不同灌溉施肥方式對小麥群體及產量的影響

邵敏敏 趙凱 徐興科

摘要 [目的]研究不同灌溉施肥方式對冬小麥群體及產量的影響。[方法]以冬小麥山農29為試驗材料，分析5種不同的灌溉施肥模式對小麥群體、干物質積累及產量的影響。[結果]畦田節(jié)灌水肥一體化處理下，群體莖數(shù)、干物質積累以及籽粒產量均高于其他處理，按需補灌水肥一體化處理次之，但比較節(jié)水。因此，畦田節(jié)灌水肥一體化處理是該試驗條件下節(jié)水節(jié)肥高產高效的最優(yōu)處理。[結論]該試驗為篩選一種有效的小麥節(jié)水節(jié)肥高產高效栽培模式提供了理論依據(jù)。

關鍵詞 灌溉施肥;冬小麥;水肥一體化;產量

中圖分類號 S512.1文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）10-0035-03

Abstract [Objective]To study the effects of irrigation and fertilization on population structure and yield of wheat. [Method]Using Shannong 29 as experimental material， the effects of irrigation and fertilization on population， dry matter accumulation and yield of wheat were studied.[Result]Integration field of water and fertilizer was the best nitrogen application with the highest population， dry matter accumulation and yield o f wheat.[Conclusion]This research provided theoretical basis for both high yield and high efficiency of wheat.

Key words Irrigation and fertilization;Wheat;Integration of water and fertilizer;Yield

黃淮流域是我國小麥主產區(qū)，小麥總產約占全國的60%，但水資源總量僅占全國的7.7%[1]。該地區(qū)小麥生長季降水量不足200 mm，水分蒸散量為400～500 mm，降水只能滿足全生育期需水量的 25%～40%[2]。同時該地區(qū)30%的耕地存在氮肥施用量超標問題，不僅造成資源浪費，還造成環(huán)境污染[3]。因此，水資源短缺和氮肥施用不當成為該地區(qū)小麥生產的主要限制因子。

目前對于小麥的高產栽培技術多限于高水肥的施用或定量灌溉條件下灌溉量或施氮量單一因子差異對小麥群體和產量的影響[4-7] 。而對于不同灌溉模式及不同施肥處理的研究較少。鑒于此，筆者利用按需補灌水肥一體化的方法，根據(jù)麥田土壤水和自然降水狀況確定關鍵生育期的水分虧缺程度，通過精確灌溉補足高產所需供水，實現(xiàn)小麥高產和高水分利用;并通過設置不同施氮和灌溉方式研究其對小麥群體、干物質積累和籽粒產量的影響，旨在為小麥節(jié)水節(jié)肥、高產高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在濟寧市農業(yè)科學研究院試驗農場進行。供試土壤為褐土，土壤有機質含量10.76 g/kg，全氮0.95 g/kg，有效磷46.92 mg/kg，速效鉀62.56 mg/kg，堿解氮75.1 mg/kg，pH 5.97，前茬作物為玉米。生育期間總降水量為 226.5 mm，其中播種至拔節(jié)期 122.7 mm，拔節(jié)至開花期 75.6 mm，開花至成熟期 28.2 mm。該生長季小麥播種前 0～100 cm 土層土壤容重和田間含水量見表 1。

1.2 試驗材料

1.3 試驗設計

試驗設5個處理，分別為按需補灌水肥一體化處理（W1）、畦田節(jié)灌水肥一體化處理（W2）、傳統(tǒng)畦灌和施肥處理（W3）、水分空白處理（W4）、肥料空白處理（W5）。不同處理施肥量和施肥方式不同，具體方式見表2。其中，W1處理指利用測墑補灌技術將拔節(jié)期0～40 cm土層平均土壤相對含水量補灌至70%，利用微噴帶進行灌溉。W1、W2處理拔節(jié)期追肥均采用便攜式溶肥注肥機隨灌溉水施入田間。

小區(qū)面積為2 m×75 m=150 m2。不同小區(qū)之間留 2 m保護行，試驗田四周設 2 m 寬保護區(qū)。隨機區(qū)組排列，重復 3 次。播種前底施全部磷鉀肥和50% 氮肥，拔節(jié)期追施另50% 的氮肥。2016年10月18日播種，播種密度為1萬株/hm2。三葉一心期定苗，除W4處理外，統(tǒng)一灌溉越冬水，拔節(jié)期追肥灌水，其他管理措施同一般高產田。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤容重和土壤含水量的測定。

于冬小麥播種前挖出0～1.0 m土壤剖面，用環(huán)刀法測定土壤容重，深度為0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm，逐層取土樣。每個小區(qū)采用5點法采集土樣。采用烘干法測定播種期土壤含水量，取樣方法和操作步驟與土壤容重取樣方法相同。

1.4.2 群體發(fā)育動態(tài)和干物質積累動態(tài)調查。

分別于越冬前、返青期、拔節(jié)期、開花期、成熟期在每小區(qū)隨機取 1 m 雙行調查群體總莖數(shù)和單位面積干物質重量，重復 3 次。

1.4.3 產量及其構成因素。

于小麥成熟期按小區(qū)收獲后脫粒、風干、稱重、計算單位面積籽粒產量，并進行千粒重調查。同時取 30 個單穗進行穗粒數(shù)調查。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft? Excel? 2007 和 DPS? 7.05 數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對群體總莖數(shù)的影響

