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第 30 卷 第 15 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.15 140 2014 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug.2014 不同水分条件下分层施磷对冬小麦根系分布及产量的影响 康利允1,2，沈玉芳1，岳善超1，李世清1（1.西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌 712100；2.西北农林科技大学林学院，杨凌 712100）摘 要：研究不同水分条件下分层施磷对冬小麦根长分布、水分利用效率（water use efficiency，WUE）及产量的影响，旨在找出旱地农业最佳水肥处理方式。试验设不施磷（CK）、表施磷（surface P,SP）、深施磷（deep P,DP）和侧深施磷（deep-band P,DBP）4 种处理，每个施磷水平下设补充灌溉（W1）和干旱（整个生育期无补充灌溉）（W2）2 种水分处理。结果表明，施磷位置及补充灌溉显著（P0.05）影响冬小麦孕穗期根长分布、WUE 及产量，同时会改变根系空间分布。干旱胁迫使冬小麦 030 cm 土层根长密度下降，降低 17.5%，却促进了 30 cm以下土层根长发育，增加 13.3%，促进对土壤水分和磷素的吸收，从而提高产量。无论灌溉与否，施磷处理 030 cm 土层根长密度、吸磷量、WUE 及产量均显著高于 CK（P0.05）。施磷位置对冬小麦 WUE 和产量的影响随土壤水分而异，无补充灌溉时，与磷肥表施相比，磷肥深施显著增加 WUE 和产量（P0.05），分别平均增加 28.5%和 16.0%，且深层根长（30100 cm）与吸磷量、WUE 和产量的变化趋势一致；而在补充灌溉时，与磷肥表施相比，磷肥深施却显著降低 WUE（P0.05），平均降低 13.3%，且深层根长与 WUE、产量的关系缺乏规律性。该试验结果表明，土壤水分供应不足时，磷肥深施有利于促进冬小麦深层土壤根系生长发育，提高对土壤水分吸收利用能力，从而利于形成高产。该研究可为理解作物生长及产量对水分养分空间耦合的响应提供理论依据。关键词：肥料；灌溉；水分；分层施磷；根长分布；水分利用效率；产量 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.15.019 中图分类号：S365 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-15-0140-08 康利允，沈玉芳，岳善超，等.不同水分条件下分层施磷对冬小麦根系分布及产量的影响J.农业工程学报，2014，30(15)：140147.Kang Liyun,Shen Yufang,Yue Shanchao,et al.Effect of phosphorus application in different soil depths on root distribution and grain yield of winter wheat under different water conditionsJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(15):140147.(in Chinese with English abstract)0 引 言 主要受耕层施肥影响，大部分植物养分集中在耕层土壤，而深层土壤养分积累较少，尤其在土壤中难移动的磷和钾等营养元素更为突出1-2。半干旱雨养农业区蒸发强烈，降雨后土壤表层迅速干旱，由于水分亏缺限制耕层养分通过质流（氮和硫）及扩散（磷和钾）向根系的运输，土壤耕层供应的营养元素大部分成“无效”养分状态3-4，限制对水分和养分的吸收，不利于提高作物产量及水分、养分利用率5-9。