灌溉和雨養(yǎng)條件下高產(chǎn)小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ).pdf

1、1、推遲拔節(jié)水及其灌水量對(duì)小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響
　　 試驗(yàn)以高產(chǎn)小麥品種濟(jì)麥22為材料，于2007～2008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。小麥生育期間降水量，播種至冬前期為21.1mm，冬前至返青期為12.5mm，返青至拔節(jié)期為13.8mm，拔節(jié)至開花期為57.3mm，開花至成熟期為37.0mm。小麥生育期內(nèi)補(bǔ)灌拔節(jié)水和開花水。拔節(jié)水設(shè)2個(gè)補(bǔ)灌時(shí)期，分別為拔節(jié)期和拔節(jié)后10d，每次補(bǔ)灌設(shè)3個(gè)目標(biāo)相對(duì)含水量

2、，即灌水后0～140cm土層土壤相對(duì)含水量分別達(dá)到65％、75％、80％；各處理開花期補(bǔ)灌的目標(biāo)相對(duì)含水量均為70％。以W1(65％)、W2(75％)、W3(80％)表示拔節(jié)期灌水處理，DW1(65％)、DW2(75％)、DW3(80％)表示拔節(jié)后10d灌水處理，W0表示不灌水處理。研究推遲拔節(jié)水及其灌水量對(duì)小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響。
　　 1.1.推遲拔節(jié)水及其灌水量對(duì)小麥耗水特性的影響
　　 同一補(bǔ)灌水平下，DW

3、2和DW3處理拔節(jié)至拔節(jié)后10d日耗水量分別低于W2和W3處理，拔節(jié)后10d至開花階段日耗水量分別高于W2和W3處理，表明拔節(jié)后10d補(bǔ)灌有利于滿足小麥孕穗期對(duì)水分的需求。
　　 拔節(jié)后10d補(bǔ)灌條件下，DW2處理小麥拔節(jié)至開花階段0-120cm土層土壤貯水消耗量低于DW1處理，高于DW3處理；拔節(jié)至開花階段日耗水量、全生育期灌水量和耗水量高于DW1處理，低于DW3處理，表明在拔節(jié)水推遲10d灌溉的條件下，隨拔節(jié)水補(bǔ)灌水平提高，

4、小麥拔節(jié)至開花階段0-120cm土層土壤貯水消耗量降低，全生育期灌水量和耗水量增加。
　　 1.2.推遲拔節(jié)水及其灌水量對(duì)小麥碳氮代謝的影響
　　 同一補(bǔ)灌水平下，DW2和DW3處理開花后各個(gè)時(shí)期旗葉光合速率、花后29d最大光化學(xué)效率和實(shí)際光化學(xué)效率、花后干物質(zhì)積累量和氮素積累量分別高于W2和W3處理，營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)和氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量分別低于W2和W3處理，表明拔節(jié)后10d補(bǔ)灌有利于提高開花后旗葉光合同化能力，增加

5、開花后的干物質(zhì)和氮素積累量。
　　 拔節(jié)后10d補(bǔ)灌條件下，DW2處理開花后28d旗葉光合速率顯著高于DW1和DW3處理，花后干物質(zhì)積累量高于DW1處理，與DW3處理無顯著差異，花后氮素積累量高于DW3處理，表明DW2處理有利于提高小麥開花后干物質(zhì)積累量和氮素積累量。
　　 1.3.推遲拔節(jié)水及其灌水量對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)及水分利用效率的影響
　　 同一補(bǔ)灌水平下，DW2和DW3處理穗數(shù)分別低于W2和W3處理，穗粒數(shù)

6、、千粒重、籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益高于W2和W3處理，濕面筋含量、吸水率、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間與W2和W3處理無顯著差異，表明拔節(jié)水由拔節(jié)期推遲至拔節(jié)后10d灌溉有利于提高籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益，對(duì)籽粒品質(zhì)無顯著影響。
　　 拔節(jié)后10d補(bǔ)灌水平為75％的DW2處理籽粒產(chǎn)量高于DW1處理，與DW3處理無顯著差異，水分利用效率高于DW3處理，灌溉效益高于DW1和DW3處理，籽粒蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量亦較高，是本

