1、农学学报2023,13(3):21-29Journal ofAgriculture基金项目：国家自然基金项目“旱地小麦产量形成协同模型的参数调优及适应性研究”(32160416)；甘肃省教育厅产业支撑计划项目“河西青贮玉米高产的智能化水肥调控技术集成与示范”(2021CYZC-15)。第一作者简介：张磊，男，1997年出生，河北保定人，硕士研究生，研究方向：农业信息化。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区营门村1号 甘肃农业大学，E-mail：。通信作者：聂志刚，男，1980年出生，甘肃高台人，教授，研究方向：农业生态模型。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区营门村1号 甘肃农业大
2、学，E-mail：。收稿日期：2021-11-25，修回日期：2021-12-20。补灌量和覆盖量变化对旱地春小麦叶面积指数的影响张 磊，聂志刚（甘肃农业大学信息科学技术学院，兰州 730070）摘 要：免耕覆盖中补灌量和秸秆覆盖量变化对叶片生长有较大影响，以甘肃省定西市安定区19792019年历史气象数据为基础，运用APSIM模型对补灌量与覆盖量耦合变化时旱地春小麦的叶面积指数进行模拟，并采用方差分析、二次多项式回归、单因素分析等方法，研究补灌量和覆盖量对旱地春小麦叶面积的影响机制。结果表明：在试验设计范围内，旱地春小麦叶面积指数随着补灌量变化在分蘖拔节期呈开口向下的二次抛物线先增后减变化，
3、补灌量在252.09 mm时春小麦叶面积指数出现最大值为1.83，其他各个时期均呈开口向上的二次抛物线递增变化。随着秸秆覆盖量变化，叶面积指数在出苗分蘖期，呈开口向下的二次抛物线先增后减变化，试验设计范围内秸秆覆盖量为2397.09 kg/hm2时春小麦叶面积指数出现最大值为0.59，分蘖拔节期呈开口向下的二次抛物线递增变化；其他各个时期均呈开口向上的二次抛物线递增变化。相同阶段下，补灌量每增加50 mm，春小麦叶面积指数最大增幅13.95%；秸秆覆盖量每增加1000 kg/hm2，春小麦叶面积指数最大增幅3.7%。补灌量对春小麦叶面积指数的影响程度远大于秸秆覆盖量的影响。免耕覆盖中，合理的进
4、行秸秆覆盖和补灌能够保持土壤中的水分，有利于旱地春小麦叶片生长。关键词：叶面积指数；补灌量；秸秆覆盖量；APSIM；旱地春小麦中图分类号：S512.12文献标志码：B论文编号：cjas2021-0198Effects of Supplementary Irrigation Volume and Straw Mulching on Leaf Area Index ofSpring Wheat in DrylandZHANG Lei,NIE Zhigang(College of Information Science and Technology,Gansu Agricultural Univer
5、sity,Lanzhou 730070,Gansu,China)Abstract:The changes of supplementary irrigation volume and straw mulching have great impact on leafgrowth in no-tillage mulching.Based on the historical meteorological data of Anding District of Dingxi City inGansu Province from 1979 to 2019,the leaf area index of dr
6、yland spring wheat under the coupling change ofsupplementary irrigation volume and mulching was simulated by APSIM model,and the influencing mechanismof supplementary irrigation volume and mulching on dryland spring wheat leaf area was studied by means ofvariance analysis,quadratic polynomial regres
7、sion and single factor analysis.The results showed that within thescope of the experimental design,the leaf area index of spring wheat in dryland increased first and thendecreased in a quadratic parabola with the opening downward from tillering to jointing stage with the change ofsupplementary irrig
8、ation volume.When the supplementary irrigation volume was 252.09 mm,the value ofspring wheat leaf area index was the maximum of 1.83,and the leaf area index increased in a quadraticparabola with the opening upward in other stages.With the change of straw mulching,the leaf area index0 引言小麦叶面积指数随着小麦生育