根是植物吸收土壤中水分和养分的主要 收稿日期：2013-10-31 修订日期：2014-07-14 基金项目：国家自然科学基金（31270553）；陕西省自然科学基金（2012JM3010）作者简介：康利允（1981），女，河南安阳人，博士，主要从事植物营养方面研究。杨凌 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，712100。Email： 通信作者：李世清（1963），博士，甘肃秦安人，教授。主要从事植物营养与旱地农业领域的相关研究。杨凌 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，712100。Email： 器官，了解根系的形态、结构与功能是提高作物水分和养分吸收率的关键10。有研究发现，肥料深施有可能形成一个土壤物理、化学和生物性状不同的深层空间，通过“Patch”效应促进根系下扎11，在一定程度上有效缓解养分水分空间错位问题，使水分养分实现空间上的耦合，有利于吸收利用深层土壤水分和养分，从而提高产量及水分利用效率12。肥料深施使作物生长季湿润土壤中养分有效性持续时间较长，提高作物对养分的吸收利用能力13。在表层土壤水分供应不足条件下，深层土壤水分可通过作物根系的提水作用释放到表层土壤，提高浅层根系存活率而保证作物从耕层吸收养分，但根系的这种提水作用相对有限14-15。方日尧等16研究表明，在渭北旱原地区将肥料深施至 20 cm 土层以下，可促进小麦根系向侧深发展，改善作物水分环境，从而提高产量。Alston17研究发现，在表土水分供应不足时，氮、磷肥深施与表施相比，小麦根长、水分利用效率、籽粒产量及含磷量显著增加。施磷明显增加施磷土层根长密度，使根系分布发生改变，深层施磷显著增加冬小麦深层根长密度和分配比例，第 15 期 康利允等：不同水分条件下分层施磷对冬小麦根系分布及产量的影响 141 有利于促进深层土壤根系发育18。在水分胁迫条件下，与表层施磷（57 cm）相比，侧深施磷（1015 cm）使小麦产量显著增加 30%43%19。Kuhlmann20在汉诺威南部Loess-parabrown 土壤上的研究表明，春小麦地上部磷含量与 30 cm 以下土层有效磷含量呈正相关。但也有研究者认为，肥料深施对作物很少或根本没有益处21-22或其效果与土壤类型23有关。有关旱作高产农田生产体系作物磷高效的根际调控研究相对薄弱，而且大都集中在施磷对作物产量和水、磷利用效率等方面，较少考虑根际施肥调控对水、磷高效利用效率的影响。本试验针对黄土高原地区旱地土壤上层干旱下层湿润的特点，以冬小麦为供试材料，研究分层供水施磷是否影响冬小麦根系分布及提高吸磷量、水分利用效率，最终达到增产，旨在找出旱地农业最佳水肥处理方式，为旱地合理施肥提供一定指导意义。1 材料与方法 1.1 试验地概况 选择典型旱作农业区，在中国科学院水利部水土保持研究所长武农业生态试验站布置田间试验。该 试 验 地 位 于 陕 西 省 长 武 县 洪 家 镇 王 东 村（3512 N、10740E），海拔 1 220 m，属暖温带半湿润大陆性季风气候，年均气温达 9.1、降水量584 mm、无霜期为 171 d，地下水埋深达 5080 m。土壤为黑垆土，根据系统分类，又称简育干润均腐土（Hap-Ustic Isohumisol），其母质是深厚的中壤质马兰黄土，土体均匀疏松、通透性好，是黄土高原沟壑区典型代表性土壤。试验地土壤初始有机质、全氮、有效磷、速效磷和有机氮质量分数分别为 11.5 g/kg、0.78 g/kg、10.6 mg/kg、114.5 mg/kg和 3.46 mg/kg。试验区 0200 cm 深度土壤平均田间持水率（体积含水率）为 19%。20102011 年试验期间作物生育期降雨和气温见图 1。图 1 冬小麦生育期内降雨量和气温分布（20102011 年）Fig.1 Monthly temperatures and rainfall during growing period of winter wheat(2010-2011)1.2 试验设计 试验处理包括土壤水分和施磷 2 个因子。