咸陽(yáng)地區(qū)灌溉模式對(duì)小麥籽粒灌漿特性的影響

魏艷麗　王彬龍　李瑞國(guó)

摘 要：在田間條件下研究5種灌溉模式對(duì)小麥籽粒灌漿特性及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，灌水后2品種生育期延長(zhǎng)、株高增高。灌溉后，2品種灌漿起始勢(shì)R0均降低，達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間、各灌漿時(shí)期及灌漿總天數(shù)均延長(zhǎng)，而灌溉對(duì)灌漿速率的影響較小，小偃22最大理論千粒重為40.671g，中麥349最大理論千粒重為42.995g。對(duì)于小偃22，提高灌漿速率是其獲得較大粒重的有效途徑。而中麥349需要協(xié)調(diào)灌漿持續(xù)時(shí)期與灌漿速率2者之間關(guān)系，使它們乘積最大，才能獲得最大粒重。在咸陽(yáng)灌區(qū)，采用澆越冬水和拔節(jié)水比較適宜，若只灌1次水，拔節(jié)水的作用大于越冬水。

關(guān)鍵詞：灌溉模式；小麥；灌漿特性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）17-0028-04

咸陽(yáng)地區(qū)處于半干旱地區(qū)，年降雨量只有400mm左右，并且分布很不平衡，小麥生育期間降水較少，不能滿足小麥正常生長(zhǎng)的需要，因此研究合理的灌溉方式保證小麥的正常生長(zhǎng)尤為重要。籽粒重量是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的要素之一，粒重高低受籽粒灌漿時(shí)間和灌漿速率的影響，有關(guān)小麥灌漿特性的文章已有不少[1、2、3]，但針對(duì)不同灌溉模式下籽粒灌漿特性的研究較少。本試驗(yàn)選取2個(gè)冬小麥品種，設(shè)計(jì)了5種不同灌溉方案，研究不同節(jié)水灌溉方案對(duì)2個(gè)品種的灌漿過程、產(chǎn)量因子的影響，以期為本地區(qū)小麥最優(yōu)節(jié)水灌溉的實(shí)施方案制定提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 參試品種為中麥349、小偃22。播種前土壤含水率為14.9%，灌溉模式設(shè)5個(gè)處理，B1：不灌溉，B2：冬灌，B3：春灌，B4：冬灌+春灌，B5：冬灌+春灌+孕穗水，每處理設(shè)3次重復(fù)。小區(qū)面積12m2，設(shè)置3m保護(hù)帶，田間管理同大田。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 籽粒灌漿進(jìn)程 開花期選取150個(gè)花期相同的主莖穗掛牌標(biāo)記，從花后5d開始取樣，以后每5d取1次樣，直至成熟。每次每處理取主莖穗10穗剝粒，在105℃下殺青30min后在85℃下烘干至恒重，稱重后折算成千粒重。

1.2.2 計(jì)算方法 籽粒灌漿進(jìn)程采用Logistic方程W=A/（1+Be-kt）進(jìn)行擬合[4]，W為千粒重，A為最大千粒重，B、K為待定參數(shù)，t為花后天數(shù)（開花當(dāng)天t=0）。求一階導(dǎo)數(shù)得灌漿速率方程：V（t）=KBeA+Bt/（1+eA+Bt）2，并得出次級(jí)灌漿參數(shù)：灌漿持續(xù)天數(shù)T（d）、平均灌漿速率R（g/d）、灌漿速率達(dá)到最大所需用的時(shí)間Tmax（d）和最大灌漿速率Rmax（g/d）。同時(shí)估算漸增期、快增期和緩增期的平均灌漿速率R1、R2、R3和各階段的灌漿持續(xù)天數(shù)T1、T2、T3，令Logistic中的t→0，得到起始生長(zhǎng)勢(shì)C0=A/（1+eB），用來表示受精子房的生長(zhǎng)潛勢(shì)。

