土壤水分對不同小麥品種水分利用特性和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響.pdf

1、試驗(yàn)于2009～2010和2010～2011小麥生長季，在山東泰安山東農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行。2009～2010生長季，小麥生育期間降水量為播種至冬前期34.2mm、冬前至拔節(jié)期43.1mm、拔節(jié)至開花期34.1mm、開花至成熟期37.7mm，總計(jì)149.1mm；以濟(jì)麥22、泰山23和洲元9369為試驗(yàn)材料，設(shè)置6個(gè)土壤水分處理：不灌水(W0)，拔節(jié)期和開花期0～140cm土層土壤相對含水量分別補(bǔ)灌至65％和60％(W1)、70％和60％

2、(W2)、70％和65％(W3)、75％和65％(W4)、75％和70％(W5)。2010～2011生長季，小麥生育期間降水量為播種至冬前期2.7mm、冬前至拔節(jié)期28.7mm、拔節(jié)至開花期117.7mm、開花至成熟期22.9mm，總計(jì)172mm；以濟(jì)麥22、泰山23、洲元9369和濟(jì)麥20為試驗(yàn)材料，設(shè)置6個(gè)土壤水分處理：不灌水(W0’)，拔節(jié)期和開花期0～140cm土層土壤相對含水量分別補(bǔ)灌至65％和70％(W1’)、70％和75％

3、(W2’)、70％和80％(W3’)、75％和75％(W4’)、75％和80％(W5’)。研究了土壤水分對不同小麥品種耗水特性和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，主要結(jié)果如下：
　　 1、土壤水分對不同小麥品種耗水特性的影響
　　 1.1.土壤水分對小麥耗水特性的影響
　　 兩生長季，各供試品種不補(bǔ)灌處理總耗水量最低，總耗水量來源于降水和土壤貯水消耗量的比例最高，表明全生育期不補(bǔ)灌促進(jìn)了小麥對土壤貯水的吸收利用。補(bǔ)灌處理間比較，

4、2009～2010生長季，濟(jì)麥22和泰山23W3和W4處理的總耗水量與W5處理無顯著差異，顯著高于W1、W2處理；土壤貯水消耗量及其占總耗水量的比例高于W5處理，灌水量及其占總耗水量的比例低于W5處理；開花至成熟期的階段耗水量和日耗水量高于W1、W2處理。洲元9369W3處理的總耗水量與W4處理無差異，顯著高于W1、W2處理；土壤貯水消耗量及其占總耗水量的比例高于W4、W5處理，灌水量及其占總耗水量的比例低于W4、W5處理；開花至成熟期

5、的階段耗水量和日耗水量高于W2、W4處理，與W5處理無顯著差異。表明W3和W4處理比W5處理促進(jìn)了濟(jì)麥22和泰山23對土壤貯水和開花至成熟期階段水分的吸收利用；W3處理比W4和W5處理促進(jìn)了洲元9369對土壤貯水和開花至成熟期階段水分的吸收利用。
　　 2010～2011生長季，各品種W4’處理的土壤貯水消耗量及其占總耗水量比例顯著高于W3’、W5’處理，灌水量及其占總耗水量的比例顯著低于W5’處理。濟(jì)麥22和泰山23W4’處理

6、總耗水量與W5’處理無顯著差異，高于其他處理；濟(jì)麥20和洲元9369W3’、W4’和W5’處理的總耗水量無顯著差異，高于W0’、W1’、W2’處理。各品種W4’處理開花至成熟期階段的耗水量和日耗水量高于W0’、W1’、W2’處理。表明W4’處理促進(jìn)了各小麥品種對土壤貯水和開花至成熟階段水分的吸收利用。
　　 1.2.不同小麥品種耗水特性的差異
　　 2009-2010生長季，濟(jì)麥22W1、W2、W3、W4處理的總耗水量、

7、灌水量、土壤貯水消耗量及其占總耗水量的比例顯著高于泰山23和洲元9369；開花至成熟期的階段耗水量、日耗水量高于洲元9369，與泰山23無顯著差異：W0、W1、W2、W3處理拔節(jié)至開花期的階段耗水量、日耗水量高于洲元9369，與泰山23無顯著差異。表明濟(jì)麥22對不同來源水分利用能力強(qiáng)，對拔節(jié)至成熟期水分利用能力顯著高于洲元9369，利于對水分的高效利用。
　　 2010～2011生長季，濟(jì)麥22W0’、W2’和W4’處理的總耗水

8、量、土壤貯水消耗量和灌水量及其占總耗水量的比例顯著高于其他品種，降水量占總耗水量的比例較低；越冬至拔節(jié)階段耗水量、日耗水量、耗水模系數(shù)顯著高于其他品種；拔節(jié)至開花期階段耗水量、日耗水量顯著高于泰山23；W2’和W4’處理開花至成熟期的階段耗水量顯著高于濟(jì)麥20和洲元9369，與泰山23無顯著差異。表明濟(jì)麥22總耗水量中來源于灌水和土壤貯水的比例較高，對不同來源水分的充分利用能力強(qiáng)；拔節(jié)至開花及開花至成熟階段耗水量較高，對拔節(jié)后水分的利用

