陳雨露,康 娟,王家瑞,申圓心,李玉瑩,張艷菲,馬 耕,徐文俊,王晨陽(yáng),2
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,河南鄭州 450000;2.國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心,河南鄭州 450000)
小麥作為我國(guó)主要糧食作物,其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對(duì)國(guó)家糧食安全具有重要意義[1]。受季風(fēng)氣候的影響,黃淮南部高產(chǎn)麥區(qū)降水主要集中在夏季,小麥生長(zhǎng)期間降水只能滿足其需求的25%~40%,水分短缺成為限制小麥高產(chǎn)的主要因子[2]。研究表明,水分是決定植株氮素吸收特性的重要因素,不僅影響土壤中氮素的有效性,而且還影響作物對(duì)氮的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和同化[3, 4]。適時(shí)適量的灌溉能緩解干旱脅迫,增大小麥群體光合面積和光合速率,增加光合產(chǎn)物,促進(jìn)干物質(zhì)積累,提高產(chǎn)量和水分利用效率[5]。磷是作物生長(zhǎng)不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素之一,能調(diào)控作物生長(zhǎng)發(fā)育[6]。施磷能增加旱地小麥的吸氮量,提高小麥氮素積累速率,促進(jìn)氮素向穗部的轉(zhuǎn)移,最終獲得增產(chǎn)[7-8]。增施磷肥能夠增加小麥成穗數(shù)和千粒重[9]。施磷還可以改善植株的水分狀況,實(shí)現(xiàn)水分利用效率和產(chǎn)量的同步提升[10]。但目前生產(chǎn)上磷肥的利用效率較低,通過(guò)水與磷的有效互作,能達(dá)到以水促磷和以磷調(diào)水的目的,這是實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效的主要途徑[11]。在小麥實(shí)際生產(chǎn)中存在灌溉次數(shù)過(guò)多、大水漫灌等不合理現(xiàn)象,降低了水分利用效率,造成水資源浪費(fèi)[12]。因此,探討灌水與施磷對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特征的互作效應(yīng),對(duì)提高冬小麥水分利用效率和產(chǎn)量具有重要實(shí)踐意義。但前人對(duì)磷肥和灌水單項(xiàng)效應(yīng)的研究較多,且多集中在灌水次數(shù)或施磷對(duì)小麥干物質(zhì)積累及產(chǎn)量影響等方面,有關(guān)水磷互作對(duì)小麥氮素積累、運(yùn)轉(zhuǎn)影響的研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)設(shè)置不同灌水和施磷處理,探討了水、磷及其互作對(duì)冬小麥氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)及水分利用效率的影響,以期為小麥水肥合理運(yùn)籌、高產(chǎn)高效提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)在河南省開(kāi)封市祥符區(qū)姬坡農(nóng)場(chǎng)采取長(zhǎng)期定位方式進(jìn)行(自2012年開(kāi)始實(shí)施),調(diào)查時(shí)間為2017-2018年度小麥生長(zhǎng)季。該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候,四季分明,年平均氣溫15 ℃,年均降水量350 mm,日照充足。試驗(yàn)地土壤為黏土,0~20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量18.62 g·kg-1,全氮含量0.96 g·kg-1,有效磷含量17.35 mg·kg-1,速效鉀含量297.02 mg·kg-1。
