旱地冬小麥冠層溫度與產(chǎn)量、水分和氮肥利用的關(guān)系.pdf

1、干旱和缺水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素，提高作物水分和肥料利用效率是旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心，其中發(fā)揮生物及品種的遺傳潛力是最具有潛力的方面，確定衡量抗早節(jié)水和高水肥利用效率品種的指標(biāo)是目前研究的熱點(diǎn)。冠層溫度在作為診斷作物缺水與否和判別作物基因型抗旱性方面的研究早已得到普遍關(guān)注，逐漸成為作物抗旱基因型選擇的重要依據(jù)，與作物水分利用密切相關(guān)。本研究在甘肅隴東旱作和拔節(jié)期有限灌溉條件下，以19個(gè)國(guó)家北方旱地冬小麥區(qū)域試驗(yàn)品種(品系)和21個(gè)美國(guó)德州

2、品種(品系)為供試材料，于2006-2007年度研究了小麥灌漿期冠層溫度與產(chǎn)量、水分利用效率、氮素利用之間的關(guān)系，旨在為抗旱節(jié)水及高效利用氮肥的小麥品種篩選提供依據(jù)。試驗(yàn)研究取得的主要結(jié)果是： 1.不論是旱作還是有限補(bǔ)灌，40個(gè)不同基因型冬小麥產(chǎn)量、水分利用效率(WUE)、灌溉期冠層溫度(CT)、N肥生理效率(NPE)分別達(dá)到極顯著水平。旱作平均產(chǎn)量為2883.6kg/hm2，變異系數(shù)為16.74％，灌溉產(chǎn)量3315.1 kg/

3、hm2，變異系數(shù)是18.47％；灌漿后期旱作CT36.02℃，變異系數(shù)3.08％，灌溉CT34.72℃，變異系數(shù)3.49％；水分利用效率WUE旱作8.05 kg/hm2·mm，變異系數(shù)16.46％，灌溉7.88 kg/hm2·mm，變異系數(shù)17.39％；N肥生理效率，旱作為24.13kg/kg，變異系數(shù)12.58％，灌溉24.37％，變異系數(shù)14.01％。研究表明，不同基因型小麥田間耗水量差異不明顯，而籽粒產(chǎn)量與WUE之間有顯著的線性回

4、歸關(guān)系(P<0.001)，WUE每增加1 kg/hm2·mm，產(chǎn)量提高358.4～440.05 kg/hm2。盡管水分利用效率高的品種要消耗較多的土壤水分，但耗水增加的幅度顯著低于產(chǎn)量增加的幅度，結(jié)果水分的利用效率大幅度提高。 2.不同基因型小麥在籽粒灌漿期存在著冠層溫度高度分異的現(xiàn)象，其差異可反映在產(chǎn)量和水分利用效率的不同上。不論在灌溉還是旱作處理下，無(wú)論灌漿初期還是中期或中后期，旱地冬小麥產(chǎn)量、水分利用效率與冠層溫度呈極顯著

5、的負(fù)相關(guān)性(R2=0.271-0.524)，并且隨著灌漿進(jìn)程的加快或生育期的推移，相關(guān)性增大。即隨著CT的降低，產(chǎn)量提高，冠層溫度偏低的品種其產(chǎn)量高，而冠層溫度偏高的品種其產(chǎn)量低。灌漿中后期冠層溫度每升高1℃，早作產(chǎn)量降低260kg/hm2、灌溉降低404 kg/hm2，旱作WUE下降0.69 kg/hm2·mm、灌溉WUE下降0.87 kg/hm2·mm。測(cè)定CT值的適宜時(shí)期為灌漿后期，以中午13:00～15:00測(cè)定為宜。

6、不論在旱作還是灌漿條件下，8個(gè)觀測(cè)日的CT值和產(chǎn)量之間都顯著的負(fù)相關(guān)性，特別是灌漿中期以后有些基因型小麥冠層溫度保持較高的一致性，冠層溫度偏低的品種具有較高的產(chǎn)量和水分利用效率。因此，灌漿后期CT在評(píng)價(jià)小麥產(chǎn)量和水分利用效率上具有較高的可靠性，可作為一個(gè)田間選擇指標(biāo)應(yīng)用。 3.以早作條件下灌漿期(5月20日至6月6日)4次測(cè)定的CT平均值為指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算歐氏距離，將供試的40個(gè)品種分成三大類(lèi)，第Ⅰ類(lèi)為中間型，共29個(gè)品種(系)；

7、第Ⅱ類(lèi)為偏冷型，只有1個(gè)品種；第Ⅲ類(lèi)為偏暖型，共10個(gè)品種(系)。同中間型Ⅰ類(lèi)比較，偏冷型Ⅱ類(lèi)的CT值低3.08℃，產(chǎn)量、WUE提高895.94 kg/hm2、2.48 kg/hm2·mm，偏暖型Ⅲ類(lèi)的CT值高1.83℃，產(chǎn)量、WUE降低611.08 kg/hm2、1.74 kg/hm2·mm。說(shuō)明，灌漿期具有較低冠層溫度的小麥品種(系)，具有較高的水分利用效率和產(chǎn)量。 4.不同基因型小麥籽粒和秸稈N素養(yǎng)分含量也差異很大，但旱作

8、與有限補(bǔ)灌處理之間差異不明顯。40個(gè)品種平均，籽粒含N為2.84～2.90％，品種之間的變異系數(shù)為8.31～9.08％；秸稈含N為約0.9％，變異系數(shù)26～28％，即不同基因型小麥對(duì)N素利用的差異主要表現(xiàn)在秸稈N向籽粒N的轉(zhuǎn)移方面。無(wú)論在旱作還是有限補(bǔ)灌，不同基因型小麥籽粒N產(chǎn)出與WUE有顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別0.745、0.649。隨著籽粒N產(chǎn)出量的增加，水分利用效率相應(yīng)提高。同產(chǎn)量、WUE的變化相類(lèi)似，小麥灌漿期冠層溫度與籽粒

9、吸收N量也存在明顯的負(fù)相關(guān)性，隨著灌漿期CT的增加，小麥籽粒吸收N的數(shù)量減少，CT增加1℃，籽粒N產(chǎn)出減少約7～9 kg/hm2。研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明灌漿結(jié)實(shí)期溫度較高的品種具有較高的代謝生理活性，根系吸收氮能力強(qiáng)，籽粒中氮素積累量大，較高的蒸騰速率、水分利用、N肥利用及與較低的冠層溫度相聯(lián)系，冠層溫度的高低成為反映不同基因型小麥在資源利用上的差異、反映栽培措施是否科學(xué)合理的便捷而較準(zhǔn)確的指標(biāo)。 冬小麥灌漿期的冠層溫度與產(chǎn)量、水分