不同滴灌量對勻播冬小麥生長發育和產量的影響

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.002

摘" 要：【目的】研究不同滴灌量對勻播冬小麥產量形成規律的響應，為小麥節水高產提供依據。

【方法】以新冬22號為材料，采用田間試驗，設置5種滴灌量處理：

W1（1 800 m3/hm2）、W2（2 250 m3/hm2）、W3（2 700 m3/hm2）、W4（3 150 m3/hm2）和CK（對照，3 600 m3/hm2），以上5種處理每次滴灌量均為450 m3/hm2，研究不同滴灌量對勻播冬小麥植株性狀、干物質積累的影響，分析不同滴灌量對勻播冬小麥產量形成響應。

【結果】隨著滴灌量的增加，各處理小麥旗葉SPAD值和干物質積累量均呈W4＞CK＞W3＞W2＞W1；在小麥成熟期較CK相比，W1、W2和W3分別節水50%、37.5%和25%，干物質積累量、干物質分配率、穗長、有效小穗、穗數、穗粒數和產量均低于CK；而W4較CK節水12.5%，其干物質積累量、主莖穗長、穗數、穗粒數和產量較CK分別高0.80%、0.69%、1.80%、3.57%和2.86%，主莖有效小穗、分蘗穗長、分蘗有效小穗較CK分別低0.71%、0.52%和0.00%。

【結論】W4處理（3 150 m3/hm2）可以滿足冬小麥不同生長時期需水量，從而獲得較高的產量。

關鍵詞：滴灌量；冬小麥；勻播；生長發育；產量

中圖分類號：S512""" 文獻標志碼：A""" 文章編號：1001-4330（2024）05-1048-09

收稿日期（Received）：

2023-10-18

基金項目：

新疆維吾爾自治區重大科技專項子課題“現代灌區作物高產高效用水技術研究”（2022A02003-6）

作者簡介：

王潤琪（1997 - ），男，新疆裕民人，碩士研究生，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）1764865348@qq.com

通訊作者：

石書兵（1966 - ），男，山東商河人，教授，碩士生/博士生導師，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）ssb@xjau.edu.cn

張金汕（1987-），男，甘肅天水人，講師，博士，碩士生導師，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）zhangjinshan0530@sina.com

0" 引 言

【研究意義】小麥是新疆主要的糧食作物之一［1］。新疆冬小麥種植面積85.67×104 hm2（1 285.04×104畝）。合理的灌水量對提高小麥產量、改善品質有重要意義［2，3］。【前人研究進展】勻播技術可以使小麥單株營養均衡，減少苗期植株個體間的競爭，有利于促進個體和群體光合作用，進而達到高產高效［4-6］。合理的水分供給對小麥生長發育及產量形成具有重要作用［7-8］，適量滴灌較常規漫灌更有利于小麥干物質積累、促進籽粒灌漿和提高產量［9-10］。【本研究切入點】不同生育期灌水對小麥生長發育的影響已有相關研究［11-12］。勻播和滴灌技術相結合應用于春小麥栽培，能有效促進分蘗及幼穗分化，有利于穗數和穗粒數的增加，進而提高產量［13］。而關于滴灌量對勻播冬小麥生長發育和產量影響的研究報道較少。有必要研究不同滴灌量對勻播冬小麥生長發育以及產量形成的影響。

【擬解決的關鍵問題】以新冬22號為材料，采用田間試驗，設置5種滴灌量處理，研究不同滴灌量對勻播冬小麥植株性狀、干物質積累和產量形成的影響，為確定新疆冬小麥勻播種植滴灌量及高產栽培提供理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 材 料

試驗于2021～2022年在新疆農業科學院奇臺麥類試驗站（E 89°13′～91°22′，N 42°45′～45°29′，海拔835.70 m）進行，全年平均氣溫5.5℃，無霜期153 d，土壤為灌溉灰漠土，pH值為8.25，全氮2.35 g/kg，全磷1.33 g/kg，全鉀17.90 g/kg，有機質含量51.68 g/kg，堿解氮130.6 mg/kg，有效磷15.1 mg/kg，速效鉀396 mg/kg。供試冬小麥品種為新冬22號，基本苗數為225×104株/hm2。圖1