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì),設(shè)置灌水和施磷兩個(gè)因素。灌水設(shè)三個(gè)水平,即全生育期不灌水(W0)、灌1水(W1,拔節(jié)期)和灌2水(W2,拔節(jié)水+開(kāi)花水),灌水量用水表控制,每次灌水750 m3·hm-2。磷肥設(shè)兩個(gè)水平,分別為0 kg P2O5·hm-2(P0,不施磷肥)和150 kg P2O5·hm-2(P1)。每個(gè)處理重復(fù)三次,小區(qū)面積為56.2 m2(9 m×6.3 m)。施氮量均為240 kg·hm-2,K2O施用量均為120 kg·hm-2。氮肥按照5∶5分基施和拔節(jié)期追施,磷肥和鉀肥全部作基施。供試小麥品種為百農(nóng)207和豫麥49-198,適墑播種,兩品種播期均為2017年10月15日,播量均為280 kg·hm-2。全生育期各項(xiàng)農(nóng)田管理措施均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田進(jìn)行。
1.3.1 干物質(zhì)量和產(chǎn)量的測(cè)定
分別在小麥越冬期、返青期、拔節(jié)期和開(kāi)花期隨機(jī)選取有代表性的植株20株,成熟期選取20個(gè)具有代表性的單莖。將所取樣品分成葉片、莖稈、穗軸、穎殼和籽粒五個(gè)部分,于105 ℃殺青30 min,然后80 ℃烘干至恒重,測(cè)定干物質(zhì)量后粉碎研磨過(guò)篩保存,用于養(yǎng)分分析。
成熟期每小區(qū)選取具有代表性的9 m2(3 m×3 m)進(jìn)行收獲,脫粒曬干后測(cè)定籽粒產(chǎn)量(籽粒含水量14%)。同時(shí)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致,具有代表性的20個(gè)單莖進(jìn)行考種,分析產(chǎn)量構(gòu)成。
1.3.2 氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的測(cè)定
將開(kāi)花期和成熟期干物質(zhì)稱重后進(jìn)一步分成莖、葉鞘和穗,成熟期分成莖、葉鞘、穗軸和穎殼,樣品粉碎后先用H2SO4-H2O2消解,再用凱氏法測(cè)定消解液中的全氮含量。
采用霍中洋等[13]的方法計(jì)算氮素積累和轉(zhuǎn)運(yùn)指標(biāo)?;ㄇ暗胤e累量=開(kāi)花期莖葉氮素積累量+開(kāi)花期穎殼氮素積累量;花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量=花前氮素積累量-成熟期莖葉氮素積累量-成熟期穎殼氮素積累量;轉(zhuǎn)運(yùn)效率=花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/花前氮素積累量×100%;貢獻(xiàn)率=花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒氮素積累量×100%。
1.3.3 籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量及氮素利用效率
籽粒全氮含量乘以5.7即為籽粒蛋白質(zhì)含量(PC,%)[14]。用霍中洋等[13]方法計(jì)算氮素吸收效率(NUE,kg·kg-1)、氮素收獲指數(shù)(NHI,%)和蛋白質(zhì)產(chǎn)量(PY,kg·hm-2):NUE=Nu/Nr,NHI=Ng/Nu,PY=0.875Y×PC/100,其中,Ng、Nu、Nr和y分別表示籽粒氮素吸收量、地上部氮素吸收量、施氮量和籽粒產(chǎn)量。
1.3.4 土壤含水量和水分利用效率的測(cè)定
在冬小麥播前和成熟期,每20 cm為一層,取0~100 cm土樣,采用烘干稱重法測(cè)定并計(jì)算土壤質(zhì)量含水量。
采用測(cè)定土壤含水量計(jì)算作物耗水量(ET):ET=(W1-W2)+Pr+I+C-D-R
式中,W1為播前土壤0~100 cm土層土壤貯水量(mm),W2為收獲后0~100 cm土層土壤貯水量(mm),Pr為生育期有效降水量(mm),I為生育期灌溉總量(mm),C為地下水流入根部水量(mm),D為根部以外排出水量(mm),R為地表徑流(mm)。在本試驗(yàn)中,地下水位大于 2.5 m,所以地下水流入根部的水量忽略不計(jì); 本試驗(yàn)地是平地,未發(fā)生徑流,而對(duì)于100 cm以下排水量則不影響本試驗(yàn)計(jì)算,也可以忽略 不計(jì)。
采用SPSS 17.0和Originpro 8軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析以及圖表繪制,運(yùn)用Duncan新復(fù)極差法(SSR)進(jìn)行多重比較。