施磷设不施磷（CK）、表施（surface P，SP）、深施（deep P，DP）和侧深施（deep-band P，DBP）4 种处理；水分设补充灌溉（每次灌溉至田间持水率的 70%80%，用 W1 表示）和干旱（整个生育期不灌溉，用 W2 表示）2 个处理。组成完全方案，共 8 个处理组合（表 1），每处理重复 3 次，随机排列。小区面积 3 m4 m=12 m2，水分处理间隔离带为 3 m。表施为将磷肥撤施后旋耕于土壤，深施为将020 cm 土层取出，撒施于 20 cm 处后翻施于30 cm 处，然后将回填挖出土，侧深施为沟施于30 cm 土层处；灌溉处理根据小区土壤含水率分别于 2010 年 12 月 14 日、2011 年 4 月 24 日、5 月 8日和 6 月 3 日进行补充灌溉，每小区灌溉 0.25 m3（相当于灌溉量 20.8 mm），灌溉处理冬小麦全生育期总灌溉量为 83.2 mm。各处理氮肥、磷肥和钾肥作基肥一次性施入，每处理氮、钾肥施用量相同，分别为氮肥（以尿素为氮源）210 kg/hm2和钾肥（以硫酸钾为钾源）75 kg/hm2。试验于 2010 年 9 月 23日播种，行间距为 20 cm，基本苗为 150 kg/hm2，田间管理同一般田间栽培。表 1 试验处理组合 Table 1 Treatment combinations for this study 水分 Water 磷肥 Phosphorus/(kghm-2)施磷深度 Phosphorus depth/cm 施磷方式 Methods of phosphorusapplication 0-(CK)120 020 表施磷(SP)120 2040 深施磷(DP)灌溉 Irrigation(W1)120 2040 侧深施磷(DBP)0-(CK)120 020 表施磷(SP)120 2040 深施磷(DP)干旱 Non-irrigation(W2)120 2040 侧深施磷(DBP)注：W1，每次灌溉至田间持水率的 70%80%；W2，整个生育期不灌溉；下同。Note:W1,water content of soil is 70%80%the content of field holding water after every irrigation;W2,No irrigation during the whole growth period;the same as below.1.3 样品采集与测定 1）土壤水分：每隔 2 d，020 cm 土层用 TDR（时域反射仪，Time domain reflectometry，美国MEGGER，TDR1000/2）、烘干法准确测定土壤含水率，根据含水率和设计水分要求，计算灌溉量。于播前、收获后每小区用土钻采集 0200 cm 土层土样，每 20 cm 作为 1 个采样层次，然后在 105烘 24 h 至恒质量，称干质量。2）植物样品：在小麦成熟后，每小区随机按播种行选取 4 行，用以计算小麦籽粒产量，并每小农业工程学报 2014 年 142 区随机按行选取 2 个 1 m 长的样段，连根拔起后剪去根部，剩余部分测定有效分蘖数、穗粒数、千粒质量、籽粒产量及计算收获指数。同时，孕穗期每小区随机按行选取 2 个 1 m 长的样段，用以计算小麦生物量及吸磷量。小麦生物量和籽粒产量均以 75烘干至恒质量。孕穗期植株样品粉碎后，用浓H2SO4-H2O2消煮，钼锑抗比色法定全磷含量24。由于冬小麦对磷素的吸收利用主要在苗期，因而本文根据冬小麦孕穗期样品磷含量及生物量仅计算孕穗期吸磷量。水分利用效率（water use efficiency，WUE，kg/(hm2mm)）为作物籽粒产量（kg/hm2）和耗水量（mm）的比值。3）根系观测：孕穗期，用自制活动式可调根钻（内径 10 cm）在行间和行上各打 1 钻，合并土样后进行分析，将土样置于容器中，浸泡 1020 h后，冲洗泥土并用 0.15 mm 网筛过滤，洗净并剔除杂质和死根。收集到的根样用 EPSON Perfection 4870 Scanner 扫描仪双面光源扫描后，将完整根系图像存入计算机，再用加拿大产 WinRHIZO Pro（Version 2004a）根系分析程序获得根长（cm）。