李浩然，賈 彬，王紅光，李東曉，李瑞奇

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河北省作物生長調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000）

小麥高產(chǎn)對保障我國糧食安全具有重要意義。小麥產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的影響，其中水分和氮素是兩大主要因素，二者在小麥生長過程中既相互促進(jìn)又相互制約[1～3]，歷來受到人們的高度關(guān)注。我國的水資源匱乏，擁有量僅占全球的6%，卻承擔(dān)了全球22%的人口和近10%的經(jīng)濟(jì)增長率[4]，而且農(nóng)業(yè)用水的需求量十分巨大。近年來，受全球氣候變化的影響，我國部分地區(qū)的降水量與過去相比發(fā)生了明顯變化。2001～2009年全國年平均降水量和水資源總量分別較1956～2000年減少了2.8%和3.6%[5]，因此，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然選擇。在小麥生產(chǎn)中，過量施用氮肥同樣會(huì)影響產(chǎn)量，并造成氮肥資源浪費(fèi)和農(nóng)業(yè)環(huán)境的潛在污染。目前，水資源匱乏和氮肥施用過量導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染已經(jīng)成為限制華北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一[6]。因此，合理施用氮肥，提高水分利用率是小麥生產(chǎn)中的必要措施。

前人研究表明，在一定的灌水量范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量隨著灌水次數(shù)的增加而增加，小麥全生育期內(nèi)灌水2～3次較為適宜，過量灌溉會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低[7]。小麥產(chǎn)量與其整個(gè)生育期內(nèi)的灌水量并不是呈簡單的線性關(guān)系，而是呈二次拋物線關(guān)系，即：隨著灌水量的增加，小麥產(chǎn)量呈先增加后降低的變化趨勢[8]。小麥生長前期受到輕微干旱脅迫有利于根系的生長，可以增強(qiáng)吸收水分和養(yǎng)分的能力；而開花期后水分充足則有助于小麥進(jìn)行光合作用，從而提高灌漿速率和產(chǎn)量[9，10]。適量施氮可以促進(jìn)小麥生長發(fā)育和分蘗，增加千粒重，從而提高產(chǎn)量，并可改善品質(zhì)[11]。但是，施氮量超過210 kg/hm2后，再增施氮肥，小麥增產(chǎn)趨勢會(huì)變得趨于平緩，甚至有所下降[12～14]。研究表明，在一定閾值內(nèi)，水氮互作效應(yīng)明顯，當(dāng)供水量充足或輕度缺水時(shí)，適量追施氮肥可以提高小麥產(chǎn)量[15]。小麥產(chǎn)量與干物質(zhì)的積累量密切相關(guān)，增加干物質(zhì)積累量是提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)。在生育后期適量增施氮肥，可有效提高開花后小麥干物質(zhì)的生產(chǎn)能力，并增加花后干物質(zhì)對小麥產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率[16]。開花前營養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)量和開花后同化物的積累量對小麥籽粒產(chǎn)量起著決定性的作用[17，18]。水分充足時(shí)，小麥干物質(zhì)積累速度較快，開花后的干物質(zhì)積累量也較大，總產(chǎn)量較高[19]。在小麥起身期和拔節(jié)期適量增加灌水，對提高植株各器官的干物質(zhì)積累量有一定的積極作用；而在生育后期適量減少灌水，則有助于干物質(zhì)由營養(yǎng)器官向生殖器官的轉(zhuǎn)移[7，20]。孔東等[21]研究表明，增施氮肥對于減緩小麥生育后期旗葉光合性能的衰退作用明顯，可以顯著延長葉片功能期，提高小麥光合產(chǎn)物的積累量。