1.2" 方 法

1.2.1" 試驗設計

采用完全隨機區組設計，共設5個處理，3次重復，共計15個小區，小區面積10m2（5 m×2 m）。立體勻播小區播深3 cm、株距6.67 cm，勻播滴灌帶配置為1管6行，試驗地四周設置保護行，其他管理措施與大田管理一致。播前結合整地，基施尿素300 kg/hm2、重過磷酸鈣（粒狀）300 kg/hm2，拔節期追施尿素225 kg/hm2，孕穗期追施尿素120 kg/hm2，追肥分別隨水滴施1次。試驗于2021年9月30日播種，2022年7月15日收獲。表1

1.2.2" 測定指標

生育進程：

冬小麥各生育時期［14］。

植株性狀：

于冬小麥成熟期，選取15個長勢均勻一致的單莖進行室內考種，測量株高和莖粗，在各小區選取長勢均勻一致的5個主莖和10個小麥分蘗，測量主莖穗長、分蘗穗長、主莖有效小穗和無效小穗、分蘗有效小穗和無效小穗。

旗葉SPAD值：

于冬小麥開花期，各小區選取長勢一致的植株旗葉定點測定5株，重復3次，采用SPAD-502型葉綠素儀，每7 d測定其SPAD值。

干物質積累：于冬小麥拔節期、孕穗期、開花期、花后14 d和成熟期，在各小區選取長勢均勻一致的冬小麥8株，剪去根（將植株分為葉片、莖鞘、穎殼及穗軸和籽粒部分），放入105℃烘箱中殺青15 min，80℃烘至恒重后稱干重。

產量和產量構成因素：

于冬小麥成熟期在各小區選取1 m2測產，調查單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重。

1.3 "數據處理

采用Excel 2016和DPS 9.01軟件處理數據，計算其平均值和標準差，并進行方差分析，使用Excel 2016軟件進行圖表制作。

2" 結果與分析

2.1" 不同滴灌量對冬小麥生長發育進程的影響

研究表明，勻播冬小麥生育進程在不同時期滴灌量處理表現為CKgt;W4gt;W3gt;W2gt;W1。冬小麥CK生育期為273 d，開花至成熟歷時39 d；W4較CK提前成熟3 d；W3較CK提前成熟6 d；W2較CK提前成熟7 d；W1生育期為263 d，開花至成熟歷時29 d，較CK提前成熟10 d。因此，灌水不足會影響小麥的生長發育進程，主要影響開花至成熟的生長天數，抑制冬小麥的生殖生長。表2

2.2" 不同滴灌量對冬小麥植株性狀的影響

研究表明，滴灌量對成熟期冬小麥的株高和莖粗均有影響，株高和莖粗在各處理中均表現為CKgt;W4gt;W3gt;W2gt;W1。在成熟期，各處理的株高和莖粗與W1株高和莖粗差異顯著（P＜0.05），較CK相比，W1、W2、W3和W4處理株高分別減少3.23%、1.47%、0.55%和0.09%，較CK相比，W1、W2、W3和W4處理莖粗分別減少5.70%、2.89%、1.45%和0.64%。滴灌量對冬小麥株高和莖粗的影響顯著，灌水量過少不利于株高和莖粗的增長，適宜灌水量有效促進了冬小麥株高和莖粗的增長。圖2

2.3" 不同滴灌量對冬小麥旗葉SPAD值的影響

研究表明，不同處理的冬小麥旗葉SPAD值花后0至28 d均呈下降趨勢，但下降速率略有不同，花后21 d下降明顯，較花后0 d下降24.81%，在花后28 d最低。花后0至28 d，下降速率W1處理為39.04%、W2處理為39.03%、W3處理為34.85%、W4處理為27.10%、CK為30.93%。下降速率W1處理SPAD值最大，W4處理最小。各處理間冬小麥SPAD值在花后0、7和14 d均表現為CKgt;W4gt;W3gt;W2gt;W1，花后21和28 d則表現為W4gt;CKgt;W3gt;W2gt;W1。適宜灌水量能保持冬小麥花后旗葉較高的SPAD值，并且可減緩灌漿后期SPAD值的下降幅度。表3

