丁繼君 栗 麗 王旭鈺

(1山西省水土保持科學(xué)研究所 2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院)

小麥?zhǔn)俏覈牡诙笞魑铮N植面積和產(chǎn)量僅次于水稻，其生產(chǎn)水平的高低直接關(guān)系到國家的糧食安全。水分和氮素是決定小麥產(chǎn)量的主要調(diào)控因子，二者之間存在著明顯的交互作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，人們?yōu)榱俗非蟾弋a(chǎn)，過量施肥和盲目灌溉，常常導(dǎo)致小麥單產(chǎn)下降和氮肥利用率降低。為此，需對不同水氮條件下冬小麥的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成進行深入研究。本文通過田間試驗，探討了水氮互作對冬小麥生育期株高、葉面積指數(shù)、地上部分生物量及產(chǎn)量的影響，以期為晉南河?xùn)|地區(qū)冬小麥的施肥和灌溉提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與時間、地點

1.1.1 試驗材料

供試土壤:石灰性褐土，質(zhì)地為中壤，冬小麥播前耕層土壤養(yǎng)分狀況見表1。

供試肥料:氮肥為尿素(含N 46%)，磷肥為過磷酸鈣(含 P2O512%)，鉀肥為硫酸鉀(含 K2O 45%)。

供試作物品種:晉麥79號。

1.1.2 試驗時間與地點

表1 試驗地0-40 cm土層理化性狀

試驗時間:2012年10月至2013年6月;地點:運城市臨猗縣王家莊村。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)水分和肥力兩個因素。其中，灌溉量設(shè)4個處理，分別為:不灌水(W0)、灌水800 m3/hm2(W800)、灌水 1000m3/hm2(W1000)、灌水1 200 m3/hm2(W1200);氮肥設(shè)4個處理，分別為:不施氮肥(N0)、施氮肥150 kg/hm2(N150)、施氮肥200 kg/hm2(N200)、施氮肥250 kg/hm2(N250)。以灌溉量為主處理，施肥量為副處理，每個處理重復(fù)3次，共48個小區(qū)。小區(qū)設(shè)置為東西向，四周開闊，面積3 m×12 m＝36 m2。冬小麥生育期間分別于拔節(jié)期和灌漿期灌水2次，灌水量用潛水泵抽水時間來控制，各小區(qū)用PVC軟管實施管灌。

1.2.2 播種與施肥

冬小麥于2012年10月5日播種，采用常規(guī)平作，行寬 20 cm，播種方式為機播，播種量為225 kg/hm2。磷肥和鉀肥作為基肥于播種前一次性施入;氮肥的40%作為底肥施入，拔節(jié)期和灌漿期各追施30%，隨灌水施入。2013年6月10日收獲。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 樣品的采集

在冬小麥拔節(jié)、孕穗、開花、灌漿和收獲期，每小區(qū)選取3段10 cm長的混合樣段用于測定生物量;在收獲期單區(qū)收獲測產(chǎn)，并在每小區(qū)取3段1 m長的混合樣品進行考種。

1.3.2 樣品的測定

(1)株高:冬小麥各生育期，在每小區(qū)選取10株進行定株觀測。

(2)葉面積:冬小麥各生育期，每小區(qū)選取5株，用軟尺沿葉片中脈量取綠葉長度，在綠葉最寬處垂直于葉脈的方向量取葉片的最大寬度。葉面積計算公式:單株葉面積(cm2)＝0.8×長(cm)×寬(cm);葉面積指數(shù)(LAI)＝取樣植株葉面積之和/樣段占地面積。

(3)干物質(zhì)積累量:冬小麥各生育期，每小區(qū)選取3段10 cm長小麥植株測定地上部分鮮質(zhì)量，樣品采用105℃高溫殺青30 min后，70℃烘干至恒重，冷卻后用電子天平稱重。

(4)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子:冬小麥成熟期收獲測產(chǎn)，并對采集的混合樣品進行考種。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2003軟件進行實驗數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，多重比較用Duncan法(a＝0.05)進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮藕合對冬小麥株高的影響

從表2可知，在不同水氮處理下，冬小麥各生育階段的株高均隨灌水量的增加而增加，亦隨施氮量的增加而增加。在灌水量相同的條件下，拔節(jié)期和開花期，處理N200與N250間株高差異不顯著，其他處理間株高差異顯著;孕穗期，各處理間株高差異顯著;灌漿期，處理N200與N250間株高差異不顯著，而在其他處理間株高差異顯著;成熟期，不施氮處理的株高均顯著低于施氮處理(P＜0.05)，差異顯著。在相同施氮條件下，冬小麥各生育期的株高均隨灌水量的增加而增加。