目前，在河北平原水資源限制不斷加劇、普通小麥種植面積壓縮的形勢下，發(fā)展在生育中后期供水較少條件下更有利于產(chǎn)量和品質(zhì)形成[22]的強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)具有重要意義。藁優(yōu)2018是兼顧高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)筋小麥品種，但是，截至目前，關(guān)于灌水和施氮量等關(guān)鍵技術(shù)措施對其產(chǎn)量形成特性的影響尚未見報(bào)道。以強(qiáng)筋冬小麥品種藁優(yōu)2018為試材，研究不同水氮措施對小麥干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量的影響，旨為明確強(qiáng)筋小麥高產(chǎn)水肥管理技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)于2015～2016年在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)清苑試驗(yàn)站和辛集試驗(yàn)站同時(shí)進(jìn)行。2個(gè)試點(diǎn)均屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，其中，清苑試驗(yàn)站地處北緯 38°47′、東經(jīng) 115°34′，海拔 13 m，土壤類型為黏壤質(zhì)潮土，無霜期155 d，小麥生長期內(nèi)冬前積溫為388.2 ℃；辛集試驗(yàn)站地處北緯 37°50′、東經(jīng) 115°17′，海拔37 m，土壤類型為壤質(zhì)潮土，無霜期159 d，小麥生長期內(nèi)冬前積溫為384.8℃。2個(gè)試點(diǎn)0～20 cm耕層土壤的基礎(chǔ)養(yǎng)分含量和含水量（表1）以及小麥生育期間的降水量（表2）不盡相同，其中，清苑試點(diǎn)的土壤含水量和降水量略高，土壤養(yǎng)分含量除堿解氮較高外其他指標(biāo)均低于辛集試點(diǎn)。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)強(qiáng)筋冬小麥品種為藁優(yōu)2018（藁城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育）；氮肥種類為尿素（N含量46.4%，內(nèi)蒙古博大實(shí)地化學(xué)有限公司生產(chǎn)）。

表1 2個(gè)試點(diǎn)耕層土壤的基礎(chǔ)養(yǎng)分含量和含水量Table 1 Soil nutrient content and water content in two sites

表2 2個(gè)試點(diǎn)冬小麥生育期的降水量 (mm)Table 2 Precipitation during the growth period of winter wheat in two sites

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2個(gè)試點(diǎn)均采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中，主區(qū)為灌水措施（W），設(shè)全生育期不灌溉（W0）、灌拔節(jié)水（W1，灌水量60 mm）、灌拔節(jié)水＋揚(yáng)花水（W2，每個(gè)時(shí)期的灌水量均為60 mm） 3個(gè)水平；副區(qū)為施氮量（N），設(shè)0（N0）、120（N120）和240 kg/hm2（N240）3個(gè)水平，氮肥施用方式因灌水措施的不同而有所差異，其中，W0主區(qū)全部底施，其他主區(qū)均50%底施、50%在拔節(jié)期灌水前追施。小區(qū)面積58.8 m2（4.2 m×14.0 m），3次重復(fù)。

前茬夏玉米收獲后，立即將秸稈粉碎2遍并鋪勻還田。小麥播種前，各小區(qū)均底施P2O5（三料過磷酸鈣，P2O5含量46%，內(nèi)蒙古博大實(shí)地化學(xué)有限公司生產(chǎn)）135 kg/hm2和K2O（氯化鉀，K2O含量60%，內(nèi)蒙古博大實(shí)地化學(xué)有限公司生產(chǎn)） 225 kg/hm2。清苑試點(diǎn)10月12日播種，辛集試點(diǎn)10月15日播種，均采用15 cm等行距種植，播種量150 kg/hm2。播后鎮(zhèn)壓，并做畦。其他管理措施同常規(guī)。

1.3.2 測定項(xiàng)目與方法

1.3.2.1 干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)移指標(biāo)。清苑試點(diǎn)分別在起身期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期取樣調(diào)查，辛集試點(diǎn)分別在起身期、開花期和成熟期取樣調(diào)查。參考李雁鳴[23]的方法，每小區(qū)取樣50株，置烘箱內(nèi)先105℃殺青30 min，而后再80℃烘干至恒重，晾涼后稱量干物質(zhì)重。根據(jù)田間總莖數(shù)，計(jì)算干物質(zhì)積累量。然后根據(jù)公式，計(jì)算有關(guān)指標(biāo)：

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=產(chǎn)量/成熟期干物質(zhì)積累量

開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量=開花期干物質(zhì)積累量-成熟期干物質(zhì)積累量（籽粒除外）

開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率=開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/開花期干物質(zhì)積累量×100%

開花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率=開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/成熟期籽粒干重×100%

