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华北平原农业面临水资源缺乏，玉米秸秆焚烧对环境的污染，而免耕利用秸秆还田覆盖减少土壤蒸发，提高土壤含水量与水分有效性，对于华北平原免耕的推广具有重要的现实意义。但是免耕麦田存在早春温度偏低，冬小麦出苗差、分蘖差、生长发育缓慢的问题；针对免耕种植冬小麦存在的问题，本文研究了华北平原麦玉两熟区免耕下冬小麦生长发育及其土壤水热状况，并分析比较了产量及水分利用效率。试验于2005～2006年在河北省栾城县中国科学院农业生态试验站进行，设置秸秆还田翻耕、秸秆还田旋耕、秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕四个耕作处理，主要研究结论为：
(1)耕作处理之间冬小麦基本苗数、分蘖率在5％水平上差异显著，秸秆直立免耕和秸秆粉碎免耕基本苗数分别比翻耕处理少1 6.3％和10.4％，但其分蘖成穗率较高：旋耕冬小麦幼穗分化进程较快，较早进入二棱末期：幼穗分化后期秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕下冬小麦幼穗长度分别比翻耕长3.08％和7.23％。秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕冬小麦作物生长率低于翻耕和旋耕，株高、叶面积指数和地上部干物质积累均低于翻耕、旋耕；但是秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕冬小麦灌浆速率较高，比翻耕分别高13.89％和14.55％。秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕冬小麦产量分别为6485.87kg·hm<-2>和6773.88kg·hm<-2>，分别比翻耕减产27.0％和23.8％。
(2)在苗期和返青期秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕处理对土壤有“降温效应”，越冬期对土壤有“增温效应”。秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕冬小麦出苗时土壤有效积温为132.84℃、132.08℃，分别比翻耕高11.91℃和11.15℃：返青时有效积温较低，分别比翻耕低20.56℃和20.76℃，免耕对出苗和分蘖的影响因素主要是“降温效应”。
(3)出苗-拔节秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕处理土壤平均含水量比翻耕分别高7.7％和2.1％，土体贮水量比翻耕多贮25.48mm和8.60mm；拔节后秸秆粉碎免耕含水量与土体贮水量低于其他处理，比翻耕分别低11.9％和59.22mm。
(4)秸秆直立免耕、秸秆粉碎免耕冬小麦耗水量分别比翻耕多耗12.75mm和22.05mm土壤水；而水分利用效率比翻耕低29.36％和28.24％。