吳金芝,李淑靖,李國(guó)強(qiáng),黃 明,付國(guó)占,李友軍,蔣 向,馮 曄

(1.河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471023;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所,河南 鄭州 450002;3.河南省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,河南 鄭州 450002)

小麥作為我國(guó)居民的主要口糧之一,其產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)直接影響糧食安全和人們膳食結(jié)構(gòu)。旱地小麥占我國(guó)小麥總播種面積的1/3,面積高達(dá)6×106hm2[1]。然而,在廣大旱地小麥產(chǎn)區(qū),普遍存在水資源缺乏且與麥季錯(cuò)位、水分匱乏致使追肥困難、栽培管理相對(duì)粗放等問(wèn)題,致使小麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)、品質(zhì)穩(wěn)定性較差[2]。因此,探索提高旱地小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的技術(shù)措施具有重要意義。

水分不足是影響小麥產(chǎn)量品質(zhì)形成的最主要因素[3]。前人研究表明,水分的盈虧會(huì)影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5],且這一過(guò)程與氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)系密切[6-7]。近年來(lái), 中國(guó)和河南省都正在大規(guī)模推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),已有相當(dāng)部分旱地麥田可以在麥季進(jìn)行適量但不充足的灌溉,這給旱地小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)帶來(lái)了機(jī)遇,但與之配套的灌溉施肥理論和技術(shù)研究尚缺乏應(yīng)有的關(guān)注。隔溝灌溉是一種有效的節(jié)水灌溉技術(shù)[8],它通過(guò)順序間隔一定的灌水溝供水,不僅方便灌溉水的流動(dòng)、提高灌溉效率,而且利于在額定灌水量的情況下增加灌溉水和氮肥的下滲深度[9],從而調(diào)控土壤水分和作物氮素吸收[10],進(jìn)而影響葉片生理和光合特性[11],最終影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來(lái),隨著施肥、播種一體化機(jī)械的發(fā)展[12],小麥溝播技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用[13-15],該技術(shù)一次性完成開(kāi)溝、起壟、播種、鎮(zhèn)壓作業(yè),可達(dá)到簡(jiǎn)化操作、高效用水、增產(chǎn)增收的目的[14-15],其形成的壟溝微地形,為應(yīng)用隔溝灌溉技術(shù)提供了機(jī)會(huì)。追施氮肥是促進(jìn)小麥氮素積累,提高產(chǎn)量、品質(zhì)的主要途徑[16-19]。拔節(jié)期追施氮肥可促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)[17],提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量,進(jìn)而改善小麥加工品質(zhì)[19]。亦有研究表明,灌溉方式和追施氮肥在提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)方面具有明顯的互作效應(yīng)[21-22]。然而,目前有關(guān)隔溝灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥產(chǎn)量、品質(zhì)的影響效應(yīng)尚鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究在小麥溝播的基礎(chǔ)上,于拔節(jié)期設(shè)置不灌溉不追氮肥、全溝灌溉不追氮肥、隔溝灌溉不追氮肥、全溝灌溉追施氮肥、隔溝灌溉追施氮肥5個(gè)處理,研究拔節(jié)期灌溉與否、灌溉方式和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、主要品質(zhì)性狀和地上部氮素積累、再轉(zhuǎn)運(yùn)、分配的影響,為優(yōu)化旱地小麥栽培技術(shù)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河南省洛陽(yáng)市孟津區(qū)小浪底鎮(zhèn)南達(dá)宿村(112.35°E,34.82°N),屬于半濕潤(rùn)易旱地,土壤類(lèi)型為褐土,年均降水量600 mm,60%左右集中于7—9月。試驗(yàn)開(kāi)始前,0～20 cm土層土壤基本肥力:有機(jī)質(zhì)11.3 g/kg、全氮0.94 g/kg、堿解氮87.1 mg/kg、有效磷10.6 mg/kg、速效鉀128.3 mg/kg。試驗(yàn)?zāi)甓鹊慕邓恳约霸缕骄罡摺⒆畹蜏囟热鐖D1,小麥生育期降水量為263.1 mm,屬于生育期降雨較多的年份。

圖1 2019—2020年度小麥生長(zhǎng)季月降水量以及月平均最高、最低氣溫Fig.1 Monthly precipitation,max temperature and min temperature during wheat growing season in 2019—2020

