張麗霞 楊永輝 尹 鈞 武繼承 潘曉瑩

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所, 鄭州 450002; 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心, 鄭州 450046;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物高效用水原陽(yáng)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站, 原陽(yáng) 453514)

0 引言

在小麥生產(chǎn)中水、肥相互促進(jìn)又互相制約，科學(xué)的水肥一體化技術(shù)能夠精準(zhǔn)灌溉、施肥，促進(jìn)作物對(duì)肥料、水分的吸收與利用，起到以水調(diào)肥、以肥促水的作用，從而實(shí)現(xiàn)小麥增產(chǎn)增收和節(jié)水節(jié)肥。養(yǎng)分吸收是作物干物質(zhì)積累的基礎(chǔ)，小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量既受開(kāi)花前貯存碳、氮物質(zhì)的調(diào)節(jié)影響，又取決于開(kāi)花期到成熟期植株的光合生產(chǎn)能力和氮積累能力[1-3]，特別是受到開(kāi)花后干物質(zhì)和氮素從營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)能力的影響[4-6]。因此，研究小麥干物質(zhì)和氮素積累和轉(zhuǎn)運(yùn)變化對(duì)提高小麥產(chǎn)量具有重要意義。

小麥孕穗期前葉片干物質(zhì)分配率達(dá)到高峰，隨后開(kāi)始下降；孕穗期后植株開(kāi)始由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐漸轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，干物質(zhì)開(kāi)始向穗器官轉(zhuǎn)移；在灌漿期至成熟期，穗干物質(zhì)量一直增加，穗器官成為干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與積累中心[7]。適量施氮能夠促進(jìn)小麥干物質(zhì)積累，有利于葉片、莖和鞘花前貯存干物質(zhì)在花后向籽粒中轉(zhuǎn)移；但是高氮處理會(huì)導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，貪青晚熟，抑制生殖生長(zhǎng)，使穗干物質(zhì)積累減少[8-10]。在高水條件下，隨施氮量的增加干物質(zhì)呈直線增長(zhǎng)的趨勢(shì)[7]；適量的水分能促進(jìn)穗部干物質(zhì)積累速率和氮素積累量的提高，有利于小麥高產(chǎn)[11]。開(kāi)花期至成熟期是小麥氮素吸收和分配的關(guān)鍵時(shí)期，開(kāi)花后營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒氮素積累有較大貢獻(xiàn)[12]。現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，小麥氮素吸收量與施氮量呈正相關(guān)，但過(guò)高氮肥用量對(duì)小麥氮素積累影響不大[13]。有研究認(rèn)為，干旱脅迫、土壤含水率過(guò)高都將降低營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率[14-16]。

目前，滴灌是最佳的節(jié)水增效灌溉方式，具有節(jié)水、提肥和增效等多種優(yōu)勢(shì)，對(duì)干旱地區(qū)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)起到重要作用。滴灌水肥一體化利用滴灌方式，將灌溉與施肥相結(jié)合，能夠有效控制水肥量、時(shí)間和水肥入滲深度，還能維持根部適宜的養(yǎng)分供應(yīng)，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。滴灌水肥一體化條件下對(duì)小麥干物質(zhì)和氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量相結(jié)合的研究較少，本文在前期研究基礎(chǔ)上，研究滴灌水肥一體化技術(shù)對(duì)小麥干物質(zhì)和氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量的影響，探討水肥一體化下小麥干物質(zhì)和氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)與產(chǎn)量形成的關(guān)系，為制定充分發(fā)揮水肥協(xié)同作用、提高小麥產(chǎn)量的水氮科學(xué)運(yùn)籌措施提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗(yàn)于2016—2018年在河南省通許縣節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范基地(114.47°E、34.48°N，海拔62 m)進(jìn)行，該地區(qū)氣候類型為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量為657.9 mm，且主要集中在6—9月，年均氣溫14.6℃，全年無(wú)霜期222 d。該試驗(yàn)地土壤為壤質(zhì)潮土，土壤耕層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比11.4 g/kg、全氮質(zhì)量比0.81 g/kg、全磷質(zhì)量比0.72 g/kg、堿解氮質(zhì)量比74.31 mg/kg、速效磷質(zhì)量比19.8 mg/kg、速效鉀質(zhì)量比90.3 mg/kg；土壤容重1.32 g/cm3；土壤機(jī)械組成主要為砂粒(0.020～2 mm)占83%、粉粒(0.002～0.020 mm)占8.3%和黏粒(0～0.002 mm)占8.7%。

