也高于對照且存在0.05水平上的顯著性，其余各處理的產(chǎn)量均低于對照且差異顯著(P<0.05)。說明對不同間作模式下的小麥進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃置{迫處理有利于產(chǎn)量的提高。

表2　不同水分處理對間作模式下小麥產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

注：數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在P=0.05水平下差異顯著。下同。

Note: Different small letters indicate significant at 0.05 level. Hereinafter.

2.1.2不同水分處理對間作模式下玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響在玉米生長發(fā)育過程中，對水分脅迫的響應(yīng)因生育期不同而有較大差異。即在玉米不同生育階段發(fā)生的水分脅迫對最終產(chǎn)量的影響程度不同，也就是說玉米產(chǎn)量的下降不僅取決于水分脅迫的程度，也取決于玉米所處的生育階段[11]。

間作模式下的玉米單位面積株數(shù)各間作處理間無差異，只與單作下的充分灌溉處理(CKM)存在顯著性差異(表3)。各間作處理玉米單株穗粒數(shù)呈現(xiàn)隨灌水總量增加逐漸上升的規(guī)律，且差異顯著，說明試驗(yàn)設(shè)計(jì)灌水量與間作模式下的玉米需水量間存在較大差距，過少的灌水量嚴(yán)重影響了玉米的正常生長，以致玉米植株體本身不能通過自身的調(diào)節(jié)來消除灌水量過少帶來的影響。各間作處理玉米百粒重隨灌水量增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，WM-4處理達(dá)到最高值37.21 g，比單作下的充分灌溉(CKM)提高了12.72%，說明一定程度的水分脅迫有利于提高玉米的百粒重。各間作處理的玉米單位面積產(chǎn)量也表現(xiàn)出隨灌水總量增加而上升的趨勢，這說明單作模式下的灌水定額滿足不了間作下的玉米需水要求。

表3　不同水分處理對間作模式下玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

2.1.3不同水分處理對間作模式下向日葵產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響間作下的向日葵播種于小麥孕穗期灌水前，小麥孕穗期的水分處理對于間作下處于剛出苗階段的向日葵而言影響甚微，故本文主要從小麥乳熟期與向日葵現(xiàn)蕾期的水分脅迫處理對向日葵產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響來進(jìn)行分析。

單種充分灌溉處理(CKS)下的向日葵雖不受水分的制約，但其各產(chǎn)量構(gòu)成因子均非最大(表4)，說明適當(dāng)?shù)乃置{迫對間作下的向日葵產(chǎn)量構(gòu)成因子有提升作用。對于WS-1處理，除百粒重外均與對照(CKS)存在顯著性差異(P<0.05)，產(chǎn)量比對照(CKS)下降了10.71%，處于各處理中的最低位，可見對各生育期進(jìn)行相同的水分處理不能很好地滿足間作向日葵的需水要求，造成產(chǎn)量大幅下降。WS-2處理的百粒重顯著高于對照，產(chǎn)量則比對照(CKS)提高了11.96%，差異明顯，說明適當(dāng)?shù)乃置{迫處理對間作模式下的向日葵產(chǎn)量有積極作用。對比WS-1與WS-2處理可知，兩處理只在小麥乳熟期水分處理不同，WS-2處理受水分脅迫的程度比WS-1處理更嚴(yán)重，然而WS-2處理的產(chǎn)量反而比

表4　不同水分處理對間作模式下向日葵產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

WS-1處理提高了25.39%。說明對間作模式下處于苗期-快速生長期的向日葵采取中度水分脅迫，而對向日葵現(xiàn)蕾期采取輕度水分脅迫，間作模式下的向日葵產(chǎn)量反而會出現(xiàn)反彈效應(yīng)，間接說明向日葵現(xiàn)蕾期是向日葵的水分敏感期，該生育期受水分脅迫會嚴(yán)重影響間作模式下向日葵的產(chǎn)量，這與單玉芬[12]等向日葵花序形成期受旱會嚴(yán)重影響產(chǎn)量的結(jié)論一致。對比WS-3與WS-4處理，均是在小麥乳熟期受水分脅迫，區(qū)別在于WS-3處理在小麥乳熟期受中度水分脅迫，而WS-4處理在小麥乳熟期受輕度水分脅迫，而產(chǎn)量卻差異明顯，說明在向日葵的苗期～快速生長期與現(xiàn)蕾期的水分脅迫處理不應(yīng)過大，否則會嚴(yán)重影響向日葵的光合作用進(jìn)而影響產(chǎn)量。WS-5處理與對照(CKS)相比只有單株粒數(shù)出現(xiàn)了下降，且差異顯著。說明97 mm的灌水定額對于小麥/向日葵間作模式下的向日葵產(chǎn)量不會造成顯著影響。