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)于2019年10月—2020年6月進(jìn)行,在小麥溝播種植的基礎(chǔ)上,于拔節(jié)期設(shè)置不灌溉不追氮肥、全溝灌溉不追氮肥、隔溝灌溉不追氮肥、全溝灌溉追施氮肥、隔溝灌溉追施氮肥5個(gè)處理,分別用NIND、EFIND、AFIND、EFITD、AFITD表示。不同處理的灌溉量和施肥量見(jiàn)表1。NI表示不灌溉;EFI是在所有播種溝都進(jìn)行灌溉;AFI是在50%的播種溝(隔1溝灌1溝)進(jìn)行灌溉;ND表示不追氮肥,TD是在拔節(jié)期灌溉前追施氮肥60 kg/hm2。小區(qū)面積20 m×6.1 m= 122 m2,3 次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。于2020年3月22日,第2節(jié)抽出1 cm時(shí)進(jìn)行灌溉,用機(jī)械水表讀數(shù)控制,精確到 0.01 m3,出水閥門(mén)工作壓力0.10～0.12 MPa,出水量為330～340 m3/(hm2·h)。采用2BMQF-6/12A免耕施肥播種機(jī)(洛陽(yáng)市鑫樂(lè)機(jī)械設(shè)備有限公司),一次性完成開(kāi)溝、起壟、施肥、播種、鎮(zhèn)壓,壟寬20 cm,高10 cm,溝寬14 cm,小麥條播于溝內(nèi),平均行距17 cm[15],基施肥料位于2行種子中間,深度10 cm。基肥為當(dāng)?shù)亓?xí)慣的N∶P2O5∶K2O=23∶10∶6的復(fù)合肥,追施氮肥為尿素(N 46%),基肥和追肥量均參照當(dāng)?shù)卮髴?hù)習(xí)慣用量,基施復(fù)合肥750 kg/hm2,追施氮肥60 kg/hm2。小麥品種為周麥36,播量為187.5 kg/hm2,于2019年10月13日播種,2020年6月2日收獲。其他管理按照當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)田進(jìn)行。

表1 不同處理的灌溉量和施肥量Tab.1 The irrigation amount and fertilizer rate in different treatments

1.3 小麥植株氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)分配特性的測(cè)定

參照黃明等[2]描述的方法進(jìn)行,于小麥開(kāi)花期和成熟期,在每個(gè)小區(qū)取4行具有代表性且長(zhǎng)度為50 cm的植株樣品,統(tǒng)計(jì)莖蘗數(shù)后剪去根系,留取地上部,并將開(kāi)花期樣品分成莖葉鞘和穗2個(gè)部分,成熟期樣品分成莖葉鞘、穗軸+穎殼和籽粒3個(gè)部分。樣品殺青(105 ℃)30 min后80 ℃烘至恒質(zhì)量,測(cè)定干質(zhì)量后將樣品粉碎。樣品含氮量采用H2SO4-H2O2方法消解,凱氏定氮法測(cè)定。氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)分配有關(guān)計(jì)算公式[2,19]如下:

各器官氮素積累量(kg/hm2)=各器官樣品氮素含量× 各器官干物質(zhì)質(zhì)量;

某一時(shí)期地上部氮素積累總量(kg/hm2)=該時(shí)期各器官氮素積累量之和;

花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量(kg/hm2)=開(kāi)花期氮素積累總量-成熟期營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累總量;

花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率=花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/開(kāi)花期氮素積累總量×100%;

花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率=花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒氮素積累量×100%;

花后氮素積累量(kg/hm2)=成熟期氮素積累總量-開(kāi)花期氮素積累總量;

花后氮素積累對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率=花后氮素積累量/成熟期籽粒氮素積累量×100%;

各器官氮素分配比例=各器官氮素積累量/成熟期氮素積累總量×100%。

1.4 小麥籽粒產(chǎn)量的測(cè)定

小麥成熟期,在各個(gè)小區(qū)隨機(jī)收割4個(gè)2 m×1.02 m的樣方,風(fēng)干后脫粒并稱(chēng)質(zhì)量,取籽粒(50±5)g,65 ℃烘至恒質(zhì)量,測(cè)定籽粒含水量,籽粒產(chǎn)量以12.5%的含水量折算公頃產(chǎn)量(kg/hm2)。同時(shí),各小區(qū)隨機(jī)取100株小麥測(cè)定穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。