1.2 試驗(yàn)材料及種植方法

供試小麥品種為矮抗58，10月中下旬播種，播種量為150 kg/hm2，行距20 cm，每個(gè)小區(qū)播種24行，鋪設(shè)8條滴灌帶，次年6月上旬收獲。氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素(含N 46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)、氯化鉀(含K2O 50%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，灌溉方式為滴灌，滴頭流量為2～3 L/h，滴頭間距30 cm，滴灌帶間隔40～50 cm，每次灌水量為450 m3/hm2，灌水分別在小麥拔節(jié)期、開(kāi)花期和灌漿期進(jìn)行?；谡n題組已有的試驗(yàn)結(jié)果，在前期氮肥不同水平分期追施的基礎(chǔ)上，底肥少施的水肥一體化技術(shù)更有利于小麥產(chǎn)量和水肥利用效率的提高，本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)氮(N)肥水平：N1(180 kg/hm2)、N2(240 kg/hm2)、N3(270 kg/hm2)，氮肥基追比為：60%+40%，氮肥追肥比為：25%+15%，分別在小麥拔節(jié)期和灌漿期進(jìn)行追施。水分(W)設(shè)置3個(gè)水平：W1(生育期不灌水)、W2(生育期灌2次水(900 m3/hm2))、W3(生育期灌3次水(1 350 m3/hm2))，2次水在小麥拔節(jié)期和灌漿期各進(jìn)行1次灌溉，3次水在小麥拔節(jié)期、開(kāi)花期和灌漿期各進(jìn)行1次灌溉。試驗(yàn)根據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)性降水分配設(shè)定灌水量，在2016—2017年和2017—2018年連續(xù)2年對(duì)小麥進(jìn)行的灌水量能夠滿足小麥生長(zhǎng)發(fā)育的需要。共設(shè)置9個(gè)處理，分別為：W1N1、W1N2、W1N3、W2N1、W2N2、W2N3、W3N1、W3N2、W3N3，每個(gè)處理重復(fù)3次，共27個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為22.4 m2(5.6 m×4 m)。氮肥按照基肥追肥比例進(jìn)行底施，并與磷肥(P2O5，105 kg/hm2)、鉀肥(K2O，105 kg/hm2)一同隨水一次性施入，底墑水的灌溉量為450 m3/hm2，其他時(shí)期均按試驗(yàn)處理進(jìn)行水肥管理。本試驗(yàn)中，W1為生育期不灌水，在追施氮肥時(shí)采用溝施的方式進(jìn)行施肥，W2、W3為生育期灌水，實(shí)施滴灌水肥一體化時(shí)氮肥隨水一同施入。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1小麥植株干物質(zhì)量

在小麥拔節(jié)期、孕穗期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期采取植株樣品，開(kāi)花期植株樣品分為葉片、莖稈和穗3部分，成熟期分為葉片、莖+葉鞘、穗軸+穎殼、籽粒4部分。樣品于105℃殺青30 min，然后于70℃干燥至恒質(zhì)量，用精度為0.01 g的電子天平稱量干物質(zhì)量。

1.4.2小麥植株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量

花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量為開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)量與成熟期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)量的差值；花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率(%)為花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量占開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)量百分比；花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率(%)為花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量占成熟期籽粒干物質(zhì)量百分比。

1.4.3小麥植株全氮含量

采用H2SO4-混合指示劑-蒸餾法測(cè)定小麥植株全氮含量。用三品科創(chuàng)SPD80型全自動(dòng)凱氏定氮儀進(jìn)行全氮含量測(cè)定，得出小麥植株不同器官全氮含量。

1.4.4小麥植株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量

花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量為開(kāi)花期各營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量與成熟期各營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量差值；花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率(%)為營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量占開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量百分比；花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率(%)為營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量占成熟期籽粒氮素積累量百分比。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥生育期內(nèi)降雨量

