加孜拉，白云崗

(新疆水利水電科學研究院，烏魯木齊 830049)

0 引 言

水和肥是小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的關鍵因素[1-5]，水和肥的運籌很大程度上決定產(chǎn)量高低與產(chǎn)量品質的優(yōu)劣。小麥籽粒品質既受遺傳控制，也受環(huán)境條件的影響。因此利用滴灌技術[6,7]高頻率、高強度、低流量的特點，根據(jù)小麥需水需肥特點供水和供肥，充分發(fā)揮水和肥的協(xié)同作用，使小麥優(yōu)質高產(chǎn)[8-11]。毛鳳梧等[12]研究表明，合理的水肥運籌對小麥品質形成具有明顯的調節(jié)效應。郭天財?shù)萚13]研究表明，不同水、氮運籌對小麥旗葉光合性能具有明顯的調控效應。雷振生等[14]認為，孕穗期追肥有利于肥的代謝與轉化，與拔節(jié)期追肥相比可明顯改善品質。張維軍等[15]認為，適當提前返青水、灌漿水和麥黃水不但能高產(chǎn)還能改善籽粒品質。曹洪鑫等[16]研究認為，水肥密切配合時，能使產(chǎn)量大幅度提高，籽粒產(chǎn)量和蛋白質含量之間的負相關關系可以通過合理的水肥運籌加以協(xié)調。但以上研究都側重于地面灌小麥水肥運籌方式的研究，關于水肥運籌對滴灌冬小麥生長和產(chǎn)量品質影響的研究甚少。因此，有必要通過田間試驗，研究滴灌下冬小麥水肥運籌模式對小麥生長、產(chǎn)量和品質的影響，探索滴灌優(yōu)質高產(chǎn)冬小麥科學合理的水肥運籌模式，為大面積推廣冬小麥滴灌高效節(jié)水節(jié)肥技術提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

試驗于2013年10月-2014年7月在新疆昌吉州五家渠水利廳灌溉試驗站(44.9°N，87.31°E，海拔450 m)進行。該站位于新疆天山北麓，年氣溫溫差較大，無霜期160 d，多年平均降水量180.1 mm，且多集中在4-6月，約占全年降水量的43%，全區(qū)光照充足，年均日照時間2 800 h。

供試作物為當?shù)刂髟孕←溒贩N新冬8號，于2013年9月27日播種，播種行距15 cm。試驗采用單翼迷宮式滴灌帶，滴頭間距為30 cm，滴頭設計流量3.2 L/h, 滴灌帶間距為60 cm，采用1管4行模式。磷肥和鉀肥作為底肥1次性施入。于2013年10月2日滴出苗水，11月6日滴冬灌水。灌溉水源為井水，采用水泵供水和水表計量，采用施肥罐進行施肥。

試驗共設置9個處理，試驗在2013年水肥耦合效應研究試驗結果得到最佳灌水量和施肥量的基礎上，以灌水量、施肥量和時間分布為因子，設定不同水肥運籌方案。試驗設置一次重復。試驗選擇兩種不同肥力水平的田塊進行，肥力水平見表1。

表1 兩試驗地播前土壤肥力狀況

不同水肥運籌方案為：在相同灌水量的情況下，施肥量在冬小麥不同生育時期內的分配；在相同施肥量的情況下，設置灌水量在小麥不同生育時期內的分配，灌水次數(shù)相同，返青后灌水8次，出苗水一次，冬灌一次，共灌水10次，詳見表2～表4。

表2 滴灌冬小麥水肥運籌方案

表3 滴灌冬小麥灌水方案

表4 滴灌冬小麥施肥方案

小麥分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期，抽穗期、開花期、灌漿期、乳熟期和成熟期，測定小麥株高、葉面積。測定每處理總莖數(shù)、成穗數(shù)、總穗質量、穗質量、每穗粒數(shù)、單穗質量、粒質量、產(chǎn)量。

2 結果與分析

2.1 不同土壤肥力條件水肥運籌對滴灌冬小麥株高的影響

2.1.1不同土壤基礎肥力對滴灌冬小麥株高的影響

小麥株高是衡量小麥群體株型狀況是否合理的敏感指標，其高矮直接影響小麥發(fā)育過旺或不良。圖1可以看出，兩個田塊冬小麥株高變化趨勢大體相同，都具有：返青分蘗期至抽穗期急劇增長，抽穗后株高增長相對緩慢。整個生育期高肥力田小麥株高普遍高于低肥力田小麥株高，分蘗期高肥力田小麥株高高于低肥力田小麥株高5.6 cm，成熟期高于13.2 cm，這說明土壤肥力對小麥株高影響很大，土壤基礎肥力高返青期旺苗，返青期無需施肥，當返青期小麥長勢過于旺盛時需噴施矮壯素。土壤基礎肥力低返青期弱苗，需施肥壯苗。

