不同墑情對小麥生長發育特性及產量的影響

李文紅， 丁永輝， 韓 波， 曹 丹， 張朝顯

(1.徐州生物工程職業技術學院/徐州市現代農業生物技術重點實驗室，江蘇徐州 221006； 2.江蘇省沛縣農業技術推廣中心，江蘇沛縣 221600)

徐州市位于江蘇省北部，小麥秋播播種期間經常會遇到干旱問題的困擾，墑情不足問題已成為嚴重影響小麥正常出苗的因素之一。小麥作為我國主要的糧食作物之一，在干旱、半干旱地區的農業生產中占有重要地位[1-3]。干旱條件下的高產栽培越來越引起小麥專家和學術界的高度重視，而目前在干旱地區造墑播種時，土壤含水量具體多少更易獲得高產，以及高產機理方面的研究相對較少。為此選擇在徐州生物工程職業技術學院的農場內進行徐麥33不同墑情的播種試驗，以期探索出徐麥33播種期間不同土壤墑情對小麥出苗、生育進程、產量及其構成因素的影響，為該地區在墑情不足的條件下節本高效造墑播種促進小麥高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2014—2015年在徐州生物工程學院試驗田進行，前茬作物為大豆，土壤質地是沙壤土，0～20 cm耕層含有機質15.6 g/kg、堿解氮81.2 mg/kg、速效磷21.6 mg/kg、速效鉀88.9 mg/kg。徐州市屬暖溫帶季風氣候區，年日照時數為 2 284～2 495 h，日照率52%～57%，年均氣溫14 ℃，年均無霜期200～220 d，年均降水量800～930 mm，雨季降水量占全年的56%，雨熱同期，夏季高溫多雨。試驗年度小麥全生育期總降水量224.8 mm，其中播種期至分蘗期79.1 mm，分蘗期至返青期20.7 mm，返青期至拔節期31.5 mm，拔節期至抽穗期24.9 mm，抽穗期至成熟期68.6 mm。

1.2 試驗設計

試驗共設3個處理，其中條播覆蓋后整個小區全部窨透，灌水量250 t/hm2為處理A，小麥開溝后行內澆水再播種覆蓋，灌水量80 t/hm2為處理B，以條播后覆蓋不澆水為對照(CK)，隨機區組排列，每個處理設3次重復，共9個小區，小區長5 m、寬5 m，南北向條播，行距25 cm，每小區20行。試驗地四周留1 m保護行，按行稱種播種，供試小麥品種為徐麥33。10月15日播種，播種量210 kg/hm2，按小麥成熟日期收獲測產。耙地前撒施“億有霸”有機肥(有機質≥45%，N+P2O5+K2O≥5%)1 500 kg/hm2、尿素375 kg/hm2、磷酸二銨240 kg/hm2，辛硫磷6.0 kg/hm2拌土撒施。藥肥撒施后用手扶拖拉機耙地整平。越冬前(11月12日)追施苗肥，施尿素115 kg/hm2，拔節肥在第1節間定長時(3月31日)追施，施尿素250 kg/hm2、復合肥(N ∶P ∶K=15 ∶15 ∶15)300 kg/hm2[4]。除播種時人工造墑灌溉外，其余時期沒有灌溉。

1.3 土壤含水量的測定與計算

在小麥主要生育期，分0～20、20～40、40～60、60～90和90～120 cm共5個土層取土樣，采用烘干法測定0～120 cm土壤含水量，各處理取樣位置均位于小麥行間，0～120 cm平均含水量為5個土層含水量的加權平均值。

土壤含水量=(土壤濕土質量-土壤干土質量)/土壤干土質量×100%。

1.4 莖蘗數測定

從第4張葉開始定點調查，4葉期調查基本苗，分蘗期(11月12日)、春季返青期(2月24日)、拔節期(3月31日)、抽穗期(4月22日)調查總莖蘗數，并計算莖蘗成穗率[5]。

莖蘗成穗率=(莖蘗成穗數/拔節期總分蘗數)×100%。

1.5 葉面積指數(LAI)測定

在返青期、拔節期、抽穗期，分別選取生長均勻、具有代表性的10個單株，剪下10株上全部綠葉，選取其中有代表性綠葉30張作為小樣，分別測定其長度和寬度，然后烘干，再把余下的葉片作為大樣，烘干[6]，計算單株葉面積。

1.6 小麥產量及其構成因素測定

收獲前每小區計數1 m2穗數，在1 m2范圍內取10穗，測定每穗粒數。每小區實收計產，小麥曬干至籽粒含水量為13%時稱質量計產，并測定種子千粒質量，重復3次。

1.7 數據統計與分析

運用Microsoft Excel進行數據計算與作圖，采用DAS 1.0版軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥產量及構成因素的影響

由表1可知，處理B的產量最高，為9 589.10 kg/hm2，分別比處理A和對照產量提高16.53%和11.65%，達顯著水平。從產量構成的三因素分析可知，處理B的有效穗數顯著高于對照和處理A，分別高19.70%和10.83%，呈顯著水平；處理B的每穗粒數比處理A增加6.50%，與對照相比下降2.91%，差異顯著；處理B的千粒質量與處理A無顯著差異，比對照低4.64%。這說明小麥造墑要適度，造墑播種對產量的影響主要依賴于增加有效穗數來實現增產。處理A反而比對照減產了4.18%，原因是處理A在小麥生長后期出現了大面積倒伏，造成植株生長不良，個體細弱、穗小，籽粒質量低，產量下降。