由圖1可以看出，在2016—2018年連續(xù)2年中，小麥生育期內(nèi)降雨量主要集中在10月和5月，其他月份相對(duì)較少。小麥播種后降雨量逐漸增多，但從分蘗期開(kāi)始到返青期前降雨量較少，從抽穗期開(kāi)始降雨量逐漸增多，一直到灌漿期。在2016—2017年，小麥生育期內(nèi)降雨10次，總降雨量為258.3 mm；在2017—2018年，小麥生育期內(nèi)降雨11次，總降雨量為279.2 mm。

2.2 滴灌水肥一體化對(duì)小麥干物質(zhì)積累、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

2.2.1小麥干物質(zhì)的積累動(dòng)態(tài)

由圖2可以看出，連續(xù)2年，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥拔節(jié)期、孕穗期和開(kāi)花期植株平均干物質(zhì)積累量分別增加37.64%、31.21%和32.11%；W3N2和W3N3處理下小麥成熟期植株干物質(zhì)積累量提高13.34%和11.78%。因此，W3N2

處理有利于小麥植株干物質(zhì)的積累。

2.2.2小麥成熟期干物質(zhì)的積累和分配

由表1可以看出，在成熟期，籽粒是干物質(zhì)積累與運(yùn)轉(zhuǎn)中心，各器官干物質(zhì)積累量和分配比例從大到小均為籽粒、莖+葉鞘、葉片、穗軸+穎殼。連續(xù)2年，與W1N1處理相比，W3N2和W3N3處理分別使小麥莖+葉鞘干物質(zhì)積累量增加22.93%和12.65%；W2N2和W3N2處理使小麥葉片干物質(zhì)積累量增加15.30%和17.97%，使小麥穗軸+穎殼干物質(zhì)積累量增加21.53%和22.52%；W3N2和W3N3處理分別使小麥籽粒干物質(zhì)積累量增加11.10%和6.50%。從各器官干物質(zhì)積累量分配比例來(lái)看，與W1N1處理相比，W3N2處理使小麥莖+葉鞘干物質(zhì)積累量分配比例增加9.81%；W3N2處理使小麥籽粒干物質(zhì)積累量分配比例增加2.11%。因此，在小麥成熟期，W3N2處理更有利于小麥不同器官干物質(zhì)積累和分配。

表1 滴灌水肥一體化對(duì)小麥成熟期干物質(zhì)積累和分配的影響Tab.1 Effects of drip fertigation on dry matter accumulation and distribution of wheat at maturity stage

2.2.3開(kāi)花后營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)向籽粒的運(yùn)轉(zhuǎn)

由表2可以看出，2016—2017年，與W1N1相比，W2N2和W3N2處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量提高52.22%和53.04%；W3N2和W3N3下小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率增加59.80%和53.62%，營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率分別提高54.50%和49.45%。2017—2018年，與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量提高44.27%和27.49%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率分別增加52.87%和43.11%；W3N2處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率提高31.35%。由此可知，連續(xù)2年，與W1N1相比，W3N2處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量提高48.66%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率提高56.34%，營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒平均貢獻(xiàn)率增加42.93%。因此，滴灌方式下，W3N2處理更有利于小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，這說(shuō)明W3N2處理能較好地協(xié)調(diào)物質(zhì)生產(chǎn)與分配的關(guān)系，促進(jìn)小麥植株健壯，提高生長(zhǎng)有效性。

表2 滴灌水肥一體化對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Tab.2 Effects of drip fertigation on dry matter translocation of vegetative organ in wheat

2.3 滴灌水肥一體化對(duì)小麥氮素積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

2.3.1小麥植株氮素的積累動(dòng)態(tài)

由圖3可以看出，連續(xù)2年，與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥拔節(jié)期植株平均氮素積累量增加50.36%和36.22%，小麥孕穗期植株平均氮素積累量增加34.40%和26.21%。W2N3、W3N2和W3N3處理下小麥開(kāi)花期植株平均氮素積累量分別提高12.84%、21.98%和17.67%。W2N2、W2N3、W3N2和W3N3處理下小麥成熟期植株平均氮素積累量分別增加11.15%、15.82%、20.30%和18.15%。