9、能力高于其他品種。
　　 1.3.不同降水年型小麥耗水特性的差異
　　 2009～2010生長季小麥生育期內(nèi)總降水量149.1mm，各生育階段分布較均勻，2010～2011生長季小麥生育期內(nèi)總降水量172mm，各生育階段分布不均勻。
　　 與2009～2010生長季比較，濟(jì)麥22、泰山23和洲元93692010～2011生長季降水量占總耗水量的比例均顯著增加，總耗水量、補(bǔ)灌水量、土壤供水量及其占總耗水量的比例顯著

10、降低。濟(jì)麥22播種至越冬期和拔節(jié)至開花期的階段耗水量、日耗水量和耗水模系數(shù)均顯著降低，泰山23播種至越冬期、越冬至拔節(jié)期和拔節(jié)至開花期的階段耗水量、日耗水量和耗水模系數(shù)均顯著降低，洲元9369播種至越冬期和越冬至拔節(jié)期的階段耗水量、日耗水量和耗水模系數(shù)顯著降低。表明2010～2011生長季，播種至拔節(jié)降水31.4mm，拔節(jié)至開花期集中降水117.7mm條件下，各小麥品種對土壤貯水的吸收利用減弱，降低了補(bǔ)灌水量和總耗水量。不同品種各階段耗

11、水受不同降水年型的影響不同，越冬至拔節(jié)期降水僅31.4mm，泰山23和洲元9369播種至冬前和冬前至拔節(jié)階段耗水量顯著降低，濟(jì)麥22冬前至拔節(jié)階段耗水量較多，利于其對水分的高效利用；拔節(jié)至開花期降水117.7mm，濟(jì)麥22和泰山23該階段耗水量降低；各小麥品種兩生長季開花至成熟期階段耗水量無顯著差異，均高于其他階段耗水量，利于小麥對開花至成熟階段水分的充分吸收利用，籽粒灌漿充分。
　　 2、土壤水分對不同小麥品種碳代謝的影響

12、r>　　 2009～2010生長季，各品種W3、W4、W5處理花后30d旗葉凈光合速率和最大光化學(xué)效率均高于W0、W1、W2處理；W4、W5處理花后10d、20d和30d旗葉實(shí)際光化學(xué)效率高于其他處理。濟(jì)麥22和泰山23W4處理花后21d旗葉蔗糖含量高于W5處理，花后28d低于W3、W5處理；開花后干物質(zhì)積累量高于其他處理。洲元9369W3處理花后21d旗葉蔗糖含量與W4、W5處理無顯著差異，開花后干物質(zhì)積累量與W4處理無顯著差異，高

13、于其他處理。表明濟(jì)麥22和泰山23的W4處理、洲元9369的W3和W4處理灌漿中后期旗葉凈光合速率、最大光化學(xué)速率和實(shí)際光化學(xué)速率較高，開花后干物質(zhì)積累量最高，有利于光合產(chǎn)物積累和向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)。
　　 2010～2011生長季，各品種W4’處理花后20d、30d旗葉凈光合速率和花后30d實(shí)際光化學(xué)效率與W3’、W5’處理無顯著差異，均高于W0’、W1’、W2’處理；花后30d旗葉最大光化學(xué)效率顯著高于W0’。濟(jì)麥22和泰山23的

14、W4’處理花后14d旗葉蔗糖含量高于W3’、W5’處理，濟(jì)麥20和洲元9369高于W5’處理；花后21d各品種均低于W3’、W5’處理；開花后干物質(zhì)積累量高于其他處理。表明各品種W4’處理灌漿中后期旗葉光合速率、最大光化學(xué)速率和實(shí)際光化學(xué)速率較高，小麥開花后的干物質(zhì)積累量最高，利于光合物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)。
　　 3、土壤水分對不同小麥品種氮代謝的影響
　　 2009～2010生長季，濟(jì)麥22W4處理成熟期植株和籽粒氮素積累

15、量高于W0、W1、W5處理，與W2、W3處理無差異：營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率高于W3、W5處理。泰山23W4處理成熟期植株和籽粒氮素積累量高于W0、W1、W3處理；營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量高于W0、W1處理，與W2、W3、W5處理無差異。洲元9369W3處理成熟期植株氮素積累量與各補(bǔ)灌處理間無差異；成熟期籽粒氮素積累量和營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移率高于W5處理，與W2、W4處理無顯著差異。表明W4處理有利于濟(jì)麥22、泰山23，

16、W3處理有利于洲元9369開花后植株氮素積累和向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)。
　　 4、土壤水分對不同小麥品種旗葉相對含水量和水勢的影響
　　 2009～2010生長季，花后30d旗葉相對含水量和水勢，濟(jì)麥22和泰山23的W4處理高于W0、W1、W2處理，低于W5處理；洲元9369的W3、W4和W5處理無顯著差異，高于W0、W1、W2處理。表明濟(jì)麥22和泰山23的W4處理，洲元9369的W3、W4處理灌漿后期旗葉相對含水量和水勢較高，有利

