韓建 祖士永 劉紅星 鄧鳳梅 李曉靜

摘? ? 要：為探究灌水次數(shù)對優(yōu)質小麥品種產(chǎn)量及水分利用效應的影響，選用兩個中、強筋小麥品種（中筋麥：中麥122;強筋麥：津農(nóng)7號），在大田條件下設置3種灌水處理（W2：冬水+拔節(jié)水+開花水;W1：冬水+拔節(jié)水;W0：冬水），研究了不同的灌水次數(shù)對中、強筋小麥品種籽粒產(chǎn)量及其構成因素、蛋白質產(chǎn)量的影響，并探討了協(xié)調中強筋小麥籽粒蛋白質含量及產(chǎn)量的適宜灌水次數(shù)。試驗結果表明，減少灌水次數(shù)籽粒產(chǎn)量顯著下降，差異達極顯著水平，減少灌水同時，能夠提高水分利用效率和籽粒蛋白質含量。

關鍵詞：中、強筋小麥;灌水次數(shù);蛋白質含量;籽粒產(chǎn)量

文章編號： 1005-2690（2021）14-0005-03? ? ? ?中國圖書分類號： S512.1? ? ? ?文獻標志碼： B

小麥是河北省乃至我國主要的糧食作物之一，其種植與保障糧食安全息息相關。小麥作為高耗水作物，其高產(chǎn)依賴于各營養(yǎng)器官的光合產(chǎn)物積累，高水肥投入對光合產(chǎn)物積累起著至關重要的作用，然而我國淡水資源較為匱乏，在農(nóng)田灌溉過程中，傳統(tǒng)灌溉方式是大水漫灌，受蒸騰作用、深層滲漏等方式影響，小麥生產(chǎn)中普遍存在水分利用率較低的問題，從而嚴重限制華北地區(qū)小麥發(fā)展[1]，為此我國農(nóng)業(yè)科研工作者對小麥展開大量深入的節(jié)水栽培技術相關研究，探尋更加高效的節(jié)水措施，以期高效整合并利用有限的農(nóng)業(yè)平均水資源，減輕田間水量損失，有效提高小麥生育期的水分利用效率[2-5]，這些研究成果有力地保障了我國小麥的持續(xù)增產(chǎn)[6]。

近年來，小麥市場隨著經(jīng)濟高速發(fā)展和國民生活水平穩(wěn)步上升，其需求結構不斷發(fā)生變化，優(yōu)質、專用型小麥配套生產(chǎn)技術研究成為熱點，如何保證小麥節(jié)水、優(yōu)質、穩(wěn)產(chǎn)高效協(xié)調發(fā)展，已然成為我國小麥生產(chǎn)亟須解決的課題之一[7-11]。縱觀全球各國水資源總況，我國境內(nèi)所擁有水資源總量較為豐富。但受北方干旱氣候及水資源分布不均等因素影響，同時近年來地下水超采嚴重，我國每667 m2平均水資源狀況堪憂，而土壤水分狀況對小麥產(chǎn)量有直接影響。探尋高效利用水資源的技術模式和培育品質穩(wěn)定的優(yōu)質小麥品種是優(yōu)質小麥發(fā)展的最佳途徑，實現(xiàn)小麥生產(chǎn)節(jié)水、優(yōu)質、高效，需要更為科學的技術措施進行支持。總結前人對小麥灌水次數(shù)的多種研究，發(fā)現(xiàn)不同類型小麥，其產(chǎn)量與灌水次數(shù)的線性關系不盡相同。本研究選用適宜北部冬麥區(qū)的當前正在推廣的中筋和強筋兩種類型小麥品種，探討不同灌水次數(shù)影響下，不同類型小麥品種產(chǎn)量及水分利用率所產(chǎn)生的相應變化之間的聯(lián)系，以期改善北部冬麥區(qū)小麥生育期水分利用率低的境況，打破我國水資源匱乏的困境，為優(yōu)質小麥市場創(chuàng)造良好生產(chǎn)機遇，從而為小麥節(jié)水、優(yōu)質和高產(chǎn)高效生產(chǎn)發(fā)展提供有力的理論依據(jù)和技術途徑。

