寧夏滴灌不同春小麥?zhǔn)┓誓Ｊ窖芯?/h1>
2016-03-23 03:54:15劉澤人張興風(fēng)黃興法李光永楊建國(guó)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院北京00083寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所銀川75000
節(jié)水灌溉 2016年8期
劉澤人，張興風(fēng)，黃興法 ，李光永，楊建國(guó)(. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京00083；. 寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，銀川 75000)
0 引 言
合理施肥是提高作物產(chǎn)量，提高作物肥料利用效率的重要途徑。寧夏是我國(guó)春小麥的主產(chǎn)區(qū)之一，對(duì)于提高春小麥產(chǎn)量，減少春小麥農(nóng)業(yè)用水量有著迫切的需求。施肥對(duì)于作物增產(chǎn)有著極大的促進(jìn)作用[1]。但不合理的施肥會(huì)引起土地污染，地下水污染等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題[2]。目前寧夏小麥種植地區(qū)存在著氮肥，磷肥投入過(guò)量，鉀肥投入嚴(yán)重不足，肥料用量高而利用效率低下的問(wèn)題[3]。前人已經(jīng)對(duì)適合于寧夏灌區(qū)的施肥量進(jìn)行了一些研究，比如田生昌[4]等人研究出了適合寧夏平羅春小麥的氮磷鉀施用量，黨根友[5]等人研究得出了灌淤土中低土壤肥力條件下適合的施鉀量。滴灌水肥一體化是一種能夠隨水將肥料均勻的施加在作物根部的技術(shù)。本文針對(duì)這種技術(shù)，分析了在滴灌條件下，相同的施肥總量，不同的基肥以及各個(gè)生育期追肥比例對(duì)春小麥性狀以及產(chǎn)量的影響，為滴灌技術(shù)在寧夏春小麥的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2015年3月-2015年7月在寧夏銀川永寧縣黃羊?yàn)┺r(nóng)場(chǎng)農(nóng)二隊(duì)(北緯38°05′、東經(jīng)106°05′)租借當(dāng)?shù)剞r(nóng)地進(jìn)行，該農(nóng)場(chǎng)自1992年起，不種植小麥已有20多年的歷史。該地屬賀蘭山東麓山前傾斜平原，典型的大陸性氣候。年日照時(shí)數(shù)為2 800～3 100 h。多年平均氣溫8.5 ℃，最高平均氣溫39 ℃，最低氣溫-30.6 ℃，晝夜溫差8～15 ℃。年降水量185～223 mm，7-9月份降水量占全年降水量的60%左右。年蒸發(fā)量1 811.8 mm。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為壤質(zhì)砂土，有機(jī)質(zhì)、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.4、0.87 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為39、6.8、86 mg/kg，pH值為8.92。全生育期一共降雨7次，其中僅在2015年4月1日有一次有效降雨16.8 mm。試驗(yàn)地0～20，20～40，40～60 cm田間持水率(體積)分別為26.71%、20.83%、12.65%，干密度分別為1.61、1.53、1.71 g/m3。地下水埋深在6月8日之前，在1.5～1.9 m之間。6月8日之后由于周邊所有機(jī)井均開(kāi)始工作，地下水位急劇下降，在1.9～4.9 m之間波動(dòng)。
1.2 試驗(yàn)設(shè)置
試驗(yàn)種植春小麥品種為寧春5號(hào)和N618，每種小麥根據(jù)施肥基追比例以及總施肥量的不同設(shè)置5個(gè)滴灌處理和一個(gè)畦灌處理，這6個(gè)處理的具體設(shè)置如表1所示。表1中，總施肥量分為3個(gè)水平，F(xiàn)1、F2及CK。F1水平N、P2O5、K2O折合純養(yǎng)分用量分別為270、118、128 kg/hm2，為探索減少氮肥使用的可能，設(shè)置F2水平，N、P2O5、K2O折合純養(yǎng)分用量分別為225、118、128 kg/hm2，傳統(tǒng)畦灌CK水平N、P、K折合純養(yǎng)分用量分別為366、142、142 kg/hm2。試驗(yàn)共12個(gè)處理，3次重復(fù)，總計(jì)36個(gè)小區(qū)。小區(qū)設(shè)置面積6×5.25 m2。滴灌帶布設(shè)方式在2015年5月14日前為為春小麥一管6行，后由于土質(zhì)極差，濕潤(rùn)體搭接過(guò)慢，改為1管4行，滴頭流量1.38 L/h；首部配有水表和文丘里施肥器，以保證灌水、施肥的要求。兩行小麥之間距離為12.5 cm。播量為405 kg/hm2。
全生育期滴灌處理和畦灌處理的灌水量如表2所示。
表1 兩品種施肥模式具體設(shè)置
注：表中生育期分配比例為當(dāng)期N、P2O5、K2O施用量分別占N、P2O5、K2O總施用量的比例。
表2 寧夏春小麥的灌溉制度 mm
1.3 測(cè)定項(xiàng)目