表1 不同處理產量特性的差異

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同處理對小麥生育進程的影響

由表2可以看出，不同處理對小麥生育進程的影響不同，水分充足有延長生育期的效應。3種處理在小麥拔節前生長發育進程沒有差異，拔節以后則有了一定的變化，即處理A的抽穗期和成熟期均較對照明顯推遲，分別較對照推遲了2、4 d，處理B的抽穗期和成熟期與對照相差不大，僅推遲了1 d。

表2 不同處理的小麥生育期 月-日

2.3 不同處理對小麥群體動態的影響

由表3可以看出，不同處理的群體消長動態總體趨勢一致，均表現出由低到高再迅速下降，然后緩慢降至最后穩定的過程。處理A于冬前分蘗期形成的莖蘗數比處理B和對照顯著多7.94%和15.12%；至越冬期，莖蘗數比處理B和對照顯著多8.91%和19.83%；至拔節期，處理A的最高莖蘗數 1 047.79萬個/hm2，比處理B和對照的莖蘗數顯著多12.57%和33.79%；至抽穗期，3個處理全田總莖蘗數均下降，處理A與處理B莖蘗數無顯著差異，比對照顯著多12.93%，至成熟期仍顯著高于對照7.31%，但比處理B顯著低6.93%。結合生產實際進一步分析，處理A前期水分充足，利于小麥植株的分蘗，拔節前分蘗迅速，形成了一個較大的植株群體，但拔節期過后隨著生長中心的轉移，群體中的許多小分蘗相繼死亡，造成無效分蘗增多，使得分蘗成穗率顯著降低，甚至出現倒伏，到成熟時收獲穗數較處理B下降。

表3 不同處理小麥莖蘗數的差異

2.4 不同處理對小麥葉面積指數(LAI)和株高的影響

由表4可知，處理A全生育期的LAI均顯著高于對照；拔節前處理A的LAI顯著高于處理B，抽穗期處理A反而顯著低于處理B，至成熟期兩者差異不顯著。拔節前，處理B的LAI雖然一直高于對照，但兩者差異不顯著；抽穗期，處理B的LAI顯著高于對照，至成熟期處理B的LAI仍較高。雖然3個處理的最大LAI均出現在抽穗期，在7.15～8.14之間，但處理A的LAI高峰值前移至了拔節期。同時，處理A、B對小麥株高的影響是顯著的。盡管有底墑越足株高越高的趨勢，但2個處理間差異并不顯著。

表4 不同處理主要生育時期小麥LAI和株高

2.5 不同處理主要生育時期各土層土壤含水量的變化動態

由圖1可知，播種期至返青期，2個處理0～120 cm土壤平均含水量均顯著高于CK，土壤含水量呈下降趨勢，2個處理間差異不顯著；拔節期，2個處理的土壤含水量顯著高于CK，分別較CK高30.20%和 25.70%，這可能與該生育期間31.5 mm的降水有關。由于CK底墑不足，降水僅能滿足此期小麥的生理需求，致使其拔節期的土壤含水量僅較返青期增加1.12%；拔節期至成熟期，2個處理土壤含水量差異不顯著，總體呈下降趨勢。抽穗前的一次較強降水使得對照0～120 cm土壤含水量在抽穗期較大，但仍分別低于2個處理7.15%和1.82%。

由圖2可見，整個小麥生育期間地表以下90～120 cm土層的含水量幾乎沒有變化。灌溉造墑可以影響小麥一生對水分的需求，明顯影響土壤含水量的時期在拔節之前，且主要是通過影響0～90 cm土壤的含水量實現的。

3 小結

本研究結果表明，干旱半干旱條件下，播種后灌溉能顯著提高徐麥33的產量，其中有效穗數顯著增加，而每穗粒數、千粒質量均顯著下降，說明小麥產量提高主要是有效穗數增加所致。小水造墑的產量高于大水灌溉，其在產量形成上表現為“穗大、粒多”，在源庫關系方面表現為“源足(葉面積指數大)、庫強”。

播后灌溉造墑小麥的莖蘗發生數、LAI一直顯著高于對照，說明此處理能顯著改善出苗狀況，提高成苗率，有效增加小麥全生育期的群體數量[7]，顯著增加LAI和旗葉面積，延長葉片功能期[8]，延長生育期2～5 d，這為提高小麥物質生產能力奠定了基礎。播種后大水灌溉的小麥群體數量和LAI在抽穗前顯著高于小水造墑的處理，抽穗期其生長已接近或低于小水造墑，抽穗期至成熟期的物質生產能力(葉面積、光合勢、抽穗后光合速率等)明顯低于小水造墑，說明其前期形成過大的群體沒有發揮優勢，相反，死亡的小分蘗徒耗了田間養分，同時，過大的群體影響小麥的田間通風透光特性，兩者都影響小麥單株個體的生長和發育，使植株瘦弱、細小，倒伏的概率大大增加，致使成穗率偏低，不僅降低了小麥產量，甚至影響小麥品質。

本試驗結果還表明，造墑處理主要是改變了小麥拔節前0～90 cm土壤含水量，對生育前期生長有促進作用。播種時適宜的墑情是奪取小麥高產的基礎，但造墑并非水量越大越好，要既能滿足小麥前期生長的必需用水，又要降低水費等生產成本，控制拔節期群體過快過高增長，并為拔節后防止倒伏、促進上三葉的生長及提高高效葉面積率創造條件。在播期范圍內，當0～120 cm土壤平均含水量低于14%且無有效降水時，就要及時進行小水造墑播種，水量以80 t/hm2為宜，以便給小麥出苗、生長提供良好的土壤水分環境。小水造墑不僅產量上高于大水灌溉的處理，而且減少了用工和水資源的消耗，提高了生產效益。

參考文獻：

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[8]科學技術部中國農村技術開發中心組.節水農業在中國[M]. 北京：中國農業科學技術出版社，2006：20.