1? ?材料與方法

1.1? 試驗供試品種

試驗品種為目前北部冬（秋播）麥區(qū)生產(chǎn)中大面積種植的兩個典型小麥品種，分別為冬性中筋品種中麥122和強筋品種津農(nóng)7號。

1.2? ? 試驗設計

試驗于2018—2019年進行，試驗地位于高碑店市辛立莊鎮(zhèn)。試驗地表層土壤（0～20 cm）中含有機質22.9 g/kg，全氮1.28 g/kg，速效磷25.4 mg/kg，速效鉀229 mg/kg。土壤前茬種植作物為大豆，為壤土，肥力中等。播種前統(tǒng)一施用基肥純N、K2O各為120 kg/hm2、P2O5 為135 kg/hm2，撒施后旋耕。試驗設置了3個灌水處理，即：W0（冬水），W1（冬水+拔節(jié)水），W2（冬水+拔節(jié)水+開花水，當?shù)爻Ｒ?guī)澆水方式），每次灌水量按750 m3/hm2的標準進行。灌水各處理間設置2 m隔離區(qū)，以避免不同灌水處理之間的相互影響。播種期10月8日。小區(qū)面積為21 m2，行距15 cm，3次重復。3葉期基本苗450×104株/hm2密度。拔節(jié)期追施N肥120 kg/hm2。小麥生長發(fā)育期間田間降水量如圖1所示。生育期間按照試驗需要進行防病、防蟲等田間管理。

1.3? ?測定內(nèi)容和測定方法

1.3.1? ?籽粒產(chǎn)量及其構成因素的測定

試驗成熟期于每小區(qū)收獲取10 m2脫粒測定，并估算產(chǎn)量，同時在小區(qū)內(nèi)收取有代表性2 m雙行樣點，帶回實驗室測定千粒重、穗數(shù)、穗粒數(shù)。

1.3.2? ?蛋白質含量測定

全氮含量測定：使用Kjeltec 2300自動定氮儀（FOSS公司），采用凱氏定氮法，籽粒用小麥粉碎儀進行粉碎處理，粉碎后用濃硫酸和雙氧水進行處理并稀釋，籽粒蛋白質含量=含氮量×5.7，蛋白質產(chǎn)量=籽粒蛋白質含量×籽粒產(chǎn)量。

1.4? ?試驗數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)利用 Excel軟件進行基礎統(tǒng)計、平均數(shù)計算及繪圖;利用 SPSS 17.0軟件采用LSD法進行主要指標統(tǒng)計分析和顯著性差異分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?氣候因素在冬小麥生長發(fā)育中的作用

冬前積溫略顯不足，其他時段氣溫影響有利有弊。10月中旬受到冷空氣影響，氣溫偏低1～3 ℃，對于出苗和分蘗不利;冬季氣溫變化較平穩(wěn)，小麥越冬情況較好。雖然冬季干旱，空氣濕度較小，但出現(xiàn)極端最低氣溫的1月份，麥區(qū)平均氣溫為-5～-2℃，較常年偏高1～2 ℃，未出現(xiàn)大幅降溫天氣，品種帶綠越冬，綠葉存活率達40%左右，沒有點片死苗現(xiàn)象;2月份氣溫偏低，返青期略晚于常年。2月上中旬較常年偏低1～4 ℃，新根噴發(fā)時間晚于常年，比常年晚3 d左右;3—4月份氣溫偏高，穗分化時間縮短。拔節(jié)期比常年早1～2 d。穗分化時間縮短，對于增粒數(shù)不利;4月24日、27日，出現(xiàn)降水過程，氣溫偏低2～3 ℃，小麥抽穗接近常年，對于減少小花退化、提高小穗結實率有利;灌漿前期溫度適宜，晝夜溫差較大，有利于光合產(chǎn)物的合成與積累;5月22—23日、6月8—9日出現(xiàn)中度至重度干熱風天氣，成熟期提前。

降水總體偏少，孕穗期降水充足及時。2018年10月1日—2019年6月10日（小麥整個生育期間）降水量98.6 ㎜，較上年度偏少49.7%。一是秋、冬季降水不足，土壤龜裂板結，影響根系發(fā)育;二是春季低溫干旱，返青推遲，麥田返青期較常年推遲3 d左右;三是孕穗期降水充足及時，各地降水量40 ㎜以上對于增粒數(shù)、粒重有利。