開花后干物質(zhì)積累量=成熟期籽粒干重-開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量

開花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率=開花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重×100%

1.3.2.2 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素。參考李雁鳴[23]的方法進(jìn)行。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 利用Microsoft Excel 2003和SPSS version 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水措施和施氮量對小麥主要生育期干物質(zhì)積累量的影響

2個(gè)試點(diǎn)的小麥干物質(zhì)積累量均隨生育期的推進(jìn)而持續(xù)增加，且均于成熟期達(dá)到最大值，但不同水氮措施的小麥各主要生育期干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)不同（表3）。方差分析結(jié)果（表4） 顯示，灌水措施對清苑試點(diǎn)小麥孕穗期、開花期和成熟期的干物質(zhì)積累量有極顯著影響，對辛集試點(diǎn)小麥成熟期的干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)有極顯著影響；施氮量對清苑試點(diǎn)小麥起身期和孕穗期的干物質(zhì)積累量有極顯著影響、拔節(jié)期的干物質(zhì)積累量有顯著影響，對辛集試點(diǎn)小麥起身期的干物質(zhì)積累量有極顯著影響、成熟期的干物質(zhì)積累量有顯著影響；水氮交互作用僅對清苑試點(diǎn)小麥孕穗期的干物質(zhì)積累量有極顯著影響，而對辛集試點(diǎn)小麥各生育期的干物質(zhì)積累量以及經(jīng)濟(jì)系數(shù)影響均不顯著。

從灌水措施的主效應(yīng)分析結(jié)果（表5） 看，2個(gè)試點(diǎn)的小麥干物質(zhì)積累量變化趨勢一致，均表現(xiàn)為同一時(shí)期的小麥干物質(zhì)積累量隨灌水措施水平的提高而增加，其中，孕穗期之前不同灌水措施的小麥干物質(zhì)積累量均無顯著差異；之后，不同灌水措施的小麥干物質(zhì)積累量差異逐漸增大，成熟期3個(gè)不同灌水措施水平的小麥干物質(zhì)積累量差異均達(dá)到了顯著水平。可以看出，灌水措施對小麥生育前中期干物質(zhì)積累量的影響相對較小，而對成熟期的干物質(zhì)積累量影響顯著，且成熟期的干物質(zhì)積累量隨灌水措施水平的提高而明顯增加。2個(gè)試點(diǎn)不同灌水措施的經(jīng)濟(jì)系數(shù)順序均為 W1＞W(wǎng)0＞W(wǎng)2，其中，W1與 W0處理差異不顯著，但均與W2處理差異達(dá)到了顯著水平。

從施氮量的主效應(yīng)分析結(jié)果看，2個(gè)試點(diǎn)的小麥干物質(zhì)積累量變化趨勢并不一致，但均表現(xiàn)為成熟期施氮處理的小麥干物質(zhì)積累量＞不施氮處理，且不同施氮量水平的干物質(zhì)積累量差異達(dá)到了顯著水平。小麥成熟期，清苑試點(diǎn)的小麥干物質(zhì)積累量順序?yàn)镹240處理＞N120處理＞N0處理，其中，N240與N0處理差異達(dá)到了顯著水平，但二者均與N120處理差異不顯著；辛集試點(diǎn)的小麥干物質(zhì)積累量順序?yàn)镹120處理＞N240處理＞N0處理，其中，N240與N120處理差異不顯著，但均與N0處理差異達(dá)到了顯著水平。可以看出，施用氮肥能夠提高小麥成熟期的干物質(zhì)積累量，但2個(gè)試點(diǎn)N120與N240處理差異均不顯著，而N240與N0處理差異均達(dá)到了顯著水平，其中辛集試點(diǎn)的施氮效應(yīng)更為明顯。2個(gè)試點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)系數(shù)均隨施氮量的增加而降低，其中，清苑試點(diǎn)差異不顯著，辛集試點(diǎn)N240與N0處理差異達(dá)到了顯著水平但均與N120處理無顯著差異。

