不同灌溉施肥方式對(duì)小麥群體及產(chǎn)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(duì)冬小麥群體及產(chǎn)量的影響。[方法]以冬小麥山農(nóng)29為試驗(yàn)材料，分析5種不同的灌溉施肥模式對(duì)小麥群體、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]畦田節(jié)灌水肥一體化處理下，群體莖數(shù)、干物質(zhì)積累以及籽粒產(chǎn)量均高于其他處理，按需補(bǔ)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(yàn)條件下節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)高效的最優(yōu)處理。[結(jié)論]該試驗(yàn)為篩選一種有效的小麥節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)高效栽培模式提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 灌溉施肥;冬小麥;水肥一體化;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) 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(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)，小麥總產(chǎn)約占全國(guó)的60%，但水資源總量?jī)H占全國(guó)的7.7%[1]。該地區(qū)小麥生長(zhǎng)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(shí)該地區(qū)30%的耕地存在氮肥施用量超標(biāo)問題，不僅造成資源浪費(fèi)，還造成環(huán)境污染[3]。因此，水資源短缺和氮肥施用不當(dāng)成為該地區(qū)小麥生產(chǎn)的主要限制因子。

目前對(duì)于小麥的高產(chǎn)栽培技術(shù)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(duì)小麥群體和產(chǎn)量的影響[4-7] 。而對(duì)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(bǔ)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(guān)鍵生育期的水分虧缺程度，通過精確灌溉補(bǔ)足高產(chǎn)所需供水，實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)和高水分利用;并通過設(shè)置不同施氮和灌溉方式研究其對(duì)小麥群體、干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量的影響，旨在為小麥節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。供試土壤為褐土，土壤有機(jī)質(zhì)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(zhǎng)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(yàn)材料

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為按需補(bǔ)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(cè)墑補(bǔ)灌技術(shù)將拔節(jié)期0～40 cm土層平均土壤相對(duì)含水量補(bǔ)灌至70%，利用微噴帶進(jìn)行灌溉。W1、W2處理拔節(jié)期追肥均采用便攜式溶肥注肥機(jī)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(hù)行，試驗(yàn)田四周設(shè) 2 m 寬保護(hù)區(qū)。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù) 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(chǎn)田。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤容重和土壤含水量的測(cè)定。

于冬小麥播種前挖出0～1.0 m土壤剖面，用環(huán)刀法測(cè)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(gè)小區(qū)采用5點(diǎn)法采集土樣。采用烘干法測(cè)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(dòng)態(tài)和干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)調(diào)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(jī)取 1 m 雙行調(diào)查群體總莖數(shù)和單位面積干物質(zhì)重量，重復(fù) 3 次。

1.4.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。

于小麥成熟期按小區(qū)收獲后脫粒、風(fēng)干、稱重、計(jì)算單位面積籽粒產(chǎn)量，并進(jìn)行千粒重調(diào)查。同時(shí)取 30 個(gè)單穗進(jìn)行穗粒數(shù)調(diào)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(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)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(dá)到最高，其中在越冬、返青、拔節(jié)、孕穗、和成熟期，相對(duì)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(chǎn)中有重大意義。

2.2 不同處理對(duì)小麥干物質(zhì)積累與分配的影響

從圖1可以看出，冬小麥的群體干物質(zhì)積累量隨生育期推進(jìn)而增加，在越冬期至拔節(jié)期增長(zhǎng)緩慢，拔節(jié)期至成熟期迅速增長(zhǎng)。越冬期的干物質(zhì)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(zhì)積累處于最高，W4處理最低，孕穗期W5處理干物質(zhì)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(chǎn)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(zhì)量最低。

2.3 不同處理對(duì)小麥開花期各器官干物質(zhì)積累與分配的影響

從表4可以看出，開花期干物質(zhì)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(zhì)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(zhì)積累量以W2處理最高，W1處理次之。穗軸和穎殼干物質(zhì)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(duì)小麥成熟期各器官干物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)積累量以W3處理最高，W1處理次之，W5處理最低。莖稈干物質(zhì)積累量以W2處理最高，W3處理次之。籽粒干物質(zhì)積累量W2處理>W1處理>W3處理>W4處理>W5處理。干物質(zhì)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(zhì)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(chǎn)量的提高。