1.4 数据分析 采用 Excel 2003、SPSS 13.0、Sigmaplot 10.0数据分析软件对数据进行作图、方差分析，并采用 Duncan 新复极差法进行多重比较。2 结果与分析 2.1 不同水分条件下分层施磷对冬小麦根长密度的影响 根长密度是研究作物根系的重要指标之一，能较好地说明根系在土体中的分布。不同水分条件下分层施磷显著（P0.05）影响冬小麦孕穗期根长密度在土壤剖面上的空间分布（图 2）。随土壤深度的增加根长密度递减。从不同水分处理看，与 W1处理相比，W2 处理 030 cm 土层根长密度显著降低了 17.5%（P0.05），而 30100 cm 土层根长密度却显著增加了 13.3%（P0.05），说明干旱胁迫抑制了冬小麦表层根系伸长，却有利于深层根系生长发育。从不同施磷方式看，2 种水分条件下，施磷处理（SP、DP 和 DBP）030 cm 土层根长密度均显著高于 CK（P0.05），平均增加 34.6%，且表层施磷处理（SP）也显著高于深层施磷处理（DP和 DBP）（P0.05），平均增加 25.8%，说明表层施磷会促进土壤表层根系生长，冬小麦根系趋于表层分布；30100 cm 土层根长密度 DP 和 DBP 均较 CK 和 SP 高（P0.05），平均增加 161.5%，说明深层施磷有利于冬小麦根系下扎，促进深层根系生长发育。Barraclough25早在 1989 年就提出，当土壤中根长密度小于 0.81.0 cm/cm3时，根系的不足是限制作物充分利用土壤水分和养分的主要因素。无补充灌溉条件下，大田试验中磷肥深施处理根长密度在 6080 cm 土层达到 1.431.46 cm/cm3（图 2），在 80100 cm 土层为 0.830.90 cm/cm3，应该说在 100 cm 土层内根长密度还在 0.8 cm/cm3以上，这对吸收深层土壤水分及养分极为有利；而磷肥表施的根长密度在 6080 cm 处为 0.66 cm/cm3，显然深层根系的不足会限制作物对深层土壤水分、养分的吸收利用能力。注：W1CK，灌溉不施磷；W1SP，灌溉表层施磷；W1DP，灌溉深层施磷；W1DBP，灌溉侧深施磷；W2CK，旱作不施磷；W2SP，旱作表层施磷；W2DP，旱作深层施磷；W2DBP，旱作侧深施磷；下同。Note:W1CK,Irrigation and no P;W1SP,Irrigation and surface P；W1DP,Irrigation and deep P;W1DBP，Irrigation and deep-band P;W2CK,drought and no P;W2SP,drought and surface P；W2DP,drought and deep P;W2DBP,drought and deep-band P;Same as below.图 2 不同水分条件下分层施磷对冬小麦孕穗期各土层根长密度的影响 Fig.2 Effects of phosphorus application at different soil depth on root length density of winter wheat under different water conditions 2.2 不同水分条件下分层施磷对冬小麦植株吸磷量的影响 不同水分条件下分层施磷对冬小麦孕穗期植株吸磷量的影响见图 3。从不同水分处理看，与W1 处理相比，W2 处理冬小麦植株吸磷量（DP、DBP 除外）显著降低（P0.05），平均降低 31.7%。无论是否补充灌溉，施磷处理（SP、DP 和 DBP）冬小麦植株吸磷量均显著高于 CK（P0.05），平均增加 250.4%。施磷位置对冬小麦植株吸磷量的影响随土壤水分而异，W1 处理下，磷肥深施（DP 和DBP）与表施（SP）处理间植株吸磷量差异未达 5%显著水平；W2 处理下，与 SP 相比，DP 和 DBP 均显著增加（P0.05），平均增加 64.2%，说明无补充灌溉时，深层施磷更有利于促进冬小麦对土壤磷素的吸收利用。