Maximizing water productivity of winter wheat by managing zones of variable rate irrigation at different deficit levels

　　为研究冬小麦变量灌溉系统以水分生产率最高为目标时各管理区的灌水量，在华北平原冲积平原上开展为期两年的不同水分亏缺水平下的冬小麦产量和水分生产率试验。试验区为圆形喷灌机变量灌溉系统控制区域的1/4，面积1.64 hm2。基于土壤可利用水量将试验区划分为4个管理区，并对管理区内土壤性质沿垂直剖面的分层特征进行了监测。每个管理区被等分为不同的子区以设置不同亏缺水平的灌水处理。2016年每个管理区进行单独管理，分别设置为雨养和不同灌水下限（55%、65%、75%和80%田间持水量）的处理。2017年除雨养处理外，各灌水处理灌水量设置为不同的灌水定额（设定灌水定额的33%、67%、100%和120%）的处理，所有管理区同时进行灌溉。研究结果表明，两年雨养处理的产量和水分生产率均明显低于灌水处理，最高产量和最大水分生产率率均位于土壤剖面相对均匀的2区。除2017年1区和3区作物水分生产函数为线性关系外，两个生育期其他管理区作物水分生产函数均为二次方程。3个管理区的水分生产率与作物耗水量的关系均可以用曲线方程来表示。为获得整个田块的最大水分生产率，当以1区水分生产率最大时的最优灌水量为基础时（100%），2区和3区对应的灌水比例分别为89%和94%。研究结果还表明，具有分层结构的土壤剖面对作物产量影响较大，在绘制灌溉处方图时应加以考虑。