微噴灌條件下限水減氮對(duì)高產(chǎn)麥田產(chǎn)量形成和水氮生產(chǎn)效率的影響.pdf

1、研究明確微噴灌條件下限量灌溉和降低施氮量對(duì)高產(chǎn)麥田群體生育動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量形成和水氮生產(chǎn)效率的影響，為河北省冬小麥高產(chǎn)高效的可持續(xù)生產(chǎn)提供技術(shù)支持。本研究以冬小麥品種石麥18為材料，于2014～2015年度在河北省藁城區(qū)梅花鎮(zhèn)劉家莊村大田進(jìn)行試驗(yàn)，采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì):灌水為主區(qū)，設(shè)3個(gè)限量灌溉水平(W1、W2、W3)和1個(gè)節(jié)水灌溉水平(WCK);施氮量為副區(qū)，設(shè)全生育期施N120kg·hm-2、180 kg·hm-2和240 kg·hm-2的

2、3個(gè)水平。主要研究結(jié)果如下:
　　1.小麥春季群體總莖數(shù)的消長(zhǎng)呈單峰曲線變化，在起身期達(dá)到高峰，拔節(jié)期灌水37.5 mm的W2和W3處理穗數(shù)有所降低，但限水處理成穗數(shù)均達(dá)到了750萬(wàn)·hm-2以上;干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程而增加，起身期前增加較慢，拔節(jié)后增加迅速，成熟期達(dá)到最大值，限水處理的生物產(chǎn)量比節(jié)水對(duì)照下降7.2％～8.7％，但生物產(chǎn)量也達(dá)到18000 kg·hm-2以上;春季葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程呈單峰曲線變化，最高值出現(xiàn)在孕

3、穗期，與節(jié)水對(duì)照WCK相比，限水灌溉處理花后20 d的葉面積指數(shù)僅W3未顯著降低;灌漿前期的光能截獲率無(wú)顯著差異，中后期限水灌溉處理逐漸下降，而W3處理與WCK僅差0.56％～1.62％。不同施氮水平間總莖數(shù)、LAI、干物質(zhì)積累無(wú)顯著差異，降低施氮量不會(huì)明顯影響小麥的群體動(dòng)態(tài)。
　　2.小麥株高隨生育進(jìn)程而增高，成熟期株高達(dá)70 cm左右，與節(jié)水對(duì)照WCK相比，限水灌溉處理W1、W2和W3成熟期株高顯著降低;單株莖數(shù)隨生育進(jìn)程呈拋

4、物線變化，起身期達(dá)到最大值，開(kāi)花后基本保持不變，成熟期單株莖數(shù)表現(xiàn)為拔節(jié)期灌水37.5 mm的W2和W3處理顯著降低;次生根數(shù)隨著地上部的生長(zhǎng)而不斷增加，孕穗期表現(xiàn)為限水灌溉處理W2、W3顯著降低，但開(kāi)花期和成熟期差異較小。不同施氮水平間單株莖數(shù)和次生根數(shù)差異較小，減少施氮量能適當(dāng)降低各節(jié)間長(zhǎng)度，加大基部節(jié)間粗度，對(duì)防止小麥后期發(fā)生倒伏有重要作用。
　　3.不同灌水處理旗葉的葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）變化趨勢(shì)一致，開(kāi)花20 d內(nèi)

5、基本保持不變，開(kāi)花24 d后迅速下降，花后28 d旗葉SPAD值表現(xiàn)為W3比WCK高27.87％～36.43％，比W1、W2高61.02％y～82.22％;凈光合速率(Pn)在花后呈先升高后降低的趨勢(shì)，與WCK相比，開(kāi)花期到花后14 d限水灌溉處理W1、W2和W3的凈光合速率顯著降低，花后24 dW1、W2處理顯著降低，而W3處理未顯著降低;水分利用效率(WUE)隨生育進(jìn)程而降低，拔節(jié)期灌水37.5 mm的W2和W3處理開(kāi)花期高于拔節(jié)期

6、灌水67.5 mm的W1和WCK，花后14d到24 d W3處理由相對(duì)降低變?yōu)橄鄬?duì)增加;相對(duì)含水量隨生育進(jìn)程逐漸降低，開(kāi)花期到花后14 d旗葉相對(duì)含水量差異較小，花后24 d相對(duì)含水量表現(xiàn)為限水灌溉處理W1和W2顯著降低，而W3處理未顯著降低。不同施氮量水平間旗葉SPAD值、凈光合速率和水分利用效率無(wú)明顯差異，但減少施氮量對(duì)保持后期較高的旗葉相對(duì)含水量有積極作用。
　　4.小麥旗葉最大光化學(xué)效率（F，/Fm）、實(shí)際光化學(xué)效率（Φp