綜上分析可以看出，較高的灌水措施水平可以獲得更高的干物質(zhì)積累量，而施氮量對小麥干物質(zhì)積累量的影響不及灌水措施的影響明顯。本研究結(jié)果顯示，灌2水（拔節(jié)水和揚(yáng)花水）可以獲得較高的干物質(zhì)積累量，而施氮量120與240 kg/hm2處理的成熟期干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異均不顯著。因此，僅從干物質(zhì)積累量角度考慮時(shí)，認(rèn)為較合理的水氮組合是灌2水（拔節(jié)水和揚(yáng)花水）、施氮量120～240 kg/hm2。

表3 不同灌水措施與施氮量處理的小麥各生育期干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)Table 3 Dry matter accumulation and harvest index of wheat in different treatments of irrigation frequency and nitrogen rate at different growth stages

表4 小麥干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)的方差分析（F值）Table 4 F values in variance analysis of dry matter accumulation and harvest index of wheat

表5 灌水措施和施氮量對小麥干物質(zhì)積累量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)的主效應(yīng)分析Table 5 The main effect of irrigation frequency and nitrogen rate on dry matter accumulation and harvest index of wheat

2.2 灌水措施和施氮量對小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)移與積累的影響

不同水氮措施的小麥開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻(xiàn)率，以及開花后干物質(zhì)的積累量和對籽粒的貢獻(xiàn)率不同（表6）。方差分析結(jié)果（表7）顯示，灌水措施對清苑試點(diǎn)小麥開花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率及對籽粒的貢獻(xiàn)率分別有顯著和極顯著影響，對該試點(diǎn)開花后干物質(zhì)的積累量及對籽粒的貢獻(xiàn)率有極顯著影響，而在辛集試點(diǎn)僅對小麥開花后干物質(zhì)的積累量有極顯著影響；施氮量對清苑試點(diǎn)小麥開花后干物質(zhì)的積累量有顯著影響，對辛集試點(diǎn)小麥轉(zhuǎn)移與積累指標(biāo)的影響均不顯著；水氮交互作用對2個(gè)試點(diǎn)的小麥轉(zhuǎn)移與積累指標(biāo)均無顯著影響。

從灌水措施的主效應(yīng)分析結(jié)果（表8）看，清苑試點(diǎn)不同灌水措施的小麥開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量差別不大，但干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻(xiàn)率均隨灌水措施水平的提高而逐漸降低，其中，干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率差異僅W2與W0處理之間達(dá)到了顯著水平，而干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率差異在不同灌水措施水平之間均達(dá)到了顯著水平；開花后干物質(zhì)的積累量和對籽粒的貢獻(xiàn)率均隨灌水措施水平的提高而逐漸顯著增加，且花后所積累的干物質(zhì)對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)高于花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。辛集試點(diǎn)不同灌水措施的小麥開花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻(xiàn)率均無顯著差異，其中，轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率均以W1處理最高，對籽粒的貢獻(xiàn)率隨灌水措施水平的提高而逐漸降低；開花后所積累的干物質(zhì)對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)高于花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，花后干物質(zhì)的積累量和對籽粒的貢獻(xiàn)率均隨灌水措施水平的提高而逐漸增加，其中，W1與W2處理的干物質(zhì)積累量差異不顯著但二者均顯著高于W0處理，而不同灌水措施水平的干物質(zhì)對籽粒貢獻(xiàn)率差異均不顯著?？梢钥闯?，灌水措施對小麥開花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移量無顯著影響；提高灌水措施水平后，雖然導(dǎo)致小麥開花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒的貢獻(xiàn)率逐漸降低，但會(huì)提高花后干物質(zhì)的積累量和對籽粒的貢獻(xiàn)率，且這種花后干物質(zhì)的積累效應(yīng)高于花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒貢獻(xiàn)率的降低效應(yīng)。

表6 不同灌水措施與施氮量處理的小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和積累量以及對籽粒的貢獻(xiàn)率Table 6 Dry matter transportation,accumulation and contribution to wheat grain in different treatments of irrigation frequency and nitrogen rate

表7 小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和積累量以及對籽粒貢獻(xiàn)率的方差分析（F值）Table 7 F values in variance analysis of dry matter transportation，accumulation and contribution to wheat grain