2.3.2小麥成熟期氮素的積累和分配

由表3可以看出，在成熟期，小麥各器官氮素積累量和分配比例從大到小均為籽粒、莖+葉鞘、穗軸+穎殼、葉片。葉片氮素積累量最小，這可能是由于成熟期葉片衰老，葉片的養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中。連續(xù)2年，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥莖+葉鞘、穗軸+穎殼和籽粒平均氮素積累量分別增加20.19%、27.65%和35.99%。從各器官氮素積累量分配比例來(lái)看，與W1N1處理相比，W3N2和W3N3處理下小麥穗軸+穎殼氮素積累量分配比例增加30.27%和25.43%；W3N2處理下小麥籽粒氮素積累量分配比例增加13.14%。因此，在小麥成熟期，W3N2處理更有利于小麥不同器官氮素積累和分配。

表3 滴灌水肥一體化對(duì)小麥成熟期氮素積累和分配的影響Tab.3 Effects of drip fertigation on nitrogen accumulation and distribution of wheat at maturity stage

2.3.3開(kāi)花后小麥植株氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)

由表4可以看出，2016—2017年，與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量提高49.80%和42.88%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率增加22.84%和21.64%，營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率提高6.95%和6.72%。2017—2018年，與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量提高45.21%和38.36%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率增加18.97%和17.36%，營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率提高5.51%和5.13%。由此可知，連續(xù)2年，與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量提高47.51%和40.62%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率增加20.91%和19.50%，營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒平均貢獻(xiàn)率提高6.04%和6.12%。因此，滴灌方式下，W3N2處理更有利于小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)。

表4 滴灌水肥一體化對(duì)小麥開(kāi)花后植株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Tab.4 Effects of drip fertigation on nitrogen translocation of wheat after anthesis

2.4 滴灌水肥一體化對(duì)小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表5可知，2016—2017年，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量分別增加11.67%和9.63%，W3N2和W3N3處理下小麥產(chǎn)量提高26.41%和10.90%。2017—2018年，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量分別增加14.81%和14.76%，W3N2和W3N3處理下小麥產(chǎn)量提高37.35%和19.66%。由以上分析可知，連續(xù)2年，W3N2處理使小麥穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量分別增加13.24%和12.19%；W3N2和W3N3處理下小麥產(chǎn)量提高31.88%和15.28%。這說(shuō)明小麥拔節(jié)期和灌漿期氮肥追施和灌水的水肥一體化增產(chǎn)效果較明顯。

表5 滴灌水肥一體化對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Tab.5 Effects of drip fertigation on wheat yield and yield composition

3 討論

3.1 滴灌水肥一體化對(duì)小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和產(chǎn)量的影響

合適的水肥配比可有效發(fā)揮肥效，促進(jìn)作物對(duì)肥料的吸收與利用，從而促進(jìn)作物干物質(zhì)和產(chǎn)量的提高，相反過(guò)量的水肥對(duì)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)生抑制作用。文卿琳等[17]研究發(fā)現(xiàn)，施氮量過(guò)大，小麥貪青晚熟影響產(chǎn)量，通過(guò)減少生育后期灌水量，可以促進(jìn)干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，加速植株成熟，提高產(chǎn)量。適量施氮促進(jìn)冬小麥干物質(zhì)積累，使葉片、莖和鞘的花前貯存干物質(zhì)在花后向籽粒中轉(zhuǎn)移增多，但在灌水條件下，施氮量過(guò)多不利于開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官貯存的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移[8-9]。高水高氮處理植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，抑制生殖生長(zhǎng)，使穗的干物質(zhì)積累減小[10]。不同水分處理中，水分虧缺時(shí)增施氮肥有利于小麥提前進(jìn)入直線增長(zhǎng)期，利于小麥干物質(zhì)積累。適量氮素和水分能促進(jìn)穗部干物質(zhì)積累量的提高，利于產(chǎn)量形成，但過(guò)高的氮素并不會(huì)使穗干物質(zhì)量增加，反而對(duì)其有抑制作用[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，小麥植株干物質(zhì)積累量隨灌水的增加而增大，隨施氮量的增加而減小，適量的氮素和灌水能夠促進(jìn)小麥干物質(zhì)的積累、分配和向籽粒的運(yùn)轉(zhuǎn)。這說(shuō)明合適的水肥配比能夠促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，在生殖生長(zhǎng)階段，營(yíng)養(yǎng)器官的干物質(zhì)較好地運(yùn)轉(zhuǎn)到穗部和籽粒，更有利于小麥產(chǎn)量的形成。