1.5 小麥籽粒品質(zhì)的測(cè)定

蛋白質(zhì)含量(mg/g)為籽粒全氮含量乘以5.7。

小麥籽粒后熟2個(gè)月,采用Perten LM3100型磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉并測(cè)定出粉率;采用近紅外谷物分析儀(Foss Infratec TM 1241型)測(cè)量小麥濕面筋含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間和吸水率。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和繪圖,采用SPSS 22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可以看出,不同處理對(duì)旱地溝播小麥籽粒產(chǎn)量的影響主要來(lái)自穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的變化,其次是穗數(shù)。與NIND相比,EFIND、AFIND、EFITD和AFITD的穗數(shù)分別顯著提高9.48%,12.99%,12.50%,13.00%,但4個(gè)灌溉處理中僅AFITD較EFIND顯著提高3.21%。不同處理之間的穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平,與NIND相比,EFIND、AFIND、EFITD、AFITD的穗粒數(shù)分別顯著提高22.77%,28.87%,38.02%,42.03%,千粒質(zhì)量分別顯著提高8.60%,14.59%,17.58%,21.25%,產(chǎn)量分別顯著提高46.57%,67.72%,83.71%,95.88%,增幅因全溝灌溉變隔溝灌溉、不追氮肥到追施氮肥而增加。可見(jiàn),拔節(jié)期灌溉和追施氮肥均可提高旱地溝播小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量,且以隔溝灌溉結(jié)合追施氮肥的AFITD處理效果最好。

表2 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Tab.2 Effects of irrigation and topdressing nitrogen at jointing stage on grain yield and its components of furrow-seeding wheat in dryland

2.2 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥品質(zhì)的影響

由表3可以看出,籽粒出粉率表現(xiàn)為EFIND>AFIND>AFITD>NIND>EFITD,但不同處理間差異不顯著。與NIND相比,AFIND和EFIND的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間和吸水率均降低;EFITD的籽粒蛋白質(zhì)含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間顯著降低4.26%,7.34%,5.26%;AFITD的籽粒蛋白質(zhì)含量和沉降值無(wú)顯著差異,但濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間分別顯著提高5.93%,7.54%。隔溝灌溉與全溝灌溉相比,不追氮肥下各品質(zhì)指標(biāo)除沉降值顯著降低外均無(wú)顯著變化,追施氮肥下籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間分別顯著提高3.11%,3.49%,11.65%,13.52%。追施氮肥與不追氮肥相比,全溝灌溉下籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間分別顯著提高4.25%,10.08%,6.30%,沉降值和吸水率的增幅不顯著;隔溝灌溉下籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間、吸水率分別顯著提高9.00%,12.22%,21.51%,26.92%,7.30%。綜上,在不追氮肥條件下拔節(jié)期灌溉會(huì)使小麥品質(zhì)變劣,而灌溉和追施氮肥結(jié)合可以改善品質(zhì),其對(duì)濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間的調(diào)控效應(yīng)突出,且以隔溝灌溉的效果優(yōu)于全溝灌溉、追施氮肥的效果優(yōu)于灌溉方式的改變。

表3 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥籽粒品質(zhì)的影響Tab.3 Effects of irrigation and topdressing nitrogen at jointing stage on grain quality of furrow-seeding wheat in dryland

2.3 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥開(kāi)花期和成熟期氮素積累量的影響

由圖2可以看出,在小麥開(kāi)花期, EFIND、AFIND、EFITD、AFITD的氮素積累量與NIND相比分別顯著提高16.66%,12.61%,35.28%,34.96%,其中EFIND與AFIND之間無(wú)顯著差異,但均顯著低于EFITD和AFITD,后二者間亦無(wú)顯著差異,表明同一施氮條件下不同灌溉方式間開(kāi)花期的氮素積累量并無(wú)顯著差異。在小麥成熟期,不同處理間的氮素積累量均達(dá)到差異顯著水平。與NIND相比,EFIND、AFIND、EFITD、AFITD的氮素積累量分別提高25.94%,41.00%,65.86%,82.64%。隔溝灌溉與全溝灌溉相比,成熟期氮素積累量平均提高10.07%。追施氮肥與不追氮肥處理相比,成熟期氮素積累量平均提高28.79%?？梢?jiàn),拔節(jié)期灌溉和追施氮肥均可顯著提高小麥氮素積累量,且灌溉和追施氮肥的效應(yīng)大于灌溉方式的改變。

不同小寫(xiě)字母表示同一時(shí)期不同處理間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。Different small letters within a stage indicate significant difference at 0.05 level among treatments.