不同處理間小麥干物質(zhì)積累在越冬期和返青期均無(wú)顯著性差異(P>0.05),拔節(jié)期以后差異增大,兩品種表現(xiàn)一致(圖1)。施磷顯著增加了拔節(jié)期以后的干物質(zhì)積累量(P<0.05)。與P0相比,P1條件下百農(nóng)207的開(kāi)花期、成熟期干物質(zhì)積累量分別增加108.7%和132.9%,豫麥49-198分別增加91.2%和105.9%。P1條件下灌水顯著提高干物質(zhì)積累量(P<0.05),其中百農(nóng)207和豫麥49-198干物質(zhì)積累量分別以W2P1和W1P1處理最大,顯著高于其他處理,較W0P0分別提高了163.9%和142.7%。這表明灌水和施用磷肥協(xié)同促進(jìn)了植株干物質(zhì)積累。
OS;越冬期;RS:返青期;JS:拔節(jié)期;AS:開(kāi)花期;MS:成熟期。
OS:Over-wintering stage;RS:Jointing stage;JS:Jointing stage;AS:Anthesis stage;MS:Maturing stage
圖1 灌水和施磷對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累量的影響
Fig.1Effect of irrigation and phosphorus application on dry matter accumulation of winter wheat
開(kāi)花期不同營(yíng)養(yǎng)器官中氮素積累量表現(xiàn)為莖稈+葉鞘>葉片>穗軸+穎殼(表1)。在P1條件下,百農(nóng)207莖鞘、葉片、穎軸氮素積累量均表現(xiàn)為W2>W1>W0,W0與W2間差異顯著;豫麥49-198莖鞘和穎軸表現(xiàn)為W1>W2>W0,W0與W1間差異顯著,葉片表現(xiàn)為W2>W1>W0,不同灌水水平間差異均顯著。與P0相比,P1顯著提高了各營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量,其中百農(nóng)207開(kāi)花期莖鞘、葉片、穎軸分別提高了68.91%、 83.24%和64.87%;豫麥49-198分別提高了 46.51%、38.33%和61.91%。與W0相比,W1、W2條件下百農(nóng)207的花前營(yíng)養(yǎng)器官總氮素積累量分別增加35.48%和51.15%;豫麥49-198分別增加34.51%和43.02%。這說(shuō)明灌水和施磷均可有效促進(jìn)小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累。
成熟期不同器官氮素積累量表現(xiàn)為籽粒>莖鞘+葉片>穗軸+穎殼(表2)。在P1條件下,百農(nóng)207的葉片和籽粒氮素積累量表現(xiàn)為W2>W1>W0,不同處理間差異均顯著;豫麥49-198的莖鞘、葉片、穎軸氮素積累量表現(xiàn)為W2>W1>W0,W0與W1間差異顯著,籽粒的氮素積累量表現(xiàn)為W1>W2>W0,不同處理間差異達(dá)顯著水平。這表明百農(nóng)207在灌2水(拔節(jié)水+開(kāi)花水)時(shí)施磷有利于籽粒氮素積累;豫麥49-198在灌1水(拔節(jié)水)施磷有效提高籽粒氮含量,但也增加了成熟期莖鞘、葉片、穎軸中氮素殘留量,降低營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率。
表1 開(kāi)花期小麥植株各營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量Table 1 Nitrogen accumulation amount in different nutritious organs of wheat at anthesis kg·hm-2
同列數(shù)值后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。
Values followed by different small letters in the same column are significantly different among the treatments at 0.05 level. The same in tables 2-6.