1.2.3 成熟期分小區(qū)計(jì)產(chǎn) 花后調(diào)查小麥穗粒數(shù)、穗數(shù)和千粒重并留取樣本20株進(jìn)行室內(nèi)考種，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉模式對(duì)小麥生育期與株高的影響 由表1可以看出，灌水后，小偃22和中麥349 2品種抽穗期、成熟期都延后，籽粒生長(zhǎng)時(shí)間與植株生長(zhǎng)時(shí)間均延長(zhǎng)。灌水處理平均值較未灌水處理生殖生長(zhǎng)時(shí)期延長(zhǎng)，小偃22延長(zhǎng)1.75d，中麥349延長(zhǎng)0.5d。全生育期均延長(zhǎng)，小偃22延長(zhǎng)2.25d，中麥349延長(zhǎng)1d。株高均增高，小偃22灌水處理平均增高2.9cm，中麥349增高3.3cm。

2.2 灌水對(duì)冬小麥籽粒灌漿進(jìn)程的影響 2品種的籽粒增重進(jìn)程均表現(xiàn)為“S”形曲線增長(zhǎng)，灌漿初期籽粒增長(zhǎng)緩慢，逐漸增長(zhǎng)速度加快，后期籽粒增重速度又減緩（圖1）。2品種未灌水時(shí)的千粒重明顯低于灌水后，而方差分析各灌水處理之間無明顯差異。返青期灌水對(duì)2品種灌漿速率影響較大，在籽粒灌漿前期，未春灌的B1、B2處理籽粒增重較快，B1處理在開花25d后籽粒增重速度開始減緩，B2處理在開花30d后開始減慢。灌漿中后期（揚(yáng)花25d后）澆過返青水的B3、B4、B5處理籽粒增重速度高于未澆返青水處理，各灌溉處理在開花30d以后籽粒增重減緩。小偃22以B4千粒重最高，為38.16g，較B1提高7.07%，中麥349以B5千粒重最高，為41.35，較B1提高9.46%。

2.3 灌水對(duì)冬小麥籽粒灌漿時(shí)段及灌漿速率的影響 表2顯示，2品種籽粒重增長(zhǎng)用Logistic方程均擬合得很好（R2>0.99）。灌溉后，2品種灌漿起始勢(shì)R0均降低，達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間均延長(zhǎng)，中麥349平均延長(zhǎng)1.45d，小偃22平均延長(zhǎng)1.99d。灌溉對(duì)2品種最大灌漿速率的影響較復(fù)雜，中麥349除B3處理降低外其它灌溉處理最大灌漿速率均提高，而以B4最大，平均提高0.02g/d；小偃22最大灌漿速率Gmax除B5提高外其它灌溉處理均降低，平均降低0.02g/d。灌溉后2種理論千粒重C1均增大，B5處理均為最大，小偃22 B5處理C1為40.813g，中麥349 B5處理為42.815g。品種間比較，各相同處理下，2品種達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間差異不大，與小偃22相比，中麥349起始灌漿勢(shì)R0均較小，其胚乳細(xì)胞分裂周期長(zhǎng)，分裂慢，子粒灌漿啟動(dòng)遲，但其最大灌漿速率均較大，千粒重C1也均較大。