圖1 土壤肥力對滴灌冬小麥株高的影響

2.1.2水肥運籌對滴灌冬小麥株高的影響

從圖2可看出，無論是高肥力田還是低肥力田，W1處理冬小麥株高均高于W2處理和對照處理CK。高肥力田W1處理株高為82.4 cm，分別高于W2處理和CK處理6.2和12.4 cm，水分運籌對高肥力田株高的影響表現(xiàn)為：W1> W2> CK。低肥力田W1處理滴灌冬小麥株高為67.5 cm，分別高于W2處理和CK處理5.4和3.3 cm，水分運籌對低肥力田滴灌冬小麥株高的影響表現(xiàn)為：W1> CK > W2，說明在適當增加返青-拔節(jié)期灌水量，對滴灌冬小麥株高有更好的調控效應。

圖2 水分運籌對不同基礎土壤肥力田滴灌冬小麥株高的影響

2.1.3氮肥運籌對滴灌冬小麥株高的影響

圖3可看出，氮肥運籌對高肥力田和低肥力田株高影響不一致，高肥力田N2處理小麥株高最高為84.96 cm，分別高于處理N1、N3、N4和CK處理株高8.0、9.5、6.7、15.4 cm，氮肥運籌對高肥力田滴灌冬小麥株高的影響表現(xiàn)為：N2>N4>N1>N3>CK，說明在土壤基礎肥力高的田返青期無需施肥。低肥力田N1處理小麥株高最高，分別高于處理N2、N3、N4和CK處理株高5.4、12.2、4.4、6.1 cm，氮肥運籌對低肥力田滴灌冬小麥株高的影響表現(xiàn)為：N1>N4>N2>CK>N3，說明對低肥力田來說返青期施肥十分重要，當返青期小麥長勢表現(xiàn)為弱苗時，可適當增加返青期施肥量來提高小麥株高。

圖3 肥分運籌對不同基礎土壤肥力田滴灌冬小麥株高的影響

2.2 不同土壤肥力和水肥運籌模式下滴灌冬小麥株高與產(chǎn)量的關系

圖4為不同土壤基礎肥力和水肥運籌下滴灌冬小麥株高與產(chǎn)量的關系曲線，從圖4可知，滴灌冬小麥株高與產(chǎn)量的關系成二次拋物線關系，模型采用18組株高與產(chǎn)量數(shù)據(jù)點進行擬合，結果表明，滴灌冬小麥產(chǎn)量隨著株高的增高而增加，當株高增加到一定程度，產(chǎn)量反而降低，株高與產(chǎn)量擬合模型為：

Y=-2.676x2+501.88x- 11 190R2=0.687 4

圖4 滴灌冬小麥株高與產(chǎn)量關系

2.3 土壤基礎肥力和水肥運籌對滴灌冬小麥LAI的影響

2.3.1土壤基礎肥力對滴灌冬小麥LAI的影響

小麥高產(chǎn)取決于對光能利用的提高，而葉面積指數(shù)是反映小麥群體光合性能的重要指標，葉面積大小直接影響小麥截獲光能的多少，從而影響小麥產(chǎn)量。圖5為土壤基礎肥力對滴灌冬小麥葉面積的影響，從圖5可看出，土壤基礎肥力對冬小麥葉面積指數(shù)LAI具有明顯的調節(jié)效應。高肥力田冬小麥LAI最高處理為W1N2處理且孕穗期LAI為8.80，高于高肥力田對照處理CK孕穗期葉面積指數(shù)3.1%。低肥力田葉面積指數(shù)LAI最高處理為W1N3處理且孕穗期LAI為6.13，高于低肥力田對照處理CK孕穗期葉面積指數(shù)7.8%。高肥力田和低肥力田最高LAI處理W1N2處理和WIN3處理間LAI差為2.67，差異達30.3%，差異顯著。兩種不同肥力田的對照處理CK的LAI差為1.39，LAI差異達22.7%。

圖5 土壤基礎肥力對滴灌冬小麥葉面積的影響

2.3.2水肥運籌對不同土壤肥力田滴灌冬小麥LAI的影響

從圖6可看出，在不同土壤基礎肥力的情況下，水分運籌對滴灌冬小麥LAI的影響均表現(xiàn)為：W2> W1> CK，高肥力田滴灌冬小麥孕穗期LAI間差異不顯著，LAI最高水分運籌處理W2的LAI為8.87，與W1水分運籌方式和CK處理LAI間差異分別為0.3%和3.8%。低肥力田W2、W1和CK處理冬小麥孕穗期LAI值分別為8.03、7.59和5.67，W2水分運籌方式分別提高W1和CK處理LAI5.5%和29.5%，與CK處理間差異顯著，說明在土壤基礎肥力低的情況下，適當增加返青-拔節(jié)期灌水量，可以提高冬小麥LAI。

