種植密度和土壤水分對小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響及其生理基礎(chǔ).pdf

1、以中穗型小麥濟(jì)麥22和大穗型小麥山農(nóng)8355為材料，于2008～2009和2009～2010年兩個生長季在山東省兗州市小孟鎮(zhèn)史王村大田進(jìn)行試驗。2008～2009生長季，每個品種設(shè)兩種密度：150株·m?2(M1)和225株·m?2(M2)，每個密度下設(shè)置5個土壤水分處理，依0～140 cm土層平均土壤相對含水量計算土壤水分含量：不灌水(W0)、拔節(jié)期70％+開花期70％(W1)、拔節(jié)后7 d 70％+開花后7d 70％(W2)、拔節(jié)期

2、75％+開花期75％(W3)、拔節(jié)后7 d 75％+開花后7 d 75％(W4)；2009～2010生長季，濟(jì)麥22和山農(nóng)8355分別選用上一年的節(jié)水高產(chǎn)密度處理，即濟(jì)麥22選用150株·m?2(M1)，山農(nóng)8355選用225株·m?2(M2)，設(shè)置7個土壤水分處理：不灌水(W'0)、拔節(jié)期80％+開花期70％(W'1)、拔節(jié)期85％+開花期75％(W'2)、拔節(jié)后7 d 80％+開花后7 d 70％(W'3)、拔節(jié)后7 d 80％+開

3、花后7 d 75％(W'4)、拔節(jié)后7 d 85％+開花后7 d 70％(W'5)、拔節(jié)后7 d 85％+開花后7 d 75％(W'6)，研究種植密度和土壤水分對小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響。
　　 ⑴種植密度和土壤水分對小麥耗水特性的影響：①種植密度對小麥耗水特性的影響。濟(jì)麥22，M1密度的總耗水量和播種至開花階段的耗水模系數(shù)低于M2，降水量和土壤耗水量占總耗水量的比例及開花至成熟期階段的耗水模系數(shù)高于M2；100～180 cm土

4、層的土壤耗水量為M2＞M1；山農(nóng)8355，M1密度的總耗水量與M2無顯著差異，土壤耗水量占總耗水量的比例及開花至成熟階段的耗水模系數(shù)高于M2；100～160 cm土層的土壤耗水量為M1＞M2。②土壤水分對小麥耗水特性的影響。W0處理的總耗水量最低，其總耗水量來源于降水量和土壤耗水量的比例最高。灌水量及其占總耗水量的比例為W2＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3，W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2；土壤耗水量及其占總耗水量W1＞W(wǎng)2，W3＞W(wǎng)4，W'1＞W(wǎng)'3

5、和W'2＞W(wǎng)'6；濟(jì)麥22，M1密度下，W2處理開花至成熟階段的耗水模系數(shù)最高，總耗水量和降水量占總耗水量的比例高于W1處理。拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理的降水量占總耗水量的比例最高，灌水量最低，W'5處理的土壤耗水量及其占總耗水量的比例最高；山農(nóng)8355，M2密度下，W2處理的降水量占總耗水量的比例高于W1處理。拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理的總耗水量和灌水量最低，降水量和土壤耗水量占總耗水量的比例最高，W'

6、3和W'4處理開花至成熟階段的耗水模系數(shù)高。
　　 ⑵種植密度和土壤水分對小麥碳代謝的影響：①種植密度對小麥碳代謝的影響。濟(jì)麥22，M1密度灌漿中后期的旗葉ΦPSII和灌漿速率高于M2，灌漿初期旗葉蔗糖含量和灌漿中后期旗葉SPS活性高于M2；M1密度開花期的干物質(zhì)積累量高于M2，成熟期的干物質(zhì)積累量在W1和W2條件下為M1＞M2，W3和W4條件下為M1與M2無顯著差異；M1密度成熟期籽粒干物質(zhì)積累量和分配比例、花后同化物輸入籽粒

7、量及其對籽粒的貢獻(xiàn)率高于M2；山農(nóng)8355，M1密度灌漿中后期的旗葉ΦPSII和灌漿速率低于M2，灌漿初期旗葉蔗糖含量和灌漿中后期旗葉SPS活性低于M2；M1密度開花前的干物質(zhì)積累量低于M2，開花期和成熟期與M2無顯著差異；W2條件下，莖鞘+葉干物質(zhì)積累量和分配比例及成熟期營養(yǎng)器官花前貯藏同化物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率為M1＞M2，成熟期籽粒干物質(zhì)分配比例及花后同化物輸入籽粒量和對籽粒的貢獻(xiàn)率為M2＞M1；②土壤水分對小麥

8、碳代謝的影響。灌漿初期的旗葉蔗糖含量為W2＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3，W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2，灌漿后期為W1＞W(wǎng)2，W3＞W(wǎng)4，W'1＞W(wǎng)'3和W'2＞W(wǎng)'6；灌漿中后期的旗葉SPS活性和灌漿速率為W2＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3，W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2；灌漿中后期的旗葉光合速率、蒸騰速率、水勢和根系活力為W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2；濟(jì)麥22，開花期和成熟期的干物質(zhì)積累量為W2＞W(wǎng)1。M1密度下，成熟期籽粒干物質(zhì)積累量和分配比例為W2