由表3可知，各處理群體總莖數(shù)在拔節(jié)期達到最高，其中在越冬、返青、拔節(jié)、孕穗、和成熟期，相對于其他處理，W5肥料空白處理群體總莖數(shù)最少，W4水空白處理次之，W1、W2、W3處理之間無顯著性差異，這說明澆水和施肥在小麥生產中有重大意義。

2.2 不同處理對小麥干物質積累與分配的影響

從圖1可以看出，冬小麥的群體干物質積累量隨生育期推進而增加，在越冬期至拔節(jié)期增長緩慢，拔節(jié)期至成熟期迅速增長。越冬期的干物質積累量，W2處理>W3處理>W1處理>W4處理>W5處理，返青期W2處理>W3處理>W1處理>W4處理>W5處理，拔節(jié)期W2處理干物質積累處于最高，W4處理最低，孕穗期W5處理干物質積累最少，W4處理次之，W1、W2、W3處理相差不大，成熟期W2處理>W3處理>W1處理>W4處理>W5處理，W2處理的生物產量最高。水分空白W4處理和肥料空白與前三者差異顯著，以肥料空白處理干物質量最低。

2.3 不同處理對小麥開花期各器官干物質積累與分配的影響

從表4可以看出，開花期干物質在不同器官中的積累量和分配量均表現(xiàn)為莖稈最大，占總積累量的60%以上。其中，葉片干物質積累量以W3處理最大，W5處理最小，W1、W2處理沒有明顯差異。莖稈干物質積累量以W2處理最高，W1處理次之。穗軸和穎殼干物質積累量W2處理>W3處理>W1處理>W4處理>W5處理。

2.4 不同處理對小麥成熟期各器官干物質積累與分配的影響

從表5可以看出，小麥成熟期不同器官干物質分配量和分配比例均表現(xiàn)為籽粒>莖干+葉鞘>穗軸+穎殼>葉，干物質積累量在籽粒中的分配占總積累量的50%以上。其中，葉片干物質積累量以W3處理最高，W1處理次之，W5處理最低。莖稈干物質積累量以W2處理最高，W3處理次之。籽粒干物質積累量W2處理>W1處理>W3處理>W4處理>W5處理。干物質在籽粒中的分配比例以W1處理處理最高，W2處理次之，W5處理最低。總的來說，在W2和W3處理下，干物質在籽粒中的分配比例和分配量均處于較高水平，有利于籽粒產量的提高。

2.5 不同處理對營養(yǎng)器官同化物再分配量和積累量的影響

從表6可以看出，不同施肥灌溉模式對花前干物質轉運量、轉運率和對籽粒的貢獻影響明顯不同。花前干物質轉運量從大到小依次為W2處理>W3處理>W1處理>W4處理>W5處理，花前干物質轉運對籽粒的貢獻以W3處理最高，W4處理次之。花后干物質的同化量以W2處理最大，W5處理最小。花后干物質及對籽粒產量貢獻率W1處理最大。這說明W1處理主要增加了來自花后干物質的比例，提高了其對籽粒的貢獻。

2.6 不同處理下冬小麥的產量及其構成因素

從表7可以看出，W2處理（畦田節(jié)灌肥水一體化）產量最高，傳統(tǒng)灌溉次之，再次是按需補灌，但三者產量相差不很大，W4和W5處理減產顯著。以W5處理減產最大，說明施肥在小麥生產中有重大意義。按需補灌雖然產量稍低，但是每公頃地澆水量減少0.29 m3，節(jié)水10%，具有生態(tài)效益，而且也節(jié)省電能，總體的經(jīng)濟效益并沒有減少，特別是在水分匱乏的地區(qū)應該推廣應用。

3 結論與討論

有研究表明，小麥籽粒產量大部分來自花后干物質的積累及花前營養(yǎng)器官干物質的再分配，土壤水分狀況對小麥干物質積累與分配有顯著影響[8-9]。適度的限量灌溉可以降低麥田耗水量，提高水分利用效率，有利于干物質的積累，促進籽粒灌漿，提高小麥籽粒產量[10]。在節(jié)水節(jié)肥的基礎上，該試驗研究不同的灌溉施肥方式對小麥生長及產量的影響。結果表明，相同施肥條件下，與傳統(tǒng)畦灌溝施氮肥比較，畦田節(jié)灌水肥一體化可顯著提高花后干物質積累量，有利于開花后期籽粒的灌漿，從而提高小麥籽粒產量。同時畦田節(jié)灌水肥一體化（W2）和按需補灌水肥一體化（W1）處理的水分和肥料利用效率均高于傳統(tǒng)畦灌溝施（W3），籽粒產量畦田節(jié)灌水肥一體化處理（W2）較按需補灌水肥一體化處理（W1）增產3.1%，按需補灌水肥一體化處理（W1）較傳統(tǒng)畦灌和施肥處理（W3）增產0.5%。綜合考慮產量和水肥利用效率，利用畦田節(jié)灌水肥一體化的施氮量為240 kg/hm2的水肥一體化處理表現(xiàn)最優(yōu)，可作為指導小麥生產的適宜施肥灌溉方式。

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