在每次灌水前后，于距滴灌帶0,1/2，1/4兩行相鄰滴灌帶距離處以及畦灌隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)處分`層取土，土層深度為0～20，20～40，40～60 cm。用烘干法測(cè)量土壤含水率。在作物主要生育期取植株樣，測(cè)量植株株高以及干物質(zhì)量。
在小麥成熟期每小區(qū)收割3 m2樣方，脫粒曬干測(cè)產(chǎn)。各小區(qū)隨機(jī)取樣20株進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量穗長(zhǎng)，穗粒數(shù)，以及小穗數(shù)等考種指標(biāo)。
2 結(jié)果與分析
2.1 考慮地下水補(bǔ)給不同處理的耗水規(guī)律
試驗(yàn)地春小麥于3月10日播種，3月31日出苗，4月21日分蘗，5月10日拔節(jié)，5月22日抽穗，6月6日灌漿，6月16日乳熟，7月7日成熟。作物耗水量用水量平衡法計(jì)算，計(jì)算公式為作物耗水量=降雨量+地下水補(bǔ)給量+計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)儲(chǔ)水量變化量-深層滲漏量-地表徑流量，其中地下水補(bǔ)給量通過(guò)簡(jiǎn)易蒸滲儀測(cè)算，在出苗-分蘗、分蘗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽穗期間，分別為25、25和30 mm，深層滲漏量和地表徑流量均忽略不計(jì)。各處理日均耗水量和累計(jì)耗水量如圖1和圖2所示。
圖1 各處理日均耗水量圖
春小麥滴灌處理小區(qū)全生育期耗水量大約是畦灌區(qū)的75%左右。在灌水量相同時(shí)，不同施肥模式下，春小麥各生育期的耗水量變化規(guī)律趨勢(shì)一致：在春小麥分蘗前期，由于小麥生長(zhǎng)活動(dòng)緩慢，加之氣溫較低，小麥日均耗水量較低；春小麥拔節(jié)抽穗期日耗水量最大，寧春4號(hào)滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)8.32 mm，N618滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)9.2 mm，畦灌區(qū)日均耗水量最大值分別為10.25和9.71 mm，這是由于該時(shí)期春小麥生長(zhǎng)旺盛，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，并且氣溫升高導(dǎo)致的。在小麥乳熟期以后，小麥的日均耗水量也隨之下降，降至2.84～3.55 mm/d。
圖2 各處理累計(jì)耗水量圖
2.2 各處理對(duì)春小麥株高和葉面積指數(shù)的影響
株高是對(duì)小麥高產(chǎn)有著重要的影響，雖然不是構(gòu)成產(chǎn)量的直接因素卻是保證小麥高產(chǎn)的基本前提[6]。雖然小麥的株高主要受自身遺傳的影響，但后期的田間管理依然對(duì)小麥的株高有一定的影響。兩品種2015年試驗(yàn)各處理對(duì)株高的影響如表3所示。
表3 兩品種各處理株高顯著性分析
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著,同列字母相同表示差異不顯著，兩品種單獨(dú)進(jìn)行顯著性分析。
由表3可以看出，兩個(gè)品種春小麥在不同施肥模式處理下，株高變化趨勢(shì)相同。拔節(jié)期以前株高增長(zhǎng)速度較慢，隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，株高增長(zhǎng)速度逐漸變快，在灌漿期籽粒形成后小麥植株基本長(zhǎng)成達(dá)到最高值，之后小麥株高趨于穩(wěn)定。對(duì)比兩個(gè)品種株高，寧春4號(hào)平均株高為58.7 cm，N618平均株高為55.6 cm，比寧春4號(hào)稍低，這與其基因型矮稈型有直接關(guān)系。今年的植株株高較矮，這一方面是由于今年抽穗期較去年提前了7 d，導(dǎo)致其在拔節(jié)期內(nèi)生長(zhǎng)的高度不夠，另一方面也由于今年頭水晚了3～4 d和前期75 cm間距的滴灌帶間距設(shè)置使得植株生長(zhǎng)不勻，使得今年平均株高較低。
從表3中可以看出，在春小麥生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期，N、P2O5、K2O均施用底肥的處理C4和C9處理在同一品種中株高均值均要高于其他滴灌處理，這主要是由于施用了底肥之后，C4和C9處理的小麥苗較其他處理壯，生長(zhǎng)也較其他處理要快一些，前期的這一點(diǎn)點(diǎn)株高的差異一直存在，并最終影響到了產(chǎn)量。在灌漿期和成熟期，滴灌處理的春小麥株高要顯著高于傳統(tǒng)畦灌，說(shuō)明滴灌技術(shù)有助于促進(jìn)春小麥植株的生長(zhǎng)發(fā)育。
