Effects of Limited Irrigation Periods on Water Consumption Characteristics and Yield Formation in Winter Wheat

Zhao Qi; Zhang Yingxiang; Li Ruiqi; Wang Hongguang

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.007

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Effects of Limited Irrigation Periods on Water Consumption Characteristics and Yield Formation in Winter Wheat

Basic Research | 更新时间：2026-09-10

- Effects of Limited Irrigation Periods on Water Consumption Characteristics and Yield Formation in Winter Wheat
- Journal of Soil and Water Conservation Vol. 40, Issue 4, Pages: 105-114(2026)
- 作者机构：
  
  河北农业大学农学院，省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室，河北省作物生长调控实验室，河北保定 071000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.007
  CLC： S512.11
- CSTR：32310.14.stbcxb.2026.04.007
- Received：25 November 2025，
  
  Revised：2026-02-25，
  
  Accepted：13 March 2026，
  
  Online First：26 March 2026，
  
  Published：28 August 2026
- 稿件说明：
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赵琪，张迎香，李瑞奇，等.限水灌溉时期对冬小麦耗水特性和产量形成的影响［J］.水土保持学报，2026，40（4）：105-114.

Zhao Qi， Zhang Yingxiang， Li Ruiqi， et al. Effects of limited irrigation periods on water consumption characteristics and yield formation in winter wheat［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：105-114.
赵琪，张迎香，李瑞奇，等.限水灌溉时期对冬小麦耗水特性和产量形成的影响［J］.水土保持学报，2026，40（4）：105-114. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.007. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.007.

Zhao Qi， Zhang Yingxiang， Li Ruiqi， et al. Effects of limited irrigation periods on water consumption characteristics and yield formation in winter wheat［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：105-114. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.007. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.007.

摘要

目的

为明确河北省冬小麦生育期限灌一水模式下的最佳灌溉时期。

方法

以“济麦22”为供试材料，于2021—2022年和2022—2023年2个小麦生长季设置春4叶（T4）、春5叶（T5）和春6叶（T6）露尖3个灌溉追氮时期处理，分析不同时期灌溉追氮对小麦耗水特性、干物质积累和籽粒产量及其构成的影响。

结果

生育期限灌一水条件下，小麦耗水来源占比及阶段耗水分配受气候年型影响大。推迟灌溉对全生育期及开花前后各阶段的土壤贮水消耗量和总耗水量均无显著影响，仅在降水较多的2022—2023年生长季促进对深层土壤水的利用。播前土壤贮水量和水分利用效率与籽粒产量呈显著正相关，总耗水量与产量无显著相关性，因此，保障关键时期的水分供应更加重要。穗数与产量呈显著正相关，穗粒重与产量呈显著负相关。推迟灌溉后穗数呈下降趋势，穗粒重呈上升趋势，2个生长季T6产量均最低，穗数的降幅超过穗粒重的增幅是其减产的根本原因。底墒655.74 mm的2021—2022年生长季T5穗数下降少，获得最高产量；底墒仅541.24 mm的2022—2023年生长季T5穗数下降较多，T4产量最高。

结论

在小麦生育期限灌一水模式下，优先保障较高穗数是高产的关键，当播前底墒>600 mm或春季降雨充沛时，可推迟至春5叶期灌溉以兼顾粒重；而在底墒不足550 mm或干旱年份，必须在春4叶灌溉以保穗数。研究结果可为河北省冬小麦限水丰产栽培提供理论依据和技术支撑。

Abstract

Objective

This study aims to determine the optimal irrigation timing under the single-irrigation mode during the growth period for winter wheat in Hebei Province.

Methods

Using winter wheat cultivar Jimai 22 as the test material， a field experiment was conducted over two growing seasons （2021-2022 and 2022-2023）. Three irrigation and nitrogen topdressing timing treatments were implemented： at the 4th （T4）， 5th （T5）， and 6th （T6） leaf visible stages in spring. The effects of irrigation and nitrogen topdressing at different timings on wheat water consumption characteristics， dry matter accumulation， grain yield， and its components were analyzed.

Results

Under the condition of single-irrigation mode during the growth period， the proportion of water consumption sources and the stage-specific distribution of water consumption in wheat were significantly influenced by the climatic year type. Delaying irrigation had no significant effect on soil water storage consumption or total water consumption throughout the entire growth period and during each stage before and after anthesis， and only promoted the utilization of deep soil water in the 2022-2023 growing season with more precipitation. Pre-sowing soil water storage and water use efficiency showed significant positive correlations with grain yield， while total water consumption showed no significant correlation. Therefore， ensuring water supply at critical stages was more important. Spike number was significantly positively correlated with yield， and grain weight per spike was significantly negatively correlated with yield. Delaying irrigation decreased spike number but increased grain weight per spike. The T6 treatment yielded the lowest during both growing seasons， and the fundamental reason for the yield reduction was that the decrease in spike number exceeded the increase in grain weight per spike. In the 2021—2022 growing season with a pre-sowing soil water storage of 655.74 mm， the T5 treatment showed a slight decrease in spike number and achieved the highest yield. In the 2022-2023 growing season with a pre-sowing soil water storage of only 541.24 mm， the T5 treatment showed a larger decrease in spike number， and the T4 treatment achieved the highest yield.

Conclusion

Under the single-irrigation mode during the growth period for wheat， prioritizing a higher spike number is key to achieving high yield. When pre-sowing soil water storage is greater than 600 mm or spring rainfall is sufficient， the irrigation can be postponed to the 5th leaf visible stage in spring to balance the grain weight. When pre-sowing soil water storage is less than 550 mm or in drought years， the irrigation must be conducted at the 4th leaf visible stage in spring to ensure spike number. The research findings can provide a theoretical basis and technical support for the water-limited and high-yield cultivation of winter wheat in Hebei Province.

关键词

Keywords

references

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