由图 2 和图 3 还可以看出，W2 处理下，孕穗期深层（30100 cm）根长密度与孕穗期植株吸磷量的变化趋势一致，表明增加深层土壤第 15 期 康利允等：不同水分条件下分层施磷对冬小麦根系分布及产量的影响 143 根长密度是提高植株吸磷量的关键因素，而 W1 处理下，则缺乏规律性。注：W1，灌溉；W2，旱作；CK，不施磷；SP，表层施磷；DP，深层施磷；DBP，侧深施磷。图中的竖线表示标准误，同一水分处理内不同字母表示差异达 5%显著水平（P0.05）；下同。Note:W1,Irrigation;W2，drought;CK,no P;SP,surface P；DP,deep P;DBP,deep-band P.the different letter in the same water treatment means significant difference(P0.05);Same as below.图 3 不同水分条件下分层施磷对冬小麦孕穗期植株吸磷量的影响 Fig.3 Effects of P application in different soil depth on P uptake at booting stage of winter wheat under different water conditions 2.3 不同水分条件下分层施磷对冬小麦水分利用效率的影响 由图 4 可见，不同水磷处理冬小麦全生育期水分利用效率存在显著差异。从不同水分处理看，与W1 处理相比，W2 处理水分利用效率均显著提高（P0.05），平均增加 86.7%，表明无补充灌溉有利于促进冬小麦对土壤水分的吸收利用，从而提高了水分利用效率。2 种水分条件下，施磷处理（SP、DP 和 DBP）水分利用效率均显著高于 CK（P0.05），平均增加 40.4%。磷肥施用位置对冬小麦水分利用效率的影响随土壤水分而异，W1 处理下，与 SP 相比，DP 和 DBP 处理水分利用效率均显著降低（P0.05），平均降低 13.3%；W2 处理 下，与 SP 相比，DP 和 DBP 处理水分利用效率均显著增加（P0.05），平均增加了 28.5%，表明在旱作农田无补充灌溉时磷肥深施更有利于提高冬小麦水分利用效率。由图 2 和图 4 还可以看出，W2 条件下，随孕穗期深层（30100 cm）根长的增加，水分利用效率也明显提高，深层根长与水分利用效率的变化趋势基本一致，而在 W1 处理下则无此规律，表明无补充灌溉时冬小麦深层根长的增加有利于促进对土壤水分的吸收利用能力，从而提高水分利用效率。图 4 大田试验不同水分条件下分层施磷对冬小麦水分利用效率的影响 Fig.4 Effects of P application in different soil depth on water use efficiency of winter wheat under different water conditions 2.4 不同水分条件下分层施磷对冬小麦产量及收获指数的影响 2.4.1 不同水分条件下分层施磷对冬小麦产量及产量构成因素的影响 有效分蘖数、穗粒数、千粒质量是小麦重要农艺性状，也直接影响着小麦产量的高低及收获指数。不同水分条件下分层施磷对冬小麦产量及产量构成因素的影响见表 2。不同水分处理间有效分蘖数、穗粒数、千粒质量及产量均未达到 5%显著水平。表 2 不同水分条件下分层施磷对冬小麦产量、产量构成因素及收获指数的影响 Table 2 Grain yield,yield components and harvest index(HI)of winter wheat under different water and phosphorus treatments 处理 Treatment 有效分蘖数 Productive tillers per plant 穗粒数 Kernels per spike 千粒质量 1000-kernel weight/g 产量 Grain yield/(kghm-2)收获指数 Harvest index W1CK 1.58 b 29.7 a 47.7 a 3925.1 b 0.32 b W1SP 2.14 a 34.8 a 47.3 a 5637.1 a 0.32 b