2.4" 不同滴灌量對冬小麥不同時期干物質積累量的影響

研究表明，冬小麥單株干物質積累量隨著生育時期的推進呈逐漸升高的趨勢，于成熟期達到最大，表現為孕穗期以前干物質積累緩慢，從孕穗期到灌漿期增長迅速，灌漿期以后基本保持穩定，其中拔節期、孕穗期和開花期各處理間的干物質積累量相差較小（分別為0.12、0.54和1.23 g/株），各處理間在灌漿期和成熟期的干物質積累量相差較大（分別為1.48和2.28 g/株）。各灌水處理的干物質積累量均顯著高于W1處理；各灌水處理中，W4干物質積累量達到最大值（9.86 g/株），高于CK處理的干物質積累量，但差異不顯著。成熟期冬小麥干物質積累量表現為W4gt;CKgt;W3gt;W2gt;W1，W4較CK節水12.5%，干物質積累量提高0.80%，W4處理有利于提高冬小麥生育后期的干物質積累量。圖3

2.5" 不同滴灌量對冬小麥成熟期干物質分配的影響

研究表明，冬小麥成熟期營養器官和生殖器官干物質分配率表現為籽粒＞莖鞘＞穎殼+穗軸＞葉片，隨著滴灌量的增加，不同滴灌處理對成熟期莖鞘、葉片、穎殼及穗軸、籽粒干物質分配率存在顯著差異，在勻播條件下，莖鞘干物質分配率呈先減小后增大的趨勢，為W1＞W2＞W3＞CK＞W4；籽粒和葉片干物質分配率呈先增大后減小的趨勢，為W1＜W2＜W3＜CK＜W4；穎殼及穗軸干物質分配率呈先增大后減小的趨勢，為W1＜CK＜W4＜W3＜W2。增加滴灌量降低了營養器官干物質分配率，提高了籽粒干物質分配率，勻播條件下冬小麥主要通過影響莖鞘和籽粒干物質分配率從而影響產量形成。表4

2.6" 不同滴灌量對冬小麥穗部性狀的影響

研究表明，滴灌量對勻播冬小麥成熟期主莖和分蘗的穗部性狀有顯著影響。主莖穗長為8.42～8.68 cm，分蘗穗長為8.07～8.34 cm，主莖和分蘗穗長、有效小穗數差異均表現為W4gt;CKgt;W3gt;W2gt;W1或CKgt;W4gt;W3gt;W2gt;W1，W1、W2和W3與CK相比，主莖穗長分別降低3.00%、0.77%和0.23%，主莖有效小穗數分別降低6.36%、1.77%和1.06%，分蘗穗長分別降低3.28%、2.36%和0.76%，分蘗有效小穗數分別降低3.24%、2.67%、1.14%。與CK相比，W4的主莖穗長增大0.69%，主莖有效小穗數、分蘗穗長、分蘗有效小穗數分別降低0.71%、0.52%、0.00%，且差異不明顯。W1處理下冬小麥主莖和分蘗的無效小穗較其他處理多。各處理間冬小麥的主莖與分蘗的無效小穗數表現略有不同，主莖的無效小穗數表現為CK＜W4＜W3＜W2＜W1，分蘗的無效小穗數表現為CK＜W3＜W4＜W2＜W1。主莖穗長、有效小穗和無效小穗的變異系數均大于分蘗穗。表5