7、sⅡ）和表觀光合電子傳遞速率(ETR)表現(xiàn)為花后8、18d拔節(jié)期灌水37.5 mm的W2和W3處理略低于拔節(jié)期灌水67.5 mm的W1和WCK，花后28 d僅W3處理與WCK無(wú)顯著差異;非光化學(xué)猝滅系數(shù)(qN)隨生育進(jìn)程逐漸升高，拔節(jié)期灌水67.5 mm的W1、WCK花后8d顯著低于拔節(jié)期灌水37.5 mm的W2、W3，花后18 dW3和WCK顯著低于W1、W2，花后28 d差異逐漸變大。不同施氮水平間花后旗葉的最大光化學(xué)效率、實(shí)際光化

8、學(xué)效率、表觀光合電子傳遞速率和非光化學(xué)猝滅系數(shù)的差異較小，說(shuō)明減少高產(chǎn)麥田施氮量不會(huì)對(duì)旗葉光合特性造成較大影響。
　　5.小麥籽粒灌漿速率呈單峰曲線變化，開(kāi)花后灌漿速率持續(xù)升高，在花后25 d左右達(dá)到最大，不同灌水處理間花后5d和10d灌漿速率差異較小，開(kāi)花15d后增加灌漿水的W3處理迅速增加，成熟期W3與WCK明顯高于W1和W2;小麥千粒重呈“S”型曲線變化，開(kāi)花25 d內(nèi)各處理間差異較小，25 d后差異增大;限水處理間穗粒數(shù)表

9、現(xiàn)為W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3，千粒重和籽粒產(chǎn)量則表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1，且W3千粒重顯著高于WCK，籽粒產(chǎn)量比WCK降低7.95％，但仍接近9000 kg·hm-2的超高產(chǎn)水平，且W3未明顯增加成熟期0～140 cm和0～200 cm土層土壤貯水的消耗。不同施氮量間灌漿速率、總小穗數(shù)和穗粒數(shù)差異較小，且減少施氮量不會(huì)降低籽粒產(chǎn)量。
　　6.小麥植株氮素積累量隨生育進(jìn)程逐漸增加，起身前積累較緩慢，拔節(jié)后開(kāi)始快速積累，成熟期繼續(xù)積累達(dá)到最大值

10、，不同灌水處理間各生育時(shí)期的氮素積累量差異較小，限水灌溉處理W3的氮素生產(chǎn)效率與節(jié)水對(duì)照WCK差異較小，氮肥偏生產(chǎn)力顯著降低，但W3的氮素收獲指數(shù)顯著增加。小麥的籽粒氮素積累量和植株氮素積累量以N240最高，但N120的氮素生產(chǎn)效率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著高于N240，說(shuō)明減少施氮量能夠顯著提高氮素生產(chǎn)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，起到減氮增效的作用。
　　7.不同灌水處理的總耗水量表現(xiàn)為限水灌溉處理W1、W2、W3顯著低于節(jié)水對(duì)照WCK，但限水

11、處理的降水量和土壤貯水消耗量在總耗水量中所占的比例均顯著提高;W3處理的降水生產(chǎn)效率顯著低于WCK，但水分生產(chǎn)效率和灌溉水生產(chǎn)效率顯著提高。不同施氮水平間的灌溉水、降水和土壤水占總耗水量比例及生產(chǎn)效率差異較小，說(shuō)明減少施氮量對(duì)各水分生產(chǎn)效率無(wú)明顯影響。
　　綜上可知，利用微噴灌技術(shù)在限水灌溉條件下實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)量和高效率的目標(biāo)。在2014～2015生長(zhǎng)季，與節(jié)水對(duì)照相比，限水灌溉處理在籽粒產(chǎn)量降低幅度較小的情況下顯著提高了水分生產(chǎn)效率

12、和灌水生產(chǎn)效率，且低灌水量未顯著增加0～140 cm和0～200 cm土層土壤貯水的消耗。限水灌溉處理W3，獲得較高的籽粒產(chǎn)量，水分生產(chǎn)效率和灌水生產(chǎn)效率最高，是本試驗(yàn)條件下的高產(chǎn)節(jié)水的最佳灌溉模式。施N120、180和240kg·hm-2的3個(gè)處理間各指標(biāo)差異均未達(dá)顯著水平。綜合節(jié)水高產(chǎn)和減氮增效的現(xiàn)狀，以拔節(jié)期灌水37.5 mm、開(kāi)花期15mm和花后13 d15 mm灌溉模式結(jié)合施N120 kg·hm-2為本試驗(yàn)條件下的最優(yōu)限水減氮