9、期的推进及小麦各器官的建成而逐渐增大，较大的叶面积有利于光合产物的积累，小麦叶面积指数直接反映着小麦群体质量。逯玉兰等1、李彬等3、聂志刚等3研究表明，小麦群体的最大叶面积指数与小麦产量呈二次曲线关系，在一定的范围之内提高最大叶面积指数，有利于群体获得高产。大量研究表明，在西北地区，水分是春小麦生长发育的重要因素之一，春小麦对养分的吸收、转化和利用都依赖于土壤水分，因而不同水分的土壤环境对春小麦的生长具有十分重要的影响，讨论各生育期小麦的需水特性以及优化灌溉问题具有重要的意义3，寇明蕾4在作物水分生理调控与节水机理的研究中发现冬小麦（反青期后）耗水量随叶面积指数的增大而增大，当耗水量接近最大值
10、时，叶面积指数仍在增大，但增速逐渐变缓，耗水量达到最大值后仍会保持一段时间4。至今许多研究者在节水方面进行了大量研究5-7，如秸秆覆盖、水肥耦合技术等等都起到了节水或者提高水分利用效率的作用8-11。其中秸秆覆盖是西北等干旱地区保证生产的重要措施之一。秸秆覆盖等保护性耕作措施具有保持水土、抑制蒸发、改善土壤水分条件和土壤肥力12-16等特点。卜玉山等17、宋淑亚等18认为随着秸秆的逐渐分解，土壤中的有机质和养分会明显提高。对于常规的秸秆覆盖和水分处理对春小麦叶面积影响的研究19-20国内外都做了很多工作，但是前人研究21-23水分处理和秸秆的覆盖效应多在自然条件或单一条件下进行，而研究水分和秸
11、秆覆盖量耦合对春小麦叶面积指数变化的影响机制还不多见。因此，研究半干旱地区补灌量和秸秆覆盖量对春小麦叶面积指数的影响，对于节水农业具有重要的意义。1 材料与方法1.1 试验概况试验点地处甘肃省中部偏南，海拔约2000 m，属于干旱半干旱地区，年均太阳辐射141.6 kcal/cm3，日照时数2476.6 h，全年无霜期140 d。试验地土壤为黄绵土，试验田平坦无起伏，通过实测得，耕层容重1.26 g/cm3，有机碳含量6.21 g/kg，全氮含量0.61 g/kg，多年平均降雨量为385 mm，年蒸发量为1531 mm。该地区是中国水资源较为贫乏的典型地区，春小麦是种植面积较大的作物。田间试验
12、于20172019年在定西市安定区凤翔镇安家坡村进行。试验对象为 定西42号 春小麦，免耕覆盖为基本耕作方式，秸秆覆盖量为2250 kg/hm2，试验中施加150 kg/hm2过磷酸二铵和62.5 kg/hm2尿素（含N46.5%）作为基肥，用传统人工播种方法，播深7 cm，田间管理方法与当地大田相同。小麦行列距25 cm，试验小区面积6 m4 m=24 m2，3月底播种，7月底收获。根据研究区春小麦种植的需水规律，分别在分蘖期、拔节期、开花期进行等量灌溉，在春小麦全生育期按照补灌时期进行补灌，补灌时期：分蘖期、拔节期和开花期，单次补灌量为200 mm。在春小麦生育期间，利用遮雨棚进行遮雨，采
13、用补灌方式控制灌水量，用水表计量，小区四周埋深2 m塑料隔膜，防止土壤水分纵向运移。对照处理采用在大田中不采取任何控制措施的自然降水情况，且对照试验小区与水分控制试验小区相邻，播种前土壤水分、土壤养分、质地、土层厚度等田间状况均一致。叶面积指数：在生育期7个阶段随机选5株能代表该区长势的植株，用游标卡尺测定每株叶片长和宽，用长宽系数法测叶面积指数，每株重复3次测量，平均值即为该植株的叶面积指数。1.2 APSIM模型简介APSIM模型是由隶属澳大利亚联邦科工组织和increased first and then decreased in a quadratic parabola with op
14、ening downward in the seedling emergence totillering stage,and when the straw mulching was 2397.09 kg/hm2in the experimental design range,the leaf areaindex of spring wheat was the maximum of 0.59,and the leaf area index had a quadratic parabola increase fromthe tillering to the jointing stage with
15、the opening downward;the leaf area index of all other stages showed anincrease with upward quadratic parabola.At the same stage,the leaf area index of spring wheat increased by13.95%for every 50 mm of supplementary irrigation;the leaf area index of spring wheat increased by 3.7%forevery 1000 kg/hm2i
16、ncrease of straw mulching.The effect of supplementary irrigation volume on leaf area indexof spring wheat was much greater than that of straw mulching.In no-tillage mulching,reasonable strawmulching and supplementary irrigation volume could maintain the water in the soil,which was conducive to theleaf growth of spring wheat in dryland.Keywords:leaf area index;supplementary irrigation volume;straw mulching;APSIM;dryland spring wheat张 磊等：补灌量和覆盖量变化对旱地春小麦叶面积指数的影响22昆士兰州政府的农业生产系统组(APARU)开发研制，可以用于模拟旱作农