表2 成熟期小麥植株各器官氮素積累量Table 2 Nitrogen accumulation amount in different nutritious organs of wheat at maturity kg·hm-2
2.3.1 灌水對(duì)氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
灌水增加了莖鞘和葉片的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量(表3)。與W0相比,W1條件下百農(nóng)207的莖鞘和葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別增加66.7%和64.1%,豫麥49-198分別提高4.2%和12.5%;W2條件下百農(nóng)207的莖鞘和葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別增加 70.45%和72.34%,豫麥49-198分別提高了 10.42%和27.08%。隨灌水次數(shù)的增加,豫麥49-198葉片和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率呈降低趨勢(shì)。與W0相比,W1條件下葉片和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率分別降低5.19%和17.83%,W2條件下分別降低10.39%和22.48%。灌水對(duì)不同品種各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特征影響表現(xiàn)不一。在W0、W1、W2條件下百農(nóng)207氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率均表現(xiàn)為葉片>穎軸>莖鞘,對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為葉片>莖鞘>穎軸;豫麥49-198氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率在W0和W2條件下表現(xiàn)為葉片>莖鞘>穎軸,在W1條件下表現(xiàn)為葉片>穎軸>莖鞘,而對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率在W0條件下表現(xiàn)為莖鞘>葉片>穎軸,在W1和W2條件下均表現(xiàn)為葉片>莖鞘>穎軸。
2.3.2 施磷對(duì)氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
施磷顯著提高了各器官花前貯存氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量(表3),與P0相比,P1條件下百農(nóng)207莖鞘、葉片和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別增加64.56%、84.05%和79.69%,豫麥49-198莖鞘、葉片和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別提高了35.65%、34.78%和56.41%。施磷對(duì)各器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率因品種不同有所差異。P1條件下百農(nóng)207的莖鞘和葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率較P0分別降低7.54%和4.61%;穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率增加5.5%。與P0相比,P1條件下豫麥49-198的莖鞘和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率分別降低4.76%和1.78%。施磷提高了百農(nóng)207葉片和穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率,增幅分別為13.71%和12.74%。
2.3.3 水磷互作對(duì)氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
水磷互作顯著影響葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率以及穎軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率(表3)。從花后氮素總轉(zhuǎn)運(yùn)量來(lái)看,百農(nóng)207的 W2P1處理最大,較W0P0處理增加142.35%;豫麥49-198 的 W1P1處理最大,較W0P0處理提高了 71.19%。
表3 開(kāi)花后小麥植株各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和貢獻(xiàn)率Table 3 Nitrogen translocation and contribution rate in different nutritious organs of wheat after anthesis
TA:轉(zhuǎn)運(yùn)量;TR:轉(zhuǎn)運(yùn)效率;CR:貢獻(xiàn)率。
TA:Transfer amount; TR:Transfer rate; CR:Contribution rate.