17、于灌漿后期保持較高旗葉凈光合速率。
　　 5、土壤水分對不同小麥品種旗葉衰老特性和根系活力的影響
　　 5.1.旗葉衰老特性
　　 2010～2011生長季，各品種W4’處理旗葉超氧物歧化酶(SOD)活性高于W0、W1處理，花后32d低于W5處理；花后28d和32d旗葉丙二醛含量與W3處理無差異，顯著低于W0’、W1’、W2’處理，高于W5’處理。表明各品種W4’處理旗葉SOD活性較高，旗葉膜質(zhì)過氧化水平較低，質(zhì)

18、膜受損程度低，有利于延緩旗葉衰老，灌漿期保持較高光合速率。
　　 5.2.根系活力
　　 2009～2010生長季，濟(jì)麥22和泰山23W4處理開花期根系活力高于W0、W1、W2、W3處理，灌漿期根系活力顯著高于其他處理；洲元9369W3處理灌漿期根系活力與W4、W5處理無顯著差異，顯著高于W0、W1、W2處理。表明W4處理有利于濟(jì)麥22和泰山23，W3、W4處理有利于洲元9369灌漿中后期對水分和養(yǎng)分的吸收利用。

19、　　 2010～2011生長季，濟(jì)麥22和濟(jì)麥20W4’處理開花期和灌漿期根系活力顯著高于W0’、W1’、W2’、W3’處理；泰山23開花期與W2’、W3’處理無差異，灌漿期顯著高于W3’、W5’處理；洲元9369開花期高于W0’、W1’、W2’、W3’處理，灌漿期與W3’、W5’處理無顯著差異，均高于W0’、W1’、W2’處理。表明各品種W4’處理開花期和灌漿期根系活力較高，利于小麥在灌漿期對水分和養(yǎng)分的吸收利用。
　　 6

20、、土壤水分對不同小麥品種籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益的影響
　　 6.1.土壤水分對小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益的影響
　　 2009～2010生長季，濟(jì)麥22和泰山23W4處理籽粒產(chǎn)量最高，水分利用效率與W2、W3、W5處理無差異，高于W0、W1處理；灌溉效益與W2處理無顯著差異，高于W3和W5處理。洲元9369W3處理籽粒產(chǎn)量和水分利用效率與W4處理無顯著差異，均高于W0、W1、W2處理，灌溉效益顯著高于

21、W4處理。表明本試驗(yàn)條件下，W4處理是濟(jì)麥22和泰山23，W3處理是洲元9369分別獲得高產(chǎn)高效的最優(yōu)處理。
　　 2010～2011生長季，各品種W4’處理籽粒產(chǎn)量和水分利用效率最高，灌溉效益顯著高于W3’、W5’處理，是各小麥品種獲得高產(chǎn)高效的最優(yōu)處理。
　　 6.2.不同小麥品種籽粒產(chǎn)量和水分利用效率的差異
　　 2009～2010生長季，濟(jì)麥22各處理的籽粒產(chǎn)量和W0、W1、W4處理的水分利用效率顯著高于

22、泰山23和洲元9369，泰山23W2、W3、W4、W5處理的籽粒產(chǎn)量和水分利用效率高于洲元9369。2010～2011生長季，濟(jì)麥22各處理的籽粒產(chǎn)量和水分利用效率均最高，濟(jì)麥20和泰山23次之，洲元9369最低。
　　 濟(jì)麥22籽粒產(chǎn)量最高、水分利用效率較高，是本試驗(yàn)條件下高產(chǎn)高水分利用效率品種；泰山23和濟(jì)麥20籽粒產(chǎn)量和水分利用效率較高，是本試驗(yàn)條件下高產(chǎn)較高水分利用效率品種；洲元9369籽粒產(chǎn)量和水分利用效率較低，是本試

23、驗(yàn)條件下較低產(chǎn)低水分利用效率品種。
　　 7、土壤水分對不同小麥品種籽粒品質(zhì)的影響
　　 2009～2010生長季，各品種W3處理籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間高于W4、W5處理，蛋白質(zhì)產(chǎn)量高于W0、W1處理，是各品種品質(zhì)較優(yōu)處理。2010～2011生長季，濟(jì)麥22W3’、W4’處理和泰山23W3’、W5’處理濕面筋含量較高，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間最長，品質(zhì)較優(yōu)；濟(jì)麥20W2’、W4’處理和洲元9369W2’、W3’處理

24、濕面筋含量最高，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間最長，品質(zhì)最優(yōu)。
　　 綜合籽粒產(chǎn)量、水分利用效率、灌溉效益和品質(zhì)，2009～2010生長季，拔節(jié)期和開花期0～140cm土層土壤相對含水量分別補(bǔ)灌至75％、65％的W4處理是濟(jì)麥22和泰山23高產(chǎn)高效的處理，分別補(bǔ)灌至70％、65％的W3處理為洲元9369高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效處理。2010～2011生長季，拔節(jié)期和開花期0～140cm土層土壤相對含水量均補(bǔ)灌至75％的W4’處理是濟(jì)麥22、泰山23和洲元93