小麥群體結構與節水栽培效果試驗研究

高 軍，王金輝

（1.聊城市茌平區農業農村局，山東聊城 252100；2.聊城市農業農村局，山東聊城 252000）

0 引言

小麥是山東省主要糧食作物之一，常年播種面積400萬hm2左右，是全國小麥的主要產區。全省氣候類型屬于溫帶季風氣候，小麥生長期內多風少雨，耗水量大[1]，通常需要灌水4～6 次，總灌水量120～180 m3/667 m2，約占農業用水量的80%，水資源浪費非常嚴重，不僅加劇了水資源供需矛盾，而且造成土壤養分的流失和對地下水的污染。因此，推廣小麥節水高產栽培技術，提高水資源利用效率，已經成為小麥生產亟待突破的重大課題[2]。目前，不同小麥的群體結構，其水分利用效率存在很大差異[3-4]，本文就不同小麥群體結構的水分騰發量以及對小麥生長發育的影響進行了試驗和研究，以期為本地區冬小麥節水高產栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗田基本情況

試驗安排在聊城市茌平區小麥綠色高產高效項目示范區內進行，試驗田土質為潮土，土層深厚，地力肥沃，灌排方便，有利于農作物生長和進行農事操作。前茬種植作物為夏玉米，整地施肥前取 0～20 cm 土樣進行養分化驗，經測定，土壤有機質含量15.3 g/kg、全氮含量 1.33 g/kg、堿解氮含量 99.8 mg/kg、速效磷含量50.1 mg/kg、速效鉀含量 203.5 mg/kg，土壤 pH為8.2（見表1）。

表1 試驗田土壤養分基本情況

1.2 試驗設計

1.2.1 試驗安排

2021 年10月16日整地，10月18日播種，種植品種為濟麥22，播種量分別為5.5 kg/667 m2、6.5 kg/667 m2、7.5 kg/667 m2，播種前施氮磷鉀復合肥50 kg/667 m2（16-16-16），3月20日追施尿素20 kg/667 m2。

1.2.2 試驗處理

試驗設3個處理，分別為：C、常規莖數110萬～120萬/667 m2（指最大分蘗量，CK）；C1、減少常規莖數10%～15%；C2、減少常規莖數20%～25%。

為了更加貼近田間生產實際，便于農機在田間作業，采用大區面積試驗100 m × 10.8 m、隨機布置、田間管理措施相同的方法進行處理。

1.3 研究方法

1.3.1 灌溉定額的確定

為了充分挖掘土壤的節水潛力和作物的抗旱能力，避免無效灌溉，減少水資源消耗，提高灌溉水利用率，進行了田間水分監測和灌溉預報。同時，根據小麥需水規律，確定了各生育期土壤含水量的臨界值，即灌溉下限指標，當土壤含水量低于灌溉下限指標時，開始進行灌溉。

小麥全生育期共灌溉2次，分別為3月20日返青水47.7 m3，4月26日挑旗水27 m3，總灌溉定額為74.7 m3。

1.3.2 土壤水分監測

從小麥播種開始到直至收獲，根據土壤墑情情況，不定期進行土壤含水量的測定，除小麥播種、收獲外，每次灌溉前、較大降水前、灌水和降水后24 h，及時對土壤水分含量進行監測。全生育期除小麥越冬期土壤封凍外（12月18日～3月3日），共監測20次，分成了10個時段，計算出了小麥的蒸發量（ET），即生理蒸騰和地面蒸發之和，土壤含水量的測量，采用儀器法（土壤含水量測定儀）。

2 結果與分析

2.1 群體對騰發量的影響

小麥群體不同，水分騰發量有較大差異（見表2），在小麥苗期，水分消耗是以地面蒸發為主，群體小的處理地面裸露多，蒸發量大，騰發量也大。返青以后，小麥開始封壟，水分消耗逐漸以蒸發騰發并重轉向以葉面蒸騰為主。群體越大，葉面積系數越大，騰發量也就越大。由于返青后的騰發量占全生育期總騰發量的80%左右，所以從小麥的整個生育期來看，葉面蒸騰起主導作用，群體越大，總騰發量也就越大。在試驗中，C1處理比對照C的總蒸發量減少34.71 mm，比對照減少了9.36%。

表2 群體對小麥騰發量的影響（2021～2022年）（單位：mm）

2.2 群體對小麥生長發育的影響

小麥密度試驗的關鍵措施是控制好小麥的基本苗、冬前分蘗和最大分蘗的群體數量。在本試驗中，調整了小麥播種量，使基本苗控制在了試驗要求范圍內（分別比CK減少了24.1%和13.8%）。因小麥具有較強的自我調節能力，越冬期調查，冬前分蘗量差距明顯縮小（分別比CK減少9.8%和4.6%），在春季返青前后，通過劃鋤斷根，使最大分蘗量控制在了要求范圍內（分別比CK減少21.8%和12.2%），達到了試驗設計對小麥分蘗群體的要求。C1、C2處理由于減少了無效分蘗，大蘗占的比例大，比對照分蘗成穗率提高（見表3）。

表3 不同密度實驗小麥的群體結構（2021～2022年）

2.3 群體對小麥根系、葉片和單株干重的影響

C1、C2的處理單位面積群體減少，緩解了小麥植株個體之間爭奪肥水的矛盾，使有限的肥水和空間得到了較好的利用，在各個生育階段都表現為根系發達，單株干重增加。葉面積系數變化則以拔節期為轉折點，拔節以前C1、C2的處理雖然單株葉面積大，但因群體小，葉面積系數小于對照C；拔節后則反之，C1、C2的處理因單株發育好，葉片寬大，葉面積系數由小轉大（見表4）。

表4 群體對小麥根系、葉片和單株干重的影響（2021～2022年）

2.4 群體對小麥干物質積累的影響

從表5中可以看出，C1、C2的處理小麥單株干重的增加，彌補了因群體小，光合積累量少的不足[5]。從小麥起身期開始，C1、C2的處理與對照C相比，干物質積累量、日積累量以及成熟后的生物產量都有顯著提高。

表5 群體對小麥干物質積累的影響（2021～2022年）（單位：kg/666.7m2）

2.5 群體對小麥產量的影響

小麥產量受生長發育狀況的直接影響，C1、C2的處理產量分別達到561.92 kg和576.71 kg，比對照C分別增產7.96%和10.08%，經方差分析，F=0.863＞0.05，達到了極顯著差異水平（見表6）。

表6 不同小麥群體騰發量、產量及水分生產率（2021～2022年）

2.6 不同群體的水分生產率

不同處理的總供水量是一致的，但蒸發量差別較大。C1、C2兩個處理，蒸發量和總供水量基本相等，沒有造成水的損耗，也沒有大量吸收土壤水。而對照C的蒸發量大于供水量的12.27%，從土壤深層吸收4 0.4 5 m m。莖數不同，水分生產率也有較大差異，C1、C2兩個處理分別比對照C提高了19.16%和24.57%，水分生產率明顯提高（見表6）。

3 結論

騰發量與群體密切相關，并且群體越大騰發量越大。試驗研究表明，減少常規莖數對降低小麥的水分騰發量具有明顯作用。

適當減少小麥播種量，控制最大分蘗量，降低無效分蘗的耗水量，是一種有效的節水措施。試驗研究表明，減少常規莖數的處理，無效分蘗少，成穗率高，水分生產率顯著提高。