不同栽培因素對西北綠洲冬小麥主要農(nóng)藝和生態(tài)生理指標的影響.pdf

1、西北綠洲區(qū)改種冬小麥是增加冬春地表植被覆蓋度、遏制沙塵暴發(fā)生的重要舉措。在西北綠洲生態(tài)生產(chǎn)條件下，研究了不同灌水、施肥、密度、播期處理對冬小麥產(chǎn)量及生態(tài)生理指標的影響及影響機制。主要研究結(jié)果如下： 1.水分試驗在冬灌1800m3/ha基礎(chǔ)上，設(shè)5個等量不等次、等次不等量灌水處理。試驗結(jié)果表明，水分處理間單位面積籽粒產(chǎn)量無顯著差異，在節(jié)水600～1500m3/ha條件下可不減產(chǎn)。灌水處理間水分利用效率(WUE)存在顯著差異。節(jié)水可

2、以提高WUE。 在冬水和拔節(jié)期灌水基礎(chǔ)上，水分對小麥生殖生長的影響大于營養(yǎng)生長；畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重對水分反映較敏感，水分處理間三者最大相差百分率為12.81﹪～18.45﹪。不同灌水處理間平均灌漿速率、灌漿持續(xù)期、最大灌漿持續(xù)期、以及最終樣品的烘干千粒重差異明顯，但最大灌漿速率沒有顯著差異。灌水次數(shù)愈少，小麥灌漿起步時間愈早，達到峰值的時間越快，最大灌漿速率值也較大，后期水分脅迫使小麥灌漿的高峰期提早。 產(chǎn)量與畝穗數(shù)

3、(0.549**)和平均灌漿速率(0.591**)極顯著正相關(guān)，但與穗粒數(shù)和千粒重相關(guān)不顯著。產(chǎn)量與不同時期測定的光合速率(Pn)、氣孔導度(Cd)、蒸騰速率(Tr)均無顯著相關(guān)；WUE與最大灌漿持續(xù)期顯著負相關(guān)(-0.545*)，與抽穗～灌漿期測定的Pn(0.585*～0.577*)、Cd(0.542*～0.824**)顯著或極顯著正相關(guān)，但與Tr和其它農(nóng)藝指標均無關(guān)。 Pn、Cd、Tr的日變化分析表明，10:00后光合速率受

4、氣孔因素影響大；Pn、Cd、Tr日變化均為單峰曲線，但T1得到峰值出現(xiàn)時間比其它處理遲。T1的拔節(jié)水灌溉量最大、可能較充足水分供應(yīng)可以延遲Pn、Cd峰值出現(xiàn)。 對水分試驗分層次(0～10、10～30、30～60、60～150cm)測定了土壤含水量，結(jié)果表明：冬灌后到來年小麥成熟，土壤水分含量以表層最低，各生育期基本呈從上至下的遞增狀態(tài)；10～60cm土層是根系集中分布帶、也是水分吸收和變化的活躍層，因此10～60cm土層處理間土

5、壤含水量變幅較大，而60cm以下的深層土壤含水量變化相對較穩(wěn)定、處理間差異減小。從時期比較，灌漿中期各層土壤含水量最低、處理間土壤含水量差異也最大，這與氣溫和群體動態(tài)變化、植株蒸騰和土壤蒸發(fā)變化一致。 2.施肥試驗設(shè)兩個供N水平，兩個供P水平，共四個施肥處理，研究了施肥處理間單位面積產(chǎn)量、水分利用效率、以及重要農(nóng)藝指標的差異及差異機制。結(jié)果表明，不同施肥處理間單位面積產(chǎn)量、水分利用效率(WUE)、N、P利用效率存在顯著或極顯著差

6、異。低N低P處理(N11P7)的產(chǎn)量、WUE、N、P利用效率均最高，表明多施肥不一定提高產(chǎn)量和WUE甚至顯著降低產(chǎn)量和WUE，節(jié)肥栽培是可行的，N11P7是河西綠洲灌區(qū)冬小麥可推薦的節(jié)肥施用量。多施N、P肥分別可增加N和P消耗量，但是明顯降低N、P利用效率，也顯著降低WUE。 施肥處理對似乎前期生長指標株高和收獲指數(shù)影響不大，但明顯影響產(chǎn)量三要素、生物產(chǎn)量、主穗粒重。通過產(chǎn)量、WUE與產(chǎn)量三因素、株高、生物產(chǎn)量、收獲指數(shù)、N和P