W1DP 2.01 a 29.7 a 48.2 a 5258.9 a 0.35 a W1DBP 2.02 a 29.9 a 47.5 a 5170.8 a 0.35 a W2CK 1.50 b 27.5 a 47.8 a 3892.8 c 0.36 a W2SP 2.02 a 28.3 a 48.3 a 4975.8 b 0.32 b W2DP 2.21 a 29.5 a 49.1 a 5763.1 a 0.37 a W2DBP 2.25 a 29.1 a 49.1 a 5784.3 a 0.37 a 注：同一列同一水分处理不同字母表示差异达 5%显著水平；下同。Note:Data in same column and water treatment with different letters indicate significant difference(P 0.05);Same as below.农业工程学报 2014 年 144 施磷显著影响除千粒质量和穗粒数外的其他产量构成因素及产量（P0.05）（表 2）。2 种水分条件下，施磷处理（SP、DP、DBP）产量显著高于CK（P0.05）；而 W2 条件下，产量则显著增加（P0.05）。由图 2 和表 2 还可以看出，W2 条件下，孕穗期深层（30100 cm）根长与产量的变化趋势一致，表明旱作农田无补充灌溉通过增加冬小麦深层土壤根长而提高产量，而 W1 条件下，则缺乏规律性。2.4.2 不同水分条件下分层施磷对冬小麦收获指数的影响 收获指数（Harvest index，HI）指收获的穗部籽粒产量与地上部干物质量之比26，它与作物光合同化能力及器官的发育建成有关，反映了有效同化物向籽粒的分配效率，是重要的生物学参数之一。小麦育种已经从长期强调籽粒产量，发展到关注收获指数27-28。不同水磷处理 HI 变化在 0.320.37，差异较大（表 2），表明冬小麦收获指数稳定性不高，易受水肥条件影响。从不同水分处理看，W1与 W2 处理收获指数差异不显著（P0.05）。2 种水分条件下，与磷肥表施相比（SP），磷肥深施处理（DP和DBP）HI均显著增加，分别平均增加7.71%和 14.9%，表明磷肥深施有利于提高冬小麦收获指数，无补充灌溉时效果更为明显。3 讨 论 本研究结果表明，在旱作农业中通过更好的磷肥管理措施冬小麦依然有可能获得高产。以前的室内隔层土柱模拟试验结果表明，在上层土壤干旱（030 cm，土壤含水率为田间持水率的 40%45%）下层土壤湿润（3060 cm，土壤含水率为田间最大持水率的 70%80%）条件下，磷肥深施（3060 cm）使上层根系生物量（030 cm）减少，而使深层根系生物量（3060 cm）显著增加，改变根系分布模式，深层根系的增加有利于对深层储水的充分利用，从而提高水分利用率及产量，同时，深层根系与产量密切相关，深层根量越多，产量越高，而在整体湿润（060 cm，土壤含水率为田间持水率的70%80%）条件下则无上述规律29。前人研究结果也认为，深层根系是旱地作物形成籽粒产量的功能根系，深层根系的不足会限制作物对深层土壤水分和养分的吸收利用能力，从而降低水分、养分利用率，不利于形成高产30-31。本田间试验结果表明，旱作农业无补充灌溉时会显著（P0.05）降低表层（30 cm）根长，平均降低 17.5%，而显著（P30 cm）根长，说明旱地农田磷肥深施促进冬小麦深层根系生长发育，有利于吸收更多的土壤水分和养分，尤其是在无补充灌溉时效果更为显著。在澳大利亚北部旱作农业区进行的试验表明，与磷肥表施（57 cm）相比，磷肥深施（1015 cm）显著增加了春小麦地上部生长和籽粒产量19。Lotfollahi 等32利用盆栽试验研究表明，小麦开花后2 周深层土壤（60 cm）增施氮肥会大大提高小麦籽粒产量和蛋白质含量及根系生长和水分利用效率，并且认为深层施氮增加根长密度是提高小麦对深层氮素高效吸收利用的主要因素。Jarvis 等13认为深层施磷可促进小麦和羽扇豆对磷素的吸收利用。Wang 等33利用土柱试验研究表明，尽管棉花通过“根系提水作用”将深层土壤水分释放到干旱的表层土壤，根系从干旱表层土壤里吸收利用的磷几乎可以忽略不计。