圖6 水運籌對不同土壤肥力田滴灌冬小麥LAI的影響

從圖7看出，在不同土壤基礎肥力的情況下，氮肥運籌對冬小麥LAI的影響不一致。高肥力田N3處理冬小麥孕穗期LAI最高，其值為9.81，分別高于N1、N2、N4和CK處理20.9%、0.3%、18.6%和13.0%，與處理N2孕穗期LAI間差異不明顯，氮肥運籌對高肥力田冬小麥LAI的影響表現(xiàn)為：N3>N2>CK>N4>N1。低肥力田N4處理冬小麥孕穗期LAI最高，其值為9.32，分別高于N1、N2、N3和CK處理孕穗期LAI13.4%、30.6%、30.7%和39.2%，與N1處理間差異不明顯。氮肥運籌對低肥力孕穗期LAI的影響表現(xiàn)為：N4>N1>N2>N3>CK，說明在土壤基礎肥力低的情況下，返青-分蘗期施肥適當增加來改善小麥長勢從而得到較高的LAI。

圖7 肥運籌對不同土壤肥力田滴灌冬小麥LAI的影響

2.4 土壤基礎肥力對滴灌冬小麥產(chǎn)量與籽粒品質的影響

2.4.1土壤基礎肥力對滴灌冬小麥籽粒品質的影響

從試驗結果(表5)可以看出，土壤基礎肥力對冬小麥籽粒品質有明顯的影響，低肥力田小麥籽粒容重、維生素B1、蛋白質含量和氨基酸分別高于高肥力田10.22 g/L、0.000 1 mg、1.14%、1.19%，而吸水率降低0.26%，這說明土壤基礎肥力增加對滴灌冬小麥籽粒容重、蛋白質含量、維生素B1、氨基酸含量和吸水率具有負效應。

表5 土壤基礎肥力對滴灌冬小麥籽粒品質的影響

2.4.2水肥運籌對滴灌冬小麥籽粒品質的影響

從表6～7可以看出，水肥運籌對冬小麥籽粒品質有明顯的影響，在2種不同土壤基礎肥力下，維生素B1含量以W2N2處理最高，分別為0.005 1和0.006 6 mg/g，分別提高維生素B1含量6%和48%。在2種不同土壤基礎肥力下，氨基酸含量以W2N3處理最高，分別為16.51%和14.87%，高于2種不同肥力田CK對照處理1.73%和0.81%。在2種不同土壤基礎肥力下，吸水率以CK處理最高，分別為9.20%和9.60。高肥力田冬小麥籽粒容重和蛋白質含量以W2N4處理為最高，分別為825 g/L和14.51%，與CK對照處理相比，分別提高6%和39%。低肥力田冬小麥籽粒容重以W1N3處理最高，高于CK處理25 g/L，蛋白質含量以W2N3處理為最高，與CK對照處理相比，提高12%。

表6 水肥運籌對滴灌冬小麥籽粒品質的影響(低肥力田)

表7 水肥運籌對滴灌冬小麥籽粒品質的影響(高肥力田)

2.5 土壤基礎肥力和水肥運籌對滴灌冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量結構的影響

穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是冬小麥產(chǎn)量評價的重要指標，不同水肥運籌對冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結構有不同的影響。從表8～9可看出，不同水肥運籌方式對滴灌冬小麥產(chǎn)量有明顯的調節(jié)作用。高肥力田W2N2處理最高為13.96 kg/hm2，較CK處理增產(chǎn)18.7%，說明對于高肥力田，灌漿期水分調控和氮肥后移的組合方式(W2N2)能取得高產(chǎn)。低肥力田W1N4處理最高為10 924 kg/hm2，較CK處理增產(chǎn)7.6%，說明對于低肥力田，返青-拔節(jié)期水分調控和施肥量能取得高產(chǎn)。從土壤基礎肥力對冬小麥穗數(shù)的影響來看，高肥力田冬小麥穗數(shù)均低于低肥力田冬小麥穗數(shù)，這可能是由于高肥力田土壤肥力高，小麥生育初期長勢旺盛，加快了小麥生長發(fā)育進程，使得冬小麥分蘗和幼穗分化時間短，穗數(shù)少。高肥力田W2N2處理穗粒數(shù)均高于其他處理，比CK處理高2.8%，低肥力田W1N1處理穗粒數(shù)均高于其他處理，比CK處理高2.5%。