2.2不同水分處理下三種作物的相對灌水不足額及其對產(chǎn)量的影響

在水資源有限的情況下實(shí)際灌水量(I)應(yīng)小于充分供水條件下的最大灌水量(Im)，同樣在有限水資源條件下的實(shí)際產(chǎn)量(Y)也應(yīng)小于充分供水條件下的最大產(chǎn)量(Ym)，用1-I/Im表示相對灌水不足額，即水分虧缺，用1-Y/Ym表示相對產(chǎn)量下降值，即相對減產(chǎn)率，兩者之間存在著一定的關(guān)系：

1-Y/Ym=K(1-I/Im)

K為產(chǎn)量對水分狀況的敏感指數(shù)，K值越大，說明水分對產(chǎn)量的影響越大，K為負(fù)值則表明水分過多，其絕對值越大對產(chǎn)量的負(fù)效應(yīng)越強(qiáng)。水分脅迫處理下各作物K值見表5。

表5　各處理產(chǎn)量對水分的敏感指數(shù)

注：以單種充分灌溉下的灌水量與產(chǎn)量為最大灌水量與最大產(chǎn)量，Kw、Km、Ks分別為小麥、玉米、向日葵產(chǎn)量對水分狀況的敏感指數(shù)。

Note: Under the condition of single cropping and full irrigation, the irrigation amount and yield were taken as the maximum irrigation amount and the maximum yield. TheKw,KmandKsrespectively are the sensitive indexes of crop yield to the water condition.

各水分處理間的水分敏感指數(shù)差異較大，相同水分處理下的兩作物間K值均不同，且相同水分處理不同間作模式下的同種作物間其K值也不一樣(表5)，表現(xiàn)為Kw的波動范圍>Km的波動范圍>Ks的波動范圍，這說明小麥對水分的敏感程度最高，玉米次之，向日葵最低。且由表中可以看出WM-3/WS-3與WM-4/WS-4處理的Kw值或絕對值最大，說明這兩個(gè)處理受水分影響最大，結(jié)合表1可知，在充分滿足拔節(jié)期及孕穗期小麥需水量的情況下，分蘗期及乳熟期適度的水分脅迫也會對產(chǎn)量造成較大影響。而WS-2與WM-5處理的Kw值或絕對值最小，說明這兩個(gè)處理的水分條件最接近于間作向日葵與玉米模式下小麥生長發(fā)育的最適水平。而WM-1、WS-1、WM-2、WS-5處理其Kw值均為負(fù)值，說明有些生育時(shí)期水分過多，結(jié)合表1可知，其灌水總量均不大，說明這幾個(gè)處理的灌水情況與小麥的實(shí)際需水情況產(chǎn)生錯位，不能很好地滿足小麥需水要求而產(chǎn)生水資源浪費(fèi)。從玉米產(chǎn)量對水分的敏感指數(shù)Km可以看出，隨著灌水總量的提高Km值由負(fù)到正逐漸變大，且WM-3的Km的絕對值最小，說明總灌溉量377 mm(67、97、97、67、49 mm)的水分處理最接近間作下的玉米需水規(guī)律。而對于向日葵產(chǎn)量對水分的敏感指數(shù)Ks而言，WS-3處理的Ks值為-0.04，已經(jīng)接近于零，說明該處理灌水情況非常接近于間作下的向日葵真實(shí)需水情況，能夠高效利用有限的水資源。

2.3不同水分處理對間作模式下各作物生物產(chǎn)量與收獲指數(shù)的影響

收獲指數(shù)是指作物收獲時(shí)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(籽粒)與生物產(chǎn)量之比，又叫經(jīng)濟(jì)系數(shù)[13]。生物產(chǎn)量是指作物整個(gè)生育期間通過光合作用積累的有機(jī)物的總量，通常指地上部的總干物質(zhì)重量[6]。本文中的生物產(chǎn)量是指作物地上部的總干物質(zhì)重量，各處理不同作物的收獲指數(shù)見表6。