7、試驗(yàn)條件下的最優(yōu)處理。
　　 2、耕作方式和灌溉時(shí)期對(duì)小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響
　　 試驗(yàn)以高產(chǎn)小麥品種濟(jì)麥22為材料，于2008～2009小麥生長季在山東兗州小孟鎮(zhèn)史家王子村進(jìn)行。小麥生育期間降水量，播種至冬前期為13.6mm，冬前至返青期為6.7mm，返青至拔節(jié)期為28.9mm，拔節(jié)至開花期為54.9mm，開花至成熟期為26.3mm。2007～2008生長季設(shè)置了條旋耕、深松+條旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5種耕

8、作方式處理，本試驗(yàn)在2007～2008生長季的試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)設(shè)同一處理進(jìn)行定位試驗(yàn)，但“深松+條旋耕”和“深松+旋耕”處理不再深松，研究一次深松耕作的后效。每種耕作方式下設(shè)置1個(gè)不灌水處理和3個(gè)灌溉時(shí)期處理：拔節(jié)期+開花期(W1)，拔節(jié)后10d+開花期(W2)，拔節(jié)后10d+開花后10d(W3)，不灌水處理做對(duì)照(W0)。設(shè)計(jì)灌水后0-140cm土層土壤目標(biāo)相對(duì)含水量為75％。研究耕作方式和灌溉時(shí)期對(duì)小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響。
　

9、　 2.1.耕作方式和灌溉時(shí)期對(duì)小麥耗水特性的影響
　　 灌溉時(shí)期相同的條件下，深松+條旋耕處理播種至拔節(jié)階段和拔節(jié)至開花階段耗水模系數(shù)低于其他處理，開花至成熟階段耗水量和耗水模系數(shù)高于其他處理；全生育期灌水量低于旋耕、深松+旋耕和翻耕處理，土壤貯水消耗量高于其他處理，總耗水量低于深松+旋耕處理，與翻耕處理無顯著差異；開花至成熟階段80-160cm土層土壤貯水消耗量高于其他處理，表明深松+條旋耕處理促進(jìn)了小麥對(duì)深層土壤貯水的吸

10、收，有利于提高開花至成熟階段的耗水量，減少灌水量，節(jié)約灌溉水資源。
　　 同一耕作方式條件下，與W1處理相比，僅推遲拔節(jié)水的W2處理灌水量增加，但土壤貯水消耗量及其占總耗水量的比例未降低：與推遲拔節(jié)水和開花水的W3處理相比，W2處理灌水量降低，土壤貯水消耗量增加，開花至成熟階段20-100cm土層土壤貯水消耗量高于W3處理，總耗水量與W3處理無顯著差異。
　　 2.2.耕作方式和灌溉時(shí)期對(duì)小麥碳代謝的影響
　　

11、灌溉時(shí)期相同的條件下，小麥灌漿中后期旗葉光合速率、最大光能轉(zhuǎn)換效率、磷酸蔗糖合成酶活性和開花后干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為深松+條旋耕和深松+旋耕處理顯著高于其他處理；在W2和W3條件下，深松+條旋耕處理與深松+旋耕處理之間無顯著差異；在WO和W1條件下，深松+條旋耕處理高于深松+旋耕處理，表明深松+條旋耕處理有利于延緩小麥旗葉衰老，提高灌漿中后期光合同化能力，增加開花后干物質(zhì)積累量；條旋耕和旋耕處理灌漿中后期旗葉光合速率均較低，不利于干物質(zhì)的積

12、累。
　　 條旋耕和深松+條旋耕條件下，W2處理開花后旗葉光合速率與W1處理無顯著差異，灌漿前期高于W3處理，灌漿中后期低于W3處理；營養(yǎng)器官開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量高于W1和W3處理，開花后干物質(zhì)積累量與W1和W3處理無顯著差異。旋耕、深松+旋耕和翻耕條件下，W2處理灌漿中后期旗葉光合速率高于W1處理，低于W3處理；營養(yǎng)器官開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量低于W1處理，高于W3處理，開花后干物質(zhì)積累量高于W1處理，與W3處理無顯著差異。上