表8 水肥運籌對滴灌冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結構的影響(高肥力田)

表9 水肥運籌對滴灌冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結構的影響(低肥力田)

3 結 語

根據(jù)本試驗結果來看，土壤基礎肥力和水肥運籌均對滴灌冬小麥生長、產(chǎn)量及產(chǎn)量品質具有明顯調控效應，水肥運籌對滴灌冬小麥長勢的表現(xiàn)不一致。土壤肥力增加對滴灌冬小麥籽粒容重、蛋白質含量、維生素B1、氨基酸含量和吸水率具有負效應。高肥力田：W2N2水肥運籌處理產(chǎn)量最高，為13 096 kg/hm2，比其他處理增產(chǎn)3.13%～18.73%。低肥力田：W1N3水肥運籌處理產(chǎn)量最高，為10 924 kg/hm2，比其他處理增產(chǎn)3.33%～20.59%。綜上所述，推薦高肥力田滴灌冬小麥水肥運籌模式為W2N2即灌漿期水分調控和氮肥后移的組合方式，低肥力田滴灌冬小麥水肥運籌模式為W1N3即返青-拔節(jié)期水肥調控的組合方式為宜。

[1] 楊文鈺,屠乃美.作物栽培學各論[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003.

[2] 李法云,宋麗,鄭良.水肥耦合作用對土壤養(yǎng)分變化及春小麥生長發(fā)育的影響[J].遼寧大學學報,2001,28(3):263-267.

[3] Arnon L. Physiological principles of dryland corp production//In:Gupta U.S.(ed)Physiological aspects of dryland farming[M].1975:3-24.

[4] 金 劍,劉曉冰,王光華,等.水肥耦合對春小麥群體葉面積及產(chǎn)量的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報,2005,27(3):241-244,247.

[5] 高 山,王冀川,徐雅麗,等.不同土壤水分對滴灌春小麥生長·干物質積累與分配的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(9):5 151-5 153,5240.

[6] 戈德堡.滴灌原理與應用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1983.

[7] 張志新.滴灌工程規(guī)劃設計原理與應用[M].北京:中國水利,水電出版社,2007:5-8.

[8] 山 侖,徐 萌.節(jié)水農(nóng)業(yè)及其生理生態(tài)基礎[J].應用生態(tài)學報,1991,2(1):70-76.

[9] 陳亞新,康紹忠.非充分灌溉原理[M].北京:水利電力出版社,1995.

[10] 於 琍,于 強,羅 毅,等.水分脅迫對冬小麥物質分配及產(chǎn)量構成的影響[J].地理科學進展,2004,23(1):105-112.

[11] 閆永鑾,郝衛(wèi)平,梅旭榮,等.拔節(jié)期水分脅迫-復水對冬小麥干物質積累和水分利用效率的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2011,32(2):190-195.

[12] 毛鳳梧,趙會杰,徐立新,等.水肥運籌對小麥品質的形成的調控效應[J].河南農(nóng)業(yè)大學學報,2001,3(35):13-15.

[13] 郭天財,姚戰(zhàn)軍,王晨陽,等.水肥運籌對小麥旗葉光合特性及產(chǎn)量的影響[J].西北植物學報,2004,24(10):1 786-1 791.

[14] 雷振生,徐立新,吳政卿,等.水肥運籌和化學調控對強筋小麥品質的影響[J].華北農(nóng)學報,2006,21(4):71-74.

[15] 張維軍,袁漢民,陳東升,等.水肥運籌對冬小麥品質和產(chǎn)量的影響[J].寧夏農(nóng)林科技,2009,(4):1-3.

[16] 曹宏鑫,王世敬,戴曉華.土壤基礎肥力和水肥運籌對春小麥產(chǎn)量和品質及植株肥狀況的影響[J].麥類作物學報,2003,23(2):52-56.

[17] 加孜拉,張 燕,白云崗.滴灌下水肥耦合對北疆冬小麥干物質累積和產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學報,2014,33(4-5):77-80.

[18] 加孜拉,白云崗,肖 軍.北疆滴灌冬小麥水肥耦合效應研究[J].灌溉排水學報,2014,33(增刊) :12-15.

[19] 肖 軍,加孜拉.滴灌條件下水肥耦合對北疆冬小麥生理生長和產(chǎn)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2014,42(26):8 915-8 918.

[20] 白云崗,加孜拉.不同土壤肥力條件下的滴灌冬小麥水肥運籌試驗研究[J].中國農(nóng)學通報,2016,32(6):11-18.