7、消耗量及利用效率等14個指標相關(guān)分析表明：產(chǎn)量與畝穗數(shù)(0.822**)、主穗粒重(0.828'*)、WUE(0.746'*)、N利用率(0.622*)相關(guān)顯著或極顯著，與其它指標無顯著相關(guān)。與WUE相關(guān)最為緊密的指標有：主穗粒重(0.935**)、畝穗數(shù)(0.785**)、N利用率(0.771**)、P利用率(0.796'*)、N消耗量(-0.708*)、P消耗量(-0.719'*)。 畝穗數(shù)是該試驗條件下主要產(chǎn)量決定因素，也

8、極顯著影響WUE高低，提高N素利用率可顯著增加畝穗數(shù)(0.592*)。產(chǎn)量三要素間只有畝穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著正相關(guān)(0.705*)，表明本試驗施肥處理條件下，由于產(chǎn)量水平不太高、群體內(nèi)個體間競爭壓力較小，三要素處于可同步增長的調(diào)控范圍。 對全氮、速效N、全P和速效P四種養(yǎng)分形態(tài)分層次(0-10cm、10-30cm)、分時期(拔節(jié)～成熟)進行了含量測定，結(jié)果表明：拔節(jié)期追肥后，全N和速效N含量、低N處理的全P和速效P含量上升，其后隨著

9、生育期的消耗，含量持續(xù)下降。而高N處理的全P和速效P含量則隨生育期的推進，含量反而持續(xù)增高直至成熟，這可能與高N促進P的轉(zhuǎn)化有關(guān)，同時也說明N和P間存在著明顯的互作；處理間四種養(yǎng)分均以高N高P處理(N15P11)的含量最高，且生育期間變化最劇烈，表明一定范圍內(nèi)施肥多少是影響土壤養(yǎng)分含量高低的主要因素，高量施肥會產(chǎn)生奢侈消耗，N15P11可作為河西綠洲冬小麥施肥的高線值；全生育期速效N和速效P、追肥前四種養(yǎng)分含量一般為上層(0-10cm)

10、＞下層(10-30cm)，四種養(yǎng)分生育期前后的起伏變化均為下層＞上層，表明下層養(yǎng)分消耗較多、是養(yǎng)分吸收變化的活躍層；四種養(yǎng)分的變化總體來看是：速效N＞速效P＞全P＞全N，速效養(yǎng)分的變化遠大于全N和全P，以全N最穩(wěn)定；兩土層速效P和全P、上層速效N含量在處理間的差異均表現(xiàn)為后期＞中期。 3.密度試驗設(shè)375、450、525、600、675、750萬基本苗/ha六個密度處理，結(jié)果表明：密度處理間產(chǎn)量和WUE存在極顯著差異。以675萬

11、苗/ha的處理產(chǎn)量和WUE最高(5089.12kg/ha，10.14kg/ha.mm)。密度處理間耗水量沒有顯著差異，WUE的差異主要由產(chǎn)量的差異決定，處理的產(chǎn)量和WUE的排序一致。 不同密度處理間除穗長、收獲指數(shù)無顯著差異外，分蘗數(shù)、穗粒重、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、干粒重、株高等主要農(nóng)藝性狀都存在顯著或極顯著差異。畝穗數(shù)除低密度處理375萬苗/ha顯著較低外，其它各處理間差異不顯著，表明河西冬小麥群體的自動調(diào)節(jié)較強。低密度處理分蘗數(shù)、

12、穗粒重、穗粒數(shù)、千粒重一般高于高密度處理。 在本試驗密度條件下，產(chǎn)量三要素中只有畝穗數(shù)與產(chǎn)量(0.66**)和WUE(0.628**)高度相關(guān)，而畝穗數(shù)與穗粒數(shù)(-0.620**)、穗粒重(-0.556*)、生物量(-0.726**)、單株分蘗數(shù)(-0.586**)高度負相關(guān)。 不同密度處理土層0-30cm土層水分變化趨勢相似，但密植處理土壤含水量低谷出現(xiàn)時間較早(灌漿前期)，而稀植處理較遲(灌漿中期)，這與不同密度群體

13、耗水和土壤水分蒸散的差異有關(guān)。 4.播期試驗相隔5天設(shè)計5個處理，分別為9月19日、9月24日、9月29日、10月4日、10月15日。結(jié)果表明：播期處理對冬小麥產(chǎn)量和WUE有極顯著影響，隨播期推遲冬小麥產(chǎn)量總體呈下降趨勢。處理的產(chǎn)量和WUE大小排序一致，即：19/9＞24/9＞4/10＞29/9＞15/10。9月19日是河西冬小麥的最適播種期。不同播期處理間株高、穗長、穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重、生物量、畝穗數(shù)、收獲指數(shù)各指標均有顯