13、述結(jié)果表明，與W1處理相比，在條旋耕和深松+條旋耕條件下，僅推遲拔節(jié)水的W2處理促進(jìn)了開花前貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，在旋耕、深松+旋耕和翻耕條件下W2處理促進(jìn)了開花后干物質(zhì)積累；與推遲拔節(jié)水和開花水的W3處理相比，W2處理在不同耕作方式下均有利于開花前貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。
　　 2.3.耕作方式和灌溉時(shí)期對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益的影響
　　 灌溉時(shí)期相同的條件下，深松+條旋耕處理在W0條件下籽粒產(chǎn)量顯著

14、高于其他處理，水分利用效率高于條旋耕處理，與其他處理無顯著差異。在灌水條件下深松+條旋耕處理水分利用效率和灌溉效益顯著高于其他處理，其籽粒產(chǎn)量與深松+旋耕處理的無顯著差異，二者均高于其他處理。旋耕和條旋耕處理籽粒產(chǎn)量和水分利用效率低于其他處理。表明，深松+條旋耕有利于提高小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益，是本試驗(yàn)條件下的最優(yōu)耕作處理。
　　 同一耕作方式條件下，W2處理小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益均顯著高于W1處理；

15、水分利用效率和灌溉效益高于W3處理；條旋耕、旋耕和翻耕條件下籽粒產(chǎn)量高于W3處理，表明在不同耕作方式條件下，于拔節(jié)后10d和開花期灌溉的W2處理均有利于提高籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益，是本試驗(yàn)條件下的最優(yōu)灌溉時(shí)期處理。推遲開花水的W3處理不利于水分的高效利用。
　　 3、耕作方式和施氮量及種植密度對(duì)旱地小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響
　　 試驗(yàn)于2009～2010和2010～2011小麥生長季在山東臨淄邊河鄉(xiāng)邊河村進(jìn)

16、行，該地區(qū)為丘陵旱地，無灌溉條件。2009～2010生長季試驗(yàn)以濟(jì)麥22為材料，設(shè)置條旋耕、深松+條旋耕、旋耕和深松+旋耕4種耕作方式處理。每種耕作方式下設(shè)置3個(gè)施氮量處理：不施氮(N0)；施純氮90kghm-2(N1)；施純氮150kghm-2(N2)，磷鉀肥用量一致，氮磷鉀肥全部基施，基本苗為225株·m.-2。在深松+條旋耕且施純氮150kghm-2的條件下設(shè)置3個(gè)種植密度處理，基本苗分別為225株.m-2(D1)、300株.m-

17、2(D2)和375株.m-2(D3)。小麥生育期間降水量，播種至冬前期為579mm，冬前至返青期為37.7mm，返青至拔節(jié)期為35.6mm，拔節(jié)至開花期為7.9mm，開花至成熟期為99.7mm。2010～2011生長季試驗(yàn)以山農(nóng)16為材料，在2009～2010生長季試驗(yàn)的小區(qū)內(nèi)設(shè)同一處理進(jìn)行定位試驗(yàn)，但“深松+條旋耕”和“深松+旋耕”處理不再深松，研究耕作方式和施氮量及種植密度對(duì)旱地小麥耗水特性和產(chǎn)量形成的影響。小麥生育期間降水量，播種

18、至冬前期為5.0mm，冬前至返青期為0.0mm，返青至拔節(jié)期為20.0mm，拔節(jié)至開花期為9.5mm，開花至成熟期為71.1mm。
　　 3.1.耕作方式和施氮量及種植密度對(duì)旱地小麥耗水特性的影響
　　 基本苗為225株·m-2、同一施氮量條件下，深松+條旋耕處理播種至拔節(jié)階段0-60cm土層土壤貯水消耗量和各生育時(shí)期棵間蒸發(fā)量均低于旋耕和深松+旋耕處理，與條旋耕處理無顯著差異；拔節(jié)至開花階段和開花至成熟階段耗水量高于其