研究表明, 小麥葉面積和產(chǎn)量呈正相關(guān)[7], 尤其是頂部的三片葉是小麥灌漿期的主要光合器官，各處理對(duì)春小麥葉面積指數(shù)的影響如表3所示。從表3中可以看出兩品種的葉面積動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相同，各處理中春小麥的葉面積隨著生長(zhǎng)進(jìn)程的推進(jìn)，在抽穗前后葉面積指數(shù)達(dá)到峰值，之后有葉片逐漸變干，葉面積指數(shù)逐漸減小。品種N618葉面積指數(shù)峰值要明顯高于寧春4號(hào)，這主要是由于N618播種后，出苗率較寧春4號(hào)高，畝穗數(shù)的提升提高了N618的葉面積指數(shù)。滴灌處理的葉面積指數(shù)要明顯高于傳統(tǒng)畦灌小區(qū)的葉面積指數(shù)。這主要是由于今年土質(zhì)田間持水量較低，畦灌小區(qū)前期按照傳統(tǒng)的10 d一灌的灌水模式，雖然一次灌水量大，但是土壤保水能力差，產(chǎn)生了一定程度的干旱導(dǎo)致其葉面積指數(shù)較低。
對(duì)比不同的施肥模式，我們發(fā)現(xiàn)前期施用N、P2O5、K2O作底肥的處理C4和C9處理在苗期-拔節(jié)期葉面積指數(shù)是最高的，說(shuō)明用N、P2O5、K2O作底肥有利于促進(jìn)小麥前期的生長(zhǎng)發(fā)育。不施底肥的處理C3和C8在苗期的葉面積指數(shù)都最小。在分蘗期使用滴灌追施尿素雖然能夠提高肥效和施肥均勻性，但是由于尿素在被施入土壤之后，并不能直接被作物吸收，而是需要經(jīng)過(guò)3～7 d的時(shí)間被分解了之后才能夠被作物利用，因此在分蘗期才追肥在基礎(chǔ)地力較差的土壤上并不適合。N、P2O5、K2O前移的處理C2和C7相較于在各時(shí)期均勻分配的處理C1和C6處理差異并不明顯，這一方面可能是由于前移的量不夠多，另一方面也有可能是C1,C6處理的養(yǎng)分施入量已經(jīng)足以滿足那個(gè)時(shí)期春小麥的養(yǎng)分需求量。
2.3 各處理對(duì)小麥干物質(zhì)的影響
春小麥干物質(zhì)量直接反映春小麥的生長(zhǎng)情況的指標(biāo)，分析春小麥單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量有利于看出各處理對(duì)春小麥生長(zhǎng)情況的影響。各處理對(duì)春小麥干物質(zhì)量的影響如表4所示。
表4 兩品種各處理干物質(zhì)量
從表4中可以看出，N、P2O5、K2O均不施底肥的處理C3和C8處理在分蘗中期干物質(zhì)量顯著小于其他處理，而均施底肥的C4和C9以及畦灌處理前期的干物質(zhì)量均相對(duì)較高，說(shuō)明施用一定量的底肥有助于促進(jìn)春小麥前期干物質(zhì)量的增長(zhǎng)。施底肥處理在分蘗中期單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量要比不施底肥處理平均高18.3%和17.6%。在春小麥生長(zhǎng)后期，滴灌各處理單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量相對(duì)一致，在乳熟期施用一定比例氮肥的處理C1和C6處理從乳熟到成熟期的干物質(zhì)積累速度要高于其他處理，這有可能是因?yàn)樵谌槭炱谑┯靡欢ū壤试斐闪艘欢ǖ呢澢嗤硎飕F(xiàn)象，也可能是由于這時(shí)候施用一定比例氮肥確實(shí)有助于春小麥籽粒的飽滿和生長(zhǎng)。
2.4 春小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素
春小麥的穗長(zhǎng)對(duì)小麥的最終產(chǎn)量有著極大的影響，是反映小麥最終產(chǎn)量的重要參數(shù)。對(duì)不同處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素和一些與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量密切相關(guān)的因素進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。各處理在穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)方面，滴灌處理的大多數(shù)小區(qū)穗長(zhǎng)均要顯著性高于傳統(tǒng)畦灌；在穗粒數(shù)方面，氮磷鉀均施用底肥的處理穗粒數(shù)最高，為22.5粒/穗，顯著高于傳統(tǒng)畦灌處理的穗粒數(shù)。這主要是由于今年小麥抽穗較早，而氮磷鉀均施用底肥的滴灌處理前期生長(zhǎng)狀況較好，促使其抽出的穗長(zhǎng)更長(zhǎng)，相應(yīng)的穗粒數(shù)也更多，而由于當(dāng)?shù)赝寥蕾|(zhì)地較差，傳統(tǒng)畦灌即使灌了8水，土壤墑情也一直出現(xiàn)干旱的情況，而且越到后期，由于土壤干裂，出現(xiàn)大的縫隙之后，土壤保墑能力越差，直接影響到畦灌個(gè)體的發(fā)育，這兩方面的因素綜合導(dǎo)致了滴灌處理最終的穗長(zhǎng)要高于傳統(tǒng)畦灌。
表5 各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素分析表
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著，大寫(xiě)之母表示0.01水平上差異顯著，同列字母相同表示差異不顯著。
2.5 各處理對(duì)小麥實(shí)測(cè)產(chǎn)量的影響
春小麥不同處理間的實(shí)測(cè)產(chǎn)量如表6所示。