本研究表明，无补充灌溉条件下，磷肥深施显著增加冬小麦植株吸磷量、水分利用效率及产量（图3，4和表2），且深层根长（30100 cm）与植株吸磷量、水分利用效率及产量的变化趋势一致，即增加深层土壤根长是提高植株吸磷量、水分利用效率及产量的关键因素，而在补充灌溉条件下则缺乏规律性，表明，土壤水分供应不足时冬小麦深层土壤根系与植株吸磷量、水分利用效率及产量密切相关，即深层土壤根长的增加促进作物对土壤水分和养分的吸收，易于形成高产，深层土壤根长不足是限制作物高产的关键因素。干物质生产和分配是产量形成的重要因素，适当减少表层土壤根长密度，在一定程度上降低了根系冗余34，光合同化产物向根系的分配比例减少35，从而有利于增产。笔者和其他许多研究13-14,18发现，在上层土壤水分供应不足时深层土壤根长密度增加是根系向水性的典型反应。因此，对旱地作物而言，上层根系的适当减少及深层根系的增加有利于促进作物对土壤水分和养分的充分吸收，提高水分、养分利用率及产量，而磷肥深施有利于实现这一目标。与深层施磷相比，侧深施磷对冬小麦生长或籽粒产量无显著提高，考虑到实际可行性，农业生产选择侧深施肥。第 15 期 康利允等：不同水分条件下分层施磷对冬小麦根系分布及产量的影响 145 4 结 论 磷肥施用位置对冬小麦产量及收获指数的影响随土壤水分而异。土壤水分供应充足时，磷肥深施不利于提高冬小麦产量；而在土壤水分供应不足时，磷肥深施对提高冬小麦产量及收获指数非常有效，平均分别增加 16.0%和 14.9%。2 种水分条件下，与磷肥表施和 CK 相比，磷肥深施显著（P0.05）增加 30100 cm 土层根长密度，平均增加 161.5%，表明磷肥深施有利于促进冬小麦深层土壤根系生长发育，提高对土壤水分和磷素的吸收利用能力，从而形成高产。旱作农业中，上层土壤根系的适当减少及深层根系的增加对充分利用深层土壤储水和养分具有重要作用，从而有利于提高水分、养分利用效率及产量，而磷肥深施有利于实现这一目标。侧深施磷与深层施磷对冬小麦生长或籽粒产量有相似的作用，考虑到实际可行性，农业生产选择侧深施肥。本研究立足黄土高原旱作农业土壤“上干下湿，上肥下瘦”的特点，研究不同水分状况下磷肥施用位置对冬小麦根长、产量及水分利用率的影响，基本明确了实现旱作农业高产高效的最佳施肥位置，对指导旱作农业合理施肥提供一定的理论和实践意义。但今后的研究中还有很多方面值得关注：1）不同土层水肥处理的水肥空间耦合效应明显，显著影响了冬小麦的籽粒产量，因此，与生产实际结合，可以在此基础上进行水肥时间耦合效应研究，即在不同土层水肥交错基础上，分不同生育时期的水分胁迫、养分胁迫，来进一步讨论不同层次、不同时期水肥处理对籽粒产量的影响，并加强对小麦品质及生态环境的研究。2）由于土壤自身氮磷供应能力不同，可显著影响氮磷肥料的增产效应和肥料利用率，因此，可以对不同肥力土壤和不同施肥水平进行研究，分析耦合效应，建立包括土壤基础养分供应因子在内的水肥耦合模型。参 考 文 献 1 Yin Xinhua,Vyn T J.Soybean responses to potassium placement and tillage alternatives following no-tillJ.Agronomy Journal,2002,94(6):13671374.2 Mallarino A P,Borges R.Phosphorus and potassium distribution in soil following long-term deep-band fertilization in different tillage systemsJ.Soil Science Society of America Journal,2006,70(2):702707.3 Ma Q,Rengel Z,Rose T.The effectiveness of deep placement of fertilisers is determined by crop 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