灌水對(duì)兩個(gè)品種的籽粒產(chǎn)量影響不一(表4)。在P0條件下,百農(nóng)207籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為W2>W1>W0,處理間差異顯著;豫麥49-198表現(xiàn)為W1>W0>W2,處理間均無(wú)顯著差異。這表明在不施磷時(shí)灌水對(duì)百農(nóng)207的增產(chǎn)效果大于豫麥49-198。在P1條件下,百農(nóng)207籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為W2>W1>W0,處理間差異均顯著,其中W2P1處理較W0P0處理增產(chǎn)116.3%;豫麥49-198表現(xiàn)為W1>W2>W0,W1、W2與W0間差異均顯著,其中W1P1處理較W0P0處理增產(chǎn)69.1%。與P0相比,P1條件下豫麥49-198和百農(nóng)207籽粒產(chǎn)量分別提高50.1%和74.4%。
從產(chǎn)量構(gòu)成看,與P0相比,P1顯著增加了百農(nóng)207和豫麥49-198的穗數(shù)和穗粒數(shù),其中穗數(shù)分別增加25.6%和15.1%,穗粒數(shù)分別增加 25.9%和29.8%;P1條件下豫麥49-198千粒重顯著提高,但百農(nóng)207無(wú)明顯變化。灌水提高了兩品種有效穗數(shù),與W0相比,W1和W2條件下百農(nóng)207的穗數(shù)分別增加13.49%和16.49%,豫麥49-198分別提高20.87%和26.42%。
表4 灌水水、施磷對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響Table 4 Effect of irrigation and phosphorus application on grain yields and its components of winter wheat
表5 不同處理對(duì)小麥氮素吸收效率和籽粒蛋白質(zhì)含量的影響Table 5 Effect of different treatments on nitrogen uptake efficiency and grain protein content in winter wheat
灌水顯著提高了小麥氮素吸收效率(NAE)和蛋白質(zhì)產(chǎn)量(PY)(表5)。W1和W2下百農(nóng)207 NAW較W0分別增加14.06%和23.43%,PY分別提高21.91%和 28.26%;豫麥49-198 NAE分別增加 39.08%和35.63%,PY提高 23.64%和14.78%。施磷結(jié)合灌水也顯著提高小麥NAE和PY。其中百農(nóng)207、豫麥49-198的NAE以W2P1處理最大,較W0P0處理分別增加102.08%和102.59%;PY以W1P1處理最大,較W0P0處理增加97.37%和64.69%。
與P0相比(表6),P1條件下百農(nóng)207和豫麥49-198的總耗水量分別增加9.5%和 9.1%,而水分利用效率分別提高55.1%和29.2%,表明施磷雖然增加了麥田耗水,但因籽粒產(chǎn)量顯著增加,也提高了水分利用效率。兩品種相比,百農(nóng)207水分利用效率顯著高于豫麥49-198。P0條件下,豫麥49-198水分利用效率表現(xiàn)為W0>W1>W2,W0與W1間無(wú)顯著性差異,W0與W2間差異顯著;而百農(nóng)207表現(xiàn)為W1>W0>W2,不同處理間差異均不顯著。這表明不施磷時(shí)灌水對(duì)百農(nóng)207水分利用效率無(wú)明顯影響,但顯著降低了豫麥49-198水分利用效率。P1條件下,百農(nóng)207和豫麥49-198水分利用效率分別在W2和W1條件下最高,說(shuō)明施磷結(jié)合關(guān)鍵時(shí)期灌水能有效提高小麥水分利用效率。
表6 不同處理對(duì)耗水量及水分利用效率的影響Table 6 Effect of different treatments on water consumption and water use efficiency
在作物產(chǎn)量形成過(guò)程中,氮、磷調(diào)控小麥生長(zhǎng)發(fā)育,是影響干物質(zhì)積累的主要營(yíng)養(yǎng)元素[15];土壤水分影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)移,間接影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用[16],其中小麥拔節(jié)期和開(kāi)花期是對(duì)水分比較敏感的兩個(gè)時(shí)期[17]。研究表明,小麥拔節(jié)期灌水可有效促進(jìn)花后干物質(zhì)積累[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,百農(nóng)207灌2水(拔節(jié)水+開(kāi)花水)的干物質(zhì)累積量增加最多;豫麥49-198灌1水(拔節(jié)水)顯著提高了拔節(jié)至成熟期干物質(zhì)積累,說(shuō)明灌水促進(jìn)小麥干物質(zhì)積累,但其效應(yīng)在品種間存在差異。適量施磷可有效促進(jìn)小麥植株干物質(zhì)累積[19]。在本試驗(yàn)條件下,與不施磷處理相比,施磷處理使花后干物質(zhì)積累量分別增加132.9%(百農(nóng)207)和105.9%(豫麥49-198)。這主要因?yàn)榱追什粌H補(bǔ)充了小麥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求,同時(shí)延長(zhǎng)了光合速率高值的持續(xù)期,增加光合產(chǎn)物[20],從提高了花后干物質(zhì)積累量。