2.7" 不同滴灌量對冬小麥產量及其構成因素的影響

研究表明，滴灌量對勻播冬小麥產量及其構成因素有極顯著影響。勻播條件下，W4產量顯著高于其他處理，較CK高出2.86%；W1、W2和W3較CK分別降低27.87%、15.81%和7.46%；滴灌量對勻播冬小麥穗數的影響為W4gt;CKgt;W3gt;W2gt;W1，較CK相比，W4處理下穗數最大（641.00×104/hm2），高出1.80%，W1、W2、W3的穗數分別降低2.86%、1.96%和1.22%；W4處理下穗粒數最大（42.89粒），顯著高于W1、W2和W3處理，W1與W2處理間穗粒數無顯著差異，W4與CK處理間穗粒數無顯著差異；較CK相比，W1、W2、W3處理穗粒數分別降低9.14%、7.05%和1.04%，W4的穗粒數高出3.57%；滴灌量對勻播冬小麥千粒重有顯著影響，對照CK千粒重達最大值（49.72 g），顯著高于其他處理，表現為CKgt;W4gt;W3gt;W2gt;W1，W1、W2、W3和W4較CK分別降低24.29%、20.61%、7.87%和2.06%。滴灌量對勻播冬小麥產量及構成因素的變異系數表現為產量＞穗粒數＞穗數＞千粒重。表6

3" 討 論

3.1" 不同滴灌量對冬小麥生長發育的影響

王克全等［15］研究表明，株高隨灌溉定額的增加而增大，高水分處理（405 mm）與中水分處理（315 mm）下小麥的株高明顯高于低水分處理（225 mm）。小麥拔節至灌漿的生育階段，土壤水分對植株高度影響較大［15-16］。譚秀山等［17］研究表明，盆栽試驗中在水分過多條件下，小麥莖稈生長旺盛，保持了較長時間的營養生長，但進入生殖生長的時間延遲，導致小麥貪青晚熟；嚴重干旱條件下，主莖在抽穗前基本停止伸長，營養生長時間縮短，提前進入了生殖生長，物質積累減少，導致小麥早熟，產量降低；適宜水分條件下，營養生長與生殖生長協調，小麥保持了適中的高度。試驗研究中，勻播冬小麥的株高表現為隨灌水量的增加而增高的趨勢，與上述文獻研究結果一致。因此，不同生育時期滴灌處理對冬小麥植株生長有影響，在冬小麥拔節至孕穗的生育階段進行滴灌，會促進冬小麥伸長生長。前人研究滴灌對小麥株高、葉面積等農藝性狀的影響［18-19］報道較多，但對莖粗的影響報道較少。試驗研究發現，增加滴灌量可明顯提高小麥旗葉SPAD值，與前人研究［20-21］研究結論一致。滴灌量過多也會導致SPAD值下降，灌水雖然有利于保持旗葉較高的SPAD值，但僅靠增加灌水并不能提高旗葉SPAD值，應保證適宜灌水量，最終實現旗葉光合性能的持續高效，試驗結果與前人研究結論一致［22］。

3.2" 不同滴灌量對冬小麥干物質積累的影響

干物質積累隨著滴灌量的增加呈上升的趨勢［23］，灌拔節水有利于提高小麥拔節期之后的干物質積累量和總的干物質積累量，但過量灌溉不利于拔節至成熟階段的干物質積累，適宜的水分更有利于小麥干物質積累［24］。張娜等［25］研究表明，隨著滴灌量增加可有效促進干物質積累，適當增加灌水量可延長冬小麥干物質快速積累期的持續時間，并使其向營養器官及生殖器官中的分配有所提高，而高水條件卻對干物質最大增長速率有所制約。研究中各處理的冬小麥干物質積累量隨著滴灌量的增加呈上升的趨勢，與前人研究結論一致。