2.4 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥開(kāi)花后氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響

拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥開(kāi)花后的氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)特性均具有顯著的調(diào)控作用(表4)。與NIND相比,EFIND、AFIND、EFITD、AFITD的花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別提高15.94%,4.63%,30.16%,25.53%,除AFIND增幅不顯著外均達(dá)到顯著水平;花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率分別降低0.35,4.41,2.36,4.34百分點(diǎn),隔溝灌溉下降幅均達(dá)顯著水平;花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均顯著降低,降幅分別為9.77,26.62,23.87,33.13百分點(diǎn)。與NIND相比,EFIND、AFIND、EFITD、AFITD的花后氮素積累量分別顯著提高1.51,4.26,4.80,7.29倍,花后氮素積累對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別提高9.77,26.62,23.87,33.13百分點(diǎn)。隔溝灌溉較全溝灌溉,不追氮肥條件下,花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均顯著降低,花后氮素積累量、花后氮素積累對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別顯著提高108.92%和16.85百分點(diǎn);追施氮肥條件下,花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率顯著降低但轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率無(wú)顯著變化,花后氮素積累量、花后氮素積累對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別顯著提高42.81%和9.26百分點(diǎn)。追施氮肥與不追氮肥相比,花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率在全溝灌溉和隔溝灌溉處理下均無(wú)顯著變化,但花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后氮素積累量、花后氮素積累對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率分別顯著增加12.28%和19.99%,130.67%和57.68%,14.10,6.51百分點(diǎn),除轉(zhuǎn)運(yùn)量外追施氮肥的效應(yīng)均表現(xiàn)為全溝灌溉大于隔溝灌溉。

表4 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥開(kāi)花后氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響Tab.4 Effects of irrigation and topdressing nitrogen at jointing stage on the characteristics of nitrogen accumulation and translocation after anthesis of furrow-seeding wheat in dryland

2.5 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥成熟期氮素分配特性的影響

拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥成熟期氮素分配特性也具有顯著的調(diào)控作用(表5)。小麥莖葉、穎殼和籽粒中的分配量均表現(xiàn)為NIND

表5 拔節(jié)期灌溉和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥成熟期氮素分配的影響Tab.5 Effects of irrigation and topdressing nitrogen at jointing stage on the nitrogen distribution at maturity of furrow-seeding wheat in dryland

3 結(jié)論與討論

小麥產(chǎn)量由單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒質(zhì)量組成,相互協(xié)調(diào)才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。前人研究表明,適量灌溉[6]、灌溉方式優(yōu)化[10]和追施氮肥[16-17]都可以在一定程度上調(diào)控產(chǎn)量三因素,進(jìn)而提高產(chǎn)量。本試驗(yàn)條件下,拔節(jié)期灌溉與否、灌溉方式、追施氮肥與否以及灌溉方式與追施氮肥互作均可顯著影響旱地小麥籽粒產(chǎn)量,但其影響機(jī)制不同。與NIND相比,4個(gè)灌溉處理都可以顯著提高小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量,從而使產(chǎn)量顯著提高46.57%～95.88%,隔溝灌溉、追施氮肥增產(chǎn)主要是通過(guò)顯著協(xié)同提高穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),追施氮肥的產(chǎn)量增幅在隔溝灌溉下比全溝灌溉小,隔溝灌溉的增幅在追施氮肥下比不追氮肥小,說(shuō)明不同農(nóng)藝措施在提高旱地小麥產(chǎn)量上的綜合效應(yīng)小于單一措施效應(yīng)的疊加,張素瑜等[23]也得到了類(lèi)似的結(jié)論。綜上,拔節(jié)期灌溉和追施氮肥都可以?xún)?yōu)化旱地溝播小麥的產(chǎn)量構(gòu)成因素,從而提高產(chǎn)量,且以隔溝灌溉配合追施氮肥的效果最優(yōu)。

隨著人們膳食需求的提高和面食加工行業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)專(zhuān)用型小麥的需求日益增加,因而提高品質(zhì)已成為當(dāng)前小麥生產(chǎn)的又一目標(biāo)。生長(zhǎng)環(huán)境的變化不僅會(huì)影響小麥籽粒蛋白質(zhì)含量,而且會(huì)影響蛋白質(zhì)構(gòu)成,進(jìn)而影響小麥品質(zhì)[24]。本研究表明,與NIND相比,EFIND和AFIND的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間和吸水率均降低,且AFIND較EFIND還顯著降低了沉降值,說(shuō)明拔節(jié)期灌溉對(duì)旱地溝播小麥品質(zhì)有不利影響,其原因主要是產(chǎn)量顯著增加引起的稀釋效應(yīng)使籽粒蛋白質(zhì)含量降低[25]。因此,在拔節(jié)期灌水的同時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施協(xié)同提高產(chǎn)量和品質(zhì),其中追施氮肥是有效途徑[18,20-21]。本研究表明,在拔節(jié)期灌溉的同時(shí)追施氮肥較不追氮肥,可顯著提高籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和面團(tuán)形成時(shí)間,且AFITD較AFIND還可顯著提高沉降值和吸水率。綜合來(lái)看,AFITD的品質(zhì)特征不僅可以恢復(fù)到不灌溉水平,而且籽粒濕面筋含量和面團(tuán)形成時(shí)間還較不灌溉顯著提高,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量品質(zhì)協(xié)同提升。