表6 兩品種各處理實(shí)測(cè)產(chǎn)量及顯著性分析
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著，大寫(xiě)之母表示0.01水平上差異顯著，同列字母相同表示差異不顯著。
由表6可以計(jì)算出，滴灌N618千粒重均值要比寧春4號(hào)小5.6%。在播量相同的情況下，滴灌N618基本苗平均值比寧春4號(hào)高17.7%，考慮千粒重的差異，N618品種的出苗率要比N618高11.1%。滴灌N618最終成穗的畝穗數(shù)平均值要比寧春4號(hào)高19.4%。
N、P2O5、K2O均施底肥的處理C4和C9產(chǎn)量要顯著高于畦灌處理CK2，同時(shí)，它們的產(chǎn)量在各自相同品種內(nèi)比較都是最高的，分別為7 402.8和7 375.3 kg/hm2?？梢?jiàn)，在基礎(chǔ)地力較差地區(qū)，施用底肥可以有效促進(jìn)小麥產(chǎn)生壯苗，進(jìn)一步提升產(chǎn)量。
對(duì)于春小麥而言，將灌漿肥和乳熟期的肥料前移的處理C2和C7似乎并沒(méi)有處理C1和C6高。而且對(duì)于品種N618，處理C7的產(chǎn)量要低于處理C6。從上面的總干物質(zhì)積累的變化來(lái)看，春小麥在灌漿乳熟后期依然保持較快的干物質(zhì)增長(zhǎng)速度。因此，在小麥灌漿乳熟期有一定的追肥比例是有必要的。
同時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)，N618不施底肥的處理C8最終產(chǎn)量要高于C6和C7，說(shuō)明在水肥一體化條件下，N618這個(gè)品種更適合不施底肥種植。綜合這些因素，建議在基礎(chǔ)地力和土壤質(zhì)地較差的地區(qū)，施用全生育期總施肥量的20%N、P2O5、K2O肥作為底肥，剩余的肥料，45%施用在拔節(jié)-抽穗期，35%施用在灌漿-乳熟期在春小麥各個(gè)生育時(shí)期均勻的追肥作為施肥模式。
3 結(jié) 語(yǔ)
(1)寧夏黃羊?yàn)┤蕾|(zhì)砂土條件下，春小麥滴灌處理小區(qū)全生育期耗水量大約是畦灌區(qū)的75%左右，拔節(jié)抽穗期日耗水量最大，寧春4號(hào)滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)8.32 mm，N618滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)9.2 mm，畦灌區(qū)日均耗水量最大值分別為10.25和9.71 mm，在小麥乳熟期以后，小麥的日均耗水量也隨之下降，降至2.84～3.55 mm/d。
(2)在土壤條件為壤質(zhì)砂土的地區(qū)，施用底肥處理干物質(zhì)量平均較不施基肥處理高18%左右，前期不施或少施底肥對(duì)小麥苗期生長(zhǎng)不利，適量的施用基肥有利于促進(jìn)小麥前期的生長(zhǎng)發(fā)育。
(3)氮磷鉀均施用底肥的處理產(chǎn)量最高，兩品種分別為7 402.8和7 375.3 kg/hm2。建議在基礎(chǔ)地力和土壤質(zhì)地較差的地區(qū)，施用全生育期總施肥量的20%N、P2O5、K2O肥作為底肥，剩余的肥料，45%施用在拔節(jié)-抽穗期，35%施用在灌漿-乳熟期在春小麥各個(gè)生育時(shí)期均勻的追肥作為施肥模式。
(4)品種N618的出苗率要比N618高11.1%。滴灌N618最終成穗的畝穗數(shù)平均值要比寧春4號(hào)高19.4%。
[1] 馬玉蘭, 馮 靜. 測(cè)土配方施肥技術(shù)在寧夏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及成效[J]. 寧夏農(nóng)林技, 2008,(6):49-50,101.
[2] 張維理,田哲旭, 張 寧, 等. 我國(guó)北方農(nóng)用氮肥造成地下水硝酸鹽污染的調(diào)查[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1995,(2):82-89.
[3] 趙 營(yíng), 郭鑫年,趙護(hù)兵, 等. 寧夏引黃灌區(qū)春小麥?zhǔn)┓尸F(xiàn)狀與評(píng)價(jià)[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2014,(9):1 274-1 280.
[4] 田生昌, 馬建軍, 葉陸明. 寧夏平羅春小麥氮、磷、鉀肥肥效及適宜用量[J]. 寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012,(4):396-399.
[5] 黨根友, 魏亦勤, 郭 強(qiáng), 等. 施鉀對(duì)中低肥力灌淤土春小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010,(12):35-40.
[6] 王 勇，李晴祺，李朝恒，等．小麥品種莖稈的質(zhì)量及解剖學(xué)研究[J]．作物學(xué)報(bào)，1998，24(4):452-458．
[7] 尹世強(qiáng). 小麥穗粒重與營(yíng)養(yǎng)器官關(guān)系的研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),1990,(1):18-21.