光照條件較好。10月份總日照時數(shù)為204～255 h，較常年同期偏多25～62 h。11月份總日照時數(shù)為108～177 h，較常年同期偏少21～70 h。12月份光照條件良好?？傮w看來，與常年同期相比，基本持平略偏多，較上年顯著偏多。

2.2? ?灌水次數(shù)對中、強筋小麥品種產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表1可知，本試驗條件下，灌水次數(shù)對中、強筋小麥品種產(chǎn)量及構成因素的影響總體趨勢基本一致但不盡相同，隨灌水次數(shù)增加，產(chǎn)量水平亦逐漸增加，并存在顯著性差異和極顯著差異。津農(nóng)7號、中麥122兩個品種的W2、W1、W0 3個處理間的小麥產(chǎn)量存在極顯著差異。增加灌水次數(shù)，對中、強筋小麥品種成穗數(shù)均有明顯的促進作用。小麥成穗數(shù)隨著灌水次數(shù)的增加逐漸升高，并達顯著或極顯著差異水平。

縱觀整個小麥生育期，拔節(jié)期至灌漿期對小麥生長至關重要，該時期小麥總葉面積快速增長，葉面的蒸騰作用日益增強，田間耗水量隨之增強。小麥穗粒數(shù)的形成受需水臨界期灌水量影響較大，合理灌溉可降低葉面蒸騰量，一定程度減少小花退化，從而有效增加穗粒數(shù)。隨著灌水次數(shù)的增加，兩參試小麥品種的穗粒數(shù)明顯升高，結果表現(xiàn)：W2>W1>W0，強筋小麥品種津農(nóng)7號3個水分處理間差異達極顯著水平，中筋小麥品種中麥122的W2、W1處理間差異不明顯，但W2和W0、W1和W0處理均達到極顯著水平差異。抽穗期至灌漿初期進行灌水處理可以提高小麥灌漿速率，從而增加千粒重。兩參試類型小麥品種的千粒重均因灌水次數(shù)變化而受不同程度的影響，其中，津麥7號W2、W1處理間無明顯差異，W2、W1處理都與W0處理差異達到極顯著水平。在本試驗處理水平下，灌水量發(fā)生改變時，該品種千粒重的形成對水分要求變?nèi)酰f明該品種千粒重在面對干旱脅迫時，具有一定的自身調節(jié)能力;另一品種中麥122千粒重受灌水次數(shù)的影響則更為明顯，3個不同處理間千粒重差異均達到顯著和極顯著水平。減少灌水次數(shù)，兩種類型小麥籽粒產(chǎn)量降低均較為顯著，相反，其對應水分利用率呈顯著升高。W1處理下津農(nóng)7號籽粒產(chǎn)量較W2處理減產(chǎn)7.3%，但水分利用效率提高14.9%;中麥122減產(chǎn)2.3%，水分利用率提高了13.0%，中麥122在W1處理下仍能保持較高的籽粒產(chǎn)量。

2.3? ?灌水次數(shù)對中、強筋小麥品種蛋白質含量及蛋白質產(chǎn)量的影響

減少灌水次數(shù)后，津農(nóng)7號、中麥122兩個品種小麥的籽粒蛋白質含量呈上升趨勢，而其蛋白質產(chǎn)量均表現(xiàn)為隨灌水次數(shù)的下降而先增后減。

3? ?討論

小麥籽粒產(chǎn)量和品質是自身遺傳因素和環(huán)境作用等多種內(nèi)外因素相互作用的結果，其形成機制比較復雜。國內(nèi)外科研工作者開展了大量工作研究灌水對小麥產(chǎn)量的影響。張永麗[12]等人研究發(fā)現(xiàn)，小麥旗葉的凈光合速率與灌水次數(shù)呈正相關，隨著灌水次數(shù)的增多，小麥產(chǎn)量及構成因素受光合速率變化影響均相應增加。趙廣才[13]等人研究指出“春灌3水處理的強筋小麥，其籽粒粒重和產(chǎn)量最高”。成雪峰等認為，春播小麥灌兩次水，小麥產(chǎn)量表現(xiàn)最優(yōu)，該處理水平下其平均產(chǎn)量、千粒重和水分利用效率可達最高。本研究結果顯示，在一定條件下，適量減少灌水次數(shù)，小麥光合速率和灌漿速率均受一定影響，可造成兩種類型小麥的籽粒產(chǎn)量均有明顯降低，隨著灌水次數(shù)越少，產(chǎn)量下降率越高，但此效應在不同品種間表現(xiàn)水平不一，品種間存在差異性。