表6　不同水分處理對間作模式下三種作物收獲指數(shù)的影響

不同的水分處理對各作物的收獲指數(shù)影響不同，且相同水分處理不同間作模式下的同種作物間也差異明顯(表6)。由表還可得出玉米的收獲指數(shù)最大，小麥次之，向日葵最小。且小麥的收獲指數(shù)表現(xiàn)較穩(wěn)定，與對照(CKW)相比，受水分脅迫后有利于提高間作模式下的小麥?zhǔn)斋@指數(shù)(WM-3處理除外)，這與Plaut[14-15]等小麥生育后期受水分脅迫后會促進(jìn)光合產(chǎn)物向籽粒中轉(zhuǎn)移進(jìn)而增加粒重的結(jié)論一致。而對于不同水分處理不同間作模式下的玉米收獲指數(shù)而言(表6)，隨著灌水總量的提高呈逐漸增加趨勢，說明對于間作玉米生育期最高每水97 mm的灌水量來說，仍不能滿足間作下的玉米需水要求。而對于向日葵的收獲指數(shù)，表現(xiàn)為間作模式下受水分脅迫處理的向日葵收獲指數(shù)均低于對照(CKS)，這是因?yàn)閷S-1與WS-2處理而言，向日葵現(xiàn)蕾開花期是向日葵對水分的最敏感時(shí)期，受水分脅迫會影響籽粒灌漿，進(jìn)而影響收獲指數(shù)。WS-3與WS-4處理則是由于小麥乳熟期向日葵正處于快速生長期，受水分脅迫會促使向日葵根系向土壤深層生長以汲取水分及養(yǎng)分，并減慢生長速度，在向日葵現(xiàn)蕾期充分灌水后，會先滿足向日葵的營養(yǎng)生長，而不利于向日葵的生殖生長，導(dǎo)致其生物產(chǎn)量偏高，籽粒產(chǎn)量偏低，進(jìn)而降低了向日葵的收獲指數(shù)。而對于WS-5處理，則是由于生育期內(nèi)水分供應(yīng)充足，對向日葵的生長不產(chǎn)生抑制作用，不利于光合產(chǎn)物向籽粒中轉(zhuǎn)移，雖然間作模式改善了通風(fēng)透光條件，增加了籽粒產(chǎn)量，但其提高幅度沒有生物產(chǎn)量的提高幅度大，反而降低了向日葵的收獲指數(shù)。

3　討　論

在間作作物的不同生育時(shí)期進(jìn)行非充分灌溉，對于間作模式下的小麥產(chǎn)量構(gòu)成而言，由于單位面積株數(shù)是影響產(chǎn)量高低的關(guān)鍵因素之一，且產(chǎn)量三因素(穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重)對產(chǎn)量都有正向效應(yīng)，其中穗數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大[16-18]，由試驗(yàn)可知分蘗期是決定小麥穗數(shù)的重要階段，因此，小麥分蘗期灌水量與小麥分蘗數(shù)直接相關(guān)。在小麥分蘗與乳熟期受中度水分脅迫，在其余生育期不受脅迫，有利于提高間作玉米模式下的小麥穗粒數(shù)與穗粒重。總灌溉量339 mm(67、82、82、67、41 mm)的處理有利于提高間作玉米模式下的小麥千粒重及產(chǎn)量。總灌溉量407 mm(82、97、97、82、49 mm)的水分處理則顯著提高了間作向日葵模式下的小麥產(chǎn)量。對于間作下的玉米產(chǎn)量構(gòu)成而言，由于間作模式耗水量大，單作模式的灌水定額滿足不了間作模式，但是通過適當(dāng)水量調(diào)控，主要是適當(dāng)?shù)販p少小麥分蘗與拔節(jié)期的灌水量，相應(yīng)增加小麥乳熟與玉米灌漿吐絲期的灌水量，有利于大幅提高缺水地區(qū)間作模式下的玉米產(chǎn)量。對于間作下的向日葵產(chǎn)量構(gòu)成而言，表現(xiàn)出受適當(dāng)?shù)乃置{迫會提高產(chǎn)量的規(guī)律，特別是對間作模式下的向日葵在小麥乳熟期中度水分脅迫處理、在向日葵現(xiàn)蕾期輕度水分脅迫處理的產(chǎn)量較高，而小麥乳熟期輕度水分脅迫處理、向日葵現(xiàn)蕾期充分灌水處理的向日葵產(chǎn)量最高，且兩處理間產(chǎn)量差異不明顯(P>0.05)。對于出現(xiàn)一些非充分灌溉下的間作作物產(chǎn)量高于單作下的充分灌溉產(chǎn)量，是由于間作模式改善了通風(fēng)透光條件，增大了間作作物對光能、熱能的利用率，且邊界效應(yīng)顯著，雖然受水分不足的影響，但通過適當(dāng)水量調(diào)控，特別是灌漿后期適度的水分脅迫，反而有增產(chǎn)效應(yīng)，通過這些因素的共同作用，只要水分虧缺不是特別嚴(yán)重，通過適宜調(diào)配是可以達(dá)到增產(chǎn)目的。