19、他處理；全生育期土壤貯水消耗量高于條旋耕和旋耕處理，在降水少的2010～2011生長季亦高于深松+旋耕處理，表明深松+條旋耕處理促進(jìn)了小麥對(duì)土壤貯水的吸收，減少了土壤水分向大氣中的擴(kuò)散，有利于抵御干旱脅迫。
　　 基本苗為225株·m-2、同一耕作方式條件下，N2處理開花至成熟階段40-200cm土層土壤貯水消耗量、階段耗水量和耗水模系數(shù)均高于N0和N1處理，小麥全生育期土壤貯水消耗量和總耗水量最高，N1處理次之，N0處理最低，

20、表明N2處理促進(jìn)了旱地小麥對(duì)土壤貯水的消耗，有利于植株生長。
　　 種植密度處理間比較，D1處理播種至拔節(jié)階段耗水量和耗水模系數(shù)顯著低于D2和D3處理，拔節(jié)至開花階段和開花至成熟階段顯著高于D2和D3處理。在全生育期降水238.9mm的2009～2010生長季，各處理間土壤貯水消耗量無顯著差異，在全生育期降水105.6mm的2010～2011生長季，D1處理顯著高于D2和D3處理，表明D1處理有利于減少旱地小麥生育前期的耗水，增

21、加生育后期的耗水，在降水少的條件下可促進(jìn)小麥對(duì)土壤貯水的吸收。
　　 3.2.耕作方式和施氮量及種植密度對(duì)旱地小麥碳氮代謝的影響
　　 基本苗為225株·m-2、同一施氮量條件下，深松+條旋耕處理灌漿中后期旗葉光合速率、最大光能轉(zhuǎn)換效率、磷酸蔗糖合成酶活性和超氧化物歧化酶活性均高于其他處理，旗葉丙二醛含量低于其他處理；開花后干物質(zhì)和氮素積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率顯著高于其他處理，表明深松+條旋耕處理有利于延緩旗葉衰老，提高

22、旱地小麥灌漿中后期的光合生產(chǎn)能力，增加開花后干物質(zhì)和氮素積累量。
　　 基本苗為225株.m-2、同一耕作方式條件下，N2處理有利于提高小麥灌漿中后期旗葉超氧化物歧化酶活性，延緩旗葉衰老，旗葉灌漿中后期光合速率和開花后干物質(zhì)積累量顯著高于其他處理。隨施氮量增加，小麥各生育時(shí)期的植株氮素積累量提高，營養(yǎng)器官開花前貯藏氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和開花后氮素積累量均增加。
　　 種植密度處理間比較，D1處理灌漿中后期旗葉超氧化物歧化酶

23、活性高于D2和D3處理，丙二醛含量低于D2和D3處理；D1處理冬前期和返青期干物質(zhì)積累量低于D2和D3處理，開花后干物質(zhì)積累量和成熟期干物質(zhì)積累量顯著高于D2和D3處理，表明D1處理有利于延緩旗葉衰老，增加小麥生育后期的干物質(zhì)積累量。
　　 3.3.耕作方式和施氮量及種植密度對(duì)旱地小麥籽粒產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量和水分利用效率的影響
　　 基本苗為225株·m-2、同一施氮量條件下，深松+條旋耕處理籽粒產(chǎn)量和籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量顯

24、著高于其他處理，水分利用效率高于旋耕和深松+旋耕處理，與條旋耕處理無顯著差異，籽粒蛋白質(zhì)含量與其他處理均無顯著差異，表明深松+條旋耕處理有利于提高籽粒產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量和水分利用效率，是本試驗(yàn)條件下的最優(yōu)耕作處理。
　　 基本苗為225株·m－2、同一耕作方式條件下，N2處理籽粒產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量和籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量均最高，N1處理次之，N0處理最低；N2處理水分利用效率與N1處理無顯著差異，高于N0處理，表明在一定范圍內(nèi)增加施