鄭愛(ài)泉，司發(fā)余，張 睿，張寶林，范學(xué)科

(1．楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程分院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省長(zhǎng)武縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西 長(zhǎng)武 713600；3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；4.貴州農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 551400)

小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植面積最大的糧食作物,也是我國(guó)人民的主要口糧來(lái)源[1～2]。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占全國(guó)總用水量70%以上，由于灌溉用水過(guò)程中的浪費(fèi)現(xiàn)象，導(dǎo)致利用率僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的一半左右，利用達(dá)不到40%。Karasov[3]認(rèn)為，要使農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，首先得從提高水分利用率開(kāi)始突破。大量研究[4～8]表明，通過(guò)施肥技術(shù)可以提高水分利用率，在農(nóng)作物方面還具有增加產(chǎn)量的效果，在小麥增產(chǎn)效應(yīng)中，基礎(chǔ)地力的貢獻(xiàn)占37.9%，肥料的貢獻(xiàn)占62.1%；在肥料對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)份額中，化肥占75.8%。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，增施肥料是旱地小麥獲得更高產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)措施，但是，施用肥料的增產(chǎn)效果往往與土壤的水分狀況有著密切關(guān)系。提高旱地小麥土壤中水分利用效率，是提高小麥綠色生產(chǎn)能力的主要途徑。鐘兆站[9]等研究認(rèn)為，通過(guò)施肥技術(shù)可顯著提高小麥對(duì)土壤中的貯水量，特別是對(duì)深層土壤貯水量的利用。劉一[10]研究認(rèn)為NP化肥配合施用耗水系數(shù)降低49.7%，水分利用率提高158.4%。晉麥47從1998年在陜西審定推廣至今，一直是渭北旱薄地的主栽品種之一，其綜合性狀在不斷提純復(fù)壯的過(guò)程中，較原來(lái)品種有了較大的改善和提高。因此，有必要對(duì)其在不同施肥水平下產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行研究，豐富完善晉麥47的節(jié)水高效栽培技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在陜西省長(zhǎng)武縣十里鋪村農(nóng)技中心試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔1 200 m，年均降雨量為578.5 mm，年均氣溫9.1℃，無(wú)霜期171 d。試驗(yàn)選用渭北旱原的主栽品種晉麥47，播種量330 kg·hm-2。試驗(yàn)地耕層基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分:有機(jī)質(zhì)13.2 g·kg-1，速效氮41.8 mg·kg-1,速效磷18.8 mg·kg-1,速效鉀234.6 mg·kg-1，pH為7.6。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及技術(shù)管理措施

試驗(yàn)設(shè)A(氮0 kg·hm-2, P2O50 kg·hm-2, K2O 0 kg·hm-2)、B(氮75 kg·hm-2, P2O575 kg·hm-2, K2O 75 kg·hm-2)、C(氮225 kg·hm-2, P2O5180 kg·hm-2, K2O 150 kg·hm-2)、D=1.2 C(氮270 kg·hm-2, P2O5216 kg·hm-2, K2O 180 kg·hm-2)、E=1.4C(氮315 kg·hm-2, P2O5252 kg·hm-2, K2O 210 kg·hm-2)和F=1.6C(氮360 kg·hm-2, P2O5288 kg·hm-2,K2O 240·hm-2)6個(gè)不同施肥量，重復(fù)2次，小區(qū)隨機(jī)排列，每小區(qū)20 m2，播種16行，收中間8行，實(shí)收面積10 m2。田間主要管理措施：2017年8月25日深翻旋耕耱平，9月15日用3%克百威45 kg·hm-2拌75 kg·hm-2細(xì)土，撒施于土壤表面，并進(jìn)行旋耕耱平來(lái)防治地下金針蟲(chóng)和蠐螬危害，9月20日用小型精量播種機(jī)播種。2018年6月20日收獲。其它管理技術(shù)措施與大田相同。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

出苗后每個(gè)小區(qū)定2 m三行長(zhǎng)作為固定樣點(diǎn)，分別在越冬期、拔節(jié)期、開(kāi)花期和成熟期調(diào)查樣段內(nèi)總莖數(shù)，成熟前各小區(qū)調(diào)查3 m2成穗數(shù)和20穗穗粒數(shù)，收獲6行測(cè)定實(shí)產(chǎn)。采用烘干法于播種前和收獲后測(cè)定0～200 cm土層(每20 cm一層)土樣的含水量?？偤乃堪崔r(nóng)田水分平衡方程計(jì)算[11～12]。

土壤貯水量：W=ρ×h×p×10，其中ρ(g·cm-3)為土壤容重，計(jì)算過(guò)程中為0～200 cm土壤的平均土壤容重；p(%)為土壤含水量百分比，在計(jì)算過(guò)程中，取200 cm土壤的平均值；h(cm)為土壤深度，試驗(yàn)中測(cè)量深度為200 cm。水分利用效率(kg·hm-2·mm-1)=作物籽粒產(chǎn)量/作物生育期耗水量，即作物水分利用率(WUE，kg·hm-2·mm-1)=GY/ET，ET為耗水量，GY為小麥單產(chǎn)。

測(cè)定蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、容重、籽粒硬度、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸面積和最大拉伸阻力這幾項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

利用Excel 和LNT數(shù)據(jù)處理軟件2種方法進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)小麥產(chǎn)量的效應(yīng)