不同水分處理對間作下的各作物產(chǎn)量對水分的敏感指數(shù)影響較大，表現(xiàn)為小麥的敏感指數(shù)最高，玉米次之，向日葵最低，總灌溉量339 mm(67、82、82、67、41 mm)的處理最接近當(dāng)?shù)亻g作向日葵模式下的小麥實(shí)際需水情況，總灌溉量437 mm(97、97、97、97、49 mm)的處理最接近當(dāng)?shù)亻g作玉米模式下的小麥實(shí)際耗水情況。而最適當(dāng)?shù)亻g作下的玉米與向日葵實(shí)際需水規(guī)律的處理為總灌溉量377 mm(67、97、97、67、49 mm)的處理。

水分脅迫對各作物的收獲指數(shù)影響程度不同，間作下的小麥?zhǔn)芩置{迫后其收獲指數(shù)普遍提高，可見水分脅迫對小麥的收獲指數(shù)有正向效應(yīng)。對于間作模式下玉米的收獲指數(shù)，則呈現(xiàn)隨灌水總量上升而逐漸上升的趨勢，說明間作模式下的玉米灌溉定額應(yīng)高于單作模式下的灌溉定額，且對間作模式下的玉米進(jìn)行適度的水分脅迫處理可顯著提高玉米的收獲指數(shù)。而對于間作模式下受水分脅迫處理的向日葵收獲指數(shù)而言，雖然間作模式提高了向日葵的籽粒產(chǎn)量，但其提高幅度低于生物產(chǎn)量的提高幅度，反而降低了間作模式向日葵的收獲指數(shù)。

4　結(jié)　論

1) 對于水資源短缺特別是水資源總量變化不大的地區(qū)，不適宜小麥/玉米間作的種植模式，而適宜小麥/向日葵間作的種植模式，總灌水量407 mm(82、97、97、82、49 mm)的灌水處理最適宜，不但提高了小麥的產(chǎn)量，也提升了向日葵的產(chǎn)量。

2) 間作模式下的小麥、玉米、向日葵三種作物產(chǎn)量對水分的敏感指數(shù)大小為小麥>玉米>向日葵。

3) 非充分灌溉對間作下的小麥?zhǔn)斋@指數(shù)有普遍的提升作用，而對間作下的向日葵有抑制作用，間作下的玉米收獲指數(shù)會隨非充分灌溉灌水總量的提高而顯著提高。

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The influence of deficit irrigation during different growth periods on the yield components and harvest index of intercropped crops

ZHANG Zuo-wei1, SHI Hai-bin1, LI Zhen1, LI Xian-yue1,YAN Jian-wen1, LI Jie-jun2

(1.CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot,InnerMongolia010018,China; 2.DengkouWaterAffairsBureau,DengkouCounty,Bayannaoer,InnerMongolia015000,China)

In consideration of the drought and water shortage in Inner Mongolia Hetao irrigation district, deficit irrigation experiments which took the spring wheat/maize and spring wheat/sunflower intercropping systems as the research object during different crop growth periods were conducted. The results showed that the effective tiller number was increased by 5.4%～15.07% with 15 mm increase in irrigation at wheat tillering stage, whereas the grains per spike, 1000-grain weight and yield were increased first and then became decreased at the wheat milk stage under the aggravation of the water stress. As for the yield component of maize in the intercropping mode, decreasing the irrigation amount at wheat tillering and jointing stages and increasing the irrigation amount at wheat milk stage and maize grouting silking stage were beneficial to increasing the maize yield substantially in water-deficient district. In addition, with the increase of total irrigation amount, the grains per spike was increased with a rate of 1.27～2.47 grain·mm-1, and the maize yields were increased gradually as 62.24, 94.93 kg·mm-1, and 29.73 kg·mm-1in a pattern of “S” rate curve. However, the yield component of sunflower in the intercropping mode was mainly influenced by water treatments at wheat milk stage and sunflower budding stage. Furthermore, the grains per sunflower spike were increased at the beginning and then became decreased with the increase of irrigation amount, whereas the 100-seed-weight and sunflower yield were in N-shape and M-shape curves, respectively. Under different irrigation treatments, as for the water sensitivity index of intercropping crops, that of wheat was the highest, that of sunflower was the lowest, and that of maize was in the middle. As for the harvest index of intercropping crops under the aggravation of water stress, that of wheat was increased generally, that of maize was increased with the increase of total irrigation amount, whereas that of sunflower was decreased.

deficit irrigation; intercropping crops; yield components; water sensitivity index; harvest index

1000-7601(2016)04-0031-07

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.04.06

2015-06-12

國家科技支撐計(jì)劃(2011BAD29B03)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51269015)；內(nèi)蒙古自治區(qū)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

張作為(1985—)，男，吉林樺甸人，博士研究生，主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)方面研究。 E-mail：zhang_zuowei6@163.com。

S274

A