2.2 水氮藕合對冬小麥葉面積指數(shù)的影響

不同水氮處理對冬小麥葉面積指數(shù)的影響見表3。從表3可知，葉面積指數(shù)在拔節(jié)期到成熟期呈先增加后減少的拋物線狀變化規(guī)律。葉面積指數(shù)從拔節(jié)期逐漸增大，至孕穗期達到最大值，隨后植株底部的葉片開始枯萎變黃，綠葉面積逐漸減少，從而使葉面積指數(shù)逐漸降低。在灌水量相同的條件下，處理N200與N250間葉面積指數(shù)差異不顯著，其他處理間差異顯著;各生育期冬小麥的葉面積指數(shù)，不僅隨施氮量的增加而增加，也隨灌水量的增加而增加。在相同施氮條件下，冬小麥各生育期的葉面積指數(shù)均隨灌水量的增加而增加。

表2 不同水氮處理對冬小麥株高(cm)的影響

表3 不同水氮處理對冬小麥葉面積指數(shù)的影響

2.3 水氮藕合對冬小麥地上部分干物質(zhì)的影響

由表4可以看出，不同水氮處理下冬小麥地上部干物質(zhì)積累量均隨著生育期的推進而逐漸增加，至成熟收獲時達到最大。相同施氮條件下，地上部分干物質(zhì)積累量均隨灌水量的增加而增加。在灌水量相同的條件下，拔節(jié)、孕穗、開花和灌漿期，地上部分干物質(zhì)積累量隨施氮量增加而增加。在各個生育期，施氮處理的地上部分干物質(zhì)積累量顯著高于不施氮處理(P＜0.05)，且處理間差異顯著。

表4 不同處理冬小麥地上部分干物質(zhì)積累量 (kg/hm2)

2.4 水氮藕合對冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響

影響冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成的主要因子為公頃穗數(shù)、穗粒重和千粒重。水氮互作對冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響見表5。從表5可以看出，在相同灌水條件下，冬小麥穗粒重和千粒重均隨施氮量的增加先增加后降低，以施氮處理N200最高;千粒重在施氮處理N150和N250間差異不顯著，穗粒重在施氮處理N200和N250間差異不顯著;公頃穗數(shù)隨施氮量的增加而增加。在相同施氮條件下，穗粒重、千粒重以及公頃穗數(shù)均隨灌水量的增加呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢;不施氮處理，千粒重在灌水處理 W1200下達到最大。灌水量1 200 m3/hm2、施氮量200 kg/hm2時，冬小麥穗粒重和千粒重最高。在相同施氮條件下，籽粒產(chǎn)量隨灌水量的增加呈現(xiàn)遞增趨勢;在相同灌水處理下，不同施氮處理間籽粒產(chǎn)量均差異顯著。不同水氮處理下，冬小麥籽粒產(chǎn)量以處理 W1200N250最高，為5 211.07 kg/hm2。

表5 不同水氮處理對冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響

3 結(jié)論與討論

(1)冬小麥株高和地上部分干物質(zhì)積累量均隨著生育進程的推進逐漸增加。葉面積指數(shù)在整個生育期呈先增加后減少的拋物線狀變化。在各生育期，冬小麥的株高、干物質(zhì)積累量和葉面積指數(shù)均隨灌水量和施氮量的增加而增加。

(2)冬小麥穗粒重和千粒重均以處理W1200N200最高，公頃穗數(shù)以處理W1200N250最高。相同施氮條件下，穗粒重、千粒重以及公頃穗數(shù)均隨灌水量的增加呈現(xiàn)遞增趨勢。冬小麥籽粒產(chǎn)量以處理W1200N250最高，為5 211.07 kg/hm2。施氮和灌溉配合下，二者存在著明顯的交互作用，產(chǎn)量有大幅度的提高。

(3)氮、磷、鉀是作物生長發(fā)育的三要素，本文僅研究了在灌溉和磷、鉀肥用量固定情況下施氮量對冬小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，實際上磷、鉀肥也需要通過試驗尋求最佳的水肥用量，有待進一步研究探索。

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