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劉澤人，張興風(fēng)，黃興法 ，李光永，楊建國(guó)(. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京00083；. 寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，銀川 75000)
0 引 言
合理施肥是提高作物產(chǎn)量，提高作物肥料利用效率的重要途徑。寧夏是我國(guó)春小麥的主產(chǎn)區(qū)之一，對(duì)于提高春小麥產(chǎn)量，減少春小麥農(nóng)業(yè)用水量有著迫切的需求。施肥對(duì)于作物增產(chǎn)有著極大的促進(jìn)作用[1]。但不合理的施肥會(huì)引起土地污染，地下水污染等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題[2]。目前寧夏小麥種植地區(qū)存在著氮肥，磷肥投入過(guò)量，鉀肥投入嚴(yán)重不足，肥料用量高而利用效率低下的問(wèn)題[3]。前人已經(jīng)對(duì)適合于寧夏灌區(qū)的施肥量進(jìn)行了一些研究，比如田生昌[4]等人研究出了適合寧夏平羅春小麥的氮磷鉀施用量，黨根友[5]等人研究得出了灌淤土中低土壤肥力條件下適合的施鉀量。滴灌水肥一體化是一種能夠隨水將肥料均勻的施加在作物根部的技術(shù)。本文針對(duì)這種技術(shù)，分析了在滴灌條件下，相同的施肥總量，不同的基肥以及各個(gè)生育期追肥比例對(duì)春小麥性狀以及產(chǎn)量的影響，為滴灌技術(shù)在寧夏春小麥的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2015年3月-2015年7月在寧夏銀川永寧縣黃羊?yàn)┺r(nóng)場(chǎng)農(nóng)二隊(duì)(北緯38°05′、東經(jīng)106°05′)租借當(dāng)?shù)剞r(nóng)地進(jìn)行，該農(nóng)場(chǎng)自1992年起，不種植小麥已有20多年的歷史。該地屬賀蘭山東麓山前傾斜平原，典型的大陸性氣候。年日照時(shí)數(shù)為2 800～3 100 h。多年平均氣溫8.5 ℃，最高平均氣溫39 ℃，最低氣溫-30.6 ℃，晝夜溫差8～15 ℃。年降水量185～223 mm，7-9月份降水量占全年降水量的60%左右。年蒸發(fā)量1 811.8 mm。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為壤質(zhì)砂土，有機(jī)質(zhì)、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.4、0.87 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為39、6.8、86 mg/kg，pH值為8.92。全生育期一共降雨7次，其中僅在2015年4月1日有一次有效降雨16.8 mm。試驗(yàn)地0～20，20～40，40～60 cm田間持水率(體積)分別為26.71%、20.83%、12.65%，干密度分別為1.61、1.53、1.71 g/m3。地下水埋深在6月8日之前，在1.5～1.9 m之間。6月8日之后由于周邊所有機(jī)井均開(kāi)始工作，地下水位急劇下降，在1.9～4.9 m之間波動(dòng)。
1.2 試驗(yàn)設(shè)置
試驗(yàn)種植春小麥品種為寧春5號(hào)和N618，每種小麥根據(jù)施肥基追比例以及總施肥量的不同設(shè)置5個(gè)滴灌處理和一個(gè)畦灌處理，這6個(gè)處理的具體設(shè)置如表1所示。表1中，總施肥量分為3個(gè)水平，F(xiàn)1、F2及CK。F1水平N、P2O5、K2O折合純養(yǎng)分用量分別為270、118、128 kg/hm2，為探索減少氮肥使用的可能，設(shè)置F2水平，N、P2O5、K2O折合純養(yǎng)分用量分別為225、118、128 kg/hm2，傳統(tǒng)畦灌CK水平N、P、K折合純養(yǎng)分用量分別為366、142、142 kg/hm2。試驗(yàn)共12個(gè)處理，3次重復(fù)，總計(jì)36個(gè)小區(qū)。小區(qū)設(shè)置面積6×5.25 m2。滴灌帶布設(shè)方式在2015年5月14日前為為春小麥一管6行，后由于土質(zhì)極差，濕潤(rùn)體搭接過(guò)慢，改為1管4行，滴頭流量1.38 L/h；首部配有水表和文丘里施肥器，以保證灌水、施肥的要求。兩行小麥之間距離為12.5 cm。播量為405 kg/hm2。
全生育期滴灌處理和畦灌處理的灌水量如表2所示。
表1 兩品種施肥模式具體設(shè)置
注：表中生育期分配比例為當(dāng)期N、P2O5、K2O施用量分別占N、P2O5、K2O總施用量的比例。
表2 寧夏春小麥的灌溉制度 mm
1.3 測(cè)定項(xiàng)目
在每次灌水前后，于距滴灌帶0,1/2，1/4兩行相鄰滴灌帶距離處以及畦灌隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)處分`層取土，土層深度為0～20，20～40，40～60 cm。用烘干法測(cè)量土壤含水率。在作物主要生育期取植株樣，測(cè)量植株株高以及干物質(zhì)量。