2.5 不同處理對(duì)營(yíng)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(duì)花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)影響明顯不同。花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)以W3處理最高，W4處理次之。花后干物質(zhì)的同化量以W2處理最大，W5處理最小。花后干物質(zhì)及對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率W1處理最大。這說明W1處理主要增加了來自花后干物質(zhì)的比例，提高了其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)。

2.6 不同處理下冬小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

從表7可以看出，W2處理（畦田節(jié)灌肥水一體化）產(chǎn)量最高，傳統(tǒng)灌溉次之，再次是按需補(bǔ)灌，但三者產(chǎn)量相差不很大，W4和W5處理減產(chǎn)顯著。以W5處理減產(chǎn)最大，說明施肥在小麥生產(chǎn)中有重大意義。按需補(bǔ)灌雖然產(chǎn)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(jì)效益并沒有減少，特別是在水分匱乏的地區(qū)應(yīng)該推廣應(yīng)用。

3 結(jié)論與討論

有研究表明，小麥籽粒產(chǎn)量大部分來自花后干物質(zhì)的積累及花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)的再分配，土壤水分狀況對(duì)小麥干物質(zhì)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(zhì)的積累，促進(jìn)籽粒灌漿，提高小麥籽粒產(chǎn)量[10]。在節(jié)水節(jié)肥的基礎(chǔ)上，該試驗(yàn)研究不同的灌溉施肥方式對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。結(jié)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(zhì)積累量，有利于開花后期籽粒的灌漿，從而提高小麥籽粒產(chǎn)量。同時(shí)畦田節(jié)灌水肥一體化（W2）和按需補(bǔ)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(chǎn)量畦田節(jié)灌水肥一體化處理（W2）較按需補(bǔ)灌水肥一體化處理（W1）增產(chǎn)3.1%，按需補(bǔ)灌水肥一體化處理（W1）較傳統(tǒng)畦灌和施肥處理（W3）增產(chǎn)0.5%。綜合考慮產(chǎn)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(dǎo)小麥生產(chǎn)的適宜施肥灌溉方式。

參考文獻(xiàn)

[1] 張雪靚，孔祥斌.黃淮海平原地下水危機(jī)下的耕地資源可持續(xù)利用[J].中國(guó)土地科學(xué)，2014，28（5）：90-96.

[2] FANG Q X，MA L，GREEN T R，et al.Water resources and water use efficiency in the North China Plain：Current status and agronomic management options [J].Agricultural water management，2010，97（8）：1102-1116.

[3] 巨曉棠，谷保靜.我國(guó)農(nóng)田氮肥施用現(xiàn)狀問題及趨勢(shì)[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2014，20（4）：783-795.

[4] 楊春玲，宋志均，侯軍紅，等.基于周麥18的水肥耦合研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（11）：4797-4799.

[5] KRESOVIC' B，TAPANAROVA A，TOMIC' Z，et al.Grain yield and water use efficiency of maize as influenced by different irrigation regimes through sprinkler irrigation under temperate climate[J].Agricultural water management，2016，169：34-43.

[6] 矯巖林，孫曉輝，劉翠玲，等.不同施氮量對(duì)冬小麥煙農(nóng)0428 產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，49（5）：74-77.

[7] 郜峰，劉國(guó)濤，韓勇，等.不同氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥群體·產(chǎn)量及氮肥利用率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（24）：23-24，27.

[8] 高聚林，劉克禮，張永平，等.不同農(nóng)藝措施對(duì)春小麥群體干物質(zhì)積累的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2003，23（3）：79-84.

[9] 李志勇，陳建軍，陳明燦.不同水肥條件下冬小麥的干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及水氮利用效率[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2005，25（5）：80-83.

[10] 韓占江，于振文，王東，等.測(cè)墑補(bǔ)灌對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累與分配及水分利用效率的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2010，36（3）：457-465.