從施氮量的主效應(yīng)分析結(jié)果看，不同施氮量處理的小麥積累與轉(zhuǎn)移指標(biāo)，除清苑試點(diǎn)N240處理開花后干物質(zhì)的積累量顯著＞N120和N0處理外，其他指標(biāo)差異均不顯著，但是，2個(gè)試點(diǎn)施氮處理的花后干物質(zhì)積累量均高于不施氮處理。

綜上分析可以看出，提高灌水措施水平可以促進(jìn)開花后干物質(zhì)的積累并提高對籽粒的貢獻(xiàn)率；增加施氮量對開花后干物質(zhì)的積累有一定的促進(jìn)作用，但對于花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率影響并不大。

表8 灌水措施和施氮量對小麥干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)移的主效應(yīng)分析Table 8 The main effect of irrigation frequency and nitrogen rate on dry matter accumulation and transportation of wheat

2.3 灌水措施和施氮量對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同水氮措施的小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素以及產(chǎn)量不同（表9）。方差分析結(jié)果（表10） 顯示，灌水措施對2個(gè)試點(diǎn)的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有顯著影響，且除對辛集試點(diǎn)小麥穗粒數(shù)的影響為顯著外，對其他指標(biāo)的影響均達(dá)到了極顯著水平；施氮量僅對清苑試點(diǎn)的小麥千粒重有顯著影響，對辛集試點(diǎn)小麥單位面積穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量有極顯著影響；水氮交互作用對清苑試點(diǎn)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量均無顯著影響，對辛集試點(diǎn)小麥單位面積穗數(shù)和千粒重影響顯著。

表9 不同灌水措施與施氮量處理的小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 9 Yield and yield components of wheat in different treatments of irrigation frequency and nitrogen rate

表10 小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的方差分析（F值）Table 10 F values in variance analysis of yield and yield components of wheat

從灌水措施的主效應(yīng)分析結(jié)果（表11）看，隨著灌水措施水平的提高，2個(gè)試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量均逐漸增加，雖然2個(gè)灌水處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素差異水平有所不同，但W2處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素均顯著高于W0處理，最終，產(chǎn)量隨著灌水措施水平的提高而逐漸顯著增加。進(jìn)一步對2個(gè)試點(diǎn)同一灌水措施的小麥產(chǎn)量進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，不灌水處理下清苑試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量較高（4.91%），可能與清苑試點(diǎn)的降水量和堿解氮含量較辛集試點(diǎn)高有關(guān)；而灌水處理下辛集試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量較高，灌1水和2水處理的產(chǎn)量分別較清苑試點(diǎn)高7.76%和10.60%，說明當(dāng)水分比較充足時(shí)綜合肥力水平高更有利于產(chǎn)量潛力的發(fā)揮。

表11 灌水措施和施氮量對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的主效應(yīng)分析Table 11 The main effect of irrigation frequency and nitrogen rate on yield and yield components of wheat

從施氮量的主效應(yīng)分析結(jié)果看，2個(gè)試點(diǎn)不同施氮量處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素差別無明顯規(guī)律，但施氮處理的小麥產(chǎn)量均高于不施氮處理。其中，清苑試點(diǎn)產(chǎn)量以N240處理最高，但與其他處理差異均不顯著；辛集試點(diǎn)產(chǎn)量以N120處理最高、N240處理次之，二者差異不顯著，但均與N0處理差異達(dá)到了顯著水平。進(jìn)一步對2個(gè)試點(diǎn)同一施氮量的小麥產(chǎn)量進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，無論施氮與否，均以辛集試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量較高，不施氮、施氮120 kg/hm2、施氮240 kg/hm2處理的產(chǎn)量分別較清苑試點(diǎn)高4.62%、9.30%和4.57%。