在小麥成熟期每小區(qū)收割3 m2樣方，脫粒曬干測(cè)產(chǎn)。各小區(qū)隨機(jī)取樣20株進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量穗長(zhǎng)，穗粒數(shù)，以及小穗數(shù)等考種指標(biāo)。
2 結(jié)果與分析
2.1 考慮地下水補(bǔ)給不同處理的耗水規(guī)律
試驗(yàn)地春小麥于3月10日播種，3月31日出苗，4月21日分蘗，5月10日拔節(jié)，5月22日抽穗，6月6日灌漿，6月16日乳熟，7月7日成熟。作物耗水量用水量平衡法計(jì)算，計(jì)算公式為作物耗水量=降雨量+地下水補(bǔ)給量+計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)儲(chǔ)水量變化量-深層滲漏量-地表徑流量，其中地下水補(bǔ)給量通過(guò)簡(jiǎn)易蒸滲儀測(cè)算，在出苗-分蘗、分蘗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽穗期間，分別為25、25和30 mm，深層滲漏量和地表徑流量均忽略不計(jì)。各處理日均耗水量和累計(jì)耗水量如圖1和圖2所示。
圖1 各處理日均耗水量圖
春小麥滴灌處理小區(qū)全生育期耗水量大約是畦灌區(qū)的75%左右。在灌水量相同時(shí)，不同施肥模式下，春小麥各生育期的耗水量變化規(guī)律趨勢(shì)一致：在春小麥分蘗前期，由于小麥生長(zhǎng)活動(dòng)緩慢，加之氣溫較低，小麥日均耗水量較低；春小麥拔節(jié)抽穗期日耗水量最大，寧春4號(hào)滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)8.32 mm，N618滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)9.2 mm，畦灌區(qū)日均耗水量最大值分別為10.25和9.71 mm，這是由于該時(shí)期春小麥生長(zhǎng)旺盛，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，并且氣溫升高導(dǎo)致的。在小麥乳熟期以后，小麥的日均耗水量也隨之下降，降至2.84～3.55 mm/d。
圖2 各處理累計(jì)耗水量圖
2.2 各處理對(duì)春小麥株高和葉面積指數(shù)的影響
株高是對(duì)小麥高產(chǎn)有著重要的影響，雖然不是構(gòu)成產(chǎn)量的直接因素卻是保證小麥高產(chǎn)的基本前提[6]。雖然小麥的株高主要受自身遺傳的影響，但后期的田間管理依然對(duì)小麥的株高有一定的影響。兩品種2015年試驗(yàn)各處理對(duì)株高的影響如表3所示。
表3 兩品種各處理株高顯著性分析
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著,同列字母相同表示差異不顯著，兩品種單獨(dú)進(jìn)行顯著性分析。
由表3可以看出，兩個(gè)品種春小麥在不同施肥模式處理下，株高變化趨勢(shì)相同。拔節(jié)期以前株高增長(zhǎng)速度較慢，隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，株高增長(zhǎng)速度逐漸變快，在灌漿期籽粒形成后小麥植株基本長(zhǎng)成達(dá)到最高值，之后小麥株高趨于穩(wěn)定。對(duì)比兩個(gè)品種株高，寧春4號(hào)平均株高為58.7 cm，N618平均株高為55.6 cm，比寧春4號(hào)稍低，這與其基因型矮稈型有直接關(guān)系。今年的植株株高較矮，這一方面是由于今年抽穗期較去年提前了7 d，導(dǎo)致其在拔節(jié)期內(nèi)生長(zhǎng)的高度不夠，另一方面也由于今年頭水晚了3～4 d和前期75 cm間距的滴灌帶間距設(shè)置使得植株生長(zhǎng)不勻，使得今年平均株高較低。
從表3中可以看出，在春小麥生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期，N、P2O5、K2O均施用底肥的處理C4和C9處理在同一品種中株高均值均要高于其他滴灌處理，這主要是由于施用了底肥之后，C4和C9處理的小麥苗較其他處理壯，生長(zhǎng)也較其他處理要快一些，前期的這一點(diǎn)點(diǎn)株高的差異一直存在，并最終影響到了產(chǎn)量。在灌漿期和成熟期，滴灌處理的春小麥株高要顯著高于傳統(tǒng)畦灌，說(shuō)明滴灌技術(shù)有助于促進(jìn)春小麥植株的生長(zhǎng)發(fā)育。
