不同播种方案补灌对冬小麦水分利用和产量影响

分类：论文范文 发表时间：2021-06-05 10:19

　　摘要：为明确不同的群体结构下冬小麦的合理补灌水时间和数量，于２０１８－２０１９年冬小麦生长季，通过裂裂区试验，以品种为主区，选用大穗型品种山农２３和中多穗型品种山农２９；以播种方案（播期×种植密度）为副区，设１０月５日播种＋基本苗１２０×１０４株·ｈｍ－２（适期精播，Ａ１）和１０月１２日播种×＋基本苗２４０×１０４株·ｈｍ－２（晚播增密，Ａ２）两个水平；以补灌方案为副副区，设拔节期和开花期补灌使０～２０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率（Ｗ１）和拔节期补灌使０～４０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率（Ｗ２）两个水平，分析了拔节期和开花期补灌对不同播期和种植密度下冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。结果表明，在Ａ１条件下，与Ｗ２处理相比，Ｗ１处理显著降低了小麦对土壤贮水的消耗，增加了对补灌水的利用，提高了自群体总茎蘖数量达到最大值后的分蘖消亡速率，增加了成熟期群体干物质积累量，显著提高穗粒数、千粒重、水分利用效率和灌水生产效率；在Ａ２条件下，与Ｗ２处理相比，Ｗ１处理提高了拔节至开花期间的分蘖消亡速率、成熟期群体干物质积累量、穗粒数、籽粒产量和灌水生产效率，显著增加小麦对土壤贮水的消耗量和农田耗水量。上述结果说明，拔节期和开花期补灌使麦田０～２０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率，提高了两种播种方案下大穗型和中多穗型小麦品种的穗粒数、千粒重和灌水生产效率，尤其提高了适期精播小麦的水分利用效率和晚播增密小麦的籽粒产量，是调控不同群体结构下冬小麦实现高产和高水分利用效率的最优补灌方案。

　　关键词：冬小麦；补灌；播期和种植密度；产量；水分利用效率

　　黄淮海平原是我国小麦主产区［１－２］，也是小麦－玉米一年两熟区［３］。近年来随着玉米晚收技术的推广应用，小麦播种期明显推迟，与以往相比，小麦生长季分配的光热和降水资源发生了较大变化，因而明确推迟播期后小麦群体结构及其耗水特性的变化，探索适宜的补灌方案对持续提高小麦产量和水分利用效率、实现周年高产高效有重要意义。

　　１材料与方法

　　１．１研究区概况

　　试验于２０１８－２０１９年小麦生长季，在山东省泰安市岱岳区道朗镇玄庄村（３６．１２°Ｎ，１１６．５５°Ｅ）大田进行。该地区属于温带大陆性季风气候，年平均气温为１３．３°C，年均降水量为６５４．６ｍｍ，降水主要集中在夏季。播种前试验地０～２０ｃｍ土层土壤含有机质９．６ｇ·ｋｇ－１、全氮１．０２ｇ·ｋｇ－１、碱解氮８７．３５ｍｇ·ｋｇ－１、有效磷３０．６５ｍｇ·ｋｇ－１和速效钾１２４．３３ｍｇ·ｋｇ－１。小麦生长季有效降水量为１１３．６ｍｍ，其中播种期至越冬期、越冬期至拔节期、拔节期至开花期、开花期至成熟期的有效降水量分别为２８．８、２．８、３７．６、４４．４ｍｍ。试验田播种时土壤水分状况、土壤容重见表１，小麦不同生育时期积温见表２。

　　１．２试验设计

　　试验采用裂裂区设计（表３），以品种为主区，选用大穗型品种山农２３和中多穗型品种山农２９；以播种方案（播期＋种植密度）为副区，设１０月５日播种＋基本苗１２０×１０４株·ｈｍ－２（适期精播，Ａ１）和１０月１２日播种＋基本苗２４０×１０４株·ｈｍ－２（晚播增密，Ａ２）两个水平；以补灌方案为副副区，设拔节期和开花期补灌均使０～２０ｃｍ（拟湿润层）土层土壤相对含水率达１００％田间持水率（Ｗ１）及拔节期补灌使０～４０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率（Ｗ２）两个水平，同时设拔节期和开花期均不灌水处理（Ｗ０）为对照。

　　２结果

　　２．１冬小麦耗水特性

　　山农２３的土壤贮水消耗量和总耗水量大于山农２９（表４）。播种方案对土壤贮水消耗量和总耗水量均无显著影响，但与Ｗ２处理相比，Ｗ１处理显著提高了土壤贮水消耗量和总耗水量。品种与补灌方案的互作、播种方案与补灌方案的互作以及品种、播种方案、补灌方案三者间的互作均显著影响土壤贮水消耗量和总耗水量。对于同一品种，在Ａ１条件下，与Ｗ２处理相比，Ｗ１处理具有较高灌水量及其占总耗水量的比例，显著降低土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例，两灌水处理间降水量占总耗水量的比例无显著差异；在Ａ２条件下，与Ｗ２处理相比，Ｗ１处理显著提高土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例、总耗水量，显著降低降水量占总耗水量的比例和灌水量占总耗水量的比例，两灌水处理间灌水量无显著性差异。在Ａ１条件下，与Ｗ２处理相比，山农２３的Ｗ１处理总耗水量无明显变化，但山农２９的Ｗ１处理总耗水量显著降低。上述结果说明，拔节期和开花期补灌使０～２０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率，显著降低了适期精播小麦对土壤水的消耗，促进其对补灌水的利用，但是显著增加了晚播增密小麦的土壤贮水消耗量和农田耗水量。