由于水氮交互作用對2個(gè)試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量影響均不顯著，因此，如果僅從高產(chǎn)角度考慮，認(rèn)為取得最高產(chǎn)量的灌水措施與取得最高產(chǎn)量的施氮量組合即為產(chǎn)量最高的處理組合，即：在拔節(jié)期和揚(yáng)花期灌溉2次，全生育期施氮120～240 kg/hm2可以獲得較高產(chǎn)量。但在此施氮量范圍內(nèi)，較少施氮更能同步實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。實(shí)際測產(chǎn)結(jié)果顯示，2個(gè)試點(diǎn)均以W2N120處理產(chǎn)量最高、W2N240處理次之，其中，清苑試點(diǎn)二者差異不顯著，而辛集試點(diǎn)二者差異達(dá)到了顯著水平?？梢钥闯?，推斷的小麥高產(chǎn)水氮組合與實(shí)際測產(chǎn)結(jié)果相吻合。

3 結(jié)論與討論

3.1 灌水措施和施氮量對小麥干物質(zhì)積累與分配的影響

干物質(zhì)積累是籽粒產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，提高干物質(zhì)積累量并合理分配是提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵。任巍等[24]研究表明，水分對小麥干物質(zhì)積累有顯著影響，在水分適宜條件下小麥干物質(zhì)積累迅速且生物量較大，而水分過多或過少均會(huì)對小麥干物質(zhì)積累產(chǎn)生不利影響。本研究條件下，2個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)灌水措施對小麥生育前中期干物質(zhì)積累量影響相對較小，而對成熟期的干物質(zhì)積累量影響顯著，且成熟期的干物質(zhì)積累量隨著灌水措施水平的提高而明顯增加；施氮量對2個(gè)試點(diǎn)小麥干物質(zhì)積累量的影響規(guī)律雖然不一致，但均表現(xiàn)為成熟期施氮處理的小麥干物質(zhì)積累量高于不施氮處理，其中，施氮量240 kg/hm2處理與不施氮處理差異達(dá)到了顯著水平，而施氮量120與240 kg/hm2處理差異不顯著。表明在目前土壤氮素水平相對較高的情況下，施氮量對小麥干物質(zhì)積累量的影響不及灌水措施的影響明顯，施氮120 kg/hm2即可以獲得施氮240 kg/hm2的干物質(zhì)生產(chǎn)水平，這為進(jìn)一步實(shí)施節(jié)肥栽培提供了依據(jù)。該結(jié)果與趙雪飛等[25]的研究結(jié)果相似。本研究中，2個(gè)試點(diǎn)小麥開花后所產(chǎn)干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率均隨灌水措施水平的提高而逐漸增加，而開花前貯存干物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)對籽粒的貢獻(xiàn)率則隨灌水措施水平的提高而逐漸降低，且這種趨勢在清苑試點(diǎn)表現(xiàn)得更加明顯。原因是小麥生育后期降水量較少時(shí)，灌水較少的處理（尤其是不灌水處理）小麥開花后葉片衰老較早、葉面積指數(shù)下降較快，干物質(zhì)生產(chǎn)量不足的情況下，開花前儲(chǔ)存在營養(yǎng)器官中的同化物向籽粒的轉(zhuǎn)移增加[26]，以補(bǔ)償籽粒灌漿物質(zhì)的不足所致。

3.2 灌水措施和施氮量對小麥產(chǎn)量的影響

水分和養(yǎng)分是影響作物產(chǎn)量的兩大主要因素[27，28]。研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著灌水次數(shù)的增加，小麥單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均逐漸增加[22，29]；隨著施氮量的增加，小麥單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)逐漸增加，但千粒重下降[30]。而過量施氮后，會(huì)引起單位面積穗數(shù)和千粒重同時(shí)下降，并最終導(dǎo)致小麥減產(chǎn)[31]。

本研究條件下，灌水措施對清苑和辛集2個(gè)試點(diǎn)的小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有顯著影響，且指標(biāo)值均隨灌水措施水平的提高而增加。說明在小麥生育后期降水較少的情況下，增加灌水次數(shù)和定額對提高小麥產(chǎn)量效果明顯。施氮量在清苑試點(diǎn)僅對小麥千粒重有顯著影響，在辛集試點(diǎn)對小麥單位面積穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量3個(gè)指標(biāo)均有顯著影響；但是，水氮交互作用對2個(gè)試點(diǎn)小麥產(chǎn)量的影響均不顯著。相同灌水措施情況下，隨著施氮量的增加，千粒重逐漸降低，這與曹倩等[30]的研究結(jié)果一致；但是，產(chǎn)量卻呈上升趨勢，這與產(chǎn)量提高是產(chǎn)量構(gòu)成因素共同作用的結(jié)果有關(guān)。清苑試點(diǎn)不灌水處理的小麥產(chǎn)量略高于辛集試點(diǎn)，主要原因可能是清苑試點(diǎn)的降水量和堿解氮含量較辛集試點(diǎn)高；而辛集試點(diǎn)灌1水和2水的產(chǎn)量明顯高于清苑試點(diǎn)，說明當(dāng)可利用水量比較充足時(shí)綜合肥力水平對產(chǎn)量的影響更為明顯，而辛集試點(diǎn)土壤除堿解氮含量外其他養(yǎng)分含量均高于清苑試點(diǎn)，所以產(chǎn)量更高。