小麥籽粒的高產(chǎn)源于花后營(yíng)養(yǎng)器官較高的氮素再分配[21]?;ê鬆I(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)不僅受水肥調(diào)控,而且與小麥品種有關(guān)[22]。胡語(yǔ)妍等[23]研究表明,適宜灌水量可促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官中氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移。本試驗(yàn)中,與不灌水相比,W1(拔節(jié)水)、W2(拔節(jié)水+開(kāi)花水)處理下百農(nóng)207營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別增加3.1%和17.7%;豫麥49-198分別提高38.8%和60.2%,說(shuō)明灌水對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的效應(yīng)因品種而異。陳夢(mèng)楠等[24]認(rèn)為,深松配施磷肥150 kg·hm-2,可提高小麥籽粒氮素積累量和籽粒產(chǎn)量。本研究中,施磷(150 kg·hm-2)顯著提高了兩品種籽粒氮素積累量,但也增加了成熟期營(yíng)養(yǎng)器官氮素殘留量,降低了營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率。同時(shí)發(fā)現(xiàn),灌水與施磷對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率和貢獻(xiàn)率的影響因品種而異,其中百農(nóng)207、豫麥49-198分別在W2P1和W1P1處理有最高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率和貢獻(xiàn)率,表明適量灌水配合施磷能提高花前儲(chǔ)存同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)效率及對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率。
前人關(guān)于灌水和施磷對(duì)小麥品質(zhì)的影響研究結(jié)論頗不一致。有研究表明,土壤水分虧缺時(shí)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量提高[25]。但本研究結(jié)果中兩品種籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量均在不灌水處理下最低,可能是干旱影響了籽粒中蛋白質(zhì)代謝在內(nèi)的生理過(guò)程,引起氮素?fù)p失所致[26]。陳力平等[27]認(rèn)為,施磷顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量。而在本研究中,百農(nóng)207、豫麥49-198籽粒蛋白質(zhì)含量分別在灌2水和灌1水時(shí)最高,說(shuō)明適宜的灌水與磷肥配施在維持花前高氮素積累量的基礎(chǔ)上能促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn),增加成熟期籽粒氮素積累量,進(jìn)而顯著提高蛋白質(zhì)含量。
優(yōu)質(zhì)的群體莖蘗數(shù)量以及高的成穗率是小麥高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[28]。小麥在生育關(guān)鍵期灌水可通過(guò)影響產(chǎn)量構(gòu)成因素而提高產(chǎn)量[29],其中拔節(jié)期灌水的穗數(shù)較不灌水處理增加14.6%[30]。本研究發(fā)現(xiàn),在W1(拔節(jié)水)和W2(拔節(jié)水+開(kāi)花水)下,百農(nóng)207的穗數(shù)較不灌水分別增加 12.1%、12.6%;豫麥49-198分別增加8.1%和 26.6%;施磷也顯著提高了兩品種的有效穗數(shù),并對(duì)穗粒數(shù)和千粒重有一定的影響,這與張少民等[31]研究結(jié)果一致。
有研究表明,施磷能顯著增加小麥耗水量,對(duì)水分利用效率無(wú)顯著影響[32]。本研究中,施磷(150 kg·hm-2)在提高小麥耗水量的同時(shí),也提高了水分利用效率。這可能與磷肥促進(jìn)了根系生長(zhǎng)、提高了根系對(duì)深層水的吸收利用有關(guān)[33]。兩品種比較,百農(nóng)207水分利用效率明顯高于豫麥49-198。梁銀麗等[34]認(rèn)為,就水分利用效率而言,干旱脅迫條件下施用磷肥的效果要優(yōu)于灌溉處理。而本研究結(jié)果中,與不灌水條件下施用磷肥相比,灌水條件下施用磷肥不僅增加了小麥產(chǎn)量,也提高了水分利用效率。
本試驗(yàn)條件下,適宜灌水與施磷顯著促進(jìn)了冬小麥干物質(zhì)積累、花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累及花后氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn),提高了籽粒及籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量和水分利用效率。在黃淮南部高產(chǎn)麥區(qū),施磷150 kg·hm-2結(jié)合全生育期灌水1~2次是冬小麥高產(chǎn)高效的水磷管理模式。