　　２．２冬小麦不同生育期群体总茎蘖数动态变化

　　由图１可知，在返青期之前，两个小麦品种的群体总茎蘖数均增长缓慢，Ａ２处理的总茎蘖数显著大于Ａ１处理。在返青期之后，小麦群体总茎蘖数持续增加，直至总茎蘖数量达到最大值，其中山农２３的Ａ１处理群体总茎蘖数量的增长速率显著大于Ａ２处理，但山农２９的总茎蘖数增长速率在Ａ１和Ａ２处理间无显著差异，说明大穗型品种山农２３在晚播条件下即使适当增加了种植密度，其春生分蘖亦比适期精播处理少。同一补灌方案下，从群体总茎蘖数量达到最大值至开花期期间，山农２３的Ａ１处理群体总茎蘖数量减少的速率显著小于Ａ２处理；在Ａ１条件下，Ｗ１与Ｗ２处理相比，群体总茎蘖数量减少的速率无显著差异；在Ａ２条件下，相比于Ｗ２处理，Ｗ１处理显著加速了分蘖的两极分化。同一播种方案下，相比于Ｗ２处理，Ｗ１处理显著促进分蘖的两极分化。上述结果说明，晚播增密可以减少大穗型品种山农２３春生分蘖的数量，在拔节期供水较少的情况下，明显加快其分蘖的两极分化；晚播增密使中多穗型品种山农２９分蘖两极分化的进程减慢，减少拔节期补灌水量可加快该晚播增密小麦的分蘖两极分化。

　　３讨论

　　３．１补灌对不同群体结构下小麦群体动态变化的影响

　　适宜的播期和种植密度通过调节群体分蘖数量，建立良好的群体结构，从而获得较高的成穗数，提高籽粒产量［１９］。在适宜播期内，推迟播期可以通过增加种植密度来弥补因晚播导致成穗数和产量的降低［７］。同一播期（１０月１２日播种）条件下，低密度（播量为１１２．５ｋｇ·ｈｍ－２）播种较高密度播种减少了无效分蘖；播期为１１月２日，高密度（播量为２２５ｋｇ·ｈｍ－２）播种较低密度播种增加了最大分蘖数量，提高成熟期穗数［２０］。本试验条件下，与适期精播处理相比，晚播增密处理显著提高了大穗型品种山农２３和中多穗型品种山农２９的冬前分蘖数量。但是在返青之后，春生分蘖动态变化因品种、播种方案和补灌方案产生差异。与１１月中旬播种相比，１０月中旬播种时积温增加，较好的植株生长量使小麦向单茎提供足够的碳水化合物，增加有效分蘖的数量［２１］。本试验条件下，在返青之后，与适期精播处理相比，晚播增密处理显著降低了大穗型品种山农２３春生分蘖数量的增长速率，减少最大分蘖数量，最终降低成穗数；但是对中多穗型品种山农２９春生分蘖数量的生长速率无显著影响。拔节期和开花期是小麦需水的关键时期，此时缺水会显著影响小麦的成穗数和穗粒数。有研究表明，与雨养处理相比，拔节期和开花期补灌处理显著降低拔节期至开花期分蘖的消亡速率，提高成穗数［２２］。然而，另有研究则认为，补灌方案对最大分蘖数和最终成穗数均无显著影响［２３］。本试验条件下，大穗型品种山农２３在适期精播条件下，Ｗ１和Ｗ２两种补灌方案下从分蘖数量达到最大值到开花期的分蘖消亡速率无显著差异；在晚播增密条件下，Ｗ２处理相比于Ｗ１处理显著降低了分蘖的消亡速率，提高了成穗数。同一播种方案下，中多穗型品种山农２９亦表现为Ｗ２处理相比于Ｗ１处理显著降低了分蘖的消亡速率。但是无论大穗型品种和中多穗型品种群体动态在拔节期至开花期如何变化，补灌方案对适期精播小麦的最终成穗数无显著影响；增加拔节期补灌水量，使０～４０ｃｍ土层土壤相对含水率达１００％田间持水率可显著提高晚播小麦的成穗数。

　　３．２补灌对不同群体结构小麦籽粒产量、产量构成因素和水分利用效率的影响

　　与适期播种相比，小麦播期每推迟１ｄ，籽粒产量与之相比降低了１％；在推迟播期１４ｄ内，增加种植密度可以弥补产量的损失，继续推迟播期，即使增加种植密度，但由于群体数量、叶面积指数和穗粒数的降低，产量并没有得到弥补［２４］。与晚播处理相比，早播处理由于较好的植物生长速率，显著提高了小麦花前干物质积累量，增加穗数和穗粒数，进而提高籽粒产量［２１］。本试验两种播种方案的播种期相差７ｄ，结果与前人稍有不同，与适期精播处理相比，晚播增密处理显著提高大穗型品种山农２３开花期和成熟期干物质积累量和中多穗型品种山农２９成熟期干物质积累量，但是籽粒产量并没有随干物质积累量的增加而增加。大穗型品种山农２３的晚播增密处理的穗数显著降低，但籽粒产量与适期精播处理无显著差异，这与晚播增密处理的穗粒数和千粒重增加，弥补了穗数不足对产量的影响有关；中多穗型品种山农２９的穗数和穗粒数，在两种播种方案下无显著差异，但千粒重和籽粒产量降低，说明晚播条件下即使适当增加种植密度，中多穗型品种山农２９籽粒产量亦受到不利影响。

　　参考文献：

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　　王森１，尚云秋１，朱俊科３，谷淑波１，王东２，３

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