干旱灌区绿肥还田对减量灌水春小麦水分利用的调控效应

　　

摘要： 针对干旱灌区春小麦耗水量大且水分利用效率偏低等问题，探讨绿肥对减量灌水春小麦水分利用特征的调控效应，以期为春小麦水分高效利用生产模式的构建提供理论支持。试验于2021—2023年在河西绿洲灌区进行，采用裂区设计，主区为灌溉定额，设420 mm (当地习惯灌溉定额，I3)、370 mm (减量50 mm，I2)和320 mm (减量100 mm，I1) 3个水平，副区为绿肥处理方式，设麦后复种绿肥并全量还田(WG)、麦后复种绿肥仅根茬还田(WR)和麦后休闲(W) 3种模式，共组成9个处理。结果表明，减量灌水显著降低春小麦籽粒产量，但绿肥至少可补偿减量灌水50 mm造成的减产效应，绿肥全量还田具有替代100 mm灌水量的潜力。小麦籽粒产量在I1、I2处理下较I3处理分别降低11.6%、3.2%，WG、WR较W籽粒产量分别提高11.2%、5.0%；与WI3相比，WGI2籽粒产量提高7.7%，而WGI1、WRI2较WI3处理差异不显著。减量灌水和绿肥还田均可降低小麦季耗水量，绿肥全量还田降低小麦季耗水量的效果优于根茬还田。小麦季耗水量在I1、I2处理下较I3分别降低24.7%、10.5%，WG、WR较W分别降低7.8%、5.3%。这主要归因于：(1) 小麦季棵间蒸发量在I1、I2处理下较I3分别降低36.8%、21.0%，WG、WR较W分别降低24.5%、17.8%；(2) 小麦蒸散比(E/ET)在I1、I2处理较I3分别降低16.5%、12.0%，WG、WR较W分别降低18.5%、13.6%。麦后复种绿肥使复种系统总耗水量较单作小麦提高了25.1%，但减量灌水可有效抑制该增量。减量灌水和绿肥还田均显著提高春小麦的水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(WUE_i)，且绿肥全量还田灌溉定额最小时的提升幅度最大。与I3处理相比，春小麦WUE和WUE_i在I1处理下分别提高17.4%和34.9%，在I2处理下分别提高7.9%和16.9%；与W处理相比，春小麦WUE和WUE_i在WG处理下分别提高21.0%和11.5%，在WR处理下分别提高11.4%和5.0%。WGI1较WI3的WUE、WUE_i分别提高37.4%、51.2%，绿肥全量还田结合减量灌水更有利于灌溉水利用效率的提高。在干旱绿洲灌区，麦后复种绿肥全量还田在复种群体灌溉定额320 mm条件下可保证小麦稳产，且显著提高水分利用效率和灌溉水利用效率，是试区实现春小麦稳产和灌溉水高效利用的可行措施。