研究表明, 小麥葉面積和產(chǎn)量呈正相關(guān)[7], 尤其是頂部的三片葉是小麥灌漿期的主要光合器官，各處理對(duì)春小麥葉面積指數(shù)的影響如表3所示。從表3中可以看出兩品種的葉面積動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相同，各處理中春小麥的葉面積隨著生長(zhǎng)進(jìn)程的推進(jìn)，在抽穗前后葉面積指數(shù)達(dá)到峰值，之后有葉片逐漸變干，葉面積指數(shù)逐漸減小。品種N618葉面積指數(shù)峰值要明顯高于寧春4號(hào)，這主要是由于N618播種后，出苗率較寧春4號(hào)高，畝穗數(shù)的提升提高了N618的葉面積指數(shù)。滴灌處理的葉面積指數(shù)要明顯高于傳統(tǒng)畦灌小區(qū)的葉面積指數(shù)。這主要是由于今年土質(zhì)田間持水量較低，畦灌小區(qū)前期按照傳統(tǒng)的10 d一灌的灌水模式，雖然一次灌水量大，但是土壤保水能力差，產(chǎn)生了一定程度的干旱導(dǎo)致其葉面積指數(shù)較低。
對(duì)比不同的施肥模式，我們發(fā)現(xiàn)前期施用N、P2O5、K2O作底肥的處理C4和C9處理在苗期-拔節(jié)期葉面積指數(shù)是最高的，說(shuō)明用N、P2O5、K2O作底肥有利于促進(jìn)小麥前期的生長(zhǎng)發(fā)育。不施底肥的處理C3和C8在苗期的葉面積指數(shù)都最小。在分蘗期使用滴灌追施尿素雖然能夠提高肥效和施肥均勻性，但是由于尿素在被施入土壤之后，并不能直接被作物吸收，而是需要經(jīng)過(guò)3～7 d的時(shí)間被分解了之后才能夠被作物利用，因此在分蘗期才追肥在基礎(chǔ)地力較差的土壤上并不適合。N、P2O5、K2O前移的處理C2和C7相較于在各時(shí)期均勻分配的處理C1和C6處理差異并不明顯，這一方面可能是由于前移的量不夠多，另一方面也有可能是C1,C6處理的養(yǎng)分施入量已經(jīng)足以滿足那個(gè)時(shí)期春小麥的養(yǎng)分需求量。
2.3 各處理對(duì)小麥干物質(zhì)的影響
春小麥干物質(zhì)量直接反映春小麥的生長(zhǎng)情況的指標(biāo)，分析春小麥單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量有利于看出各處理對(duì)春小麥生長(zhǎng)情況的影響。各處理對(duì)春小麥干物質(zhì)量的影響如表4所示。
表4 兩品種各處理干物質(zhì)量
從表4中可以看出，N、P2O5、K2O均不施底肥的處理C3和C8處理在分蘗中期干物質(zhì)量顯著小于其他處理，而均施底肥的C4和C9以及畦灌處理前期的干物質(zhì)量均相對(duì)較高，說(shuō)明施用一定量的底肥有助于促進(jìn)春小麥前期干物質(zhì)量的增長(zhǎng)。施底肥處理在分蘗中期單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量要比不施底肥處理平均高18.3%和17.6%。在春小麥生長(zhǎng)后期，滴灌各處理單株干物質(zhì)量和地上部分干物質(zhì)量相對(duì)一致，在乳熟期施用一定比例氮肥的處理C1和C6處理從乳熟到成熟期的干物質(zhì)積累速度要高于其他處理，這有可能是因?yàn)樵谌槭炱谑┯靡欢ū壤试斐闪艘欢ǖ呢澢嗤硎飕F(xiàn)象，也可能是由于這時(shí)候施用一定比例氮肥確實(shí)有助于春小麥籽粒的飽滿和生長(zhǎng)。
2.4 春小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素
春小麥的穗長(zhǎng)對(duì)小麥的最終產(chǎn)量有著極大的影響，是反映小麥最終產(chǎn)量的重要參數(shù)。對(duì)不同處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素和一些與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量密切相關(guān)的因素進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。各處理在穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)方面，滴灌處理的大多數(shù)小區(qū)穗長(zhǎng)均要顯著性高于傳統(tǒng)畦灌；在穗粒數(shù)方面，氮磷鉀均施用底肥的處理穗粒數(shù)最高，為22.5粒/穗，顯著高于傳統(tǒng)畦灌處理的穗粒數(shù)。這主要是由于今年小麥抽穗較早，而氮磷鉀均施用底肥的滴灌處理前期生長(zhǎng)狀況較好，促使其抽出的穗長(zhǎng)更長(zhǎng)，相應(yīng)的穗粒數(shù)也更多，而由于當(dāng)?shù)赝寥蕾|(zhì)地較差，傳統(tǒng)畦灌即使灌了8水，土壤墑情也一直出現(xiàn)干旱的情況，而且越到后期，由于土壤干裂，出現(xiàn)大的縫隙之后，土壤保墑能力越差，直接影響到畦灌個(gè)體的發(fā)育，這兩方面的因素綜合導(dǎo)致了滴灌處理最終的穗長(zhǎng)要高于傳統(tǒng)畦灌。
表5 各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素分析表
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著，大寫(xiě)之母表示0.01水平上差異顯著，同列字母相同表示差異不顯著。
2.5 各處理對(duì)小麥實(shí)測(cè)產(chǎn)量的影響
春小麥不同處理間的實(shí)測(cè)產(chǎn)量如表6所示。
表6 兩品種各處理實(shí)測(cè)產(chǎn)量及顯著性分析