3.2 滴灌水肥一體化對(duì)小麥氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和產(chǎn)量的影響

在作物生長(zhǎng)過(guò)程中，氮素以光合同化物的形式積累，氮素的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)，水肥互作可以促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)，一方面水能促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收，同時(shí)影響氮素的分配和轉(zhuǎn)運(yùn)；另一方面，施氮可以在一定程度上緩解水分虧缺對(duì)產(chǎn)量的影響[18-20]。本研究發(fā)現(xiàn)，適度的氮肥和灌水能夠促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素的積累、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)。土壤水分狀況是影響小麥氮素吸收、積累及轉(zhuǎn)運(yùn)的重要因素之一，水分虧缺能夠顯著降低小麥氮素吸收量、氮素利用效率和籽粒產(chǎn)量[21-23]。張永麗等[14]研究認(rèn)為，小麥開(kāi)花后土壤含水率過(guò)高會(huì)使其營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率降低；冬小麥不同生育期中度和重度干旱脅迫能減少冬小麥氮素吸收量，并降低花前貯藏氮素向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)量[15-16]。同時(shí)研究也表明，小麥植株氮素積累量隨生育進(jìn)程推進(jìn)而不斷增加，至成熟期達(dá)峰值[24]。但也有學(xué)者認(rèn)為，成熟期比開(kāi)花期氮素積累量有所下降[25-26]。本研究發(fā)現(xiàn)，小麥植株氮素積累量隨生育進(jìn)程推進(jìn)而不斷增加，至成熟期達(dá)到最大值，增加灌水促進(jìn)小麥植株氮素的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)，但氮肥量過(guò)大(270 kg/hm2)會(huì)降低小麥植株氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)以及營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率。因此，在小麥生長(zhǎng)發(fā)育中，適度的氮肥和灌水有利于植株氮素積累和氮素向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)，提高小麥產(chǎn)量。

4 結(jié)論

(1)連續(xù)2年，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥開(kāi)花期植株平均干物質(zhì)積累量增加32.11%，小麥成熟期植株平均干物質(zhì)積累量提高13.34%。在小麥成熟期，與W1N1處理相比，W3N2處理提高了不同器官平均干物質(zhì)積累量和分配比例。從小麥植株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)看，W3N2處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量提高48.66%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率增加56.34%，營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒平均貢獻(xiàn)率提高42.93%。

(2)從小麥整個(gè)生育期來(lái)看，氮素積累量呈逐漸增加的趨勢(shì)，在成熟期達(dá)到最大值。與W1N1處理相比，W2N3、W3N2和W3N3處理下小麥開(kāi)花期植株平均氮素積累量分別提高12.84%、21.98%和17.67%，W2N2、W2N3、W3N2和W3N3處理下小麥成熟期植株平均氮素積累量分別增加11.15%、15.82%、20.30%和18.15%。在小麥成熟期，與W1N1處理相比，W3N2處理下小麥莖+葉鞘平均氮素積累量提高20.19%，小麥穗軸+穎殼平均氮素積累量增加27.65%，小麥籽粒平均氮素積累量提高35.99%。與W1N1相比，W3N2和W3N3處理下小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量增加47.51%和40.62%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率提高20.91%和19.50%，小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒平均貢獻(xiàn)率增加6.04%和6.12%。

(3)與W1N1處理相比，W3N2和W3N3處理下小麥平均產(chǎn)量分別增加31.88%和15.28%。綜合小麥干物質(zhì)和氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)變化規(guī)律得出，在滴灌水肥一體化下，W3N2處理(即小麥?zhǔn)┘兊?40 kg/hm2，底施60%純氮，拔節(jié)期追施25%純氮和灌漿期追施15%純氮，同時(shí)在拔節(jié)期、開(kāi)花期和灌漿期各進(jìn)行1次灌水的水肥一體化處理)能夠促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)和氮素的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量的提高。