2.4 不同類型品種籽粒灌漿時(shí)段及灌漿速率比較 根據(jù)logistic方程2個(gè)拐點(diǎn)計(jì)算出來的各灌漿階段灌漿速率及各時(shí)段持續(xù)天數(shù)列于表3。從表3可以看出，2品種各處理均表現(xiàn)為，灌漿前期持續(xù)時(shí)間最短（11～15d）、速率最低（0.62～0.68g/d），中期持續(xù)時(shí)間居中（13～17d）、灌漿速率最高（1.3～1.7g/d），后期灌漿持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)（16～21d）、灌漿速率居中（0.69～1.1g/d）。灌溉后，2品種各灌漿時(shí)期及灌漿總天數(shù)均延長(zhǎng)，中麥349灌溉處理平均延長(zhǎng)3.8d，小偃22灌溉處理平均延長(zhǎng)4.4d，少量灌水能明顯延長(zhǎng)灌漿持續(xù)時(shí)間（B2、B3），而繼續(xù)增加灌水次數(shù)后，灌漿持續(xù)時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)的較少（B4、B5）。灌溉后2品種前期灌漿速率均降低（除小偃22B2），而灌溉對(duì)小麥中、后期灌漿速率的影響比較復(fù)雜，但均未產(chǎn)生顯著影響，2品種灌漿期平均灌漿速率灌溉后平均值均降低，中麥349灌溉處理平均降低0.004%，小偃22灌溉處理平均降低0.016%。說明灌溉對(duì)冬小麥灌漿持續(xù)時(shí)間影響較大，對(duì)灌漿速率的影響較小，這與李科江的研究結(jié)果一致[5]。

品種間比較，相同處理下，小偃22灌漿持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，中麥349灌漿速率較高。中麥349千粒重最大的B5處理灌漿持續(xù)時(shí)間、平均灌漿速率均最大，小偃22 B5灌漿持續(xù)時(shí)間居中，而中、后期灌漿速率及平均灌漿速率均高于其它處理。說明對(duì)于中麥349，協(xié)調(diào)灌漿時(shí)期與灌漿速率2者之間關(guān)系，使它們乘積最大，才能獲得最大粒重，而對(duì)于小偃22，提高灌漿速率是提高粒重的有效途徑。

2.6 灌水對(duì)冬小麥籽粒產(chǎn)量的影響 從表4可以看出，灌溉后，小偃22各產(chǎn)量因子以及產(chǎn)量均提高，中麥349除B2處理穗數(shù)、穗粒數(shù)降低外，其它灌溉處理穗粒數(shù)、穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均提高。小偃22產(chǎn)量以B4處理最高，較B1處理提高28.96%。中麥349 B4、B5處理間無顯著差異，而以B5處理產(chǎn)量較高，較B1處理提高26.54%。B2、B3處理間千粒重沒有顯著差異，但B2處理穗數(shù)和穗粒數(shù)都較少，產(chǎn)量也比B3處理低，說明在本地區(qū)灌越冬水和拔節(jié)水比較適宜，若只灌1水，拔節(jié)水的作用大于越冬水。

2品種之間進(jìn)行比較，相同處理下，中麥349穗數(shù)、千粒重（除B5穗數(shù)）都高于小偃22，B1、B3處理產(chǎn)量高于小偃22。中麥349耐旱程度稍強(qiáng)，干旱和灌1水處理的產(chǎn)量較充分灌溉處理減產(chǎn)較少，B1處理較B5處理產(chǎn)量減少20.97%、而小偃22B1處理較B5處理產(chǎn)量減少22.46%。

3 討論

灌漿持續(xù)時(shí)間和灌漿速率是影響粒重的2個(gè)重要因素，而不同的學(xué)者對(duì)于其重要性的看法卻不一致。部分研究表明，粒重的形成與灌漿速率呈顯著正相關(guān)而與灌漿持續(xù)時(shí)間關(guān)系不大[6]，也有研究者發(fā)現(xiàn)粒重與灌漿持續(xù)時(shí)間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)的關(guān)系[7，8]，本實(shí)驗(yàn)中，相同處理下小偃22灌漿持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，中麥349灌漿速率較高，中麥349各處理千粒重均較高，說明在本實(shí)驗(yàn)中不同品種之間粒重的差異主要是由灌漿速率的高低決定。灌溉后，灌漿速率變化不穩(wěn)定，整體呈降低趨勢(shì)，而2品種生育期均延長(zhǎng)較多，粒重均增大，說明在同一品種內(nèi)，灌溉處理對(duì)灌漿持續(xù)時(shí)間的影響較大，對(duì)灌漿速率的影響較小，不同灌水處理之間粒重的形成由灌漿持續(xù)時(shí)間決定。