9、＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3；花后同化物輸入籽粒的量及其對籽粒的貢獻(xiàn)率為W'3＞W(wǎng)'1，W'2＞W(wǎng)'6；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理花后同化物；山農(nóng)8355，成熟期干物質(zhì)積累量為W2＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3，W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2；M2密度下，W2處理灌漿中后期的旗葉ΦPSⅡ及成熟期籽粒干物質(zhì)積累量和分配比例最高，莖鞘+葉干物質(zhì)積累量和分配比例最低，W2處理營養(yǎng)器官花前貯藏同化物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率及其對籽粒的貢獻(xiàn)率低于W1處理

10、，花后同化物輸入籽粒量及其對籽粒的貢獻(xiàn)率高于W1；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理成熟期籽粒干物質(zhì)積累量和分配比例最高，W'3和W'6處理花后同化物輸入籽粒量和對籽粒的貢獻(xiàn)率高。
　　 ⑶種植密度和土壤水分對小麥氮代謝的影響：①種植密度對小麥氮代謝的影響。濟(jì)麥22，開花前植株氮素積累量為M2＞M1；成熟期籽粒氮素積累量為M1＞M2，莖鞘+葉氮素分配比例為M2＞M1。拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水時，成熟期植株氮素的積累量

11、和營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移率為M1＞M2。M1密度成熟期60～200 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量低于M2；山農(nóng)8355，M1密度開花前植株氮素積累量低于M2；W2條件下，成熟期籽粒氮素積累量為M2＞M1。灌水條件下，種植密度對成熟期氮素向籽粒的分配比例無顯著影響；M2密度莖鞘+葉的氮素積累量低于M1。拔節(jié)期和開花期灌水下，成熟期籽粒氮素積累量為M2＞M1，開花期營養(yǎng)器官氮素積累量、成熟期營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和對籽粒的貢獻(xiàn)率為M1＞M

12、2。W4條件下，M1密度成熟期營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻(xiàn)率低于M2。M2密度成熟期100～180 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量低于M1。③土壤水分對小麥氮代謝的影響。成熟期籽粒氮素分配比例為W1＞W(wǎng)2，W3＞W(wǎng)4，W'1＞W(wǎng)'3和W'2＞W(wǎng)'6；莖鞘+葉氮素積累量和分配比例為W2＞W(wǎng)1，W4＞W(wǎng)3，W'3＞W(wǎng)'1和W'6＞W(wǎng)'2；濟(jì)麥22，M1密度下，W4處理處理成熟期植株氮素積累量最高；W2處理成熟期營養(yǎng)器官氮素積累

13、量高，營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻(xiàn)率高于W1處理；成熟期20～60 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量為W1＞W(wǎng)2；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'5處理成熟期植株和籽粒氮素積累量高，營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率高；山農(nóng)8355，M2密度下，成熟期籽粒氮素積累量為W1＞W(wǎng)2和W3＞W(wǎng)4，開花期植株氮素積累量和營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量及其對籽粒的貢獻(xiàn)率為W2＞W(wǎng)1和W4＞W(wǎng)3，成熟期植株氮素積累量為W2＞W(wǎng)1；成熟期

14、0～60 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量為W1＞W(wǎng)2，100～140 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量為W2＞W(wǎng)1；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理成熟期籽粒氮素分配比例最高，W'5處理成熟期營養(yǎng)器官氮素積累量和籽粒氮素積累量高，營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率高。
　　 ⑷種植密度和土壤水分對小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和品質(zhì)的影響：①種植密度對小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和品質(zhì)的影響。濟(jì)麥22，M1密度的籽粒產(chǎn)量與M2無顯著差異，

15、總耗水量、灌水量和土壤水消耗量及籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團(tuán)形成時間和面團(tuán)穩(wěn)定時間低于M2，水分利用效率、灌溉水利用效率、土壤水利用效率和灌溉效益及支鏈淀粉含量和支鏈淀粉/直鏈淀粉含量比例（支/直比值）高于M2；山農(nóng)8355，拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，M2密度的水分利用效率和灌溉效益高。W2條件下，面團(tuán)形成時間和面團(tuán)穩(wěn)定時間為M2＞M1，支鏈淀粉含量和支/直比值為M1＞M2。W4條件下，M2密度的蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量高于M1。②土

16、壤水分對小麥籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和品質(zhì)的影響。W0處理籽粒產(chǎn)量和總耗水量最低，水分利用效率較高，濕面筋含量、面團(tuán)形成時間和面團(tuán)穩(wěn)定時間最高。灌溉效益為W1＞W(wǎng)2，W3＞W(wǎng)4，W'1＞W(wǎng)'3和W'2＞W(wǎng)'6；濟(jì)麥22，M1密度下，W2處理籽粒產(chǎn)量較高，總耗水量較低，水分利用效率最高；W4處理籽粒蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量最高；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理的籽粒產(chǎn)量較高，水分利用效率、灌水利用效率、土壤水利用效率和灌溉效益最高，總耗水

17、量和灌水量最低，W'5處理籽粒蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量最高；灌水處理對籽粒品質(zhì)指標(biāo)的影響不一，面團(tuán)形成時間為W1＞W(wǎng)2和W3＞W(wǎng)4；山農(nóng)8355，M2密度下，W2處理籽粒產(chǎn)量較高，總耗水量低于其它灌水處理，水分利用效率高于其它灌水處理，土壤水利用效率最高，W2處理的籽粒蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量低于W1處理，面團(tuán)形成時間和面團(tuán)穩(wěn)定時間高于W1處理；拔節(jié)后7 d和花后7 d灌水下，W'3處理的籽粒產(chǎn)量、水分利用效率和灌溉效益及支鏈淀粉含量和支/直比值較高，