蛋白質含量多少是判定優(yōu)質小麥品質的一個主要指標，研究結果指出，小麥籽粒蛋白質含量與灌水次數(shù)的數(shù)量存在相關關系[14]。許振柱[15]等人研究發(fā)現(xiàn)，灌溉適度減少可改善籽粒蛋白品質，提高蛋白質含量。通過測定籽粒蛋白含量發(fā)現(xiàn)，本試驗結果顯示，隨著灌水次數(shù)的減少，供試小麥品種籽粒蛋白質含量呈現(xiàn)增長趨勢，但增長的幅度在不同品種之間存在一定差別。中筋麥中麥122在W2處理中籽粒產(chǎn)量最高，但水分利用效率較低;W1處理中籽粒產(chǎn)量雖然較W2處理減產(chǎn)2.3%，但隨著蛋白質含量的提高，蛋白質公頃產(chǎn)量達到最大，較W2處理增加了50.3 kg，水分利用率較W2處理提高13%。強筋麥津農(nóng)7號在W1處理中籽粒產(chǎn)量較W2處理下降幅度不大，但水分利用效率顯著提高;蛋白質含量略微下降，蛋白質產(chǎn)量卻達到峰值。因此在今后小麥生產(chǎn)中可以通過適當減少灌水次數(shù)，協(xié)同提高小麥籽粒蛋白質含量和水分利用效率，實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質的同時兼顧節(jié)水高效。

參考文獻：

[ 1 ] 張正斌，段子淵.中國水資源和糧食安全與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展[M].北京：北京科學出版社，2010.

[ 2 ] 張正斌，崔玉亭，陳兆波，等.華北平原水資源平衡和節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的若干問題探討[J].中國農(nóng)業(yè)科技導報，2003（5）：42-47.

[ 3 ] 封超年，郭文善.地下水位對小麥產(chǎn)量影響的研究[J].江蘇農(nóng)學院學報，1995，16（1）：39-42.

[ 4 ] 李光忠，王朋友，薛玉劍，等.灌水對冬小麥品質和產(chǎn)量的影響 [J].麥類作物學報，2006，26（4）：158-160.

[ 5 ] 徐鳳嬌，趙廣才，田奇卓，等.灌水時期和比例對不同品種小麥產(chǎn)量及加工品質的影響[J].核農(nóng)學報，2011，25（6）：1255-1260.

[ 6 ] 李曉航，楊麗娟，盛坤，等.不同灌水處理下小麥干物質分配、轉運及其產(chǎn)量的研究[J].中國農(nóng)學通報，2015，31（30）：33.

[ 7 ] 萬富世.新世紀中國的小麥及其發(fā)展對策[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[ 8 ] 王漢芳，馬西云.河南省小麥品質育種現(xiàn)狀、存在問題及思考[J].農(nóng)業(yè)科技管理，2001（4）：16-17.

[ 9 ] 趙會杰，段藏祿，毛鳳梧.小麥品質形成機理與調優(yōu)技術[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社，2003.

[ 10 ] 沈建輝，戴廷波，荊奇，等.施氮時期對專用小麥干物質和氮 素積累、運轉及產(chǎn)量和蛋白質含量的影響[J].麥類作物學報，2004，24（1）：55-58.

[ 11 ] 趙俊華，于振文.不同筋型小麥品種產(chǎn)量、品質和氮素利用的差異[J].華北農(nóng)學報，2006，21（4）：14-18.

[ 12 ] 張永麗，肖凱，李雁鳴，等.灌水次數(shù)對雜種小麥冀矮1/C6-38旗葉光合特性和產(chǎn)量的影響[J].作物學報，2006，32（3）：410.

[ 13 ] 趙廣才，常旭虹，劉利華，等.不同灌水處理對強筋小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質組分含量的影響[J].作物學報，2007，33（11）：1828.

[ 14 ] 趙廣才，萬富世，常旭虹，等.灌水量對強筋小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質含量及其穩(wěn)定性的影響[J].作物學報，2008，34（7）：1247-1252.

[ 15 ] 許振柱，于振文，王東，等. 灌溉條件對小麥籽粒蛋白質組分積累及其品質的影響[J].作物學報，2003，29（5）：682-687.