綜合以上結(jié)果，鑒于2個(gè)試點(diǎn)灌水措施與施氮量的交互作用對產(chǎn)量影響均不顯著，因此，如果僅從當(dāng)年高產(chǎn)的角度考慮，認(rèn)為獲得最高產(chǎn)量的灌水措施與獲得最高產(chǎn)量的施氮量組合即為產(chǎn)量最高的處理組合，即：一般情況下，在拔節(jié)期和揚(yáng)花期灌溉2次，全生育期施用氮肥（N） 120～240 kg/hm2均可以獲得較高產(chǎn)量。在本試驗(yàn)的不同水氮組合中，清苑和辛集試點(diǎn)均以春季灌2水、施氮量120 kg/hm2處理產(chǎn)量最高。表明在施N量120～240 kg/hm2范圍內(nèi)，較低的施肥水平更能同步實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。然而，我們也應(yīng)該考慮到，盡管2個(gè)試點(diǎn)全生育期施N量120與240 kg/hm2處理的小麥產(chǎn)量差異均不顯著，即施N量120 kg/hm2的方案可行，但是120 kg/hm2的施氮量明顯低于取得7 500～9 000 kg/hm2及以上產(chǎn)量所吸收的氮量[32]，故長期如此下去，將導(dǎo)致小麥生產(chǎn)的不可持續(xù)，而且還不利于強(qiáng)筋小麥品質(zhì)的保持。因此，在今后的研究中，應(yīng)該在施N量120～240 kg/km2范圍內(nèi)，繼續(xù)研究最優(yōu)的氮素施用量與水分的協(xié)調(diào)運(yùn)籌措施。

［1］呂麗華，董志強(qiáng)，張經(jīng)廷，張麗華，梁雙波，賈秀領(lǐng)，姚海坡.水氮對冬小麥-夏玉米產(chǎn)量及氮利用效應(yīng)研究［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47（19）：3839-3849.

［2］付秋萍.黃土高原冬小麥水氮高效利用及優(yōu)化耦合研究［D］.北京：中國科學(xué)院大學(xué)，2013.

［3］高亞軍，鄭險(xiǎn)峰，李世清，田霄鴻，王朝輝，李生秀，杜建軍.農(nóng)田秸稈覆蓋條件下冬小麥增產(chǎn)的水氮條件［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（1）：55-59.

［4］王 浩，王建華.中國水資源與可持續(xù)發(fā)展［J］.中國科學(xué)院院刊，2012，27（3）：352-358.

［5］張利平，夏 軍，胡志芳.中國水資源狀況與水資源安全問題分析［J］.長江流域資源與環(huán)境，2009，18（2）：116-120.

［6］李建民，周殿璽，王 璞.冬小麥水肥高效利用栽培技術(shù)原理［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2000：131-133.

［7］ Virgona J M，Barlow E W R.Drought stress induces changes in the non-structural carbohydrate composition of wheat stems ［J］.Australian Journal of Plant Physiology，1991，18（3）：239-247.

［8］張忠學(xué)，于貴瑞.不同灌水處理對冬小麥生長及水分利用效率的影響［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2003，22（2）：1-4.

［9］李永華，王 瑋，馬千全，鄒 琦.干旱脅迫下抗旱高產(chǎn)小麥新品系旱豐9703的滲透調(diào)節(jié)與光合特性［J］.作物學(xué)報(bào)，2003，29（5）：759-764.

