灌溉策略对华北平原冬小麦与夏玉米产量及水生产力的影响。 华北平原是一个重要的农业区，但面临水资源短缺的严重问题，尤其是在小麦种植季节，降水量不均匀。 在这个地区进行冬小麦与夏玉米的轮作，优化灌溉策略以提升水生产力（WP）和增加作物产量成为迫切需求和持续挑战。 通过进行了为期四年的田间试验，我们研究了在不同降水年份（干旱年和正常年，根据播种到拔节期间的累计降水量分类）下灌溉对小麦和随后玉米产量及WP的影响（P1）。 试验设置了四种灌溉策略：W0（无灌溉），W1（播种前灌溉），W2（播种前和拔节时灌溉），W3（播种前、拔节和开花期灌溉），而玉米季节保持一致的田间管理。 结果显示，小麦产量受P1影响，而非总降水量，通过增加蒸散量、穗数、籽粒数和千粒重，灌溉显著提高了小麦产量。W2策略在产量和WP上的效果显著优于W1和W0，也优于W3与W2的比较，显示出W2是小麦灌溉中的合适选择。 在正常年份，不同灌溉策略对后续玉米产量无显著影响，但在干旱年份，W1策略通过减少播种前的土壤水储量，使得玉米产量和WP分别提高了13.2%-29.3%和16.1%-41.8%。 因此，在正常年份推荐使用W2以实现更高的年产量、WP和经济收益，而在干旱年份推荐W1以降低灌溉用水，并提高WP和经济效益。 目前对华北平原（NCP）中冬小麦的灌溉实践及其对作物产量和水生产力（WP）的影响已有大量研究。然而，前一季作物的灌溉可能会对后续作物产生影响，从而影响整个轮作系统的表现。 例如，先前的研究表明灌溉不足可能导致小麦根系生长更深，增加土壤储水量，有利于夏季降水的储存和利用，最终通过减少无效蒸发作用提高玉米产量。其他研究则发现小麦季节的灌溉不影响随后的玉米作物。 这种差异可能与降水年份的类型有关，但目前尚缺乏足够证据。因此，有必要开展多年的田间试验，调查降水量和冬小麦灌溉对夏玉米及小麦-玉米种植系统的遗留效应，以建立高效、智能的灌溉策略。 从2015年10月至2019年10月，中国农业大学在河北省沧州市武桥试验站开展了一项为期四年的田间试验。 试验站位于北纬37度37分48秒、东经116度26分37秒，属于温带大陆性季风气候区，区域内平均气温为14°C，年平均降水量为537毫米。 根据1980至2021年的数据，此地区冬小麦季的平均降水量为133.1毫米，夏季玉米季的平均降水量为404.3毫米，降水量表现出明显的季节性波动和不均匀性。 试验区土壤为钙质Fluvisol，主要分布于冲积平原上，0-20厘米土层的有机碳（SOC）含量为9.3克/千克，总氮（TN）为1.1克/千克，总磷（TP）为1.7克/千克，速效磷（Olsen-P）为20.3毫克/千克，速效钾（AK）为87.49毫克/千克，pH值为7.7。 SOC和TN通过K2Cr2O7-H2SO4氧化法和凯氏定氮法测定，总磷通过高氯酸消化后的比色法测量，速效钾通过用1M NH4OAc提取后的火焰光度法测定，速效磷则采用0.5M NaHCO3提取的Olsen方法分析。 本试验采用随机完全区组设计，重复三次，设置了四种灌溉策略：W0（无灌溉）、W1（播前灌溉）、W2（播前加拔节灌溉）、W3（播前加拔节加开花灌溉）。每个地块的面积为100平方米（10米×10米），以确保处理的一致性。 冬小麦的灌溉量为每次75毫米，根据处理情况总共灌溉0至3次；而夏玉米的灌溉在所有地块上保持一致。 为确保灌溉均匀，各地块间用1米宽的隔离带相隔，并使用4英寸聚氯乙烯软管进行地表灌溉，通过水流量计严格控制每次灌溉量为750立方米/公顷。 综上所述，通过在具体的气候、土壤和作物种植条件下实施严格的实验设计，该试验不仅为理解灌溉量和时机对作物生长的直接影响提供了科学依据，也对未来农业水资源管理实践提出了具体建议。 未来的研究可进一步探索灌溉技术的创新与改进，如滴灌和微喷灌等更高效的灌溉方法，以及在不同气候模型预测下的水资源管理策略，从而在全球范围内推广实施更为精准和可持续的农业水管理解决方案。 此次试验为我们提供了一份宝贵的实证研究报告，展示了科学研究如何助力解决现实世界中的复杂问题，实现农业与环境的和谐共生。