馮偉等研究顯示合理灌溉能提高粒重，過量灌溉效果變差[9]。試驗(yàn)中適量灌溉處理（B2、B3、B4）較未灌溉處理粒重明顯增加，而繼續(xù)增加灌溉，粒重的增加幅度較小，灌3水的B5處理較B4處理并無明顯增加。這可能是因?yàn)樾←溕笃跉鉁剌^高，蒸發(fā)量較大，小麥在干熱風(fēng)的作用下被迫成熟。因此，在1年2熟種植制度的咸陽(yáng)地區(qū)，不應(yīng)過分追求灌漿持續(xù)時(shí)間，應(yīng)適量灌溉，在保證產(chǎn)量的同時(shí)縮短生育期并避免水資源的浪費(fèi)，應(yīng)選擇具有較高灌漿速率的栽培品種實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

韓娜娜研究了小麥各生育時(shí)期需水情況，數(shù)據(jù)顯示拔節(jié)前后小麥需水強(qiáng)度較大[10]，趙洪亮認(rèn)為干旱和適量灌水的灌區(qū)千粒重較高，增加灌溉不能使粒重增加[11]，雷艷認(rèn)為拔節(jié)期、抽穗期水分虧缺對(duì)冬小麥有效穗數(shù)、穗粒數(shù)形成及產(chǎn)量有顯著降低作用[12]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，適量灌水能使千粒重明顯增高，繼續(xù)增加灌溉，粒重的增加幅度較小，灌溉對(duì)穗數(shù)的影響也呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)，未春灌的B1、B2處理穗數(shù)較少，而其它澆拔節(jié)水處理穗數(shù)均增加較多，各灌水處理產(chǎn)量均增加明顯。因此在本地區(qū)小麥田間管理中，應(yīng)保證拔節(jié)水。

參考文獻(xiàn)

[1]李豪圣，劉愛峰，肖永貴，等.灌溉對(duì)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生育后期生理特性及產(chǎn)量的影響[J].節(jié)水灌溉，2010，7：1-5.

[2]李世清，邵明安，李紫燕，等.小麥籽粒灌漿特征及影響因素的研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報(bào)，2003，23（11）：2031-2039.

[3]歐俊梅，王治斌，李生榮，等.川西北大穗大粒型小麥灌漿規(guī)律研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（23）：228-23.

[4]李秀君，潘宗東.不同粒重小麥品種子粒灌漿特性研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2005，7（1）：26-30.

[5]李科江，李保國(guó)，胡克林，等.不同水肥管理對(duì)冬小麥灌漿影響的模擬研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10（5）：449-454.

[6]曾浙榮，龐家智，周桂英，等.我國(guó)北部冬麥區(qū)小麥品種籽粒灌漿特性的研究[J].作物學(xué)報(bào)，1996，3：720-727.

[7]周竹青，朱旭彤.不同粒重小麥品種（系）籽粒灌漿特性分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，18（2）：107-110.

[8]吳紀(jì)民，魏燮中，潘杰華，等.小麥灌漿期的生長(zhǎng)研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992（2）：1-4.

[9]馮偉，羅毅，郭天財(cái)，等.灌水對(duì)不同穗型小麥碳氮代謝及籽粒灌漿的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2008，28（6）：1036-1041.

[10]韓娜娜，王仰仁，孫書洪.灌水對(duì)冬小麥耗水量和產(chǎn)量影響的試驗(yàn)研究[J].節(jié)水灌溉，2010，4：4-7.

[11]趙洪亮，馬瑞昆，劉恩財(cái)，等.不同冬小麥品種籽粒灌漿特性參數(shù)對(duì)供水的反應(yīng)[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23（1）：75-80.

[12]雷艷，張富倉(cāng)，寇雯萍，等.不同生育期水分虧缺和施氮對(duì)冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，38（5）：167-174.

（責(zé)編：王慧晴）