良好的氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)分配特征是實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ),但其調(diào)控機(jī)理尚無(wú)定論。有研究表明,高的花前氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量降低花后營(yíng)養(yǎng)器官光合能力,導(dǎo)致干物質(zhì)生產(chǎn)減少,可以提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量及其相關(guān)品質(zhì)性狀[25-26]。也有學(xué)者認(rèn)為,高的花后氮素積累量會(huì)增加花后光合物質(zhì)生產(chǎn)能力,促進(jìn)籽粒中淀粉合成而 “稀釋”氮素,加劇了碳氮代謝競(jìng)爭(zhēng),最終降低了籽粒蛋白質(zhì)含量[27]。亦有研究發(fā)現(xiàn),增加花后氮素積累量和花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量可實(shí)現(xiàn)籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量協(xié)同提升[2,28]。本研究表明,灌溉與否、灌溉方式和追施氮肥對(duì)旱地溝播小麥氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)分配的影響機(jī)理不同。灌溉較不灌溉可顯著提高開(kāi)花期氮素積累量、花后氮素積累量以及花后氮素積累對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率,但在不追氮肥的條件下由于產(chǎn)量的增幅高于籽粒氮素積累量的增幅,品質(zhì)變劣。追施氮肥較不追氮肥不僅可顯著提高開(kāi)花期氮素積累量、花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后氮素積累量,為籽粒氮素積累和品質(zhì)形成提供良好的氮素供應(yīng),而且可穩(wěn)定花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率,這會(huì)在一定程度上延緩花后光合能力的衰減,維持較強(qiáng)的干物質(zhì)生產(chǎn)能力,從而為產(chǎn)量提高提供保障,最終實(shí)現(xiàn)籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同提升。隔溝灌溉較全溝灌溉雖然花后氮素積累能力更強(qiáng),但會(huì)在一定程度上抑制花前氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn),在不追氮肥的條件下氮素積累量的增幅與產(chǎn)量增幅相當(dāng),籽粒品質(zhì)并未改善;在追施氮肥的條件下既能顯著提高花后氮素積累量及其對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率,又能提高籽粒氮素分配比例,表現(xiàn)出隔溝灌溉和追施氮肥結(jié)合的效應(yīng)疊加,從而在顯著提高產(chǎn)量的同時(shí)維持甚至顯著改善籽粒品質(zhì),最終實(shí)現(xiàn)旱地溝播小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)協(xié)同。

本研究?jī)H在黃土高原南部以拔節(jié)期灌水75 mm且追施氮肥60 kg/hm2進(jìn)行了單年單點(diǎn)試驗(yàn),還需拓展性研究以明確不同的生態(tài)區(qū)域、降雨年型、土壤肥力下的適宜灌溉、追施氮肥時(shí)間及用量,以進(jìn)一步完善有限灌溉條件下旱地溝播小麥的灌溉施肥理論和技術(shù)。

綜上,拔節(jié)期灌溉與否、灌溉方式和追施氮肥均可顯著影響旱地溝播小麥產(chǎn)量、品質(zhì)和氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)特征。拔節(jié)期灌溉與不灌溉相比,產(chǎn)量和氮素積累量提高但品質(zhì)變劣。隔溝灌溉較全溝灌溉具有提高花后氮素積累量的作用,在不追氮肥的條件下產(chǎn)量增加品質(zhì)無(wú)顯著改善。拔節(jié)期追施氮肥顯著提高花前氮素積累量和轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后氮素積累量及對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率,從而在提高產(chǎn)量的同時(shí)改善小麥籽粒品質(zhì)。從綜合效應(yīng)看,拔節(jié)期隔溝灌溉75 mm并追施氮肥60 kg/hm2,既能提高旱地溝播小麥產(chǎn)量,又能改善氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)分配特性和籽粒品質(zhì),實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)協(xié)同,適宜在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)使灌溉條件改善的旱地麥區(qū)推廣應(yīng)用。