3.3" 不同滴灌量對冬小麥產量及其構成因素的影響

陳凱麗等［26］研究認為，在小麥整個生育時期，孕穗期、灌漿期和成熟期的耗水量對產量構成因素影響很大。薛佳欣等［23］、林平等［27］研究表明，隨灌水次數的增加，灌漿中后期的灌溉速率提高，單位面積穗數、穗粒數和千粒重均有不同幅度的增高。試驗研究中，W4較CK節水12.5%，且有利于穗部發育，可以構建合理的單位面積穗數、穗粒數群體結構，提高千粒質量，有效提高了產量。W1、W2和W3較CK相比，分別節水50%、37.5%、25%，但不利于小麥生長發育，甚至影響產量。小麥籽粒產量隨灌水量增加而提高，灌水量達到一定數值后，繼續增加灌水量，進而導致產量下降，與前人研究一致［28］。

4" 結 論

W1、W2和W3處理下的勻播冬小麥植株高度、莖稈粗細程度、SPAD值、干物質積累量、穗部性狀和產量及構成因素均顯著低于CK；W4較CK節水12.5%，穗粒數高出3.57%，穗數高出1.80%，產量高出2.86%。因此適宜的水分更有利于勻播冬小麥的生長發育，W4更有利于冬小麥植株的生長發育，可以顯著提高花后旗葉SPAD值和干物質積累量，保持合理的單位面積穗數、穗粒數和千粒重，增產效應明顯，進而獲得較高的產量。W4處理（滴灌量3 150 m3/hm2） 可作為較適宜的滴灌量。

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Effect of different drip irrigation on the growth， development， and yield of uniform sowing winter wheat

WANG Runqi1， JIA Yonghong2， WANG Yujiao1， LIU Yue1， LI Dandan1， DONG Yanxue1，Gulinigaer Tuerhong1， ZHANG Lulu1， ZHANG Jinshan1， SHI Shubing1

（1." College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 2. Qitai Triticeae Crops Experiment Station， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Qitai Xinjiang 831800， China）

Abstract：【Objective】 This project aims to explore the response of the yield formation pattern of uniform sowing winter wheat to drip irrigation and achieve water-saving and high-yield wheat.

【Methods】" Using Xindong 22 as the experimental material， field experiments were conducted to study the effects of different drip irrigation volume on plant traits， dry matter accumulation， and yield formation of evenly sown winter wheat， including W1 （1，800 m3/hm2）， W2 （2，250 m3/hm2）， W3 （2，700 m3/hm2）， W4 （3，150m3/hm2）， and CK （control， 3，600 m3/hm2）.The response of yield formation of uniform sowing winter wheat to different drip irrigation volumes was analyzed.

【Results】" With the increase of drip irrigation volumes， the SPAD value and dry matter accumulation of each treatment showed a variation pattern of W4gt;CKgt;W3gt;W2gt;W1; At maturity， compared with CK， W1， W2， and W3 saved water by 50%， 37.5% and 25%， respectively.The dry matter accumulation， dry matter allocation rate， ear length， effective spikelets， ear number， grain number per ear and yield of W1， W2， and W3 were all lower than CK; W4 saved water by 12.5% compared to CK， and its dry matter accumulation， main stem spike length， spike number， spike grain number， and yield were 0.80%， 0.69%， 1.80%， 3.57% and 2.86% higher than those of CK， respectively.The effective spikelets of main stem， tillering spike length， and tillering effective spikelets were 0.71%， 0.52% and 0.00% lower than those of CK， respectively.

【Conclusion】 Overall， it can be concluded that W4 treatment （3，150 m3/hm2） can meet the water requirements for winter wheat growth and achieve higher yields.

Key words：drip irrigation volume; winter wheat; uniform sowing; growth and development; yield

Fund project：Major Science and Technology Special Project of the Xinjiang Uygur Autonomous Region \"Research on High Yield and Efficient Water Use Technology for Crops in Modern Irrigation Areas\" （2022A02003-6）

Correspondence author： SHI Shubing （1966-）， male， from Shanghe， Shandong ， professor， doctoral supervisor， research direction： wheat high yield cultivation， （E - mail）ssb@xjau.edu.cn

ZHANG Jinshan （1987-） ， male， from Tianshui， Gansu， lecturer， Ph.D.，master′s supervisor，research direction： wheat high yield cultivation， （E-mail）zhangjinshan0530@sina.com