注：小寫(xiě)字母表示0.05水平上差異顯著，大寫(xiě)之母表示0.01水平上差異顯著，同列字母相同表示差異不顯著。
由表6可以計(jì)算出，滴灌N618千粒重均值要比寧春4號(hào)小5.6%。在播量相同的情況下，滴灌N618基本苗平均值比寧春4號(hào)高17.7%，考慮千粒重的差異，N618品種的出苗率要比N618高11.1%。滴灌N618最終成穗的畝穗數(shù)平均值要比寧春4號(hào)高19.4%。
N、P2O5、K2O均施底肥的處理C4和C9產(chǎn)量要顯著高于畦灌處理CK2，同時(shí)，它們的產(chǎn)量在各自相同品種內(nèi)比較都是最高的，分別為7 402.8和7 375.3 kg/hm2?？梢?jiàn)，在基礎(chǔ)地力較差地區(qū)，施用底肥可以有效促進(jìn)小麥產(chǎn)生壯苗，進(jìn)一步提升產(chǎn)量。
對(duì)于春小麥而言，將灌漿肥和乳熟期的肥料前移的處理C2和C7似乎并沒(méi)有處理C1和C6高。而且對(duì)于品種N618，處理C7的產(chǎn)量要低于處理C6。從上面的總干物質(zhì)積累的變化來(lái)看，春小麥在灌漿乳熟后期依然保持較快的干物質(zhì)增長(zhǎng)速度。因此，在小麥灌漿乳熟期有一定的追肥比例是有必要的。
同時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)，N618不施底肥的處理C8最終產(chǎn)量要高于C6和C7，說(shuō)明在水肥一體化條件下，N618這個(gè)品種更適合不施底肥種植。綜合這些因素，建議在基礎(chǔ)地力和土壤質(zhì)地較差的地區(qū)，施用全生育期總施肥量的20%N、P2O5、K2O肥作為底肥，剩余的肥料，45%施用在拔節(jié)-抽穗期，35%施用在灌漿-乳熟期在春小麥各個(gè)生育時(shí)期均勻的追肥作為施肥模式。
3 結(jié) 語(yǔ)
(1)寧夏黃羊?yàn)┤蕾|(zhì)砂土條件下，春小麥滴灌處理小區(qū)全生育期耗水量大約是畦灌區(qū)的75%左右，拔節(jié)抽穗期日耗水量最大，寧春4號(hào)滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)8.32 mm，N618滴灌試驗(yàn)區(qū)最大值達(dá)9.2 mm，畦灌區(qū)日均耗水量最大值分別為10.25和9.71 mm，在小麥乳熟期以后，小麥的日均耗水量也隨之下降，降至2.84～3.55 mm/d。
(2)在土壤條件為壤質(zhì)砂土的地區(qū)，施用底肥處理干物質(zhì)量平均較不施基肥處理高18%左右，前期不施或少施底肥對(duì)小麥苗期生長(zhǎng)不利，適量的施用基肥有利于促進(jìn)小麥前期的生長(zhǎng)發(fā)育。
(3)氮磷鉀均施用底肥的處理產(chǎn)量最高，兩品種分別為7 402.8和7 375.3 kg/hm2。建議在基礎(chǔ)地力和土壤質(zhì)地較差的地區(qū)，施用全生育期總施肥量的20%N、P2O5、K2O肥作為底肥，剩余的肥料，45%施用在拔節(jié)-抽穗期，35%施用在灌漿-乳熟期在春小麥各個(gè)生育時(shí)期均勻的追肥作為施肥模式。
(4)品種N618的出苗率要比N618高11.1%。滴灌N618最終成穗的畝穗數(shù)平均值要比寧春4號(hào)高19.4%。
[1] 馬玉蘭, 馮 靜. 測(cè)土配方施肥技術(shù)在寧夏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及成效[J]. 寧夏農(nóng)林技, 2008,(6):49-50,101.
[2] 張維理,田哲旭, 張 寧, 等. 我國(guó)北方農(nóng)用氮肥造成地下水硝酸鹽污染的調(diào)查[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1995,(2):82-89.
[3] 趙 營(yíng), 郭鑫年,趙護(hù)兵, 等. 寧夏引黃灌區(qū)春小麥?zhǔn)┓尸F(xiàn)狀與評(píng)價(jià)[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2014,(9):1 274-1 280.
[4] 田生昌, 馬建軍, 葉陸明. 寧夏平羅春小麥氮、磷、鉀肥肥效及適宜用量[J]. 寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012,(4):396-399.
[5] 黨根友, 魏亦勤, 郭 強(qiáng), 等. 施鉀對(duì)中低肥力灌淤土春小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010,(12):35-40.
[6] 王 勇，李晴祺，李朝恒，等．小麥品種莖稈的質(zhì)量及解剖學(xué)研究[J]．作物學(xué)報(bào)，1998，24(4):452-458．
[7] 尹世強(qiáng). 小麥穗粒重與營(yíng)養(yǎng)器官關(guān)系的研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),1990,(1):18-21.
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