晉麥47在6個(gè)不同施肥處理下的產(chǎn)量見(jiàn)表1。從表中可以看出C的產(chǎn)量最高，達(dá)到5 622.8 kg·hm-2，較對(duì)照增產(chǎn)27.4%，與處理D增產(chǎn)23.7%和處理E增產(chǎn)24.8%差異不顯著；處理F的產(chǎn)量顯著低于處理C到E，但較對(duì)照極顯著增產(chǎn)，增產(chǎn)16.7%；與處理B產(chǎn)量差異不顯著。這一方面表明，施肥可顯著提高晉麥47的產(chǎn)量，另一方面也表明，在處理C的基礎(chǔ)上，增加肥料20%～60%沒(méi)有顯著增產(chǎn)效果，即處理C的施肥量為晉麥47的最高施肥量。

表1 不同施肥水平對(duì)晉麥47產(chǎn)量的效應(yīng)

隨著施肥量的不斷增加，晉麥47的產(chǎn)量先增加，到C處理時(shí)達(dá)到最大，隨后產(chǎn)量隨著施肥量的增加呈下降趨勢(shì)。增施肥料并未帶來(lái)產(chǎn)量的增加。這表明施肥可以顯著提高晉麥47的產(chǎn)量，但不宜過(guò)量施肥。

2.2 不同施肥量對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的效應(yīng)

不同施肥水平下，晉麥47的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。就成穗數(shù)而言，不同處理之間差異顯著。施肥可以顯著提高成穗數(shù)，成穗數(shù)增加10.2%～29.8%，但隨著施肥量的增加，成穗數(shù)呈先增加后降低的趨勢(shì)，C處理成穗數(shù)最高，較對(duì)照增加29.8%，較B處理增加17.8%，C到F成穗數(shù)降低，但處理之間差異并不顯著。這表明施肥可以提高成穗數(shù)。就穗粒數(shù)而言，其變化規(guī)律與成穗數(shù)基本一致，施肥可增加穗粒數(shù)2.7%～6.5%。這表明施肥可顯著提高穗粒數(shù)。就千粒重而言，隨著施肥量的增加，千粒重降低1.1%～8.3%。不施肥A的千粒重最大，施肥越多，籽粒反而越小。

2.3 不同施肥量對(duì)主要品質(zhì)的效應(yīng)

不同施肥對(duì)晉麥47的主要品質(zhì)指標(biāo)的效應(yīng)見(jiàn)表2。從表中數(shù)據(jù)看，施肥對(duì)晉麥47主要品質(zhì)指標(biāo)有一定影響，籽粒容重、硬度和沉降值、穩(wěn)定時(shí)間隨著施肥量的增加而增加，蛋白質(zhì)含量先增加后降低。施肥對(duì)穩(wěn)定時(shí)間影響最為顯著。不同指標(biāo)變化規(guī)律不同。容重增加0.6%～2.2%，籽粒硬度增加0.9%～3.0%，沉降值增加0.0%～3.2%，但處理之間差異均不顯著。不同處理之間蛋白質(zhì)含量和穩(wěn)定時(shí)間差異顯著，分別增加0.0%～10.0%和3.7%～22.3%。

表2 不同施肥水平對(duì)晉麥47品質(zhì)的效應(yīng)

2.4 不同施肥量對(duì)水分利用效率的影響

在小麥播種前和小麥?zhǔn)斋@后測(cè)定0～200 cm土壤的含水量結(jié)果見(jiàn)表3。試驗(yàn)地土壤容重為1.35 g·cm-3。在小麥整個(gè)生育期(2017.9.20～2018.6.25)內(nèi)，總降雨360mm。利用土壤貯水量、生育期耗水量及水分利用效率公式計(jì)算各個(gè)處理的水分利用效率見(jiàn)表3。

從表3可以看出，不同處理的土壤水分利用效率在8.97～10.54 kg·mm-1·hm-2，較對(duì)照提高19.2%～39.6%。不同處理之間差異不顯著，但均顯著高于對(duì)照。施肥可顯著提高土壤水分利用效率，在一定施肥量基礎(chǔ)上，持續(xù)提高施肥水平，其水分利用效率呈降低趨勢(shì)。

表3 不同施肥水平下晉麥47的水分利用效率

3 結(jié)果與討論

3.1 施肥與小麥產(chǎn)量的關(guān)系

試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定施肥量范圍類，隨著施肥量增加，小麥產(chǎn)量增加，超過(guò)一定范圍產(chǎn)量就會(huì)下降。C處理時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大值，隨后的處理肥量繼續(xù)增加，產(chǎn)量卻在降低。這一結(jié)果與王月福等[13～15]在灌區(qū)研究結(jié)果基本一致，施氮量240 kg·hm-2產(chǎn)量最高，達(dá)到300 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量下降。旱作條件下，施肥量增加超過(guò)一定量，水分成為產(chǎn)量的主要限制因素，可能會(huì)導(dǎo)致小麥植株生長(zhǎng)特性發(fā)生變化，直接影響個(gè)體和群體的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量。

3.2 不同施肥量與小麥水分利用效率的關(guān)系

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同處理的小麥水分利用效率隨著施肥量的增加而增加，小麥水分利用效率先增加，后減小。這與劉益望[16～18]等研究結(jié)果保持一致。但是，提高施肥量后，不同處理之間水分利用效率差異不顯著。因此，從節(jié)水角度看，旱地施肥水平不宜過(guò)高。

另外,不同施肥量對(duì)晉麥47的穩(wěn)定時(shí)間和蛋白質(zhì)含量有顯著影響，但對(duì)其它品質(zhì)指標(biāo)沒(méi)有顯著影響。這與張睿[14～15]等對(duì)灌區(qū)研究不盡一致。這可能是品種基因型差異和生態(tài)區(qū)域不同所致。