［10］張其德，劉合芹，張建華，李建民.限水灌溉對冬小麥旗葉某些光合特性的影響［J］.作物學(xué)報(bào)，2000，26（6）：869-873.

［11］王月福.小麥蛋白質(zhì)和核酸代謝特性及其與品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)系［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2001.

［12］蔣會(huì)利，溫曉霞，廖允成.施氮量對冬小麥產(chǎn)量的影響及土壤硝態(tài)氮運(yùn)轉(zhuǎn)特性［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（1）：237-241.

［13］ Shi Z L，Li D D，Jing Q，Cai J，Jiang D，Cao W X，Dai T B.Effects of nitrogen applications on soil nitrogen balance and nitrogen utilization of winter wheat in a ricewheat rotation［J］.Field Crops Research，2012，127（1）：241-247.

［14］翟丙年，李生秀.氮素對冬小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的虧缺和補(bǔ)償效應(yīng)［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2005，11（3）：308-313.

［15］范雪梅，姜 東，戴廷波，荊 奇，曹衛(wèi)星.花后干旱或漬水逆境下氮素對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，30（1）：71-77.

［16］王月福，于振文，李尚霞，余松烈.氮素營養(yǎng)水平對小麥開花后碳素同化、運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)量的影響［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2002，22（2）：55-59.

［17］郭文善，封超年，嚴(yán)六零，彭永欣，朱新開，宗愛國.小麥開花后庫源關(guān)系分析［J］.作物學(xué)報(bào)，1995，21（3）：334-340.

［18］張永平，王志敏，王 璞，趙 明.冬小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培群體光合特征［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（10）：1143-1149.

［19］王麗金，趙雪飛，李瑞奇，李雁鳴.水分和鉀肥對冬小麥群體物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成的影響［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（4）：1-7，13.

［20］許振柱，王崇愛，李暉花.土壤干旱對小麥葉片光合和氮素水平及其轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2004，22 （4）：75-79.

［21］孔 東，晏 云，段 艷，陸文紅，徐海洋.不同水氮處理對冬小麥生長及產(chǎn)量影響的田間試驗(yàn)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（12）：36-40.

［22］許振柱，于振文，王 東，張永麗.灌溉條件對小麥籽粒蛋白質(zhì)組分積累及其品質(zhì)的影響［J］.作物學(xué)報(bào)，2003，29 （5）：682-687.

［23］李雁鳴.作物學(xué)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2014：113-131.

［24］任 巍，姚克敏，于 強(qiáng)，歐陽竹，王 菱.水分調(diào)控對冬小麥同化物分配與水分利用率的影響研究［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，11（4）：92-94.

［25］趙雪飛，王麗金，李瑞奇，李雁鳴.不同灌水次數(shù)和施氮量對冬小麥群體動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量的影響［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2009，29（6）：1004-1009.

［26］譚維娜，戴廷波，荊 奇，曹衛(wèi)星，姜 東.花后漬水對小麥旗葉光合特性及產(chǎn)量的影響［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2007，27（2）：314-317.

［27］康玲玲，魏義長，張景略.水肥條件對冬小麥生理特性及產(chǎn)量影響的試驗(yàn)研究 ［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1998，16（4）：21-28.

［28］呂殿青，劉 軍，李 瑛，丁蔚聯(lián).旱地水肥交互效應(yīng)與耦合模型研究［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1995，4（3）：72-76.

［29］李靜宇，張定一.栽培措施和環(huán)境因素對強(qiáng)筋小麥品質(zhì)的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33（1）：26-29.

［30］曹 倩，賀明榮，代興龍，門洪文，王成雨.密度、氮肥互作對小麥產(chǎn)量及氮素利用效率的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011，17（4）：815-822.

［31］李瑞奇，李雁鳴，何建興，李國春，郝秀釵，王 芳.施氮量對冬小麥氮素利用和產(chǎn)量的影響［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2011，31（2）：270-275.

［32］黨紅凱，李瑞奇，李雁鳴，孫亞輝，張馨文，劉夢星.超高產(chǎn)冬小麥對氮素的吸收、積累和分配［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2013，19（5）：1037-1047.